JP2008085460A - 電力クリッピング回路 - Google Patents

Abstract

【課題】クリッピングおける変調誤差を抑制する。
【解決手段】１６角形クリッピング手段１０１は、無線通信システムとしてあらかじめ定められているクリッピングを行う必要がある信号レベル（クリップレベル＝ＲＬ）とＩ，Ｑ信号の振幅値とを比較し、ＲＬよりも大なる場合はクリップ処理を行うとともに、クリップ処理を行ったか否かを示す信号をアンドゲート１０４へ出力する。アンドゲート１０４は、１６角形クリッピング手段１０１からクリップ処理を行ったことを示す信号を受けたときには、１６角形クリッピング手段１０１から出力されるＩ／Ｑ信号を選択して出力し、クリップ処理を行わなかったことを示す信号を受けたときには、タイミング調整器１０２を介して出力されるＩ／Ｑ信号を選択して出力するように、セレクタ１０３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は電力クリッピング回路に関し、特に無線伝送システムにおける電力増幅器へ供給される直交ベースバンド信号の振幅制限を行うクリッピング方式に関する。

ディジタル携帯電話のような無線通信システムにおいて、無線系ディジタル変調回路で用いる電力増幅器は、送信する信号の全ての振幅値に対して良好な線形性と高効率特性を有することが求められる。しかし、全ての振幅値に対して良好な線形性を有する電力増幅器を使用することは、価格、回路規模や消費電力の増加などにより実現が困難である。そこで、ある一定振幅までは線形性を有しているが、ある一定のレベル以上では非線形な特性を有する一般的な電力増幅器を使用することが多い。

ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access )方式などのマルチキャリア方式では、複数のキャリアに重畳された送信信号が時間軸上で加算されるため、多重後の信号のピーク電力が大きくなる。このようなピーク電力の大きな信号を、上述のような一般的な電力増幅器を用いて増幅した場合、ＲＦ出力信号に歪みが生じ、隣接するチャネルの妨害波となり、かつ変調精度（ＥＶＭ: Error Vector Magnitude）が劣化してしまい、その結果伝送路のＢＥＲ（Bit Error Rate）が劣化する。

そのため、電力増幅器における非線形性出力信号の発生を回避するために様々な方式が提案されている。その中の一つに、送信データのベースバンド信号処理部での同相信号（Ｉ）と直交信号（Ｑ）のクリッピング処理がある。クリッピング処理の代表的な例としては、方形クリッピング処理と円形クリッピング処理とがある。

方形クリッピング処理を行う回路は比較的小さな回路規模で実現できるが、処理後のデータに位相誤差が発生してしまうという欠点がある。すなわち方形クリッピング回路では、ベースバンド信号のＩ信号とＱ信号それぞれに対して独立にクリッピング処理を行うため、Ｉ信号とＱ信号の内、片方の信号のみがクリップレベルを超えている場合、片方の信号だけがクリッピング処理され他方の信号はクリッピング処理されないために、処理後のデータに位相誤差が生じてしまう。この位相誤差により変調波のＥＶＭが劣化してしまうという欠点がある。

一方、円形クリッピング処理は、Ｉ信号とＱ信号の両方を位相に沿ってクリッピング処理するため、上記方形クリッピング処理において問題となる位相誤差は発生しない。しかし、円形クリッピング処理では、演算処理やデータの読み出しなどの処理が増えてしまうので、回路規模や消費電力が大きくなる欠点がある。

このような問題を解消するために、特許文献１では、方形クリップ手段と位相回転手段との直列構成を複数段縦続接続した多角形クリッピング手段を採用することにより、演算処理やデータの読み出しなどの処理量を抑えて、円形クリッピング処理に近いクリッピング特性を得る技術が提案されており、また特許文献２では、ＣＯＲＤＩＣ（座標回転デジタルコンピュータ）計算技術を用いたクリッピング技術が提案されている。

また特許文献３では、多角形クリッピング手段を採用したクリップ回路において、ベースバンド信号の振幅値が所定のレベル以下のときには、クリップ回路を通さない信号をそのまま出力し、クリッピング処理が必要な信号に対して選択的にクリッピング処理を施した信号を出力することにより、演算処理やデータの読み出しなどの処理量を抑えて、円形クリッピング処理に近いクリッピング特性を得るとともに、予め設定した所定レベル以下のベースバンド信号についてはクリップ回路を通さないようにして、クリッピング手段を通ることにより発生する変調誤差の発生を抑制する技術が提案されている。

