JP2007251341A - 送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】送信対象となる信号のピークレベルを抑圧する送信機を提供する。
【解決手段】第１の手段２が前記信号のレベルを検出し、第２の手段３が検出されたレベルに基づいて前記信号のピークレベルを検出し、第３の手段４が検出されたピークレベルに基づいてピークレベルの低減に関する値を設定し、第４の手段５が前記信号についてピーク以外で増幅対象部分を決定し、第５の手段６が決定された増幅対象部分について増幅に関する値を設定し、第６の手段１、７、８が設定されたピークレベルの低減に関する値と設定された増幅に関する値の両方を用いて前記信号のレベルを補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、広帯域符号分割多重アクセス通信（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式等を使用する移動体通信システムの送信機に関し、特に、送信信号において発生するピーク電力を抑圧して送信信号のピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）を低減するピーク電力抑圧機能に関する。

図９には、送信増幅器の一構成例を示してある。
デジタル変調手段１０１は、入力ベースバンド信号に対して帯域制限を行い、各キャリア周波数へデジタル直交変調し、キャリア加算を行う。次に、ピーク電力抑圧手段１０２は、設定された閾値電力を超えるピーク電力を閾値電力以下のレベルにまで抑圧する。次に、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）コンバータ１０３は、デジタル送信信号をアナログ送信信号へ変換する。次に、周波数変換手段１０４は、Ｄ／Ａコンバータ１０３からの出力信号を希望のＲＦ周波数（無線周波数）の信号へ周波数変換する。次に、電力増幅器１０５は、ＲＦ送信信号を電力増幅する。このＲＦ送信信号は、例えば、アンテナ（図示せず）から無線送信される。
なお、図９に示されるのは一構成例であり、他の構成例として、ピーク電力抑圧手段１０２をデジタル変調手段１０１の前段に設けてベースバンド信号に対してピーク電力抑圧を行う構成や、或いは、ベースバンド帯と中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯で併用して効果的にピーク電力抑圧する構成などが検討されている。

図１０には、デジタル変調手段２０１の内部構成について一構成例を示してある。
複数であるｎ個のキャリアに対応して、ｎ個の帯域制限フィルタＡ１〜Ａｎと、ｎ個のアップサンプル手段Ｂ１〜Ｂｎと、ｎ個のデジタル直交変調手段Ｃ１〜Ｃｎが備えられている。
各帯域制限フィルタＡ１〜Ａｎは、入力ベースバンド信号に対して帯域制限を行う。次に、各アップサンプル手段Ｂ１〜Ｂｎは、例えば信号に０データを挿入して低域通過フィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐａｔｈ Ｆｉｌｔｅｒ）に通すなどの方法により、希望のサンプリング周波数へアップサンプルを行う。次に、各デジタル直交変調手段Ｃ１〜Ｃｎは、各アップサンプル手段Ｂ１〜Ｂｎからの出力信号に対して希望のキャリア周波数へデジタル直交変調を行う。
そして、キャリア加算器２１１は、ｎ個のキャリアについて、デジタル直交変調を施された各キャリア信号を加算する。

図１１には、ピーク電力抑圧手段３０１の内部構成について一構成例を示してある。
なお、ピーク電力抑圧の方法としては様々な方法が提案されているが、ここでは、ＩＦ送信信号に対して窓掛け処理を行う方式のピーク電力抑圧を例として示す。
電力算出手段３１２は、送信信号の瞬時電力値を算出する。次に、ピーク電力検出手段３１３は、入力信号の瞬時電力と閾値電力をサンプル毎に比較し、閾値電力よりも電力値の大きいサンプルをピーク電力として検出する。次に、ピーク電力低減率決定手段３１４は、ピーク電力を閾値まで低減するために最適な低減率を決定する。次に、窓関数乗算手段３１５は、ピーク電力低減率にピーク電力が窓の中心となるタイミングで窓関数を乗算し、ピーク電力の周辺のサンプルにも電力低減率を与える。窓掛けはピーク電力抑圧によって発生する歪成分をキャリア近傍に留める効果があり、歪成分の帯域が極力狭くなるような窓関数を選択することが望ましい。
また、電力算出手段３１２への入力信号は本線の送信信号が分岐されたものであり、本線の送信信号は遅延生成手段３１１により遅延させられる。ピーク抑圧乗算器３１６は、窓関数が乗算されたピーク電力低減率と遅延生成手段３１１によってタイミング調整された本線の送信信号とを乗算し、送信信号のピーク電力を抑圧する。

