JP2004135087A - ピーク電力抑圧方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチキャリア変調方式において、しきい値を超えるピーク電力を確実に抑圧でき、不要周波数の輻射もないピーク電力抑圧方法を提供する。
【解決手段】送信に使用するＮ本の搬送波を、同一振幅、位相を０にして、逆フーリエ変換回路３に入力して基本関数ｆ（ｉ）を得ておく。逆フーリエ変換回路３によって得られた直交振幅信号Ｉ，Ｑのピーク電力のしきい値Ｐｔｈを超える分δＩｎ，δＱｎを求める（Ｓ４）。直交振幅信号Ｉ，Ｑのピーク位置に合わせるように基本関数ｆ（ｉ）をシフトさせた波形ｆ（ｉ−ｎ）を、前記δＩｎ，δＱｎに掛け算し（Ｓ６）、直交振幅信号Ｉ，Ｑから減算する（４ａ，４ｂ）。
【選択図】 図２
【解決手段】送信に使用するＮ本の搬送波を、同一振幅、位相を０にして、逆フーリエ変換回路３に入力して基本関数ｆ（ｉ）を得ておく。逆フーリエ変換回路３によって得られた直交振幅信号Ｉ，Ｑのピーク電力のしきい値Ｐｔｈを超える分δＩｎ，δＱｎを求める（Ｓ４）。直交振幅信号Ｉ，Ｑのピーク位置に合わせるように基本関数ｆ（ｉ）をシフトさせた波形ｆ（ｉ−ｎ）を、前記δＩｎ，δＱｎに掛け算し（Ｓ６）、直交振幅信号Ｉ，Ｑから減算する（４ａ，４ｂ）。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の搬送波を使って信号を変調する方式における、ピーク電力抑圧方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高度な無線通信を実現する手段として、複数の搬送波を使って信号を変調する方式（例えばＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ）が有望視されている。この方式は、伝送遅延に強いという特徴があり、さまざまな分野で応用が進んでいる。
しかし、この方式では、搬送波の位相が重なり合って大きなピーク電力を持つ信号になることがあり、時間軸上の波形の平均電力と最大瞬時電力（ピーク電力）との比が大きくなる。このため、パワーアンプとしてダイナミックレンジの広いものが要求され、電力効率が悪い。
【０００３】
【非特許文献１】澤海千恵美他「プリコーダを用いたＯＦＤＭのダイナミックレンジ軽減方式」信学技報ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ ＯＦ ＩＥＩＣＥ． ＩＴ９７−１０６， ＩＳＥＣ９７−１０６， ＳＳＴ−９７−１３３， ｐｐ１２１−１２６ （１９９８−０３）
【非特許文献２】仁科崇郎他「非線形増幅によるＭＣ−ＣＤＭＡの特性と改善に関する検討」信学技報ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ ＯＦ ＩＥＩＣＥ． ＳＳＴ２００１−２１， ＳＡＴ２００１−２５， ｐｐ２９−３４ （２００１−０６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このピーク電力を抑圧するために、ピーク電力をカットする処理が考えられている。この処理を、図８を用いて解説する。
図８は、ＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。複数の搬送波ｆ１，ｆ２，．．．，ｆＮは、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）３によって、時間軸上の互いに直交する直交振幅信号Ｉ，Ｑに変換される。
【０００５】
演算回路２１において、これらの直交振幅信号Ｉ，Ｑの電力Ｐを演算（Ｐ＝Ｉ２＋Ｑ２）で求め、電力Ｐがしきい値Ｐｔｈを超えていれば、超えた分を非線形処理回路２２ａ，２２ｂにおいて切断（クリッピング）する。
具体的には、Ｐ＜Ｐｔｈであれば、増幅倍率を１のままとし、Ｐ＞Ｐｔｈであれば、増幅倍率を√（Ｐｔｈ／Ｐ）とする。この非線形処理は、直交振幅信号Ｉ，Ｑの電力Ｐをしきい値Ｐｔｈにすることが目的であり、Ｉ，Ｑの方向は変化しないようにするものである。
【０００６】
しかし、非線形処理のため、出力信号には、通信に使用する周波数帯域以外に、不要な周波数成分が含まれてしまう。このため、この不要周波数成分をカットするための低域フィルタ２３ａ，２３ｂを後付けする必要がある。
この低域フィルタ２３ａ，２３ｂの作用により、切断したピークが再現してしまい、もともとのピーク電力は軽減できるものの、目的としたピーク電力に設定することはできなくなる。
【０００７】
また、大きくピークを切断した場合には、周波数帯域の中央の搬送波ほど、早く劣化してしまい、通信品質が低下するという問題もある。
そこで、本発明は、しきい値を超えるピーク電力を確実に抑圧でき、不要周波数の輻射もないピーク電力抑圧方法及び装置を実現することを目的とする。
さらに本発明は、しきい値を超えるピーク電力が複数ある場合に、これらを同時に抑圧できるピーク電力抑圧方法及び装置を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のピーク電力抑圧方法は、ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出し、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を用いて、前記ピーク電力のしきい値を超える分に、前記基本関数波形を掛け算したものを、前記信号から減算することにより、信号のピーク電力を抑圧する方法である（請求項１）。
【０００９】
本発明のピーク電力抑圧装置は、ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出する検出部と、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を取得する波形取得部と、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分に、前記波形取得部から取得した基本関数波形を掛け算した値を生成する抑圧信号生成部と、抑圧信号生成部により生成された値を、前記信号から減算する減算部とを備える（請求項４）。
【００１０】
この方法又は装置によれば、基本関数波形として、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持つ波形を採用し、この波形を減算に用いて、信号のピーク電力をしきい値に達するまで抑圧する。したがって、不要周波数成分を発生することなく、ピーク電力を確実にしきい値まで抑圧することができる。
