JP2000307549A - 基地局装置及びピーク電力抑圧方法 - Google Patents
基地局装置及びピーク電力抑圧方法Info
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Abstract
ーク時の送信振幅を抑圧する。 【解決手段】 包絡線算出部113にて、多重後の送信
信号の振幅を計算する。計算した振幅が許容振幅値を超
えた場合、補正係数算出部114にて、補正前の振幅値
と補正後の振幅値との差分である補正係数を計算する。
乗算部115、116にて、補正係数にフィルタ係数を
乗算して補正値を計算する。減算器119、120に
て、フィルタ演算後の送信信号から補正値を減算する。
Description
電話等のセルラーシステムの基地局装置及びピーク電力
抑圧方法に関する。
携帯電話等のセルラーシステムは、各セルの中央に基地
局を設置し、基地局とセル内にある1又は複数の通信端
末とが多元接続にて同時に無線通信を行うシステムであ
る。
多元接続)方式は、送信側において、変調された情報デ
ータに対して拡散符号を乗算することにより広帯域に拡
散した信号を送信し、受信側において、送信側と同じ拡
散符号を送信側と同じタイミングで受信信号に乗算して
逆拡散を行い情報データを復調する方式である。CDM
A方式は、同一の周波数帯を各ユーザが同時に利用でき
るため、チャネル容量の増大を図ることができ、セルラ
ーシステムにおいて注目されている。
を各ユーザが同時に利用するため、基地局は複数の信号
を多重して送信することとなり、ピーク時の送信振幅が
平均振幅に比べて非常に高くなってしまう問題がある。
ピーク時にも送信信号を歪ませないためには、動作線形
領域が大きい増幅器を使用しなければならず、高電位の
電源を必要とし、装置の大型化を招く。
ピーク時の送信振幅を抑圧する方法が検討されている。
従来のピーク時の送信振幅を抑圧できる基地局として、
特開平10−126309号公報に記載されているもの
がある。
ク図である。なお、以下の説明では、一次変調にQPS
K変調を用いた場合を例として説明する。また、基地局
は、現在、3ユーザ(A〜C)と無線通信を行っている
ものとする。
けて送信する送信信号Aに対してQPSK変調を行い、
変調後の信号の同相成分及び直交成分を拡散部4に出力
する。同様に、変調部2は、ユーザBに向けて送信する
送信信号Bに対してQPSK変調を行い、変調後の信号
の同相成分及び直交成分を拡散部5に出力する。変調部
3は、ユーザCに向けて送信する送信信号Cに対してQ
PSK変調を行い、変調後の信号の同相成分及び直交成
分を拡散部6に出力する。
Aに対して固有の拡散符号を乗算する拡散処理を行い、
拡散後の信号を多重部7に出力する。同様に、拡散部5
は、QPSK変調された送信信号Bに対して固有の拡散
符号を乗算する拡散処理を行い、拡散後の信号を多重部
7に出力する。拡散部6は、QPSK変調された送信信
号Cに対して固有の拡散符号を乗算する拡散処理を行
い、拡散後の信号を多重部7に出力する。
拡散信号を同相成分と直交成分に分けて各々加算し、同
相成分の信号を補間部8及び遅延部13に出力し、直交
成分の信号を補間部9及び遅延部14に出力する。
レートをM(Mは自然数)倍に上げ、信号が無いサンプ
リング点に零を挿入する零内挿補間を行う。
補間後の信号に対し、フィルタ係数メモリ12に予め設
定されたフィルタ係数を用いて帯域制限をかけ、帯域制
限後の信号を振幅制御部13に出力する。同様に、フィ
ルタ11は、補間部9から出力された補間後の信号に対
し、フィルタ係数メモリ12に予め設定されたフィルタ
係数を用いて帯域制限をかけ、帯域制限後の信号を振幅
制御部14に出力する。
制限された信号の振幅値を測定し、測定値が予め設定さ
れた許容振幅値より大きい場合、減衰部17における送
信信号の同相成分の減衰量を制御する。同様に、振幅制
御部14は、フィルタ11にて帯域制限された信号の振
幅値を測定し、測定値が予め設定された許容振幅値より
大きい場合、減衰部18における送信信号の直交成分の
減衰量を制御する。
