JP2008048195A - ピーク抑圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピーク抑圧装置において、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、適当なピーク抑圧度でピーク抑圧を行うこと。
【解決手段】ピーク抑圧装置３１は、受信品質が異なるシステムＣとシステムＤが混在する構成において、レプリカ生成部３２により、システムＣおよびシステムＤのそれぞれのピーク抑圧前の信号を合成したレプリカを生成する。システムＣ用ピーク抑圧部２２は、その合成されたレプリカに基づいて、システムＣの受信品質に合わせてシステムＣの信号に対してピーク抑圧を行う。システムＤ用ピーク抑圧部２３は、合成されたレプリカに基づいて、システムＤの受信品質に合わせてシステムＤの信号に対してピーク抑圧を行う。合成部２６は、ピーク抑圧後のシステムＣの信号とピーク抑圧後のシステムＤの信号を合成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、要求される受信品質に基づいてピークを抑圧するピーク抑圧装置に関し、特に、無線送信装置に内蔵されるピーク抑圧装置に関する。

従来より、ディジタル無線通信の分野において、送信アンプで送信対象信号を増幅する前に、送信対象信号のピークを抑圧することによって、送信アンプの効率を改善する技術が公知である。ピーク抑圧によって送信アンプへの入力信号のピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）を小さくすると、送信アンプの出力バックオフが小さくなり、アンプの効率が改善される。

図１５は、送信アンプの入出力特性と信号のピークの関係を示す特性図である。図１５において、動作点Ａを平均電力とする下側の信号では、バックオフが大きいため、送信アンプの効率が低くなる。それに対して、動作点Ｂを平均電力とする上側の信号は、下側の信号と同じ波形の信号に対して、ある電力以上の信号をクリップ、すなわちピーク抑圧したものである。このように、ピーク抑圧によって信号のＰＡＰＲが小さくなるので、バックオフが小さく抑えられ、送信アンプの効率が高くなる。ピーク抑圧の方式には、様々なものが提案されている。

図１６は、従来のクリップ方式のピーク抑圧装置を有する無線送信装置の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、従来のクリップ方式のピーク抑圧装置１は、振幅演算部２、比較部３、抑圧係数演算部４、選択部５、遅延部６および乗算部７を有する。振幅演算部２は、ディジタル信号発生部８によって発生された送信対象信号の振幅を計算する。送信対象信号のｉ信号およびｑ信号の振幅をそれぞれｉおよびｑで表すと、送信対象信号の振幅は、［√（ｉ²＋ｑ²）］で求まる。比較部３は、振幅演算部２で求められた振幅と、予め設定された閾値Ｖｔｈを比較する。

抑圧係数演算部４は、送信対象信号のピークを抑圧するための値として、［Ｖｔｈ／√（ｉ²＋ｑ²）］を計算する。選択部５は、比較部３での比較の結果に基づいて、抑圧係数を選択する。選択部５は、振幅演算部２で求められた振幅が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合（［Ｖｔｈ／√（ｉ²＋ｑ²）＞Ｖｔｈ］）に、抑圧係数演算部４により求められた値を選択し、そうでない場合に、１を選択する。遅延部６は、ディジタル信号発生部８によって発生された送信対象信号の振幅演算から抑圧係数の選択までに要する時間だけ、送信対象信号を遅延させる。

乗算部７は、遅延部６から出力された送信対象信号に、選択部５により選択された抑圧係数を乗ずる。従って、ピーク抑圧装置１は、振幅演算部２で求められた振幅が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合には、ピークが抑圧された送信対象信号を出力し、そうでない場合には、送信対象信号をそのまま出力する。ピーク抑圧装置１から出力された送信対象信号は、ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換部９によりアナログ信号に変換され、乗算部１０により、局部発振部１１から出力された局部発振信号と乗算され、送信アンプ１２に入力される。送信アンプ１２で増幅された信号は、アンテナ１３を介して送信される。

図１７は、従来の窓関数方式のピーク抑圧装置を有する無線送信装置の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、従来の窓関数方式のピーク抑圧装置１６は、図１６に示すピーク抑圧装置１の抑圧係数演算部４と選択部５の間に、窓関数生成部１７を有する。つまり、抑圧係数演算部４により求められた値に窓関数生成部１７により生成された窓関数を適用する構成となっている。クリップ方式でも、窓関数方式でも、ピーク抑圧によって信号が歪むので、受信品質の劣化を招く。つまり、ピーク抑圧によるＰＡＰＲの低減と受信品質とはトレードオフの関係にある。従って、システムで決められた受信品質を満足するように、ピーク抑圧度を決定する必要がある。