特開２００５−９４４２６号公報 特開２００５−７２９５９号公報

送信増幅器におけるピーク電力抑圧は、送信信号のＰＡＰＲを小さくし、電力増幅器（ＰＡ：Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）のバックオフを小さくして電力効率を高める重要な技術である。また、ＰＡＰＲが低ければそれだけ飽和レベルの低いＰＡを用いることができ、ＰＡのコスト削減が可能となる。
従来の送信機におけるピーク電力抑圧機能は、ピーク電力を抑圧することによってＰＡＰＲを低減している。
しかしながら、ピーク電力を低いレベルまで抑圧させるとピーク電力抑圧に伴う平均電力の低下も大きくなるため、信号品質が激しく劣化するにもかかわらずＰＡＰＲはなかなか低減しないという問題が生じる。

図１２には、Ｗ−ＣＤＭＡの１キャリア信号に対して従来技術に係るピーク電力抑圧手段を用いたときにおける、ピーク電力の検出閾値（ピーク抑圧閾値）に対するＰＡＰＲ値の一例を示してある。
図１２において、グラフの横軸はピーク抑圧のための閾値［ｄＢ］を表しており、縦軸はＰＡＰＲの値［ｄＢ］を表している。また、「実際のＰＡＰＲ特性」と「理想とするＰＡＰＲ特性」を示してあり、これらの差が平均電力低下量に相当する。
例えば、ピーク抑圧閾値を６．０［ｄＢ］に設定した場合にはピーク電力抑圧により平均電力が約０．３［ｄＢ］低下してＰＡＰＲは６．３［ｄＢ］となり、ピーク抑圧閾値を５．０［ｄＢ］に設定した場合にはピーク電力抑圧により平均電力が約０．７［ｄＢ］低下してＰＡＰＲは５．７［ｄＢ］となり、ピーク抑圧閾値を下げていくほどＰＡＰＲの低減効果が小さくなっていく。

一方、図８には、従来技術に係るピーク電力抑圧手段及び後述する本発明の実施例（本例）に係るピーク電力抑圧手段を用いたときにおける、ピーク抑圧閾値と隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ：Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅａｋａｇｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）との関係の特性の一例を示してある。
図８において、グラフの横軸はピーク抑圧のための閾値［ｄＢ］を表しており、縦軸はＡＣＬＲの値［ｄＢｃ］を表している。
図８に示されるように、ピーク抑圧閾値を下げていくほど信号品質は急激に劣化していく。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、送信信号において発生するピーク電力を効果的に抑圧することができる送信機を提供することを目的とする。
具体的には、例えば、ピーク電力を抑圧するとともに、ピーク電力が存在しないタイミングで選択されたサンプルの電力を増幅することで平均電力の低下を抑え、信号品質の劣化に対してより効率よくＰＡＰＲを低減することが可能なピーク電力抑圧機能や、このようなピーク電力抑圧機能を具備した送信増幅器或いは送信機などを実現する。

上記目的を達成するため、本発明に係る送信機では、次のような構成により、送信対象となる信号のピークレベルを抑圧する。
すなわち、第１の手段が、前記信号のレベルを検出する。第２の手段が、前記第１の手段により検出されたレベルに基づいて、前記信号のピークレベルを検出する。第３の手段が、前記第２の手段により検出されたピークレベルに基づいて、ピークレベルの低減に関する値を設定する。第４の手段が、前記信号について、ピーク以外で増幅対象部分を決定する。第５の手段が、前記第４の手段により決定された増幅対象部分について、増幅に関する値を設定する。第６の手段が、前記第３の手段により設定されたピークレベルの低減に関する値と前記第５の手段により設定された増幅に関する値の両方を用いて、前記信号のレベルを補正する。

従って、送信対象となる信号に対してピークレベルの低減とピーク以外の増幅対象部分の増幅の両方が行われることにより、送信信号において発生するピーク電力を効果的に抑圧することができる。具体的には、例えば、ピーク電力を抑圧するとともに、ピーク電力が存在しないタイミングで選択されたサンプルの電力を増幅することで平均電力の低下を抑え、信号品質の劣化に対してより効率よくＰＡＰＲを低減することができる。

ここで、送信対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
また、レベルとしては、例えば、電力のレベルや、振幅のレベルなどを用いることができる。
また、信号のレベルに基づいてピークレベルを検出する態様としては、例えば、信号のレベルが所定のピーク閾値を超える（又は、所定のピーク閾値以上である）信号部分をピーク部分として検出し、そのピーク部分のレベルをピークレベルとして検出する態様を用いることができる。

また、ピークレベルの低減に関する値としては、例えば、信号レベルの低減率或いは低減量を特定する値が用いられ、一例として、ピークレベルを所定のピーク閾値以下（又は、所定のピーク閾値未満）とするような値が用いられる。
また、ピークレベルの低減に関する値を設定する態様としては、例えば、ピークレベルと所定のピーク閾値に基づいて演算により値を決定して設定する態様や、或いは、ピークレベルと値との対応をメモリに記憶しておいて、検出されたピークレベルに対応する値を記憶内容から検出して設定する態様などを用いることができる。