本発明において、検出されたピーク電力のしきい値を超える分の中から特定の基準で、抑圧したいピークを選択し、この選択されたピークに対して、ピーク電力のしきい値を超える分を検出することとしてもよい（請求項５）。全てのピークについて処理を行うと、処理時間がかかる、ソフト又はハードの回路規模が複雑になるという難点があるからである。
【００１１】
抑圧したいピークが複数ある場合は、全てのピークの電力をしきい値まで抑圧することが目標であるが、実際には困難なので、次のような近似手法（１）〜（３）を採用して、信号のピーク電力が極力しきい値に近くなるようにすることができる。
方法（１）：抑圧したいピークの数が複数あり、それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、前記ピーク電力のしきい値を超える分に、前記基本関数波形を掛け算したものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和した値を前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する。この方法は、打ち消すピークの数が少ない場合、ピークを正確に打ち消すことができ、計算負荷が小さい。
【００１２】
方法（２）：抑圧したいピークの数が複数あり、それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、前記基本関数波形に係数を掛けたものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和が、各ピーク位置において、前記ピーク電力のしきい値を超える分に一致するように、係数を求め、前記基本関数波形に前記求められた係数を掛け、抑圧したいピークの数だけ総和したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する（請求項２）。この方法では、打ち消すピークの数が多い場合でも、ピークを正確に打ち消すことができる。
【００１３】
方法（３）：抑圧したいピークの数が複数あり、それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、前記基本関数波形に係数を掛けたものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和が、信号の全ての位置において、前記ピーク電力のしきい値を超える分に一致するように、統計的手法で係数を求め、 前記基本関数波形に前記係数を掛け、抑圧したいピークの数だけ総和したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する（請求項３）。この方法では、ピーク以外の位置において、本来の信号波形を乱さないで、ピークを打ち消すことができる。前記係数を求めるのに、最小二乗方を用いてもよい。
【００１４】
ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形ｆ（ｉ−ｎ）を取得するのに、所定の位置でピークを持つ基本関数波形ｆ（ｉ）を記憶し、この記憶した基本関数波形ｆ（ｉ）をシフトさせてもよい（請求項６）。
前記基本関数波形ｆ（ｉ）は、送信に使用する複数の搬送波を、同一振幅、かつ位相を０にして、逆フーリエ変換して得られる直交振幅信号の実部Ｉの波形から取得してもよい（請求項７）。
【００１５】
本発明において、ピーク電力抑圧の対象とする信号を、逆フーリエ変換回路のビットリバース前の位置から取得することが好ましい（請求項８）。ビットリバース処理時間の間に、ピーク電力抑圧信号を生成するのに要する演算時間を確保することができるからである。
本発明のピーク電力抑圧装置は、ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出する検出部と、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分を、搬送波の周波数帯域に含まれる帯域を持つフィルタに通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ抑圧信号を生成する抑圧信号生成部と、抑圧信号生成部により生成された値を、前記信号から減算する減算部とを備えるものである（請求項９）。
【００１６】
この構成であれば、基本関数波形を用いなくても、フィルタを使ってピーク電力抑圧信号を作ることができる。
前記抑圧信号生成部は、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分を、搬送波の周波数帯域に含まれる帯域を持つフーリエ変換回路と逆フーリエ変換回路に通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ抑圧信号を生成するものであってもよい（請求項１０）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されるＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
入力される信号列は、Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル）変換回路１で複数の信号列に変換され、マッピング回路２で、所定振幅と所定位相の組み合わせからなる搬送波信号ｆ１，ｆ２，．．．，ｆＮに変換される。搬送波の数をＮとする。
【００１８】
複数の搬送波信号ｆ１，ｆ２，．．．，ｆＮは、逆フーリエ変換回路３によって、時間軸上の互いに直交する直交振幅信号Ｉ，Ｑに変換される。
直交振幅信号Ｉ，Ｑは、Ｄ／Ａ変換回路５ａ，５ｂによってアナログ信号に変換され、増幅、周波数変換を行うアナログ回路６によって無線周波数信号となって、アンテナに給電され、放射される。
一方、直交振幅信号Ｉ，Ｑは、本発明のピーク電力抑圧装置７によって処理され、ここでもともとの直交振幅信号Ｉ，Ｑを減算するための抑圧信号が得られる。
【００１９】
このピーク電力抑圧装置７の機能を、図２を用いて説明する。 なお、この機能の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、ＯＦＤＭ送信装置に設けられたコンピュータ（図示せず）が実行することにより実現される。
図２において、逆フーリエ変換回路３から出力される直交振幅信号Ｉ，Ｑを、それぞれ、入力される信号列の伝送速度と同じ速度で読み出す。読み出されたデータ列を添え字ｉで表す。ｉは、１から搬送波数Ｎまでの値を周期的にとる。
【００２０】
コンピュータは、各ｉについて、次の式により、瞬時電力Ｐｉを算出する（ステップＳ１）。