図１０は、特許文献３で提案されている多角形クリッピング手段を採用した電力クリッピング回路を示す機能ブロック図であり、ベースバンド信号処理を行った後の直交成分であるＲＩ、ＲＱは、タイミング調整器２０５、１６角形クリッピング手段２０１、および絶対値化回路２０２へそれぞれ入力される。

絶対値化回路２０２において、Ｉ成分およびＱ成分はそれぞれ絶対値化処理され、加算器２０３へ入力されて加算処理される。そして、無線通信システムとしてあらかじめ定められているクリッピングを行う必要がある信号レベル（クリップレベル＝ＲＬ）と、加算器２０３の出力である絶対値化したベースバンド信号の振幅値の加算値（｜ＲＩ｜＋｜ＲＱ｜）が、比較器２０４により比較される。

この比較の結果、加算値（｜ＲＩ｜＋｜ＲＱ｜）がクリップレベルＲＬ以上の場合には、アンドゲート２０７を介してセレクタ２０６を制御し、１６角形クリッピング手段２０１を経たクリップ処理後の信号が出力される。一方、加算値（｜ＲＩ｜＋｜ＲＱ｜）がクリップレベルＲＬより小の場合には、アンドゲート２０７を介してセレクタ２０６を制御し、タイミング調整器２０５を経たタイミング調整後の信号が出力される。

これは全ての信号に対して１６角形クリッピング処理を行うと、電力制限する必要のないような小レベルの信号に対してもクリッピング手段２０１を通すことになり、それに伴う変調誤差が発生するので、これを避けるためにクリッピング処理が必要な可能性のある信号に対してのみ選択的にクリッピング処理を施すためのものである。

なお、タイミング調整器２０５は、１６角形クリップ手段２０１を経たクリッピング処理後の信号と、１６角形クリップ手段２０１を経ない信号との出力タイミングを調整するものである。このタイミング調整器２０５は、１６角形クリップ手段２０１のクリッピング処理に必要な時間分に相当する段数のバッファにより構成されている。アンドゲート２０７はクリッピング処理のオンオフを、外部指令により制御するためのものである。

特開２００４−０７２６２６号公報 特表２００４−５１６７１６号公報 ＷＯ ２００５／０４６１５４ Ａ１

図１１は、図１０に示すクリッピング回路のＩＱ座標上におけるクリッピングレベルＲＬとクリップ処理との関係を示しており、内側に描かれている正方形１２１は、座標中心から各頂点までの距離がクリップレベルＲＬに等しく、その一辺が、
｜ＲＩ｜＋｜ＲＱ｜＝ＲＬ
で表される正方形である。この正方形１２１の各頂点が内接しているその外側の１６角形１２２は、図１０の１６角形クリップ手段２０１のクリップレベルの境界を示している。

従って図１０に示すクリッピング回路においては、この正方形１２１の内側部分（１２３）の信号レベルでは、タイミング調整器２０５からの信号（１６角形クリッピング手段２０１を通さない信号）が選択されて出力され、この正方形１２１の外側部分の信号レベルでは、１６角形クリッピング手段２０１からの信号が選択されて出力されるので、この正方形１２１の内側部分の信号は、クリッピング手段２０１を通すことに伴う変調誤差の発生を抑えることができる。

しかし、図１０に示すクリッピング回路において実際に１６角形クリッピング手段２０１で振幅制限を受ける信号レベルは、１６角形１２２の外側となる１２５で示される領域の信号レベルの場合であり、信号レベルが正方形１２１と１６角形１２２との間の領域（１２４）内にある場合には、本来１６角形クリッピング手段２０１による振幅制限処理を行う必要がない領域であるが、１６角形クリッピング手段２０１を通る信号経路が選択されることになる。