また、ピーク以外の増幅対象部分としては、種々な信号部分が用いられてもよく、例えば、信号レベルが所定の増幅閾値以下（又は、所定の増幅閾値未満）となる信号部分、或いは信号レベルが所定の増幅閾値以下（又は、所定の増幅閾値未満）となることが所定の期間継続した信号部分を用いることができる。また、所定の増幅閾値としては、例えば、所定のピーク閾値と比べて信号レベルの増幅分或いはそれ以上低い値を用いることができる。
また、増幅に関する値としては、例えば、信号レベルの増幅率或いは増幅量を特定する値が用いられ、一例として、一定の値が設定されるように構成され、他の一例として、信号レベルなどに基づいて値が制御されるように構成される。

また、ピークレベルの低減に関する値と増幅対象部分の増幅に関する値との両方を用いて信号のレベルを補正する態様としては、例えば、ピークレベルの低減に関する値に基づいてピークレベルの信号部分のレベルを低減するとともに、増幅対象部分の増幅に関する値に基づいて増幅対象部分のレベルを増幅するような態様が用いられる。

本発明に係る送信機では、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、第７の手段が、前記第３の手段により設定されたピークレベルの低減に関する値と前記第５の手段により設定された増幅に関する値の一方又は両方について、窓関数を乗算する。
前記第６の手段は、前記第７の手段により窓関数が乗算された値を用いて前記信号のレベルを補正する。

従って、ピークレベルの低減に関する値に窓関数を乗算することにより、ピークレベルの近くの信号部分についてもレベル低減を行うことができ、また、増幅対象部分の増幅に関する値に窓関数を乗算することにより、増幅対象部分の近くの信号部分についてもレベル増幅を行うことができる。窓関数を乗算することにより、例えば、送信信号のレベルを変動させることにより発生する歪をキャリア近傍に留めることが可能である。

ここで、ピークレベルの低減に関する値と増幅対象部分の増幅に関する値について、例えば、両方に窓関数を乗算する態様が用いられてもよく、或いは、いずれか一方のみに窓関数を乗算する態様が用いられてもよい。
また、窓関数としては、種々なものが用いられてもよい。
また、ピークレベルの低減に関する値に対する窓関数と、増幅対象部分の増幅に関する値に対する窓関数としては、例えば、同一の窓関数が用いられてもよく、或いは、異なる窓関数が用いられてもよい。

以上説明したように、本発明に係る送信機によると、送信対象となる信号に対してピークレベルの低減とピーク以外の増幅対象部分の増幅との両方を行うようにしたため、平均電力の低下を抑えて、信号品質の劣化に対してより効率よくＰＡＰＲを低減することができる。また、ピークレベルの低減や増幅対象部分の増幅について窓掛けを行うことにより、歪の影響を抑えることが可能である。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
以下の実施例では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式等を使用する移動体通信システムの基地局装置などに適用した場合を示し、この基地局装置などは例えば図９に示されるのと概略的に同様な構成を有する送信増幅器を備えた送信機（無線送信機）を有している。
以下の実施例では、特に、ピーク電力抑圧手段の構成や動作について詳しく説明する。送信増幅器に備えられる他の処理部の構成や動作については、例えば図９に示されるものと同様である。

本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段の内部構成について一構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、遅延生成手段１と、電力算出手段２と、ピーク電力検出手段３と、ピーク電力低減率決定手段４と、増幅サンプル選択手段５と、電力増幅率決定手段６と、加算器７と、乗算器８を備えている。

本例のピーク電力抑圧手段において行われる動作の一例を示す。
デジタル変調手段（例えば、図９に示されるデジタル変調手段１０１と同様なもの）から出力される送信信号が、遅延生成手段１及び電力算出手段２に入力される。
電力算出手段２は、入力される送信信号についてサンプル毎にその瞬時電力値を算出し、算出値をピーク電力検出手段３へ出力する。
ピーク電力検出手段３は、電力算出手段２からの瞬時電力値と設定された閾値電力値とをサンプル毎に比較して、瞬時電力値が閾値電力値よりも大きいサンプルの瞬時電力値をピーク電力として検出し、検出結果をピーク電力低減率決定手段４及び増幅サンプル選択手段５へ出力する。また、増幅サンプル選択手段５には、電力算出手段２及びピーク電力検出手段３を介して送信信号の瞬時電力値が入力される。
ピーク電力低減率決定手段４は、ピーク電力検出手段３からの検出結果及び閾値電力値に基づいて、ピーク電力を閾値まで低減するのに最適な低減率を算出し、算出値を加算器７へ出力する。低減率としては、例えば、（式１）に示される閾値電力値とピーク電力値との比のスクウェア・ルートの値、などを用いることができる。