ところで、複数のキャリアを合成したマルチキャリア信号の信号レベルが調整されるように制御する送信機が公知である。この送信機は、入力された各キャリアの電力レベルの総和に基いてピークの有無を検出し、ピークが検出されると予め定められたピーク閾値よりも総和電力レベルが小さくなるように各キャリアの電力レベルを抑圧したキャリアを出力するピーク抑圧部と、ピーク抑圧部への入力前の各キャリアに対する平均電力レベルを各々演算する入力電力演算部と、ピーク抑圧部から出力された後の各キャリアに対する平均電力レベルを各々演算する出力電力演算部と、各キャリアに対し、入力電力演算部で演算された平均電力レベルと出力電力演算部で演算された平均電力レベルに基いてピーク抑圧部から出力される各キャリアの信号レベルを制御するレベル制御情報を出力する監視部と、各キャリアに対し、対応したレベル制御情報に基いて各キャリアのレベル調整を行うレベル調整部を備える（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−１６６２４５号公報（請求項３、段落番号［００２５］）

しかしながら、上述した従来方式のピーク抑圧技術は、いずれも、単一のシステムの信号に対してピーク抑圧を行う技術であり、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、ピーク抑圧を行うものではない。また、上記特許文献１には、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、ピーク抑圧を行うことを明示または示唆する記載はない。

従って、従来の技術では、同じ周波数帯を用いて複数のシステムのサービスを行うような場合に問題が生じる。例えば、現在、第３世代移動体通信システムの標準化プロジェクト（３ＧＰＰ：Ｔｈｅ ３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎシステム（以下、ＬＴＥシステムとする）の標準化が進められている。

ＬＴＥシステムは、すでに広く普及している３Ｇシステムと同じ周波数帯を用いる。従って、ＬＴＥシステムのサービス開始時には、同じ周波数帯にＬＴＥシステムと３Ｇシステムの両方が共存することになる。このような場合、送信装置に、ＬＴＥシステム用と３Ｇシステム用とで別々に送信アンプを設けるのは非効率的である。従って、両システムに共通の送信アンプを設け、両システムの信号をマルチキャリア合成した状態で送信アンプに入力する構成が望ましい。

しかし、ＬＴＥシステムと３Ｇシステムとでは、規定されている受信品質が異なる。そのため、従来と同様に、両システムの信号をマルチキャリア合成した信号に対してピーク抑圧を行って送信アンプに入力させる構成では、要求される受信品質が高い方、すなわちＬＴＥシステムに合わせてピーク抑圧を行うことになる。そのため、要求される受信品質が低い方、すなわち３Ｇシステムに対しては、弱いピーク抑圧を行うことになり、ＰＡＰＲを十分に低減させることができないという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、適当なピーク抑圧度でピーク抑圧を行うことができるピーク抑圧装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるピーク抑圧装置は、第１のシステムに要求される受信品質と第２のシステムに要求される受信品質が異なる構成において、第１のシステム用ピーク抑圧手段、第２のシステム用ピーク抑圧手段および合成手段を備えている。第１のシステム用ピーク抑圧手段は、第１のシステムに要求される受信品質に基づいて、第１のシステムの信号に対してピーク抑圧を行う。第２のシステム用ピーク抑圧手段は、第２のシステムに要求される受信品質に基づいて、第２のシステムの信号に対してピーク抑圧を行う。合成手段は、第１のシステム用ピーク抑圧手段によりピーク抑圧された信号と、第２のシステム用ピーク抑圧手段によりピーク抑圧された信号を合成する。

また、本発明にかかるピーク抑圧装置は、レプリカ生成手段をさらに備えていてもよい。レプリカ生成手段は、第１のシステムのピーク抑圧前の信号と、第２のシステムのピーク抑圧前の信号を合成したレプリカを生成する。この場合、各ピーク抑圧手段は、レプリカ生成手段により生成されたレプリカのピーク位置を同定し、レプリカのピーク値が所望の値を超えないように、それぞれの信号に対してピーク抑圧を行う。

また、本発明にかかるピーク抑圧装置は、合成後ピーク抑圧手段をさらに備えていてもよい。合成後ピーク抑圧手段は、合成手段から出力される信号に対して、さらにピーク抑圧を行う。つまり、第１のシステムの信号と第２のシステムの信号に対して、合成前と合成後の両方でピーク抑圧を行う。

この発明によれば、第１のシステムに要求される受信品質に合わせて、第１のシステムの信号のピークが抑圧され、第２のシステムに要求される受信品質に合わせて、第２のシステムの信号のピークが抑圧され、ピーク抑圧後のそれぞれの信号が合成される。その際、レプリカを用いて各システムの信号に対してピーク抑圧を行うことによって、複数のシステムの信号を合成することによって発生するピークを抑圧することができる。また、合成後の信号に対してさらにピーク抑圧を行う場合には、送信アンプへの入力信号のピークを確実に抑圧することができる。