このように、図１０に示す電力クリッピング回路では、クリッピングレベル以下の振幅であって本来はクリッピングされる必要がなく、クリッピングの影響を受けないはずの信号点の一部（領域１２４内の信号）がクリッピング処理回路を通ってしまい、振幅制限は受けないものの１６角形クリッピング手段２０１での演算処理は受けるので、１６角形クリッピング手段２０１に入力された信号と出力される信号の間に演算処理に伴うズレが生じ、結果として変調誤差を招くという問題がある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、電力制限される必要のある信号だけをクリッピング処理回路で処理して出力し、クリッピングする必要がないレベルの信号は全てこのクリッピング処理回路をバイパスさせることにより、回路規模を抑えつつ変調誤差の発生を抑制することが可能な手段を提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するために、図１０に示された、直交ベースバンド信号の振幅制限をなす多角形クリッピングにおいて、絶対値化回路２０２、Ｉ／Ｑ加算器２０３、比較器２０４の替わりに、１６角形クリッピング手段２０１からクリップ処理を実行したか否かをあらわす信号を出力し、クリップ処理を実行されなかった直交ベースバンド信号については、全てこのクリッピング処理手段をバイパスして出力させるようにしたことを特徴としている。

具体的には、本発明は、入力された直交信号の振幅を制限して出力するクリッピング処理手段を備えた電力クリッピング回路において、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピング処理手段に設定されたクリッピングレベルよりも大きいか否かを判定するレベル比較判定手段と、前記レベル比較判定手段により、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベルよりも大きいと判定されたとき、前記クリッピング処理手段により処理された前記直交信号を選択して出力し、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下と判定されたとき、前記クリッピング処理手段を通さない前記直交信号を選択して出力する出力信号選択手段を備えていることを特徴としている。

前記クリッピング処理手段は、方形クリップ手段と位相回転手段との直列構成を複数段縦続接続した多角形クリッピング手段として構成されており、前記出力信号選択手段は、全ての段において前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下と判定されたときのみ、前記クリッピング処理手段を通さない前記直交信号を選択して出力する。

前記レベル比較判定手段は、前記多角形クリッピング手段を構成する前記複数の方形クリップ手段の前段にそれぞれ接続されてそれぞれの方形クリップ手段に入力される前記直交信号のレベルをそれぞれの方形クリップ手段に設定されたクリッピングレベルと比較する複数のレベル比較手段と、該複数のレベル比較手段による比較結果を入力してその論理和を出力するオアゲートを備えた構成により実現することができる。

また、前記クリッピング処理手段を通さない信号経路には、前記直交信号を前記クリッピング処理手段の処理時間に相当する時間だけ調整して出力するタイミング調整手段を設けることができる。

本発明の電力クリッピング方法は、入力された直交信号をクリッピング処理して電力制限された直交信号を出力するにあたって、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピング処理のために予め設定されたクリッピングレベルよりも大きいか否かを判定し、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベルよりも大きいときには、前記クリッピング処理した前記直交信号を選択して出力し、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下のときには、前記クリッピング処理経路を通さない前記直交信号を選択して出力することを特徴としている。

前記クリッピング処理方法は、方形クリップ処理と位相回転処理を複数回繰り返すことにより多角形クリッピングを実行する処理により実現でき、前記入力された直交信号のレベルと前記クリッピング処理のために予め設定されたクリッピングレベルの前記複数回の比較の結果、前記複数回の比較において入力された直交信号のレベルが全て前記クリッピングレベル以下と判定されたときのみ、前記クリッピング処理経路を通さない前記直交信号を選択して出力する。

また、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下のときには、前記クリッピング処理の時間に相当する時間だけ遅延調整した前記直交信号を出力するようにして、前記クリッピング処理された信号と、クリッピング処理経路を通さない前記直交信号のタイミング調整を行うことができる。

本発明によれば、直交ベースバンド信号をクリッピング処理回路に通すかどうかの選択を実際にクリッピング処理したか否かで判断することができ、これにより本来電力制限される必要のある信号だけがクリッピング処理回路を経由して出力され、電力制限される必要のない信号は全てクリッピング処理回路をバイパスして出力することができるので、電力制限される必要のない信号がクリッピング処理回路を経由することにより歪まされるような状況がなくなる。