増幅サンプル選択手段５は、ピーク電力検出手段３からの検出結果や送信信号の瞬時電力値に基づいて、瞬時電力増幅を行うサンプルを選択し、選択結果を電力増幅率決定手段６へ出力する。
電力増幅率決定手段６は、増幅サンプル選択手段５からの選択結果に基づいて、電力増幅を行うサンプル（選択されたサンプル）について電力増幅率を決定する。電力増幅率としては、例えば、電力増幅を行うサンプルの電力値に応じて電力増幅率の最適値を求める構成が用いられてもよく、或いは、電力増幅率を固定の増幅率として予め設定しておく構成が用いられてもよい。
加算器７は、電力変動率の情報を生成する電力変動率決定手段であり、ピーク電力低減率決定手段４からのピーク電力低減率の情報信号と電力増幅率決定手段６からの電力増幅率の情報信号とをタイミングを合わせて加算して、加算結果を電力変動率の情報を与える信号（電力変動率情報信号）として生成し、電力変動率情報信号を乗算器８へ出力する。

遅延生成手段１は、入力される送信信号を本線の信号として遅延させて乗算器８へ出力する。この遅延量としては、遅延生成手段１から乗算器８へ入力される信号と、電力算出手段２の側を経由して加算器７から乗算器８へ入力される信号とのタイミングを調整する量が設定される。
乗算器８は、振幅制御手段であり、遅延生成手段１によりタイミングを調整された本線の送信信号に対して加算器７からの電力変動率を乗算し、その結果をＤ／Ａコンバータ（例えば、図９に示されるＤ／Ａコンバータ１０３と同様なもの）へ出力する。このように、送信信号に対して電力変動率が乗算されることで、送信信号の振幅制御が行われる。

以上のように、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、ピーク電力抑圧手段において、ピーク電力の低減と増幅サンプルの増幅を送信信号に対して行うことにより、効果的に、送信信号のピーク電力を抑圧してＰＡＰＲを低減することができる。具体的には、ピーク電力の抑圧を行いつつ、ピーク電力が存在しないタイミングで選択されたサンプルの電力を増幅することにより、平均電力の低下を抑え、より高いＰＡＰＲ低減効果を得ることができる。
また、本例では、ピーク抑圧のための経路（本例では、ピーク電力低減率決定手段４を経由する経路）と非ピークサンプルの増幅経路（本例では、増幅サンプル選択手段５及び電力増幅率決定手段６を経由する経路）が並列に動作させられるため、処理遅延を吸収して小さくすることが可能である。

なお、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、電力算出手段２の機能により信号のレベルを検出する手段（第１の手段）が構成されており、ピーク電力検出手段３の機能によりピークレベルを検出する手段（第２の手段）が構成されており、ピーク電力低減率決定手段４の機能によりピークレベルの低減に関する値を設定する手段（第３の手段）が構成されており、増幅サンプル選択手段５の機能により増幅対象部分を決定する手段（第４の手段）が構成されており、電力増幅率決定手段６の機能により増幅に関する値を設定する手段（第５の手段）が構成されており、遅延生成手段１や加算器７や乗算器８の機能により信号のレベルを補正する手段（第６の手段）が構成されている。

本発明の第２実施例を説明する。
図２には、本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段の内部構成について一構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、遅延生成手段１１と、遅延生成手段１２と、電力算出手段１３と、ピーク電力検出手段１４と、ピーク電力低減率決定手段１５と、増幅サンプル選択手段１６と、電力増幅率決定手段１７と、加算器１８と、乗算器１９と、加算器２０を備えている。
ここで、本例のピーク電力抑圧手段の構成と図１に示されるピーク電力抑圧手段の構成との違いを説明しておく。すなわち、図１に示されるピーク電力抑圧手段では信号の振幅値に振幅変動率（電力変動率）を乗算して振幅制御を行うが、本例のピーク電力抑圧手段では信号の振幅値から補正振幅値を引き算することで振幅制御を行う。

本例のピーク電力抑圧手段において行われる動作の一例を示す。
デジタル変調手段（例えば、図９に示されるデジタル変調手段１０１と同様なもの）から出力される送信信号が、遅延生成手段１１と遅延生成手段１２と電力算出手段１３に入力される。
電力算出手段１３とピーク電力検出手段１４と増幅サンプル選択手段１６の動作については、図１に示されるものと同様であり、本例では詳しい説明は省略する。
ピーク電力低減率決定手段１５は、ピーク電力について、閾値を超える電力が占める割合を算出し、例えば、（式２）に示されるピーク電力低減率を算出する。