本発明にかかるピーク抑圧装置によれば、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、適当なピーク抑圧度でピーク抑圧を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるピーク抑圧装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。ここでは、特に限定しないが、要求される受信品質の異なるシステムを、例えばシステムＣとシステムＤの２つとする。なお、以下の説明において、同様の構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ピーク抑圧装置２１は、システムＣ用ピーク抑圧部２２、システムＤ用ピーク抑圧部２３、システムＣ用数値制御発振器（ＮＣＯ）２４、システムＤ用数値制御発振器（ＮＣＯ）２５および合成部２６を有する。

システムＣ用ピーク抑圧部２２は、図示しないシステムＣ用ディジタル信号発生部から出力されたシステムＣ用の送信対象信号（以下、システムＣ信号とする）に対して、システムＣに要求される受信品質を満たすように、ピーク抑圧処理を行う。システムＣ用数値制御発振器２４は、システムＣ用ピーク抑圧部２２から出力された信号（ｉ信号およびｑ信号）に対してサイン波およびコサイン波との複素乗算を行い、システムＣ信号の送信信号を生成する。

システムＤ用ピーク抑圧部２３は、図示しないシステムＤ用ディジタル信号発生部から出力されたシステムＤ用の送信対象信号（以下、システムＤ信号とする）に対して、システムＤに要求される受信品質を満たすように、ピーク抑圧処理を行う。システムＤ用数値制御発振器２５は、システムＤ用ピーク抑圧部２３から出力された信号（ｉ信号およびｑ信号）に対してサイン波およびコサイン波との複素乗算を行い、システムＤ信号の送信信号を生成する。

システムＣ用ピーク抑圧部２２またはシステムＤ用ピーク抑圧部２３は、特に限定しないが、例えば従来のクリップ方式（図１６参照）や窓関数方式（図１７参照）のピーク抑圧装置と同様の構成、または従来のその他の方式のピーク抑圧装置と同様の構成を有する。合成部２６は、システムＣ用数値制御発振器２４から出力されたシステムＣ信号の送信信号とシステムＤ用数値制御発振器２５から出力されたシステムＤ信号の送信信号を合成（加算）する。

ピーク抑圧装置２１の動作について説明する。システムＣ信号は、図示しないシステムＣ用ディジタル信号発生部から出力され、システムＣ用ピーク抑圧部２２に入力する。システムＣ用ピーク抑圧部２２は、システムＣに要求される受信品質を満たすように、システムＣ信号のピークを抑圧する。一方、システムＤ信号は、図示しないシステムＤ用ディジタル信号発生部から出力され、システムＤ用ピーク抑圧部２３に入力する。システムＤ用ピーク抑圧部２３は、システムＤに要求される受信品質を満たすように、システムＤ信号のピークを抑圧する。

ピークが抑圧されたシステムＣ信号およびシステムＤ信号は、それぞれ、システムＣ用数値制御発振器２４およびシステムＤ用数値制御発振器２５により送信信号に変換され、合成部２６において合成される。合成された送信信号は、図示しないディジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換される。そのアナログ信号は、図示しない乗算部により、図示しない局部発振部の発振信号と乗算され、図示しない送信アンプで増幅されて、図示しないアンテナから送信される。

実施の形態１によれば、システムＣに要求される受信品質に合わせて、システムＣ信号のピークが抑圧され、システムＤに要求される受信品質に合わせて、システムＤ信号のピークが抑圧されるので、要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、適当なピーク抑圧度でピーク抑圧を行うことができる。そして、ピーク抑圧後のそれぞれの送信信号が合成されるので、要求される受信品質の異なる複数のシステムの信号が混在するマルチキャリア信号を単一の送信アンプを用いて送信することができる。

実施の形態１のピーク抑圧装置２１は、それぞれのシステムに合わせてピーク抑圧を行った信号を合成した後にさらにその合成後の送信信号に対してピーク抑圧を行う必要がない場合、すなわち合成後の送信信号のＰＡＰＲが十分に小さい場合に有効である。しかし、実施の形態１のピーク抑圧装置２１では、各システムの信号を合成したことによって抑圧する必要のあるピークが発生した場合、このピークを抑圧することはできない。従って、そのような場合には、以下の実施の形態２〜４のような構成が望ましい。

（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、実施の形態２のピーク抑圧装置３１は、実施の形態１の構成にレプリカ生成部３２と２つの遅延部３６，３７を付加したものである。その他の構成は、実施の形態１と同じである。レプリカ生成部３２は、システムＣレプリカ用数値制御発振器３３、システムＤレプリカ用数値制御発振器３４および合成部３５を有する。