Ｐｉ＝Ｉｉ２＋Ｑｉ２
この瞬時電力Ｐｉの算出方法を図３に示す。図３（ａ）は直交振幅信号Ｉの波形を表し、図３（ｂ）は直交振幅信号Ｑの波形を表す。図３（ｃ）は、瞬時電力Ｐｉの波形を表す。時点ｉ＝ｊ，ｉ＝ｋにおいて、瞬時電力Ｐｉはしきい値Ｐｔｈを超えている。
【００２１】
瞬時電力Ｐｉがしきい値Ｐｔｈを超える時点の、組（ｉ，Ｐｉ，Ｉｉ，Ｑｉ）を出力する（ステップＳ２）。ピークが広く分布するときは、複数のピークとみなし、それぞれ出力する。
そのうち切断したいピーク番号を選択し、その添え字を改めて１，２，３，．．，ｍ（総称するときはｎ）と書く（ステップＳ３）。ピーク番号ｎの選択基準は任意であり、例えばしきい値Ｐｔｈを超えるピークの全てをとることにしてもよいし、大きなものから一定数を選択してもよい。消したいタイミングのピークだけを任意に選んでもよい。
【００２２】
以下、各ｎについて処理を行う。
直交振幅信号Ｉ，Ｑのしきい値からの増加分δＩｎ，δＱｎを求める（ステップＳ４）。図４は、増加分δＩｎ，δＱｎの求め方を説明するための座標図である。図４では、切断したいピークの座標を（Ｉｎ，Ｑｎ）で示し、Ｉｎ，Ｑｎと位相が同じで、しきい値Ｐｔｈに相当する長さを持つ点をＡで表している。Ａの座標は、√（Ｐｔｈ／Ｐ）（Ｉｎ，Ｑｎ）である。しきい値からの増加分δＩｎ，δＱｎは、
δＩｎ＝（１−√（Ｐｔｈ／Ｐ））Ｉｎ
δＱｎ＝（１−√（Ｐｔｈ／Ｐ））Ｑｎ
となる。
【００２３】
次に、本発明で使用する基本関数ｆ（ｉ）について説明する。この基本関数ｆ（ｉ）は、送信に使用するＮ本の搬送波を、全て振幅１／Ｎ、位相を０にして、逆フーリエ変換回路３に入力して得る。逆フーリエ変換回路３の出力には、直交振幅信号の実部Ｉだけが出現し、虚部Ｑは０になる。この実部Ｉの波形を関数ｆ（ｉ）で表す。関数ｆ（ｉ）の値は、メモリ（図示せず）に記憶しておく。
基本関数ｆ（ｉ）をグラフで表すと、図５（ａ）のようになる。ｆ（ｉ）は、ｉ＝０において値１をとり、それ以外ではほとんど０となる（Ｎが大きいほど０に近くなる）。
【００２４】
基本関数ｆ（ｉ）をｎだけシフトさせた波形ｆ（ｉ−ｎ）を、図５（ｂ）に示す。図５（ａ）のｉ＝Ｎ−ｎからｉ＝Ｎまでのデータは、図５（ｂ）に示すように、ｆ（ｉ−ｎ）のピークの手前に移動させる。これにより、データが次の周期に連続するようにしている。
図２に戻り、メモリから基本関数ｆ（ｉ）を読み出し、切断したいピーク番号ｎに対応する基本関数ｆ（ｉ−ｎ）を、シフトさせて求める（ステップＳ５）。
【００２５】
次に、シフトさせた基本関数ｆ（ｉ−ｎ）に、それぞれδＩｎ，δＱｎをかける。その結果、直交振幅信号Ｉ，Ｑの番号ｎのピークを打ち消すための信号
ｆ（ｉ−ｎ）δＩｎ，
ｆ（ｉ−ｎ）δＱｎ
が得られる（ステップＳ６）。
他にも打ち消したいピークがあるかどうか判定し、あれば、ステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す。
【００２６】
全てのｎについて処理が終われば、いままで求めた番号ｎのピークを打ち消すための信号の総和をとる（ステップＳ８，Ｓ９）。総和は、打ち消したいピーク番号ｎ＝１からｍまでにわたる。
Σｆ（ｉ−ｎ）δＩｎ，
Σｆ（ｉ−ｎ）δＱｎ
このようにして求めた総和を、もとの直交振幅信号Ｉ，Ｑから減算すれば、ピークが切断された直交振幅信号が得られる。
【００２７】
ピークを打ち消すための信号ｆ（ｉ−ｎ）δＩｎ，ｆ（ｉ−ｎ）δＱｎの周波数帯域は、基本関数ｆ（ｉ−ｎ）の周波数帯域に等しい。本発明によれば、基本関数ｆ（ｉ−ｎ）を逆フーリエ変換により得ているので、基本関数ｆ（ｉ−ｎ）の周波数帯域は、原則として、通信の周波数帯域と同じである。また、加減算回路４ａ，４ｂは線形演算を行うのみであり、不要周波数成分は発生しない。
したがって、不要周波数成分をカットするためのフィルタを使用する必要はなくなり、ピークをしきい値まできれいに切断することができる。しかも、放射する電波には、不要周波数成分が含まれないので、電波法の周波数帯域幅規制に抵触するおそれもない。
【００２８】
前記総和を求める方法では、基本関数ｆ（ｉ）は、ｉ≠０において０に近い値をとるものの、完全に０とはならない。よって、総和をとるうちにその０に近い値が合算されて無視できない値になることがある。このため、ピークを正確に打ち消すことができなくなってしまう。この誤差を避けるために、次の方法が考えられる。
ｆ（ｉ−ｎ）に係数ａｎをかけて、ｎについての和をとり、それが直交振幅信号の実部Ｉの増加分δＩｎに等しくなるように、係数ａｎを決定する。ｆ（ｉ−ｎ）に係数ｂｎをかけて、ｎについての和をとり、それが直交振幅信号の虚部Ｑの増加分δＱｎに等しくなるように、係数ｂｎを決定する。方程式で表現すれば、
Σａｎｆ（１−ｎ）＝δＩ１ （総和Σはｎが１からｍまで。以下同じ）
Σａｎｆ（２−ｎ）＝δＩ２
・・・
Σａｎｆ（ｍ−ｎ）＝δＩｍ
及び
Σｂｎｆ（１−ｎ） ＝δＱ１
Σｂｎｆ（２−ｎ） ＝δＱ２
・・・
Σｂｎｆ（ｍ−ｎ） ＝δＱｍ
となる。式の数は２ｍ個、未知数はａｎ，ｂｎあわせて２ｍ個であり、この方程式は解ける。
【００２９】
この方程式を用いれば、ピークを正しく消すことができる。しかしピーク以外の部分に誤差は残る。
そこで、ピークも打ち消し、ピーク以外の部分もできるだけ正確に再現するために、（１）Σａｎｆ（ｉ−ｎ）が、ｉ＝ １，２，．．，ｍで、それぞれ、値δＩ１，δＩ２，．．，δＩｍをとり、ｉ＝ １，２，．．，ｍ以外の部分で０をとる。（２）Σｂｎｆ（ｉ−ｎ） が、ｉ＝ １，２，．．，ｍで、それぞれ、値δＱ１，δＱ２，．．，δＱｍをとり、ｉ＝ １，２，．．，ｍ以外の部分で０をとる。という条件で、最小二乗法などの統計的手法を用いて解くとよい。
【００３０】
これにより、ピークを極力打ち消すことができ、しかもピーク以外の部分の誤差も最小にできる。
次に、直交振幅信号Ｉ，Ｑのピークを切断するための減算値、すなわち抑圧信号を求めるのに要する演算時間の検討をする。
図２において、コンピュータは、逆フーリエ変換回路３の出力端子から直交振幅信号Ｉ，Ｑを読み込み、減算値を求めている。減算値は、加減算回路４ａ，４ｂにおいて、もとの直交振幅信号Ｉ，Ｑと加減算されるが、加減算のタイミングをとるためには、もとの直交振幅信号Ｉ，Ｑを、コンピュータが減算値を求めている演算時間だけ、遅延回路８ａ，８ｂで遅延させなければならない。
【００３１】
このような遅延を避けるには、逆フーリエ変換回路３の中で時間がかかるビットリバース処理（データを出力する前に、メモリを使ってデータを並べ替える処理）以前のデータ（並べ替える前のデータ）を読み込むことが好ましい。
図６は、ＯＦＤＭ送信装置におけるＩＦＦＴ処理の流れを示す流れ図である。データのビット数を、図示の便宜上４にしている。