び振幅制御部13にて行われる一連の減衰量演算処理の
所要時間と等しい時間だけ、多重部7から出力された同
相成分の信号を遅延させて減衰部17に出力する。同様
に、遅延部16は、補間部9、フィルタ11及び振幅制
御部14にて行われる一連の減衰量演算処理の所要時間
と等しい時間だけ、多重部7から出力された直交成分の
信号を遅延させて減衰部18に出力する。
づいて送信信号の同相成分の振幅を減衰する。同様に、
減衰部18は、振幅制御部14の制御に基づいて送信信
号の直交成分の振幅を減衰する。
ングレートをM(Mは自然数)倍に上げ、信号が無いサ
ンプリング点に零を挿入する零内挿補間を行う。
た補間後の信号に対し、フィルタ係数メモリ12に予め
設定されたフィルタ係数を用いて帯域制限をかけ、帯域
制限後の信号をD/A変換部23に出力する。同様に、
フィルタ22は、補間部20から出力された補間後の信
号に対し、フィルタ係数メモリ12に予め設定されたフ
ィルタ係数を用いて帯域制限をかけ、帯域制限後の信号
をD/A変換部24に出力する。
力されたディジタルの同相成分の送信信号をアナログ信
号に変換する。同様に、D/A変換部24は、フィルタ
22から出力されたディジタルの直交成分の送信信号を
アナログ信号に変換する。
算にて帯域制限された信号の振幅値を測定し、測定値が
予め設定された許容振幅値より大きい場合、送信信号の
減衰量を制御することにより、ピーク時の送信振幅を抑
圧している。
は、通過周波数域において劣化をなくし、かつ、阻止域
において非常に大きな抑圧特性を得るために長いタップ
長を必要とする。上記従来の基地局は、1成分あたりフ
ィルタ演算回路を2個必要とし、例えば、QPSK変調
の場合、フィルタ演算回路を4個必要とする。
の送信振幅を抑圧するためにフィルタ演算回路を増加し
なければならず、回路規模が増大し、消費電力が増加し
てしまうという問題を有する。
あり、フィルタ演算回路の数を増加させず、ピーク時の
送信振幅を抑圧することができる基地局装置及びピーク
電力抑圧方法を提供することを目的とする。
号の振幅が許容振幅値を超えた場合に補正係数を算出
し、フィルタ演算後の送信信号から、補正係数にフィル
タ係数を乗算した補正値を減算することである。
装置は、多重送信信号の帯域制限を行うフィルタリング
手段と、帯域制限後の信号の包絡線を算出する包絡線算
出手段と、包絡線が許容値を超えた場合、前記帯域制限
後の信号に対してフィルタの周波数特性を満足させつつ
過度の包絡線を抑圧する補正を行う補正手段とを具備す
る構成を採る。
局装置において、補正手段は、補正前の振幅値と補正後
の振幅値との差分である補正係数を成分毎に算出し、前
記各成分の補正係数にフィルタ係数を乗算して補正値を
算出し、帯域制限後の信号から前記補正値を減算する構
成を採る。
局装置において、補正手段は、補間された信号を補正す
る場合、補正対象信号が補間された前後の入力信号の中
で包絡線が大きいものの補正値を算出し、帯域制限後の
補正対象信号から前記補正値を減算する構成を採る。
を抑圧することができるので、動作線形領域が小さい増
幅器にて信号を歪ませずに送信でき、装置の小型化を図
ることができる。さらに、フィルタ演算回路の数を増加
させないので、回路規模を増大させる必要がなく、ま
た、消費電力の低減を図ることができる。
局装置において、補正手段は、補正対象の補間信号の前
後に入力された信号の包絡線の差が閾値より小さい場
合、前記各入力信号の補正値をそれぞれ算出して平均化
し、帯域制限後の補正対象信号から前記補正値の平均値
を減算する構成を採る。
精度良くピーク時の送信振幅を抑圧することができる。
は、第1から第4のいずれかの態様の基地局装置と無線
通信を行う構成を採る。
方法は、多重送信信号の帯域制限を行い、帯域制限後の
信号の包絡線が許容値を超えた場合、前記帯域制限後の
信号に対してフィルタの周波数特性を満足させつつ過度
の包絡線を抑圧する補正を行う方法を採る。
図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で
は、一次変調にQPSK変調を用いた場合を例として説