システムＣレプリカ用数値制御発振器３３は、図示しないシステムＣ用ディジタル信号発生部から出力されたシステムＣ信号（ｉ信号およびｑ信号）に対してサイン波およびコサイン波との複素乗算を行い、ピーク抑圧前のシステムＣ信号のレプリカを生成する。同様に、システムＤレプリカ用数値制御発振器３４は、図示しないシステムＤ用ディジタル信号発生部から出力されたシステムＤ信号のピーク抑圧前のレプリカを生成する。合成部３５は、システムＣレプリカ用数値制御発振器３３から出力されたシステムＣ信号のレプリカと、システムＤレプリカ用数値制御発振器３４から出力されたシステムＤ信号のレプリカを合成（加算）する。この合成されたレプリカを合成信号レプリカとする。

合成信号レプリカは、システムＣ用ピーク抑圧部２２およびシステムＤ用ピーク抑圧部２３に供給される。遅延部３６は、システムＣ信号のシステムＣ用ピーク抑圧部２２への入力を、レプリカ生成部３２が合成信号レプリカを生成してそのレプリカのピーク位置を同定するのに要する時間だけ遅延させる。遅延部３７は、システムＤ信号のシステムＤ用ピーク抑圧部２３への入力を、レプリカ生成部３２が合成信号レプリカを生成するのに要する時間だけ遅延させる。システムＣ用ピーク抑圧部２２およびシステムＤ用ピーク抑圧部２３は、それぞれ、合成信号レプリカに基づいて、システムＣ信号およびシステムＤ信号に対してピーク抑圧を行う。

ピーク抑圧装置３１の動作について、実施の形態１と異なる点のみ説明する。図示しないシステムＣ用ディジタル信号発生部から出力されたシステムＣ信号は、レプリカ生成部３２に入力するとともに、遅延部３６により合成信号レプリカの生成に要する時間だけ遅れてシステムＣ用ピーク抑圧部２２に入力する。一方、図示しないシステムＤ用ディジタル信号発生部から出力されたシステムＤ信号は、レプリカ生成部３２に入力するとともに、遅延部３７により合成信号レプリカの生成に要する時間だけ遅れてシステムＤ用ピーク抑圧部２３に入力する。

レプリカ生成部３２は、合成信号レプリカを生成し、それをシステムＣ用ピーク抑圧部２２およびシステムＤ用ピーク抑圧部２３に供給する。システムＣ用ピーク抑圧部２２およびシステムＤ用ピーク抑圧部２３は、それぞれ、合成信号レプリカのピーク値が所望の値を超えないように、システムＣ信号およびシステムＤ信号に対してピーク抑圧を行う。

（実施の形態２の具体例）
図３は、この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置の具体例を示すブロック図である。図３に示すように、この具体例のピーク抑圧装置４１は、要求される受信品質の異なるシステムとして、３ＧシステムとＬＴＥシステムが共存する環境で用いられる。３Ｇシステムでは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が用いられる。ＬＴＥシステムでは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が用いられる。

ピーク抑圧装置４１は、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３、Ｗ−ＣＤＭＡ用数値制御発振器４４、ＯＦＤＭ用数値制御発振器４５、合成部４６、ローパスフィルタ４７、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）４８、２つの遅延部５６，５７およびレプリカ生成部５２を有する。Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３、Ｗ−ＣＤＭＡ用数値制御発振器４４、ＯＦＤＭ用数値制御発振器４５、合成部４６、遅延部５６および遅延部５７は、それぞれ、図２に示すピーク抑圧装置３１のシステムＣ用ピーク抑圧部２２、システムＤ用ピーク抑圧部２３、システムＣ用数値制御発振器２４、システムＤ用数値制御発振器２５、合成部２６、遅延部３６および遅延部３７に相当する。

ローパスフィルタ４７は、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２とＷ−ＣＤＭＡ用数値制御発振器４４の間に設けられており、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２の出力信号の帯域外成分を除去する。逆高速フーリエ変換部４８は、図示しないＯＦＤＭ用ディジタル信号発生部から出力されたＯＦＤＭ用の送信対象信号（以下、ＯＦＤＭ信号とする）に対して、逆高速フーリエ変換を行う。逆高速フーリエ変換部４８の出力信号は、遅延部５７とレプリカ生成部５２に供給される。

レプリカ生成部５２は、Ｗ−ＣＤＭＡレプリカ用数値制御発振器５３、ＯＦＤＭレプリカ用数値制御発振器５４、合成部５５およびローパスフィルタ５８を有する。Ｗ−ＣＤＭＡレプリカ用数値制御発振器５３、ＯＦＤＭレプリカ用数値制御発振器５４および合成部５５は、それぞれ、図２に示すレプリカ生成部３２のシステムＣレプリカ用数値制御発振器３３、システムＤレプリカ用数値制御発振器３４および合成部３５に相当する。