入力データは、Ｓ／Ｐ変換回路１でパラレルデータ列に変換され、これに対して逆フーリエ変換回路３においてＩＦＦＴ演算が行われる。ＩＦＦＴ演算結果はビットの順番が一部入れ替わっているので、逆フーリエ変換回路３は、メモリを使ってデータを並べ替えるビットリバース処理を行う。
【００３２】
そこで本発明では、ピーク抑圧データを演算するのに、並べ替える前のデータを用いて行う。並べ替える前のデータを用いても支障ない理由は、ビットリバース処理は、データによって変化せず、常に一定の処理を行うものであるため、処理前のデータであっても、信号の大きさ及びその信号が出力されるタイミングが検出できるからである。
これにより、ビットリバース後のＩＦＦＴ出力データが得られる時刻と、ピーク抑圧データが得られる時刻とを揃えることができ、処理の遅延を避けることができる。また、データをビットリバース後の位置から取得する場合に比べて、ピーク電力抑圧装置７の動作時間に余裕ができ、ピーク電力抑圧装置７の消費電力を小さくすることができる。
【００３３】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施の形態では、基本関数波形ｆ（ｉ）を記憶し、この記憶した基本関数波形ｆ（ｉ）をシフトさせて、入力される信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形ｆ（ｉ−ｎ）を取得していた。しかし、これ以外に、しきい値を超えるピーク信号を、搬送波の周波数帯域内に所定の帯域を持つフィルタに通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を取得するようにしてもよい。
【００３４】
図７は、このフィルタを含むＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。逆フーリエ変換回路３によって得られた直交振幅信号Ｉ，Ｑは、ピーク検出回路９ａ，９ｂによって、しきい値Ｐｔｈを超えるピークの部分が取り出される（ピーク信号という）。このピーク信号は、搬送波の周波数帯域とほぼ同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持つフィルタ回路（例えばＦＩＲフィルタで構成される）１０ａ，１０ｂを通され、増幅回路１１ａ，１１ｂを経て減算信号として加減算回路４ａ，４ｂに供給される。一方本来の直交振幅信号Ｉ，Ｑは、遅延回路８ａ，８ｂを通して、加算信号として加減算回路４ａ，４ｂに供給される。前記遅延回路８ａ，８ｂの遅延時間は、フィルタ処理に要する時間とする。加減算された直交振幅信号Ｉ，Ｑは、Ｄ／Ａ変換回路５ａ，５ｂに供給される。
【００３５】
この構成によれば、前記フィルタ回路１０ａ，１０ｂを通った波形は、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、この波形を減算に用いて、信号のピーク電力をしきい値に達するまで抑圧する。したがって、不要周波数成分を発生することなく、ピーク電力を確実にしきい値まで抑圧することができる。
なお、本発明は複数の搬送波を使って信号を変調する方式に適用があり、前記ＯＦＤＭ方式のみならず、第４世代携帯電話などで検討されているＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ ＣＤＭＡ）方式に対しても適用ができる。また、逆フーリエ変換回路の前後に別の変調方式が使用されている場合でも適用がある。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、しきい値を超えるピーク電力を確実に抑圧でき、不要周波数の輻射もないピーク電力抑圧方法及び装置を実現できる。
また、しきい値を超えるピーク電力が複数ある場合に、これらを同時に抑圧することができ、従来技術よりも大きなピークを削ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明のピーク電力抑圧機能の説明図である。
【図３】瞬時電力Ｐｉとしきい値Ｐｔｈとの関係を示すグラフである。
【図４】直交振幅信号Ｉ，Ｑのしきい値からの増加分δＩｎ，δＱｎを求める方法を説明するための座標図である。
【図５】（ａ）は基本関数ｆ（ｉ）の波形を示すグラフ、（ｂ）は基本関数ｆ（ｉ）をｎだけシフトさせた波形ｆ（ｉ−ｎ）を示すグラフである。
【図６】ＯＦＤＭ送信装置における処理の流れを示す流れ図である。
【図７】フィルタを含む本発明のＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
【図８】従来のＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル）変換回路
２ マッピング回路
３ 逆フーリエ変換回路
４ａ，４ｂ 加減算回路
５ａ，５ｂ Ｄ／Ａ変換回路
６ アナログ回路
７ ピーク電力抑圧装置
８ａ，８ｂ 遅延回路
９ａ，９ｂ ピーク検出回路
１０ａ，１０ｂ フィルタ回路
１１ａ，１１ｂ 増幅回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の搬送波を使って信号を変調する方式における、ピーク電力抑圧方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高度な無線通信を実現する手段として、複数の搬送波を使って信号を変調する方式（例えばＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ）が有望視されている。この方式は、伝送遅延に強いという特徴があり、さまざまな分野で応用が進んでいる。
しかし、この方式では、搬送波の位相が重なり合って大きなピーク電力を持つ信号になることがあり、時間軸上の波形の平均電力と最大瞬時電力（ピーク電力）との比が大きくなる。このため、パワーアンプとしてダイナミックレンジの広いものが要求され、電力効率が悪い。
【０００３】
【非特許文献１】澤海千恵美他「プリコーダを用いたＯＦＤＭのダイナミックレンジ軽減方式」信学技報ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ ＯＦ ＩＥＩＣＥ． ＩＴ９７−１０６， ＩＳＥＣ９７−１０６， ＳＳＴ−９７−１３３， ｐｐ１２１−１２６ （１９９８−０３）