電力増幅率決定手段１７は、増幅サンプル選択手段１６からの選択結果に基づいて、電力増幅を行うサンプル（選択されたサンプル）について電力増幅率を決定する。なお、本例の電力増幅率決定手段１７は、本例の構成に適した電力増幅率を決定し、つまり、最終的に加算器２０から出力される信号に所望の電力増幅が行われるような電力増幅率を決定する。電力増幅率としては、例えば、電力増幅を行うサンプルの電力値に応じて電力増幅率の最適値を求める構成が用いられてもよく、或いは、電力増幅率を固定の増幅率として予め設定しておく構成が用いられてもよい。
加算器１８は、電力変動率決定手段であり、ピーク電力低減率決定手段１５からのピーク電力低減率の情報信号と電力増幅率決定手段１７からの電力増幅率の情報信号とをタイミングを合わせて加算して、加算結果を電力変動率の情報を与える信号（電力変動率情報信号）として生成し、電力変動率情報信号を乗算器１９へ出力する。

遅延生成手段１２は、入力される送信信号を遅延させて乗算器１９へ出力する。この遅延量としては、遅延生成手段１２から乗算器１９へ入力される信号と、電力算出手段１３の側を経由して加算器１８から乗算器１９へ入力される信号とのタイミングを調整する量が設定される。
乗算器１９は、振幅変動量の情報を生成する振幅変動量決定手段であり、遅延生成手段１２によりタイミングを調整された送信信号に対して加算器１８からの電力変動率を乗算し、その結果をサンプル毎の振幅変動量情報信号として生成して加算器２０へ出力する。

遅延生成手段１１は、入力される送信信号を本線の信号として遅延させて加算器２０へ出力する。この遅延量としては、遅延生成手段１１から加算器２０へ入力される信号と、遅延生成手段１２や電力算出手段１３の側を経由して乗算器１９から加算器２０へ入力される信号とのタイミングを調整する量が設定される。
加算器２０は、振幅制御手段であり、遅延生成手段１１によりタイミングを調整された本線の送信信号に対して乗算器１９からの振幅変動量情報信号を加算（本例では、例えば、逆相で加算つまり減算）し、その結果をＤ／Ａコンバータ（例えば、図９に示されるＤ／Ａコンバータ１０３と同様なもの）へ出力する。このように、送信信号に対して振幅変動量（補正振幅値）が合成されることで、送信信号の振幅制御が行われる。

以上のように、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、ピーク電力抑圧手段において、ピーク電力の低減と増幅サンプルの増幅を送信信号に対して行うことにより、効果的に、送信信号のピーク電力を抑圧してＰＡＰＲを低減することができる。
なお、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、遅延生成手段１１や遅延生成手段１２や加算器１８や乗算器１９や加算器２０の機能により信号のレベルを補正する手段（第６の手段）が構成されている。

本発明の第３実施例を説明する。
図３には、本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段の内部構成について一構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、遅延生成手段３１と、電力算出手段３２と、ピーク電力検出手段３３と、ピーク電力低減率決定手段３４と、窓関数乗算手段３５と、増幅サンプル選択手段３６と、電力増幅率決定手段３７と、窓関数乗算手段３８と、加算器３９と、乗算器４０を備えている。
本例のピーク電力抑圧手段は、窓掛け型のＩＦリミッタの機能を有しており、ＩＦの周波数帯に周波数変換されたＩＦ送信信号を入力し、入力信号に対して窓掛け処理を施してピーク電力抑圧を行う。

本例のピーク電力抑圧手段において行われる動作の一例を示す。
なお、本例のピーク電力抑圧手段の構成や動作は、ピーク電力低減率決定手段３４と加算器３９との間に窓関数乗算手段３５が設けられているとともに、電力増幅率決定手段３７と加算器３９との間に窓関数乗算手段３８が設けられている点を除いては、図１に示されるピーク電力抑圧手段の構成や動作と同様であるため、異なる点について詳しく説明し、同様な点については詳しい説明は省略する。

ピーク電力抑圧経路に配置された窓関数乗算手段３５は、ピーク電力低減率決定手段３４からのピーク電力低減率に対して、ピーク電力が窓の中心に来るタイミングで、メモリに記述された窓関数を乗算し、その結果を加算器３９へ出力する。このような窓掛けにより、ピーク電力の周辺のサンプルにも電力低減率が与えられる。
電力増幅経路における窓関数乗算手段３８は、電力増幅率決定手段３７からの電力増幅率に対して、電力増幅を行うサンプル（選択された電力増幅サンプル）が窓の中心に来るタイミングで、メモリに記述された窓関数を乗算し、その結果を加算器３９へ出力する。このような窓掛けにより、電力増幅サンプルの周辺のサンプルにも電力増幅率が与えられる。