ローパスフィルタ５８は、図示しないＷ−ＣＤＭＡ用ディジタル信号発生部から出力されたＷ−ＣＤＭＡ用の送信対象信号（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ信号とする）の帯域外成分を除去する。ローパスフィルタ５８を通過したＷ−ＣＤＭＡ信号は、Ｗ−ＣＤＭＡレプリカ用数値制御発振器５３に供給される。ＯＦＤＭレプリカ用数値制御発振器５４には、逆高速フーリエ変換部４８の出力信号が供給される。

図４は、図３に示すＷ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部の一例を示すブロック図である。図４に示すように、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２は、振幅演算部６２、比較部６３、抑圧係数演算部６４、選択部６５および乗算部６７を有する。振幅演算部６２は、レプリカ生成部５２から出力された合成信号レプリカの振幅を計算する。合成信号レプリカのｉ信号およびｑ信号の振幅をそれぞれｉおよびｑで表すと、合成信号レプリカの振幅は、［√（ｉ²＋ｑ²）］で求まる。比較部６３は、振幅演算部６２で求められた振幅と、予め設定された閾値Ｖｔｈを比較する。

抑圧係数演算部６４は、Ｗ−ＣＤＭＡ信号のピークを抑圧するための値として、［Ｖｔｈ／√（ｉ²＋ｑ²）］を計算する。選択部６５は、抑圧係数として、振幅演算部６２で求められた振幅が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合（［Ｖｔｈ／√（ｉ²＋ｑ²）＞Ｖｔｈ］）に、抑圧係数演算部６４により求められた値を選択し、そうでない場合に、１を選択する。乗算部６７は、遅延部５６から出力されたＷ−ＣＤＭＡ信号に、選択部６５により選択された抑圧係数を乗じ、その結果をピーク抑圧信号として出力する。

従って、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２は、合成信号レプリカの振幅が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合には、ピークが抑圧されたＷ−ＣＤＭＡ信号を出力し、そうでない場合には、Ｗ−ＣＤＭＡ信号をそのまま出力する。なお、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２の構成は、図４に示す構成に限らず、例えば、窓関数方式（図１７参照）の構成でもよいし、その他の方式の構成でもよい。

図５は、図３に示すＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の一例を示すブロック図である。図６は、図５に示すＯＦＤＭ用ピーク抑圧部を説明する模式図である。図５に示すように、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３は、遅延部７０、ローパスフィルタ７１、振幅演算部７２、比較部７３、抑圧係数演算部７４、選択部７５、減算部７６および乗算部７７を有する。振幅演算部７２は、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２の振幅演算部６２と同様の演算を行い、レプリカ生成部５２から出力された合成信号レプリカの振幅（［√（ｉ²＋ｑ²）］）を求める。

比較部７３は、振幅演算部７２で求められた振幅と、予め設定された閾値Ｖｔｈを比較する。抑圧係数演算部７４は、ＯＦＤＭ信号のピークを抑圧するための値として、［１−Ｖｔｈ／√（ｉ²＋ｑ²）］を計算する。選択部７５は、抑圧係数として、振幅演算部７２で求められた振幅が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合（［Ｖｔｈ／√（ｉ²＋ｑ²）＞Ｖｔｈ］）に、抑圧係数演算部７４により求められた値を選択し、そうでない場合に、０を選択する。

乗算部７７は、レプリカ生成部５２から出力され、遅延部７０により所定の時間だけ遅れた合成信号レプリカに、選択部７５により選択された抑圧係数を乗じる。それによって、図６に示すように、抑圧係数が乗算される前、すなわち元の合成信号レプリカ８１を超える部分のみが抽出され、元の合成信号レプリカ８１の閾値Ｖｔｈを超えない部分が０となる信号８２が得られる。

ここで、遅延部７０は、合成信号レプリカを、抑圧係数の選択処理に要する時間だけ遅延させる。ローパスフィルタ７１は、乗算部７７から出力された信号に対して時間軸で帯域を制限することによって帯域外成分を除去する。減算部７６は、遅延部５７を通過したＯＦＤＭ信号からローパスフィルタ７１を通過した信号を減じ、その結果をピーク抑圧信号として出力する。

従って、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３は、合成信号レプリカの振幅が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合には、ピークが抑圧されたＯＦＤＭ信号を出力し、そうでない場合には、ＯＦＤＭ信号をそのまま出力する。なお、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３の構成は、図５に示す構成に限らず、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２と同様のクリップ方式の構成や窓関数方式（図１７参照）の構成でもよいし、その他の方式の構成でもよい。

ピーク抑圧装置４１の動作について説明する。図７は、図３に示すピーク抑圧装置の動作を説明するフローチャートである。図７に示すように、まず、レプリカ生成部５２により、Ｗ−ＣＤＭＡ信号のレプリカと、ＯＦＤＭ信号のレプリカを生成し（ステップＳ１、Ｓ２）、各レプリカを合成して合成信号レプリカを生成する（ステップＳ３）。