【非特許文献２】仁科崇郎他「非線形増幅によるＭＣ−ＣＤＭＡの特性と改善に関する検討」信学技報ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ ＯＦ ＩＥＩＣＥ． ＳＳＴ２００１−２１， ＳＡＴ２００１−２５， ｐｐ２９−３４ （２００１−０６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このピーク電力を抑圧するために、ピーク電力をカットする処理が考えられている。この処理を、図８を用いて解説する。
図８は、ＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。複数の搬送波ｆ１，ｆ２，．．．，ｆＮは、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）３によって、時間軸上の互いに直交する直交振幅信号Ｉ，Ｑに変換される。
【０００５】
演算回路２１において、これらの直交振幅信号Ｉ，Ｑの電力Ｐを演算（Ｐ＝Ｉ２＋Ｑ２）で求め、電力Ｐがしきい値Ｐｔｈを超えていれば、超えた分を非線形処理回路２２ａ，２２ｂにおいて切断（クリッピング）する。
具体的には、Ｐ＜Ｐｔｈであれば、増幅倍率を１のままとし、Ｐ＞Ｐｔｈであれば、増幅倍率を√（Ｐｔｈ／Ｐ）とする。この非線形処理は、直交振幅信号Ｉ，Ｑの電力Ｐをしきい値Ｐｔｈにすることが目的であり、Ｉ，Ｑの方向は変化しないようにするものである。
【０００６】
しかし、非線形処理のため、出力信号には、通信に使用する周波数帯域以外に、不要な周波数成分が含まれてしまう。このため、この不要周波数成分をカットするための低域フィルタ２３ａ，２３ｂを後付けする必要がある。
この低域フィルタ２３ａ，２３ｂの作用により、切断したピークが再現してしまい、もともとのピーク電力は軽減できるものの、目的としたピーク電力に設定することはできなくなる。
【０００７】
また、大きくピークを切断した場合には、周波数帯域の中央の搬送波ほど、早く劣化してしまい、通信品質が低下するという問題もある。
そこで、本発明は、しきい値を超えるピーク電力を確実に抑圧でき、不要周波数の輻射もないピーク電力抑圧方法及び装置を実現することを目的とする。
さらに本発明は、しきい値を超えるピーク電力が複数ある場合に、これらを同時に抑圧できるピーク電力抑圧方法及び装置を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のピーク電力抑圧方法は、ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出し、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を用いて、前記ピーク電力のしきい値を超える分に、前記基本関数波形を掛け算したものを、前記信号から減算することにより、信号のピーク電力を抑圧する方法である（請求項１）。
【０００９】
本発明のピーク電力抑圧装置は、ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出する検出部と、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を取得する波形取得部と、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分に、前記波形取得部から取得した基本関数波形を掛け算した値を生成する抑圧信号生成部と、抑圧信号生成部により生成された値を、前記信号から減算する減算部とを備える（請求項４）。
【００１０】
この方法又は装置によれば、基本関数波形として、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持つ波形を採用し、この波形を減算に用いて、信号のピーク電力をしきい値に達するまで抑圧する。したがって、不要周波数成分を発生することなく、ピーク電力を確実にしきい値まで抑圧することができる。
本発明において、検出されたピーク電力のしきい値を超える分の中から特定の基準で、抑圧したいピークを選択し、この選択されたピークに対して、ピーク電力のしきい値を超える分を検出することとしてもよい（請求項５）。全てのピークについて処理を行うと、処理時間がかかる、ソフト又はハードの回路規模が複雑になるという難点があるからである。
【００１１】
抑圧したいピークが複数ある場合は、全てのピークの電力をしきい値まで抑圧することが目標であるが、実際には困難なので、次のような近似手法（１）〜（３）を採用して、信号のピーク電力が極力しきい値に近くなるようにすることができる。
方法（１）：抑圧したいピークの数が複数あり、それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、前記ピーク電力のしきい値を超える分に、前記基本関数波形を掛け算したものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和した値を前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する。この方法は、打ち消すピークの数が少ない場合、ピークを正確に打ち消すことができ、計算負荷が小さい。
【００１２】
方法（２）：抑圧したいピークの数が複数あり、それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、前記基本関数波形に係数を掛けたものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和が、各ピーク位置において、前記ピーク電力のしきい値を超える分に一致するように、係数を求め、前記基本関数波形に前記求められた係数を掛け、抑圧したいピークの数だけ総和したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する（請求項２）。この方法では、打ち消すピークの数が多い場合でも、ピークを正確に打ち消すことができる。
【００１３】
方法（３）：抑圧したいピークの数が複数あり、それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、前記基本関数波形に係数を掛けたものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和が、信号の全ての位置において、前記ピーク電力のしきい値を超える分に一致するように、統計的手法で係数を求め、 前記基本関数波形に前記係数を掛け、抑圧したいピークの数だけ総和したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する（請求項３）。この方法では、ピーク以外の位置において、本来の信号波形を乱さないで、ピークを打ち消すことができる。前記係数を求めるのに、最小二乗方を用いてもよい。