ここで、窓関数としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、（式３）に示されるようなハニング窓や、（式４）に示されるようなガウス窓や、（式５）に示されるようなカイザー窓などを用いることができ、良い特性が得られる最適なものを選択して用いるのが好ましい。
また、２つの窓関数乗算手段３５、３８では、それぞれ異なる窓関数が用いられてもよく、或いは、同一の窓関数が用いられてもよい。
窓関数による窓掛けは、送信信号の振幅を変動させることにより発生する歪をキャリア近傍に留める効果を有しており、ＩＦ帯でピーク電力抑圧を行う際に有効な手段となる。このため、窓関数としては、歪成分の帯域が極力狭くなるようなものを用いることが望ましい。

以上のように、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、ピーク電力抑圧手段において、ピーク電力の低減と増幅サンプルの増幅を送信信号に対して行い、この場合に、ピーク電力低減率や電力増幅率に窓関数を掛けることにより、効果的に、送信信号のピーク電力を抑圧してＰＡＰＲを低減することができる。
なお、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、窓関数乗算手段３５の機能によりピークレベルの低減に関する値に窓関数を乗算する手段（第７の手段）が構成されており、窓関数乗算手段３８の機能により増幅対象部分の増幅に関する値に窓関数を乗算する手段（第７の手段）が構成されている。

本発明の第４実施例を説明する。
図４には、本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段の内部構成について一構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、遅延生成手段５１と、電力算出手段５２と、ピーク電力検出手段５３と、ピーク電力低減率決定手段５４と、増幅サンプル選択手段５５と、電力増幅率決定手段５６と、加算器５７と、窓関数乗算手段５８と、乗算器５９を備えている。
本例のピーク電力抑圧手段は、窓掛け型のＩＦリミッタの機能を有しており、ＩＦの周波数帯に周波数変換されたＩＦ送信信号を入力し、入力信号に対して窓掛け処理を施してピーク電力抑圧を行う。

ここで、本例のピーク電力抑圧手段の構成と図３に示されるピーク電力抑圧手段の構成との違いを説明しておく。すなわち、図３に示されるピーク電力抑圧手段ではピーク電力低減率決定手段３４の後段に窓関数乗算手段３５を備えるとともに電力増幅率決定手段３７の後段に窓関数乗算手段３８を備えたが、本例のピーク電力抑圧手段ではピーク電力低減率と電力増幅率を加算する加算器５７の後段に共通の窓関数乗算手段５８を備えている。

本例のピーク電力抑圧手段において行われる動作の一例を示す。
なお、本例では、図３に示されるピーク電力抑圧手段の構成や動作とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については詳しい説明は省略する。
加算器５７は、ピーク電力低減率決定手段５４からのピーク電力低減率情報信号と電力増幅率決定手段５６からの電力増幅率情報信号とを加算し、その結果を窓関数乗算手段５８へ出力する。
窓関数乗算手段５８は、加算器５７からの入力に対して、ピーク電力或いは電力増幅サンプルが窓の中心となるタイミングで、所定の窓関数を乗算し、その結果を乗算器５９へ出力する。このような窓掛けにより、ピーク電力或いは電力増幅サンプルの周辺のサンプルにも電力変動率が与えられる。本例では、ピーク電力低減率と電力増幅率とで、同一の窓関数が用いられる。

以上のように、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、ピーク電力抑圧手段において、ピーク電力の低減と増幅サンプルの増幅を送信信号に対して行い、この場合に、ピーク電力低減率や電力増幅率に窓関数を掛けることにより、効果的に、送信信号のピーク電力を抑圧してＰＡＰＲを低減することができる。
なお、本例の送信機に備えられた送信増幅器では、窓関数乗算手段５８の機能によりピークレベルの低減に関する値や増幅対象部分の増幅に関する値に窓関数を乗算する手段（第７の手段）が構成されている。

次に、図３に示されるピーク電力抑圧手段を例として、増幅サンプル選択手段３６の動作例を示す。なお、この動作例は、最も簡単な構成及び動作の例であると考えられる。
本例では、電力増幅率は固定値として設定されているものとし、０．５［ｄＢ］の増幅率に相当する値であるとする。
増幅サンプル選択手段３６は、ピーク電力検出手段３３においてピーク電力が検出されたことに応じて、ピーク電力抑圧の窓の終端（窓関数サンプル数Ｎに対して、ピーク電力が検出されてから（Ｎ／２）サンプルの後）からサンプル毎に瞬時電力と設定閾値のレベルチェックを行う。