次いで、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２により、合成信号レプリカに基づいてＷ−ＣＤＭＡ信号のピークを抑圧し（ステップＳ４）、Ｗ−ＣＤＭＡ用数値制御発振器４４によりＷ−ＣＤＭＡの送信信号を生成する（ステップＳ５）。同時に、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３により、合成信号レプリカに基づいてＯＦＤＭ信号のピークを抑圧し（ステップＳ６）、ＯＦＤＭ用数値制御発振器４５によりＯＦＤＭの送信信号を生成する（ステップＳ７）。次いで、合成部４６により、各送信信号を合成してマルチキャリアの送信信号を生成する（ステップＳ８）。

図８は、図４に示すＷ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部の動作を説明するフローチャートである。図８に示すように、Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部４２においては、まず、振幅演算部６２により、合成信号レプリカの振幅を計算する（ステップＳ１１）。次いで、比較部６３により、合成信号レプリカの振幅を閾値Ｖｔｈと比較する（ステップＳ１２）。

その結果、［振幅＞閾値Ｖｔｈ］である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、選択部６５により、［Ｖｔｈ／振幅］を選択し、［抑圧係数＝Ｖｔｈ／振幅］とする（ステップＳ１３）。一方、［振幅＞閾値Ｖｔｈ］でない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、選択部６５により、１を選択し、［抑圧係数＝１］とする（ステップＳ１４）。次いで、乗算部６７により、ステップＳ１３またはＳ１４で選択された抑圧係数をＷ−ＣＤＭＡ信号に乗算し、Ｗ−ＣＤＭＡのピーク抑圧信号を得る（ステップＳ１５）。

図９は、図５に示すＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の動作を説明するフローチャートである。図９に示すように、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３においては、まず、振幅演算部７２により、合成信号レプリカの振幅を計算する（ステップＳ２１）。次いで、比較部７３により、合成信号レプリカの振幅を閾値Ｖｔｈと比較する（ステップＳ２２）。その結果、［振幅＞閾値Ｖｔｈ］である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、選択部７５により、［１−Ｖｔｈ／振幅］を選択し、［抑圧係数＝１−Ｖｔｈ／振幅］とする（ステップＳ２３）。

一方、［振幅＞閾値Ｖｔｈ］でない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、選択部７５により、０を選択し、［抑圧係数＝０］とする（ステップＳ２４）。次いで、乗算部７７により、ステップＳ２３またはＳ２４で選択された抑圧係数を合成信号レプリカに乗算し（ステップＳ２５）、それによって得られた信号の帯域外成分をローパスフィルタ７１により除去する（ステップＳ２６）。次いで、減算部７６によりローパスフィルタ７１を通過した信号を元のＯＦＤＭ信号から減算し、ＯＦＤＭのピーク抑圧信号を得る（ステップＳ２７）。

なお、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の構成を図１０に示す構成としてもよい。図１０は、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の他の例を示すブロック図である。図１０に示すように、ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部９３は、図５に示すＯＦＤＭ用ピーク抑圧部４３の構成において、乗算部７７とローパスフィルタ７１の間、およびローパスフィルタ７１と減算部７６の間に、それぞれ、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）９１および逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）９２を有する。このＯＦＤＭ用ピーク抑圧部９３では、ローパスフィルタ７１により周波数軸で帯域制限を行う。

実施の形態２によれば、各システムのピーク抑圧前の信号のレプリカを生成し、各レプリカを合成した合成信号レプリカを用いて、各システムの信号に対してピーク抑圧を行うので、複数のシステムの信号を合成することによって発生するピークが所望の値を超えないように、各システムの信号に対して、システムごとに、適当なピーク抑圧度でピーク抑圧を行うことができる。つまり、複数のシステムの送信信号を合成した後のアンプ入力信号を基準にして、各システムの信号のピークを抑圧することができる。

（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、実施の形態３のピーク抑圧装置１０１は、システムＣに対してのみピーク抑圧を行い、システムＤについてはピーク抑圧を行わない構成としたものである。その他の構成は、実施の形態２と同じである。

この実施の形態３のように、複数のシステムで受信品質の要求条件が偏っている場合には、ピーク抑圧を適用する信号を制限し、一部のシステムの信号に対してのみピーク抑圧を適用することができる。図１０に示す例では、ピーク抑圧を適用したシステムＣについては、受信品質が劣化するが、ピーク抑圧を適用しないシステムＤについては、受信品質の劣化が生じない。なお、実施の形態３は、実施の形態１に対しても同様に適用可能である。