本発明によれば、クリッピング手段に入力される必要のない振幅レベルの信号はクリッピング手段を通さずに出力しているので、クリッピング回路システムにおける変調誤差の発生を最小限に抑えることができる。

図１は、本発明の実施形態を示すクリッピング回路の機能ブロック図であり、図２は、本実施形態のクリッピング回路のＩＱ座標上におけるクリッピングレベルとクリップ処理との関係を示す図である。

図１において、ベースバンド信号処理を行った後の直交成分であるＲＩ、ＲＱは、タイミング調整器１０２、および１６角形クリッピング手段１０１へそれぞれ入力される。１６角形クリッピング手段１０１は、無線通信システムとしてあらかじめ定められているクリッピングを行う必要がある信号レベル（クリップレベル＝ＲＬ）とＩ，Ｑ信号の振幅値とを比較し、Ｉ，Ｑ信号の少なくとも一方がＲＬよりも大なる場合はクリップ処理を行うとともに、クリップ処理を行ったか否かを示す信号をアンドゲート１０４へ出力する。

タイミング調整器１０２は、１６角形クリップ手段１０１を経たクリッピング処理後のＩ／Ｑ信号と、１６角形クリップ手段１０１を経ないＩ／Ｑ信号との出力タイミングを調整するものである。このタイミングの調整器１０２は、１６角形クリップ手段１０１のクリッピング処理に必要な時間分に相当する段数のバッファにより構成されている。

１６角形クリッピング手段１０１から出力されたＩ／Ｑ信号とタイミングの調整器１０２から出力されたＩ／Ｑ信号はセレクタ１０３に入力される。セレクタ１０３は、アンドゲート１０４からの切替制御信号に従って、１６角形クリッピング手段１０１から入力されたＩ／Ｑ信号とタイミングの調整器１０２から入力されたＩ／Ｑ信号のいずれか一方を選択して出力する。

アンドゲート１０４は、１６角形クリッピング手段１０１からのクリップ処理を行ったか否かを示す信号と外部からのクリッピング処理のオンオフ指令信号を受けて、セレクタ１０３に対して上記出力信号選択のための切替制御信号を出力する。

図３は、図１に示す本実施形態のクリッピング回路における１６角形クリップ手段１０１の機能ブロック図である。

この１６角形クリップ手段１０１は、入力段から順に、振幅比較部３０１、方形クリップ回路３０２、＋π／４位相回転部３０３、振幅比較部３０４、方形クリップ回路３０５、−π／８位相回転部３０６、振幅比較部３０７、方形クリップ回路３０８、−π／４位相回転部３０９、振幅比較部３１０、方形クリップ回路３１１、＋π／８位相回転部３１２、振幅調整部（振幅スケーリング部）３１３からなり、また、振幅比較部３０１、３０４、３０７および３１０からの信号の論理和を出力するオアゲート３１４を備えている。

方形クリップ回路３０２，３０５，３０８，３１１は全て同一回路構成であり、周知の構成（例えば、特許文献１などの回路）が用いられ、クリップレベルを入力することにより、入力信号Ｉ，Ｑ成分（Ｉｃｈ，Ｑｃｈとして示す）を、互いに独立して、すなわち、Ｉ信号はＩ軸方向に、Ｑ信号はＱ軸方向に個別にクリップする機能を有している。

位相回転部３０３は入力信号の位相を＋π／４回転させ、位相回転部３０６は入力信号の位相を−π／８回転させ、位相回転部３０９は入力信号の位相を−π／４だけ回転させ、位相回転部３１２は入力信号の位相を＋π／８だけ回転させるものであり、振幅調整部（振幅スケーリング部）３１３は、方形クリップや位相回転によって実際の値より小さくなってしまった信号の振幅値を、元の入力信号の振幅値（レベル）に戻すため（補償調整するため）のものである。

図４〜図７は、それぞれこれ等の各位相回転部３０３，３０６，３０９，３１２の具体例を示すブロック回路図であり、図８は、振幅調整部（振幅スケーリング部）３１３の具体例を示すブロック回路図である。また図９は、各位相回転部における位相回転に伴い信号レベルが変化する様子を示す図である。