このレベルチェックにおける設定閾値は、ピーク検出閾値より０．５［ｄＢ］低いレベルであるとする。このように閾値を設定することで、ピークでないサンプルを電力増幅しても新たなピーク電力となることを防ぐことができる。
増幅サンプル選択手段３６は、内部にカウンタを有しており、１サンプルのレベルチェックを行って、瞬時電力が設定閾値よりも低い場合にはカウンタをアップする。カウンタが窓サンプル数Ｎに達したら、レベルチェックを行ったＮサンプルの中心のサンプルを電力増幅サンプルとして選択する。この選択した電力増幅サンプルに対して増幅率（本例では、固定増幅率）を与えて、窓関数乗算手段３８により電力増幅窓を掛ける。

一方、レベルチェックの結果、瞬時電力が設定閾値を超えるサンプルが検出された場合には、カウンタを０クリアして、その設定閾値をオーバーした次のサンプルからレベルチェックを再開する。
また、レベルチェック中にピーク電力検出手段３３において新たにピーク電力が検出された場合にも、カウンタを０クリアして、そのピーク抑圧窓の終端からレベルチェックを再開する。

図５（ａ）〜（ｅ）を参照して、増幅サンプル選択手段３６の動作例を具体的に説明する。
図５（ａ）には、送信信号のスペクトルの一例を示してある。グラフの横軸はサンプル（ｓａｍｐｌｅ）数を表しており、縦軸は電力（Ｐｏｗｅｒ）を表している。また、窓幅が１０１サンプルに設定されている。
本例では、窓掛け範囲の設定例として、ピーク低減の窓は重なってもよいが、他については窓が重ならないように窓掛けする場合を示してある。

また、本例では、ピーク電力を検出するための閾値（ピーク低減閾値）と、増幅を行うサンプルを検出するための閾値（非ピーク増幅閾値）が設定されている。また、本例では、固定的な電力増幅率（非ピーク増幅ゲイン）が設定されている。
ここで、（非ピーク増幅閾値）＝（ピーク低減閾値）−（非ピーク増幅ゲイン）という関係で各値が設定されている。つまり、非ピーク増幅閾値は、ピーク低減閾値から非ピーク増幅ゲイン分だけ低いレベルに設定されている。
この場合、ピーク低減閾値を超えるサンプル（又は、ピーク低減閾値以上のサンプル）についてはピークとみなされ、非ピーク増幅閾値未満のサンプル（又は、非ピーク増幅閾値以下のサンプル）については増幅の対象となり得て、また、ピーク低減閾値と非ピーク増幅閾値との間のサンプルについては増幅するとピーク低減閾値を超える可能性があるため増幅しないようにする。

本例では、ピーク抑圧窓の端をトリガとしてカウントを開始し、窓幅分のサンプル毎にレベルチェックを行い、その範囲内に増幅して新たなピークとなるようなサンプルが存在しない場合に増幅窓を掛ける。本例では、ピーク抑圧の窓幅が動作周期になっており、抑圧窓と増幅窓が重ならないようにしている。
図５（ｂ）にはピーク電力低減率の一例を示してあり、図５（ｃ）にはピーク電力低減率に窓関数を乗算した結果の一例を示してある。
図５（ｄ）には電力増幅率の一例を示してあり、図５（ｅ）には電力増幅率に窓関数を乗算した結果の一例を示してある。

次に、図４に示されるピーク電力抑圧手段を例として、効果の具体例を示す。
図６には、ピーク抑圧閾値をＰＡＰＲ６．０［ｄＢ］に設定した場合にピーク電力抑圧手段から出力される信号の相補累積分布関数（ＣＣＤＦ：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｕｍｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の曲線として、ピーク抑圧が行われないときのＣＣＤＦ曲線Ｐ１と、従来技術（例えば、図１１の構成）におけるＣＣＤＦ曲線Ｐ２と、本例（図４の構成）におけるＣＣＤＦ曲線Ｐ３を示してある。グラフの横軸はＰＡＰＲ［ｄＢ］を表しており、縦軸はピーク発生確率［％］を表している。
図６に示されるように、従来技術に係るピーク電力抑圧手段を使用した場合にはピーク発生確率０．０００１［％］におけるＰＡＰＲは６．３［ｄＢ］であるのに対して、本例に係るピーク電力抑圧手段を使用した場合にはピーク発生確率０．０００１［％］におけるＰＡＰＲは５．９［ｄＢ］であり、約０．４［ｄＢ］のＰＡＰＲ改善効果が得られている。

図７には、ピーク電力抑圧手段からの出力信号の周波数スペクトルとして、ピーク抑圧が行われないときの周波数スペクトルＱ１と、従来技術（例えば、図１１の構成）における周波数スペクトルＱ２と、本例（図４の構成）における周波数スペクトルＱ３を示してある。グラフの横軸は周波数［ＭＨｚ］を表しており、縦軸は電力（Ｐｏｗｅｒ）［ｄＢ］を表している。
図７に示されるように、ピーク抑圧によって発生する歪のレベルは従来技術と本例とで大きな差はなく、本例のピーク電力抑圧手段によりＡＣＬＲ特性やＳＥＭ特性を劣化させることなくＰＡＰＲを改善することができる。