明する。また、基地局は、現在、3ユーザ(A〜C)と
無線通信を行っているものとする。
形態1に係る基地局の構成を示すブロック図である。
に向けて送信する送信信号Aに対してQPSK変調を行
い、変調後の信号の同相成分及び直交成分を拡散部10
4に出力する。同様に、変調部102は、ユーザBに向
けて送信する送信信号Bに対してQPSK変調を行い、
変調後の信号の同相成分及び直交成分を拡散部105に
出力する。変調部103は、ユーザCに向けて送信する
送信信号Cに対してQPSK変調を行い、変調後の信号
の同相成分及び直交成分を拡散部106に出力する。
信号Aに対して固有の拡散符号を乗算する拡散処理を行
い、拡散後の信号を多重部107に出力する。同様に、
拡散部105は、QPSK変調された送信信号Bに対し
て固有の拡散符号を乗算する拡散処理を行い、拡散後の
信号を多重部107に出力する。拡散部106は、QP
SK変調された送信信号Cに対して固有の拡散符号を乗
算する拡散処理を行い、拡散後の信号を多重部107に
出力する。
ら出力された拡散信号を同相成分と直交成分に分けて各
々加算し、同相成分の信号を補間部108に出力し、直
交成分の信号を補間部109に出力する。
プリングレートをM(Mは自然数)倍に上げ、信号が無
いサンプリング点に零を挿入する零内挿補間を行う。例
えば、4倍にサンプリングレートを上げる場合、補間部
108、109は、元のサンプリング点の間に3個の零
を挿入する。
された補間後の信号に対し、フィルタ係数メモリ112
に予め設定されたフィルタ係数を用いて帯域制限をか
け、帯域制限後の信号を包絡線算出部113、補正係数
算出部114及び遅延部117に出力する。同様に、フ
ィルタ111は、補間部109から出力された補間後の
信号に対し、フィルタ係数メモリ112に予め設定され
たフィルタ係数を用いて帯域制限をかけ、帯域制限後の
信号を包絡線算出部113、補正係数算出部114及び
遅延部118に出力する。
ら出力された同相成分の自乗とフィルタ111から出力
された直交成分の自乗との和の平方根である送信信号の
振幅を算出して補正係数算出部114に出力する。な
お、算出された送信信号の振幅の軌跡が包絡線である。
13にて算出された送信信号の振幅と予め設定された許
容振幅値との大小比較を行い、送信信号の振幅が許容振
幅値を超えた場合、後述する補正係数を算出して乗算部
115及び乗算部116に出力する。また、補正係数算
出部114は、送信信号の振幅が許容振幅値を超えない
場合、補正係数として零を乗算部115及び乗算部11
6に出力する。
ら出力された補正係数と、フィルタ係数メモリ112に
設定されたフィルタ係数とを乗算することにより、後述
する同相成分の補正値を算出して減算部119に出力す
る。同様に、乗算部116は、補正係数算出部114か
ら出力された補正係数と、フィルタ係数メモリ112に
設定されたフィルタ係数とを乗算することにより、後述
する直交成分の補正値を算出して減算部120に出力す
る。
正係数算出部114及び乗算部115にて行われる一連
の補性処理の所要時間と等しい時間だけ、フィルタ11
0から出力された帯域制限後の信号を遅延させて減算部
119に出力する。同様に、遅延部118は、包絡線算
出部113、補正係数算出部114及び乗算部116に
て行われる一連の補性処理の所要時間と等しい時間だ
け、フィルタ111から出力された帯域制限後の信号を
遅延させて減算部120に出力する。
から、乗算部115にて算出された補正値を減算して送
信信号の振幅を低減する。同様に、減算部120は、遅
延部118の出力信号から、乗算部116にて算出され
た補正値を減算して送信信号の振幅を低減する。
出力されたディジタルの同相成分の送信信号をアナログ
信号に変換する。同様に、D/A変換部122は、減算
部120から出力されたディジタルの直交成分の送信信
号をアナログ信号に変換する。
補正係数の算出処理について、図2の信号点配置図を参
照して説明する。
+1)、…で表し、挿入される信号をy(k)、y(k+
1)、…で表す。図2は、2倍のオーバーサンプリング