【００１４】
ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形ｆ（ｉ−ｎ）を取得するのに、所定の位置でピークを持つ基本関数波形ｆ（ｉ）を記憶し、この記憶した基本関数波形ｆ（ｉ）をシフトさせてもよい（請求項６）。
前記基本関数波形ｆ（ｉ）は、送信に使用する複数の搬送波を、同一振幅、かつ位相を０にして、逆フーリエ変換して得られる直交振幅信号の実部Ｉの波形から取得してもよい（請求項７）。
【００１５】
本発明において、ピーク電力抑圧の対象とする信号を、逆フーリエ変換回路のビットリバース前の位置から取得することが好ましい（請求項８）。ビットリバース処理時間の間に、ピーク電力抑圧信号を生成するのに要する演算時間を確保することができるからである。
本発明のピーク電力抑圧装置は、ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出する検出部と、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分を、搬送波の周波数帯域に含まれる帯域を持つフィルタに通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ抑圧信号を生成する抑圧信号生成部と、抑圧信号生成部により生成された値を、前記信号から減算する減算部とを備えるものである（請求項９）。
【００１６】
この構成であれば、基本関数波形を用いなくても、フィルタを使ってピーク電力抑圧信号を作ることができる。
前記抑圧信号生成部は、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分を、搬送波の周波数帯域に含まれる帯域を持つフーリエ変換回路と逆フーリエ変換回路に通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ抑圧信号を生成するものであってもよい（請求項１０）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されるＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
入力される信号列は、Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル）変換回路１で複数の信号列に変換され、マッピング回路２で、所定振幅と所定位相の組み合わせからなる搬送波信号ｆ１，ｆ２，．．．，ｆＮに変換される。搬送波の数をＮとする。
【００１８】
複数の搬送波信号ｆ１，ｆ２，．．．，ｆＮは、逆フーリエ変換回路３によって、時間軸上の互いに直交する直交振幅信号Ｉ，Ｑに変換される。
直交振幅信号Ｉ，Ｑは、Ｄ／Ａ変換回路５ａ，５ｂによってアナログ信号に変換され、増幅、周波数変換を行うアナログ回路６によって無線周波数信号となって、アンテナに給電され、放射される。
一方、直交振幅信号Ｉ，Ｑは、本発明のピーク電力抑圧装置７によって処理され、ここでもともとの直交振幅信号Ｉ，Ｑを減算するための抑圧信号が得られる。
【００１９】
このピーク電力抑圧装置７の機能を、図２を用いて説明する。 なお、この機能の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、ＯＦＤＭ送信装置に設けられたコンピュータ（図示せず）が実行することにより実現される。
図２において、逆フーリエ変換回路３から出力される直交振幅信号Ｉ，Ｑを、それぞれ、入力される信号列の伝送速度と同じ速度で読み出す。読み出されたデータ列を添え字ｉで表す。ｉは、１から搬送波数Ｎまでの値を周期的にとる。
【００２０】
コンピュータは、各ｉについて、次の式により、瞬時電力Ｐｉを算出する（ステップＳ１）。
Ｐｉ＝Ｉｉ２＋Ｑｉ２
この瞬時電力Ｐｉの算出方法を図３に示す。図３（ａ）は直交振幅信号Ｉの波形を表し、図３（ｂ）は直交振幅信号Ｑの波形を表す。図３（ｃ）は、瞬時電力Ｐｉの波形を表す。時点ｉ＝ｊ，ｉ＝ｋにおいて、瞬時電力Ｐｉはしきい値Ｐｔｈを超えている。
【００２１】
瞬時電力Ｐｉがしきい値Ｐｔｈを超える時点の、組（ｉ，Ｐｉ，Ｉｉ，Ｑｉ）を出力する（ステップＳ２）。ピークが広く分布するときは、複数のピークとみなし、それぞれ出力する。
そのうち切断したいピーク番号を選択し、その添え字を改めて１，２，３，．．，ｍ（総称するときはｎ）と書く（ステップＳ３）。ピーク番号ｎの選択基準は任意であり、例えばしきい値Ｐｔｈを超えるピークの全てをとることにしてもよいし、大きなものから一定数を選択してもよい。消したいタイミングのピークだけを任意に選んでもよい。
【００２２】
以下、各ｎについて処理を行う。
直交振幅信号Ｉ，Ｑのしきい値からの増加分δＩｎ，δＱｎを求める（ステップＳ４）。図４は、増加分δＩｎ，δＱｎの求め方を説明するための座標図である。図４では、切断したいピークの座標を（Ｉｎ，Ｑｎ）で示し、Ｉｎ，Ｑｎと位相が同じで、しきい値Ｐｔｈに相当する長さを持つ点をＡで表している。Ａの座標は、√（Ｐｔｈ／Ｐ）（Ｉｎ，Ｑｎ）である。しきい値からの増加分δＩｎ，δＱｎは、
δＩｎ＝（１−√（Ｐｔｈ／Ｐ））Ｉｎ
δＱｎ＝（１−√（Ｐｔｈ／Ｐ））Ｑｎ
となる。
【００２３】
次に、本発明で使用する基本関数ｆ（ｉ）について説明する。この基本関数ｆ（ｉ）は、送信に使用するＮ本の搬送波を、全て振幅１／Ｎ、位相を０にして、逆フーリエ変換回路３に入力して得る。逆フーリエ変換回路３の出力には、直交振幅信号の実部Ｉだけが出現し、虚部Ｑは０になる。この実部Ｉの波形を関数ｆ（ｉ）で表す。関数ｆ（ｉ）の値は、メモリ（図示せず）に記憶しておく。
基本関数ｆ（ｉ）をグラフで表すと、図５（ａ）のようになる。ｆ（ｉ）は、ｉ＝０において値１をとり、それ以外ではほとんど０となる（Ｎが大きいほど０に近くなる）。
【００２４】
基本関数ｆ（ｉ）をｎだけシフトさせた波形ｆ（ｉ−ｎ）を、図５（ｂ）に示す。図５（ａ）のｉ＝Ｎ−ｎからｉ＝Ｎまでのデータは、図５（ｂ）に示すように、ｆ（ｉ−ｎ）のピークの手前に移動させる。これにより、データが次の周期に連続するようにしている。
図２に戻り、メモリから基本関数ｆ（ｉ）を読み出し、切断したいピーク番号ｎに対応する基本関数ｆ（ｉ−ｎ）を、シフトさせて求める（ステップＳ５）。
【００２５】
次に、シフトさせた基本関数ｆ（ｉ−ｎ）に、それぞれδＩｎ，δＱｎをかける。その結果、直交振幅信号Ｉ，Ｑの番号ｎのピークを打ち消すための信号
ｆ（ｉ−ｎ）δＩｎ，
ｆ（ｉ−ｎ）δＱｎ
が得られる（ステップＳ６）。
他にも打ち消したいピークがあるかどうか判定し、あれば、ステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す。