各方形クリップ回路３０２，３０５，３０８，３１１の前段にそれぞれ設けられた振幅比較部３０１，３０４，３０７，３１０は、各段での方形クリップ回路３０２，３０５，３０８，３１１においてＩ，Ｑ各成分がクリップ処理されるのかどうかを判断し、クリップ処理される場合はＨｉｇｈの信号を、されない場合にはＬｏｗの信号をオアゲート３１４に対して出力する。これによりオアゲート３１４からは、４段の方形クリップ回路全てでクリッピング処理が行われなかった場合にはｌｏｗの信号が出力され、１回でもクリッピング処理が行われた場合にはＨｉｇｈの信号が出力される。オアゲート３１４の出力は図１のアンドゲート１０４に入力される。

次に、本実施形態の動作について、図１〜図９を参照して詳細に説明する。

ベースバンド信号の直交成分であるＩ信号及びＱ信号が、図示せぬベースバンド信号処理部より、図１のクリッピング回路部へ入力されると、Ｉ／Ｑ信号は１６角形クリップ手段１０１へ供給されて１６角形クリッピング処理され、クリッピング処理された信号はセレクタ１０３へ入力される。また、このＩ／Ｑ信号はタイミング調整器１０２へも入力され、１６角形クリッピング手段１０１によるクリッピング処理に必要な時間に相当するタイミング調整が行われてセレクタ１０３へ入力される。

１６角形クリッピング手段１０１からは、この１６角形クリッピング手段１０１に入力されたＩ，Ｑ信号に対してクリッピング処理が施されたか否かを示す信号がアンドゲート１０４を介してセレクタ１０３へ出力される。セレクタ１０３は、アンドゲート１０４から入力された信号が、入力Ｉ，Ｑ信号をクリッピング処理したことを示している場合には、１６角形クリップ手段１０１を経た信号を選択して出力し、クリッピング処理しなかったことを示している場合には、タイミング調整器１０２を経た信号を選択して出力する。

このセレクタ１０３による選択は、全ての信号に対して１６角形クリッピング処理を行うと、電力制限する必要のない信号に対してもクリッピング処理を行うことになるので、これを避けるために、クリッピング処理が必要な信号に対してのみ選択的にクリッピング処理を施すためのものである。なお、アンドゲート１０４により、クリッピング処理のマスク制御を外部指令により簡単に行うことができるようになっている。

１６角形クリッピング手段１０１では、入力されたＩ，Ｑ信号を、先ず振幅比較部３０１においてＩ，Ｑ信号それぞれとクリップレベルＲＬ０との比較を行う。このときクリップレベルＲＬ０は、
ＲＬ０＝ＲＬ
であり、外部設定される。振幅比較部３０１は、Ｉ，Ｑ信号の振幅値がＲＬ０よりも大なる場合は次段の方形クリップ回路３０２においてクリップされることになるので、オアゲート３１４に対してＨｉｇｈの信号を出力し、ＲＬ０以下の場合にはＬｏｗの信号を出力する。次に、方形クリップ回路３０２において方形クリップ処理が行われる。このときクリップレベルは振幅比較部３０１における比較レベルと同じ値ＲＬ０に設定される。

方形クリップ回路３０２にて方形クリップ処理された信号は、位相回転部３０３で＋π／４だけ位相回転される。この位相回転部３０３は図４に示す如く、加算器４０１，４０２及び符号反転器４０３よりなる周知の構成であり、Ｉ信号とＱ信号とが加算器４０２で加算されてＱ信号となり、Ｉ信号とＱ信号の符号反転信号とが加算器４０１で加算されてＩ信号となる。なお、この＋π／４位相回転により、信号振幅は√２倍に変化する。

この位相反転部３０３の出力は振幅比較部３０４、方形クリップ回路３０５へ入力されるが、このときのクリップレベルＲＬ１は、
ＲＬ１＝ＲＬ０×√２＝ＲＬ×√２
であり、外部設定される。これは、位相回転部３０３で信号位相を＋π／４回転させているために、振幅が√２倍に変化したために、クリップレベルもそれだけ大とする必要があるからである。なお図９（１）は、π／４位相回転した場合に、√２だけレベル変化することを示している。この関係は三平方の定理により求めることができる。