（実施の形態３の具体例）
図１２は、この発明の実施の形態３にかかるピーク抑圧装置の具体例を示すブロック図である。図１２に示すように、この具体例のピーク抑圧装置１１１は、要求される受信品質の異なるシステムとして、３ＧシステムとＬＴＥシステムが共存する環境で用いられる。ＬＴＥシステムに要求される受信品質は、３Ｇシステムに要求される受信品質よりも厳しい。そこで、この例のピーク抑圧装置１１１は、合成信号レプリカを用いてＷ−ＣＤＭＡ信号に対してのみピーク抑圧を行い、合成部４６により、元のままのＯＦＤＭ信号と合成する。なお、図１２に示す例では、ＯＦＤＭレプリカ用数値制御発振器５４がＯＦＤＭ用数値制御発振器を兼ねているため、ＯＦＤＭレプリカ用数値制御発振器５４と合成部４６の間に遅延部５７が配置されている。

（実施の形態４）
図１３は、この発明の実施の形態４にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、実施の形態４のピーク抑圧装置１２１は、実施の形態２の構成に合成後ピーク抑圧部１２２を付加したものである。その他の構成は、実施の形態２と同じである。合成後ピーク抑圧部１２２は、合成部２６から出力された信号に対して、さらにピーク抑圧を行う。合成後ピーク抑圧部１２２は、特に限定しないが、例えば従来のクリップ方式（図１６参照）や窓関数方式（図１７参照）のピーク抑圧装置と同様の構成、または従来のその他の方式のピーク抑圧装置と同様の構成を有する。なお、実施の形態４は、実施の形態１または実施の形態３に対しても同様に適用可能である。

一般に、各システムの信号を合成した後にピーク抑圧を行う構成によれば、送信アンプへの入力信号のピークを確実に抑圧できるので、各システムの信号を合成する前にピーク抑圧を行う構成に比べて、受信品質の劣化を軽減できるという効果がある。従って、実施の形態４によれば、各システムの信号を合成する前にピーク抑圧を行う構成と、各システムの信号を合成した後にピーク抑圧を行う構成を兼ね備えた構成とし、合成前の抑圧と合成後の抑圧のバランスを考慮することによって、複数のシステムの信号のＰＡＰＲと受信品質を最適にすることができる。

図１４は、この発明を適用したピーク抑圧装置を用いた具体例についてＰＡＰＲと受信品質との関係を示す特性図である。ここでは、この発明を適用した実施例の構成を、図１２に示す構成の合成部４６の後段に、従来の窓関数方式（図１７参照）のピーク抑圧装置と同様の構成の合成後ピーク抑圧部を付加した構成とした。図１４において、□および○のプロットは、それぞれ、実施例のＷ−ＣＤＭＡ信号およびＯＦＤＭ信号の受信品質であり、■および●のプロットは、それぞれ、従来例のＷ−ＣＤＭＡ信号およびＯＦＤＭ信号の受信品質である。

図１４より、実施例および従来例のいずれにおいても、ピーク抑圧が強くなってＰＡＰＲが小さくなるのに伴って、受信品質が劣化しているのがわかる。また、従来例では、Ｗ−ＣＤＭＡ側の受信品質とＯＦＤＭ側の受信品質の差は、わずかである。それに対して、実施例では、Ｗ−ＣＤＭＡ側の受信品質の劣化を許容する代わりに、ＯＦＤＭ側の受信品質が改善しているのがわかる。上述したように、ＯＦＤＭ信号に要求される受信品質は、Ｗ−ＣＤＭＡ信号に要求される受信品質よりも厳しいので、合成前の抑圧と合成後の抑圧を組み合わせることは、極めて有効である。

以上において本発明は、上述した各実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、要求される受信品質の異なるシステムの数は、３つ以上でもよい。

以上のように、本発明にかかるピーク抑圧装置は、要求される受信品質が異なる複数のシステムの送信対象信号を同一の送信アンプで増幅して送信する無線送信装置に有用であり、特に、携帯電話の分野における３ＧシステムのＷ−ＣＤＭＡ信号とＬＴＥシステムのＯＦＤＭ信号を同一の送信アンプで増幅して送信する無線送信装置に適している。