のフィルタを例として示しているので、各入力信号の間
に挿入される信号は1つである。そして、入力信号dと
挿入される信号yとを合わせたものがフィルタ出力とな
り、実線で示されたフィルタ出力を結ぶ軌跡は補正前の
包絡線となる。
(n+2)との間のy(k+1)において、半径rで表され
た許容振幅値を超えている。従って、基地局は、y(k
+1)がy'(k+1)になるように入力信号dの補正を行
う。
前後の入力信号d(n+1)、d(n+2)の振幅値を調
べ、振幅値が大きい方を補正対象として選択する。これ
は、振幅値が大きい入力信号を補正した方が、フィルタ
出力の包絡線を効果的に修正できるからである。従っ
て、補正係数算出部114は入力信号d(n+1)を補正
対象として選択する。
が許容振幅値を超えないように、選択した入力信号d
(n+1)をd'(n+1)に補正するため、以下に示す手
順により補正係数を計算する。
(k+1)の直交成分をyq(k+1)とするとy(k+1)
の包絡線ye(k+1)は、以下に示す式(1)となる。
1)を包絡線算出部113から、d(n+1)の同相成分
di(n+1)をフィルタ110から、d(n+1)の直交
成分d q(n+1)をフィルタ111からそれぞれ入力
し、d'(n+1)の同相成分di'(n+1)を以下の式
(2)で計算し、d'(n+1)の直交成分dq'(n+1)
を以下の式(3)で計算する。
分であるから、補正係数算出部114は、d'(n+1)
の同相成分の補正係数δi(n+1)を以下の式(4)で
計算し、d'(n+1)の直交成分の補正係数δq(n+1)
を以下の式(5)で計算する。
に出力し、δq(n+1)を乗算部116に出力する。な
お、補正後の包絡線は、図2において破線で示される。
われる補正値の算出処理について説明する。
115は、以下の式(6)に示すように、補正係数算出
部114から入力したδi(n+1)に、フィルタ係数メ
モリ112に設定された各フィルタ係数h(j)(jは整
数であり、0≦j≦J)を乗算してΣ演算することによ
り、同相成分の補正値Δi(k+1)を計算する。同様
に、乗算部116は、以下の式(7)に示すように、補
正係数算出部114から入力したδq(n+1)に、フィ
ルタ係数メモリ112に設定された各フィルタ係数h
(j)を乗算してΣ演算することにより、同相成分の補正
値Δq(k+1)を計算する。
る。また、乗算部116は、Δi(k+1)を減算部12
0に出力する。
て、それぞれフィルタ出力から補正値を減算することに
より、y(k+1)がy'(k+1)に補正される。
の流れについて説明する。各ユーザに対する送信信号
は、変調部101〜103にてそれぞれ変調され、拡散
部104〜106にてそれぞれ拡散処理された後、多重
部107にて多重される。
108にて信号がない部分に零が挿入され、フィルタ1
10にてフィルタ係数に基づき帯域制限される。同様
に、多重された送信信号の直交成分は、補間部109に
て信号がない部分に零が挿入され、フィルタ111にて
フィルタ係数に基づき帯域制限される
タ110及びフィルタ111の出力から包絡線が算出さ
れ、補正係数算出部114にて、包絡線と許容振幅値と
の大小関係により、補正が必要か否かが判断される。
要と判断された場合、補正係数算出部114にて、入力
信号と振幅を抑圧した後の信号との差分である補正係数
が算出され、乗算器115及び乗算器116にて、補正
係数にフィルタ係数が乗算されて補正値が算出される。
号の同相成分は、遅延部117を通過して遅延した後、
減算部119にて乗算器115から出力された補正値を
減算されることにより補正される。同様に、フィルタ1
11にて帯域制限された送信信号の直交成分は、遅延部
118を通過して遅延した後、減算部120にて乗算器
116から出力された補正値を減算されることにより補
正される。
は、D/A変換部120及びD/A変換部121にて、
それぞれアナログ信号に変換される。
を超えた場合に補正係数を算出し、フィルタ演算後の送
信信号から、補正係数にフィルタ係数を乗算した補正値
を減算することにより、フィルタ演算回路の数を増加さ