振幅比較部３０４は、位相回転部３０３から出力されるＩ，Ｑ信号の振幅値がＲＬ１よりも大なる場合は次段の方形クリップ回路３０５においてクリップされることになるので、オアゲート３１４に対してＨｉｇｈの信号を出力し、ＲＬ１より小なる場合はＬｏｗの信号を出力する。次に方形クリップ回路３０５において方形クリップ処理が行われる。このときクリップレベルは振幅比較部３０４における比較レベルと同じ値ＲＬ１に設定される。

方形クリップ回路３０５にて方形クリップ処理された信号は、次に、位相回転部３０６により信号位相が−π／８回転される。この位相回転部３０６は、図５に示す如く、加算器５０１，５０２、乗算器５０３，５０４、符号反転器５０５よりなる周知の構成である。Ｉ信号と係数（ｎビット）とが乗算器５０３で乗算され、その乗算出力の下位ｎビットが切捨てられて符号反転され、加算器５０３にてＱ信号と加算され、Ｑ信号となる。また、Ｑ信号と係数とが乗算器５０４で乗算され、その乗算出力の下位ｎビットが切捨てられて、加算器５０１でＩ信号と加算され、Ｉ信号となる。この−π／８位相回転により、信号振幅は√｛２×（２−√２）｝倍に変化する。

この位相回転部３０６の出力は振幅比較部３０７、方形クリップ回路３０８へ入力されるが、このときのクリップレベルＲＬ２は、位相回転部３０６の上記振幅変化を考慮して、
ＲＬ２＝ＲＬ１×√｛２×（２−√２）｝
＝ＲＬ０×√２×√｛２×（２−√２）｝
＝ＲＬ×２×√（２−√２）
となり、外部設定される。なお、図９（２）は、π／８位相回転した場合に、√２×√（２−√２）、すなわち√｛２×（２−√２）｝だけレベル変化することを示している。

振幅比較部３０７は、位相回転部３０６から出力されるＩ，Ｑ信号の振幅値がＲＬ２よりも大なる場合は次段の方形クリップ回路３０８においてクリップされることになるので、オアゲート３１４に対してＨｉｇｈの信号を出力し、ＲＬ２より小なる場合はＬｏｗの信号を出力する。次に方形クリップ回路３０８において方形クリップ処理が行われる。このときクリップレベルは振幅比較部３０７における比較レベルと同じ値ＲＬ２に設定される。

方形クリップ回路３０８にて方形クリップ処理された信号は、次に、位相回転部３０９により信号位相が−π／４回転される。この位相回転部３０９は、図６に示す如く、加算器６０１，６０２及び符号反転器６０３からなる周知の構成である。Ｉ信号とＱ信号とは加算器６０１で加算されてＩ信号となり、Ｉ信号の符号反転信号とＱ信号が加算器６０２で加算されてＱ信号となる。この−π／４位相回転により、信号振幅は√２倍に変化することは、先の位相回転部３０３と同様である。

この位相回転部３０９の出力は振幅比較部３１０、方形クリップ回路３１１へ入力されるが、このときのクリップレベルＲＬ３は、位相回転部３０９の振幅変化を考慮して、
ＲＬ３＝ＲＬ２×√２
＝ＲＬ×２√２×√（２−√２）
となり、外部設定される。

振幅比較部３１０は、位相回転部３０９から出力されるＩ，Ｑ信号の振幅値がＲＬ３よりも大なる場合は次段の方形クリップ回路３１１においてクリップされることになるので、オアゲート３１４に対してＨｉｇｈの信号を出力し、ＲＬ３より小なる場合はＬｏｗの信号を出力する。次に方形クリップ回路３１１において方形クリップ処理が行われる。このときクリップレベルは振幅比較部３１０と同じ値ＲＬ３に設定される。

方形クリップ回路３１１にて方形クリップ処理された信号は、次に、位相回転部３１２へ入力されて＋π／８だけ位相回転される。この位相回転部３１２は、図７に示す如く、加算器７０１，７０２、乗算器７０３，７０４、符号反転器７０５によりなる周知の構成である。Ｉ信号は乗算器７０３により係数（ｎビット）を乗算され、その乗算出力の下位ｎビットが切捨てられて、加算器７０２でＱ信号と加算されＱ信号となる。また、Ｑ信号は乗算器７０４により係数と乗算されその乗算出力の下位ｎビットが切捨てられて符号反転され、加算器７０１にてＩ信号と加算されＩ信号となる。