この発明の実施の形態１にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置の具体例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置のＷ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置のＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の一例を示すブロック図である。 図５に示すＯＦＤＭ用ピーク抑圧部を説明する模式図である。 図３に示すピーク抑圧装置の動作を説明するフローチャートである。 図４に示すＷ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部の動作を説明するフローチャートである。 図５に示すＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態２にかかるピーク抑圧装置のＯＦＤＭ用ピーク抑圧部の他の例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３にかかるピーク抑圧装置の具体例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４にかかるピーク抑圧装置の構成を示すブロック図である。 この発明を適用したピーク抑圧装置を用いた具体例についてＰＡＰＲと受信品質との関係を示す特性図である。 送信アンプの入出力特性と信号のピークの関係を示す特性図である。 従来のクリップ方式のピーク抑圧装置を有する無線送信装置の構成を示すブロック図である。 従来の窓関数方式のピーク抑圧装置を有する無線送信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２１，３１，４１，１０１，１１１，１２１ ピーク抑圧装置
２２，２３ ピーク抑圧部
２６，４６ 合成部
３２，５２ レプリカ生成部
３６，３７，５６，５７ 遅延部
４２ Ｗ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧部
４３，９３ ＯＦＤＭ用ピーク抑圧部
６２，７２ 振幅演算部
６３，７３ 比較部
６４，７４ 抑圧係数演算部
６５，７５ 選択部
６７，７７ 乗算部
７１ ローパスフィルタ
７６ 減算部
１２２ 合成後ピーク抑圧部

Claims (10)

1. 要求される受信品質が異なる複数のシステムの信号に対して、システムごとに、要求される受信品質に基づいてピークを抑圧する複数のピーク抑圧手段と、
   すべての前記ピーク抑圧手段から出力される信号を合成する合成手段と、
   を備えることを特徴とするピーク抑圧装置。
2. 要求される受信品質が異なる複数のシステムのうちの一部のシステムの信号に対して、システムごとに、要求される受信品質に基づいてピークを抑圧する１つ以上のピーク抑圧手段と、
   すべての前記ピーク抑圧手段から出力される信号、および要求される受信品質が異なる複数のシステムのうちのピークを抑圧しない残りのシステムの信号を合成する合成手段と、
   を備えることを特徴とするピーク抑圧装置。
3. Ｗ−ＣＤＭＡ信号に対してピーク抑圧を行うＷ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧手段、およびＯＦＤＭ信号に対してピーク抑圧を行うＯＦＤＭ用ピーク抑圧手段を有することを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。
4. Ｗ−ＣＤＭＡ信号に対してピーク抑圧を行うＷ−ＣＤＭＡ用ピーク抑圧手段、を有し、ＯＦＤＭ信号に対してはピーク抑圧を行わないことを特徴とする請求項２に記載のピーク抑圧装置。
5. すべてのシステムのピーク抑圧前の信号を合成したレプリカを生成するレプリカ生成手段、をさらに備え、
   前記ピーク抑圧手段は、前記レプリカ生成手段により生成されたレプリカのピーク位置に基づいて、ピーク抑圧を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のピーク抑圧装置。
6. 前記ピーク抑圧手段は、前記レプリカ生成手段により生成されたレプリカのピーク値が所望の値を超えないように、ピーク抑圧を行うことを特徴とする請求項５に記載のピーク抑圧装置。
7. 前記ピーク抑圧手段への信号の入力タイミングを、少なくとも前記レプリカ生成手段でレプリカを生成してピーク位置を同定するのに要する時間だけ遅延させる遅延手段、をさらに備えることを特徴とする請求項５または６に記載のピーク抑圧装置。
8. 前記合成手段から出力される信号に対してピーク抑圧を行う合成後ピーク抑圧手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のピーク抑圧装置。
9. 前記ピーク抑圧手段は、
   前記レプリカ生成手段により生成されたレプリカの振幅を計算する振幅演算手段と、
   閾値を前記振幅演算手段により求められた振幅で除した値を求める抑圧係数演算手段と、
   前記振幅演算手段により求められた振幅と閾値を比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較の結果、前記振幅が前記閾値よりも大きい場合に抑圧係数として前記抑圧係数演算手段により求められた値を選択し、前記振幅が前記閾値よりも大きくない場合に抑圧係数として１を選択する選択手段と、
   抑圧係数として前記選択手段により選択された値を元の信号に乗ずる乗算手段と、
   を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のピーク抑圧装置。
10. 前記ピーク抑圧手段は、
    前記レプリカ生成手段により生成されたレプリカの振幅を計算する振幅演算手段と、
    閾値を前記振幅演算手段により求められた振幅で除した値をさらに１から減じた値を求める抑圧係数演算手段と、
    前記振幅演算手段により求められた振幅と閾値を比較する比較手段と、
    前記比較手段による比較の結果、前記振幅が前記閾値よりも大きい場合に抑圧係数として前記抑圧係数演算手段により求められた値を選択し、前記振幅が前記閾値よりも大きくない場合に抑圧係数として０を選択する選択手段と、
    抑圧係数として前記選択手段により選択された値を前記レプリカに乗ずる乗算手段と、
    前記乗算手段の出力信号から帯域外成分を除去するフィルタ手段と、
    元の信号から前記フィルタ手段の出力信号を減ずる減算手段と、
    を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のピーク抑圧装置。
    
    
    
    

Images