せずにピーク時の送信振幅を抑圧することができる。
形態2に係る基地局の構成を示すブロック図である。な
お、図3において、図1と同様の構成については、図1
と同一の符号を付して説明を省略する。図3に示す基地
局は、図1に示す基地局に対して、乗算部201、20
2及び平均化部203、204を追加した構成を採る。
13にて算出された送信信号の振幅が許容振幅値を超え
た場合、その時刻の前後の送信信号における振幅の差分
を計算し、差分の絶対値と予め設定された閾値との大小
比較を行い、差分の絶対値が閾値を超えない場合、各送
信信号に対する補正係数を計算し、同相成分の補正係数
を乗算部115と乗算部201に出力し、直交成分の補
正係数を乗算部116と乗算部202に出力する。
の振幅が許容振幅値を超えない場合、あるいは、差分の
絶対値が閾値を超える場合には、実施の形態1と同様
に、補正係数を乗算部115及び乗算部116に出力す
る。
ら出力された補正係数と、フィルタ係数メモリ112に
設定されたフィルタ係数とを乗算することにより、同相
成分の補正値を算出する。同様に、乗算部202は、補
正係数算出部114から出力された補正係数と、フィル
タ係数メモリ112に設定されたフィルタ係数とを乗算
することにより、直交成分の補正値を算出する。
は、算出した同相成分の補正値を平均化部203に出力
する。また、乗算部116及び乗算部202は、算出し
た直交成分の補正値を平均化部204に出力する。
部201から入力した同相成分の補正値を平均化して減
算部119に出力する。同様に、平均化部204は、乗
算部116及び乗算部202から入力した直交成分の補
正値を平均化して減算部120に出力する。
の前後の送信信号における振幅の差が小さい場合に、各
送信信号について補正係数を計算し、計算した補正係数
に基づいてピーク時の送信振幅を抑圧することにより、
実施の形態1より精度良くピーク時の送信振幅を抑圧す
ることができる。
置及びピーク電力抑圧方法によれば、ピーク時の送信振
幅を抑圧することができるので、動作線形領域が小さい
増幅器にて信号を歪ませずに送信でき、装置の小型化を
図ることができる。さらに、フィルタ演算回路の数を増
加させないので、回路規模を増大させる必要がなく、ま
た、消費電力の低減を図ることができる。
すブロック図
理を説明するための信号点配置図
すブロック図
Claims (6)
- 【請求項1】 多重送信信号の帯域制限を行うフィルタ
リング手段と、帯域制限後の信号の包絡線を算出する包
絡線算出手段と、包絡線が許容値を超えた場合、前記帯
域制限後の信号に対してフィルタの周波数特性を満足さ
せつつ過度の包絡線を抑圧する補正を行う補正手段とを
具備することを特徴とする基地局装置。 - 【請求項2】 補正手段は、補正前の振幅値と補正後の
振幅値との差分である補正係数を成分毎に算出し、前記
各成分の補正係数にフィルタ係数を乗算して補正値を算
出し、帯域制限後の信号から前記補正値を減算すること
を特徴とする請求項1記載の基地局装置。 - 【請求項3】 補正手段は、補間された信号を補正する
場合、補正対象信号が補間された前後の入力信号の中で
包絡線が大きいものの補正値を算出し、帯域制限後の補
正対象信号から前記補正値を減算することを特徴とする
請求項2記載の基地局装置。 - 【請求項4】 補正手段は、補正対象の補間信号の前後
に入力された信号の包絡線の差が閾値より小さい場合、
前記各入力信号の補正値をそれぞれ算出して平均化し、
帯域制限後の補正対象信号から前記補正値の平均値を減
算することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4いずれかに記載の
基地局装置と無線通信を行うことを特徴とする通信端末
装置。 - 【請求項6】 多重送信信号の帯域制限を行い、帯域制
限後の信号の包絡線が許容値を超えた場合、前記帯域制
限後の信号に対してフィルタの周波数特性を満足させつ
つ過度の包絡線を抑圧する補正を行うことを特徴とする
ピーク電力抑圧方法。
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