この＋π／８位相回転により振幅は、√｛２×（２−√２）｝倍に変化する。なお、この図７及び先の図５における係数ｎの値を制御することにより、位相回転量の制御が可能であるが、本例では、±π／８であるので、それに対応する固定の係数値が入力される。

最後に、この位相回転部３１２の出力は振幅調整部３１３に入力され、振幅調整部３１３において、方形クリッピングや位相回転により、実際の振幅値より小となった振幅値が元の入力信号レベルに戻される。図８はこの振幅調整部３１３の構成例であり、乗算器８０１，８０２よりなっている。Ｉ信号は係数（ｎビット）と乗算器８０１で乗算されＩ信号となり、Ｑ信号は係数と乗算器８０２で乗算されＱ信号となる。このときの振幅調整は、（２＋√２）／８倍となる。

また、４段の振幅比較器３０１、３０４、３０７、３１１からの出力が入力されるオアゲート３１４は、４段の振幅比較器の全てからクリッピング処理が行われないことを示す判定信号（Ｌｏｗ信号）が入力されたときには、アンドゲート１０４に対してＬｏｗの信号を出力し、４段の振幅比較器の１つ以上からクリッピング処理が行われることを示す判定信号（Ｈｉｇｈ信号）が入力されたときには、アンドゲート１０４に対してＨｉｇｈの信号を出力する。

アンドゲート１０４は、オアゲート３１４からＨｉｇｈの信号が入力されたときには、セレクタ１０３に対してＨｉｇｈの信号を出力し、オアゲート３１４からＬｏｗの信号が入力されたときには、セレクタ１０３に対してＬｏｗの信号を出力する。セレクタ１０３は、アンドゲート１０４からＨｉｇｈの信号を受けたときには、１６角形クリッピング手段１０１を経たクリッピング処理後のＩ／Ｑ信号を選択して出力し、アンドゲート１０４からＬｏｗの信号を受けたときには、クリッピング処理回路を経由しないＩ／Ｑ信号、即ちタイミング調整器１０２によりタイミングのみ調整された入力Ｉ／Ｑ信号を選択して出力する。

以上が本実施形態のクリッピング処理動作である。本実施形態におけるＩ／Ｑ座標上のクリップレベルＲＬとクリップ処理との関係を示すと図２のようになる。図２において、１６角形１１１が、図１の１６角形クリップ手段１０１のクリップレベルの境界を示し、その外側の１１３で示す領域が１６角形クリップ手段１０１により振幅制限を受けたＩ／Ｑ信号が出力される部分であり、その内側の１１２で示す領域は、クリップ処理を通らない部分、すなわち図１におけるタイミング調整器１０２を経由したＩ／Ｑ信号が出力される部分である。

図２に示す本実施形態におけるＩ／Ｑ座標上のクリップレベルＲＬとクリップ処理との関係を、図１１に示す従来例におけるＩ／Ｑ座標上のクリップレベルＲＬとクリップ処理との関係と比較すれば明らかなように、本実施形態では、図１０に示す従来のクリッピング回路のような、｜ＲＩ｜＋｜ＲＱ｜＝ＲＬを基準にクリップ処理手段からの出力を用いるか否かを決める場合と比較して、振幅処理される必要がないのにクリップ処理手段を通る領域１２５（図１１参照）がなくなり、振幅処理される必要があるものだけがクリップ処理手段を通ることになる。

この様に、本実施形態によれば多角形クリッピングにより円形クリッピングとほぼ同等の特性を得ることができるとともに、クリッピングする必要がないレベルの信号は全てこのクリッピング処理回路をバイパスさせることができるので、回路規模を抑え、位相誤差を極力抑制して変調波のＥＶＭの劣化を防止できる。なお、図３の方形クリップ回路の段数及び位相回転部の段数を増減させて、最終段の振幅調整部（振幅スケーリング部）の調整値をそれに応じて変更することにより、１６角形以外の多角形クリッピングも実現することができる。