【００２６】
全てのｎについて処理が終われば、いままで求めた番号ｎのピークを打ち消すための信号の総和をとる（ステップＳ８，Ｓ９）。総和は、打ち消したいピーク番号ｎ＝１からｍまでにわたる。
Σｆ（ｉ−ｎ）δＩｎ，
Σｆ（ｉ−ｎ）δＱｎ
このようにして求めた総和を、もとの直交振幅信号Ｉ，Ｑから減算すれば、ピークが切断された直交振幅信号が得られる。
【００２７】
ピークを打ち消すための信号ｆ（ｉ−ｎ）δＩｎ，ｆ（ｉ−ｎ）δＱｎの周波数帯域は、基本関数ｆ（ｉ−ｎ）の周波数帯域に等しい。本発明によれば、基本関数ｆ（ｉ−ｎ）を逆フーリエ変換により得ているので、基本関数ｆ（ｉ−ｎ）の周波数帯域は、原則として、通信の周波数帯域と同じである。また、加減算回路４ａ，４ｂは線形演算を行うのみであり、不要周波数成分は発生しない。
したがって、不要周波数成分をカットするためのフィルタを使用する必要はなくなり、ピークをしきい値まできれいに切断することができる。しかも、放射する電波には、不要周波数成分が含まれないので、電波法の周波数帯域幅規制に抵触するおそれもない。
【００２８】
前記総和を求める方法では、基本関数ｆ（ｉ）は、ｉ≠０において０に近い値をとるものの、完全に０とはならない。よって、総和をとるうちにその０に近い値が合算されて無視できない値になることがある。このため、ピークを正確に打ち消すことができなくなってしまう。この誤差を避けるために、次の方法が考えられる。
ｆ（ｉ−ｎ）に係数ａｎをかけて、ｎについての和をとり、それが直交振幅信号の実部Ｉの増加分δＩｎに等しくなるように、係数ａｎを決定する。ｆ（ｉ−ｎ）に係数ｂｎをかけて、ｎについての和をとり、それが直交振幅信号の虚部Ｑの増加分δＱｎに等しくなるように、係数ｂｎを決定する。方程式で表現すれば、
Σａｎｆ（１−ｎ）＝δＩ１ （総和Σはｎが１からｍまで。以下同じ）
Σａｎｆ（２−ｎ）＝δＩ２
・・・
Σａｎｆ（ｍ−ｎ）＝δＩｍ
及び
Σｂｎｆ（１−ｎ） ＝δＱ１
Σｂｎｆ（２−ｎ） ＝δＱ２
・・・
Σｂｎｆ（ｍ−ｎ） ＝δＱｍ
となる。式の数は２ｍ個、未知数はａｎ，ｂｎあわせて２ｍ個であり、この方程式は解ける。
【００２９】
この方程式を用いれば、ピークを正しく消すことができる。しかしピーク以外の部分に誤差は残る。
そこで、ピークも打ち消し、ピーク以外の部分もできるだけ正確に再現するために、（１）Σａｎｆ（ｉ−ｎ）が、ｉ＝ １，２，．．，ｍで、それぞれ、値δＩ１，δＩ２，．．，δＩｍをとり、ｉ＝ １，２，．．，ｍ以外の部分で０をとる。（２）Σｂｎｆ（ｉ−ｎ） が、ｉ＝ １，２，．．，ｍで、それぞれ、値δＱ１，δＱ２，．．，δＱｍをとり、ｉ＝ １，２，．．，ｍ以外の部分で０をとる。という条件で、最小二乗法などの統計的手法を用いて解くとよい。
【００３０】
これにより、ピークを極力打ち消すことができ、しかもピーク以外の部分の誤差も最小にできる。
次に、直交振幅信号Ｉ，Ｑのピークを切断するための減算値、すなわち抑圧信号を求めるのに要する演算時間の検討をする。
図２において、コンピュータは、逆フーリエ変換回路３の出力端子から直交振幅信号Ｉ，Ｑを読み込み、減算値を求めている。減算値は、加減算回路４ａ，４ｂにおいて、もとの直交振幅信号Ｉ，Ｑと加減算されるが、加減算のタイミングをとるためには、もとの直交振幅信号Ｉ，Ｑを、コンピュータが減算値を求めている演算時間だけ、遅延回路８ａ，８ｂで遅延させなければならない。
【００３１】
このような遅延を避けるには、逆フーリエ変換回路３の中で時間がかかるビットリバース処理（データを出力する前に、メモリを使ってデータを並べ替える処理）以前のデータ（並べ替える前のデータ）を読み込むことが好ましい。
図６は、ＯＦＤＭ送信装置におけるＩＦＦＴ処理の流れを示す流れ図である。データのビット数を、図示の便宜上４にしている。
入力データは、Ｓ／Ｐ変換回路１でパラレルデータ列に変換され、これに対して逆フーリエ変換回路３においてＩＦＦＴ演算が行われる。ＩＦＦＴ演算結果はビットの順番が一部入れ替わっているので、逆フーリエ変換回路３は、メモリを使ってデータを並べ替えるビットリバース処理を行う。
【００３２】
そこで本発明では、ピーク抑圧データを演算するのに、並べ替える前のデータを用いて行う。並べ替える前のデータを用いても支障ない理由は、ビットリバース処理は、データによって変化せず、常に一定の処理を行うものであるため、処理前のデータであっても、信号の大きさ及びその信号が出力されるタイミングが検出できるからである。
これにより、ビットリバース後のＩＦＦＴ出力データが得られる時刻と、ピーク抑圧データが得られる時刻とを揃えることができ、処理の遅延を避けることができる。また、データをビットリバース後の位置から取得する場合に比べて、ピーク電力抑圧装置７の動作時間に余裕ができ、ピーク電力抑圧装置７の消費電力を小さくすることができる。
【００３３】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施の形態では、基本関数波形ｆ（ｉ）を記憶し、この記憶した基本関数波形ｆ（ｉ）をシフトさせて、入力される信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形ｆ（ｉ−ｎ）を取得していた。しかし、これ以外に、しきい値を超えるピーク信号を、搬送波の周波数帯域内に所定の帯域を持つフィルタに通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を取得するようにしてもよい。
【００３４】
図７は、このフィルタを含むＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。逆フーリエ変換回路３によって得られた直交振幅信号Ｉ，Ｑは、ピーク検出回路９ａ，９ｂによって、しきい値Ｐｔｈを超えるピークの部分が取り出される（ピーク信号という）。このピーク信号は、搬送波の周波数帯域とほぼ同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持つフィルタ回路（例えばＦＩＲフィルタで構成される）１０ａ，１０ｂを通され、増幅回路１１ａ，１１ｂを経て減算信号として加減算回路４ａ，４ｂに供給される。一方本来の直交振幅信号Ｉ，Ｑは、遅延回路８ａ，８ｂを通して、加算信号として加減算回路４ａ，４ｂに供給される。前記遅延回路８ａ，８ｂの遅延時間は、フィルタ処理に要する時間とする。加減算された直交振幅信号Ｉ，Ｑは、Ｄ／Ａ変換回路５ａ，５ｂに供給される。
【００３５】