図８には、ピーク電力抑圧手段からの出力信号のピーク抑圧閾値に対するＡＣＬＲの特性として、従来技術（例えば、図１１の構成）における特性Ｒ１と、本例（図４の構成）における特性Ｒ２を示してある。グラフの横軸はピーク抑圧閾値［ｄＢ］を表しており、縦軸はＡＣＬＲ［ｄＢｃ］を表している。
図８に示されるように、本例のピーク電力抑圧手段では、ピーク抑圧閾値が大きい場合には、従来技術のピーク電力抑圧手段と比較して、ピークではないサンプルを電力増幅したことによって発生した歪の影響によりＡＣＬＲが劣化しているが、ピーク抑圧閾値を下げていくほど、電力増幅の歪がピーク抑圧の歪に埋もれてＡＣＬＲ特性に差がなくなっていく。

以上のように、例えば、低いレベルにピーク電力を抑圧しようとする場合に、本例のピーク電力抑圧手段を用いることにより、従来技術のピーク電力抑圧手段と同等な信号品質を維持したまま、ＰＡＰＲを大幅に低減することができる。これにより、ＰＡの電力効率を上げることができ、ＰＡに要するコストの大幅な削減が可能となる。
なお、図６や図７や図８のグラフは１キャリア送信を例としたものであるが、本例のようなピーク電力抑圧手段は、例えば、４キャリア送信時などでも有効である。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の第１実施例に係るピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。 本発明の第２実施例に係るピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。 本発明の第３実施例に係るピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。 本発明の第４実施例に係るピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。 増幅サンプル選択手段の動作例を説明するための図である。 ピーク電力抑圧手段からの出力信号のＣＣＤＦの一例を示す図である。 ピーク電力抑圧手段からの出力信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。 ピーク電力抑圧手段の使用時におけるピーク抑圧閾値−ＡＣＬＲ特性の一例を示す図である。 送信増幅器の一例を示す図である。 デジタル変調手段の構成例を示す図である。 ピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。 ピーク電力抑圧手段の使用時におけるピーク抑圧閾値−ＰＡＰＲ特性の一例を示す図である。

符号の説明

１、１１、１２、３１、５１、３１１・・遅延生成手段、 ２、１３、３２、５２、３１２・・電力算出手段、 ３、１４、３３、５３、３１３・・ピーク電力検出手段、 ４、１５、３４、５４、３１４・・ピーク電力低減率決定手段、 ５、１６、３６、５５・・増幅サンプル選択手段、 ６、１７、３７、５６・・電力増幅率決定手段、 ７、１８、２０、３９、５７・・加算器、 ８、１９、４０、５９・・乗算器、 ３５、３８、５８、３１５・・窓関数乗算手段、 １０１、２０１・・デジタル変調手段、 １０２、３０１・・ピーク電力抑圧手段、 １０３・・Ｄ／Ａコンバータ、 １０４・・周波数変換手段、 １０５・・電力増幅器、 Ａ１〜Ａｎ・・帯域制限フィルタ、 Ｂ１〜Ｂｎ・・アップサンプル手段、 Ｃ１〜Ｃｎ・・デジタル直交変調手段、 ２１１・・キャリア加算器、 ３１６・・ピーク抑圧乗算器、

Claims (2)

1. 送信対象となる信号のピークレベルを抑圧する送信機において、
   前記信号のレベルを検出する第１の手段と、
   前記第１の手段により検出されたレベルに基づいて前記信号のピークレベルを検出する第２の手段と、
   前記第２の手段により検出されたピークレベルに基づいてピークレベルの低減に関する値を設定する第３の手段と、
   前記信号についてピーク以外で増幅対象部分を決定する第４の手段と、
   前記第４の手段により決定された増幅対象部分について増幅に関する値を設定する第５の手段と、
   前記第３の手段により設定されたピークレベルの低減に関する値と前記第５の手段により設定された増幅に関する値の両方を用いて前記信号のレベルを補正する第６の手段と、
   を備えたことを特徴とする送信機。
2. 請求項１に記載の送信機において、
   前記第３の手段により設定されたピークレベルの低減に関する値と前記第５の手段により設定された増幅に関する値の一方又は両方について窓関数を乗算する第７の手段を備え、
   前記第６の手段は、前記第７の手段により窓関数が乗算された値を用いて前記信号のレベルを補正する、
   ことを特徴とする送信機。

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