本発明の実施の形態を示すブロック図である。 本実施形態の１６角形クリッピング回路のＩＱ座標上でのクリップレベルを示す図である。 図１の１６角形クリップ手段１０１の機能ブロック図である。 図３の位相回転部４０３の回路図である。 図３の位相回転部４０６の回路図である。 図３の位相回転部４０９の回路図である。 図３の位相回転部４１２の回路図である。 図３の振幅調整部４１３の回路図である。 位相回転時におけるクリップレベル（ＲＬ）の変化を説明する図である。 従来の１６角形クリッピング回路の機能ブロック図である。 従来の１６角形クリッピング回路のＩＱ座標上でのクリップレベルを示す図である。

符号の説明

１０１ １６角形クリップ手段
１０２ タイミング調整器
１０３ セレクタ
１０４ アンドゲート
３０１，３０４，３０７，３１０ 振幅比較部
３０２，３０５，３０８，３１１ 方形クリップ回路
３０３，３０６，３０９，３１２ 位相回転部
３１３ 振幅調整部
３１４ オアゲート
４０１，４０２，５０１，５０２，６０１，６０２，７０１，７０２ 加算器
４０３，５０５，６０３，７０５ 符号反転器
５０３，５０４，７０３，７０４，８０１，８０２ 乗算器

Claims (8)

1. 入力された直交信号の振幅を制限して出力するクリッピング処理手段を備えた電力クリッピング回路において、
   前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピング処理手段に設定されたクリッピングレベルよりも大きいか否かを判定するレベル比較判定手段と、
   前記レベル比較判定手段により、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベルよりも大きいと判定されたとき、前記クリッピング処理手段により処理された前記直交信号を選択して出力し、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下と判定されたとき、前記クリッピング処理手段を通さない前記直交信号を選択して出力する出力信号選択手段を備えていることを特徴とする電力クリッピング回路。
2. 前記クリッピング処理手段は、方形クリップ手段と位相回転手段との直列構成を複数段縦続接続した多角形クリッピング手段として構成され、前記出力信号選択手段は、全ての段において前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下と判定されたときのみ前記クリッピング処理手段を通さない前記直交信号を選択することを特徴とする請求項１に記載の電力クリッピング回路。
3. 前記レベル比較判定手段は、前記多角形クリッピング手段を構成する前記複数の方形クリップ手段に入力される前記直交信号のレベルをそれぞれの方形クリップ手段に設定されたクリッピングレベルと比較する複数のレベル比較手段と、該複数のレベル比較手段による比較結果を入力してその論理和を出力するオアゲートを備えていることを特徴とする請求項２に記載の電力クリッピング回路。
4. 前記クリッピング処理手段を通さない信号経路には、前記直交信号を前記クリッピング処理手段の処理時間に相当する時間だけ調整して出力するタイミング調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力クリッピング回路。
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載の電力クリッピング回路を備えていることを特徴とする無線送信装置。
6. 入力された直交信号のクリッピング処理を行って振幅制限された直交信号を出力する電力クリッピング方法において、
   前記入力された直交信号のレベルと前記クリッピング処理のために予め設定されたクリッピングレベルを比較し、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベルよりも大きいと判定されたときには、前記クリッピング処理した前記直交信号を選択して出力し、前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下と判定されたときには、前記クリッピング処理経路を通さない前記直交信号を選択して出力することを特徴とする電力クリッピング方法。
7. 前記入力された直交信号に対して方形クリッピング処理と位相回転処理を複数回繰り返すことにより多角形クリッピングを実行するとともに、前記入力された直交信号のレベルと前記クリッピング処理のために予め設定されたクリッピングレベルの前記複数回の比較の結果、前記複数回の比較において前記入力された直交信号のレベルが全て前記クリッピングレベル以下と判定されたときのみ、前記クリッピング処理経路を通さない前記直交信号を選択して出力することを特徴とする請求項６に記載の電力クリッピング方法。
8. 前記入力された直交信号のレベルが前記クリッピングレベル以下のときには、前記クリッピング処理の時間に相当する時間だけ遅延調整した前記直交信号を出力すること特徴とする請求項６または７に記載の電力クリッピング方法。

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