この構成によれば、前記フィルタ回路１０ａ，１０ｂを通った波形は、搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、この波形を減算に用いて、信号のピーク電力をしきい値に達するまで抑圧する。したがって、不要周波数成分を発生することなく、ピーク電力を確実にしきい値まで抑圧することができる。
なお、本発明は複数の搬送波を使って信号を変調する方式に適用があり、前記ＯＦＤＭ方式のみならず、第４世代携帯電話などで検討されているＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ ＣＤＭＡ）方式に対しても適用ができる。また、逆フーリエ変換回路の前後に別の変調方式が使用されている場合でも適用がある。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、しきい値を超えるピーク電力を確実に抑圧でき、不要周波数の輻射もないピーク電力抑圧方法及び装置を実現できる。
また、しきい値を超えるピーク電力が複数ある場合に、これらを同時に抑圧することができ、従来技術よりも大きなピークを削ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明のピーク電力抑圧機能の説明図である。
【図３】瞬時電力Ｐｉとしきい値Ｐｔｈとの関係を示すグラフである。
【図４】直交振幅信号Ｉ，Ｑのしきい値からの増加分δＩｎ，δＱｎを求める方法を説明するための座標図である。
【図５】（ａ）は基本関数ｆ（ｉ）の波形を示すグラフ、（ｂ）は基本関数ｆ（ｉ）をｎだけシフトさせた波形ｆ（ｉ−ｎ）を示すグラフである。
【図６】ＯＦＤＭ送信装置における処理の流れを示す流れ図である。
【図７】フィルタを含む本発明のＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
【図８】従来のＯＦＤＭ送信装置の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル）変換回路
２ マッピング回路
３ 逆フーリエ変換回路
４ａ，４ｂ 加減算回路
５ａ，５ｂ Ｄ／Ａ変換回路
６ アナログ回路
７ ピーク電力抑圧装置
８ａ，８ｂ 遅延回路
９ａ，９ｂ ピーク検出回路
１０ａ，１０ｂ フィルタ回路
１１ａ，１１ｂ 増幅回路
Claims (10)
- 複数の搬送波を使って信号を変調する方式において、
ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出し、
搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を用いて、
前記ピーク電力のしきい値を超える分に、前記基本関数波形を掛け算したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧することを特徴とするピーク電力抑圧方法。 - 抑圧したいピークの数が複数あり、
それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、
前記基本関数波形に係数を掛けたものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和が、各ピーク位置において、前記ピーク電力のしきい値を超える分に一致するように、係数を求め、
前記基本関数波形に前記求められた係数を掛け、抑圧したいピークの数だけ総和したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する請求項１記載のピーク電力抑圧方法。 - 抑圧したいピークの数が複数あり、
それぞれのピーク位置にピークを持つ複数の基本関数波形を用いて、
前記基本関数波形に係数を掛けたものを、抑圧したいピークの数だけ総和し、この総和が、信号の全ての位置において、前記ピーク電力のしきい値を超える分に一致するように、統計的手法で係数を求め、
前記基本関数波形に前記係数を掛け、抑圧したいピークの数だけ総和したものを、前記信号から減算することにより、前記信号のピーク電力を抑圧する請求項１記載のピーク電力抑圧方法。 - 複数の搬送波を使って信号を変調し伝送する送信装置に用いられ、
ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出する検出部と、
搬送波の周波数帯域と同じ帯域又はそれに含まれる帯域を持ち、前記信号のピーク位置にピークを持つ基本関数波形を取得する波形取得部と、
前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分に、前記波形取得部から取得した基本関数波形を掛け算した値を生成する抑圧信号生成部と、
抑圧信号生成部により生成された値を、前記信号から減算する減算部とを備えることを特徴とするピーク電力抑圧装置。 - 検出されたピーク電力のしきい値を超える分の中から特定の基準で、抑圧したいピークを選択する選択部をさらに備え、
検出部は、この選択されたピークに対して、ピーク電力のしきい値を超える分を検出する請求項４記載のピーク電力抑圧装置。 - 所定の位置でピークを持つ基本関数波形を記憶する記憶部をさらに備え、
前記波形取得部は、この記憶された基本関数波形をシフトさせて、信号のピーク位置ｎにピークを持つ基本関数波形を取得する請求項４記載のピーク電力抑圧装置。 - 前記基本関数波形は、送信に使用する複数の搬送波を、同一振幅、かつ位相を０にして、逆フーリエ変換して得られる直交振幅信号の実部Ｉの波形である請求項６記載のピーク電力抑圧装置。
- 前記検出部は、ピーク電力抑圧の対象とする信号を、逆フーリエ変換回路のビットリバース前の位置から取得する請求項４記載のピーク電力抑圧装置。
- 複数の搬送波を使って信号を変調し伝送する送信装置に用いられ、
ピーク電力抑圧の対象とする信号のピーク電力のしきい値を超える分を検出する検出部と、
前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分を、搬送波の周波数帯域に含まれる帯域を持つフィルタに通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ抑圧信号を生成する抑圧信号生成部と、
抑圧信号生成部により生成された値を、前記信号から減算する減算部とを備えることを特徴とするピーク電力抑圧装置。 - 前記抑圧信号生成部は、前記検出部で検出されたピーク電力のしきい値を超える分を、搬送波の周波数帯域に含まれる帯域を持つフーリエ変換回路と逆フーリエ変換回路に通して、前記信号のピーク位置にピークを持つ抑圧信号を生成する請求項９記載のピーク電力抑圧装置。
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