JP2013062732A - Peak factor reduction device, base station, and radio system - Google Patents

Peak factor reduction device, base station, and radio system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a peak factor reduction device which can reduce signal deterioration when having escaped from a non-signal section even in the case of transmitting a signal having the non-signal section such as a burst waveform.SOLUTION: A peak factor reduction device is added with a function for inputting Scheduling information indicating the existence of a non-signal section from a baseband side to execute control so that a peak factor threshold value in the non-signal section is not automatically adjusted. Moreover, a peak factor reduction device 100c is added with a function for detecting whether the non-signal section exists or not, from an input signal by a non-signal section detection circuit 131 to execute the control so that the peak factor threshold value in the non-signal section is not automatically adjusted, by providing an output of the detection to an integrator 112.

Description

本発明は、ピークファクタ低減装置および基地局、無線システムに係り、特にRF信号送信機等に適用することができる、無信号伝送区間を考慮したピークファクタ低減装置および基地局、無線システムに関する。   The present invention relates to a peak factor reducing device, a base station, and a wireless system, and more particularly to a peak factor reducing device, a base station, and a wireless system that can be applied to an RF signal transmitter and the like in consideration of a no-signal transmission section.

近年の無線通信分野において、周波数利用効率を向上させるため、ベースバンド信号を互いに直交する各サブキャリアで変調して送信するOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式が重要視されている。OFDM信号は、正規分布に近い性質を持つことから、平均電力に対する瞬時電力比であるピークファクタ(Peak−to−Average Power Ratio)(またはクレストファクタともいう)が、CDMA等に比べて高くなる。このような信号を送信する場合、電力増幅器の入出力特性における線形性が十分に保たれていないと、送信周波数帯域外に非線形歪が発生する場合がある。この非線形歪は、他の無線システムに対する妨害波となる場合がある。
この妨害波の対策として、電力増幅器における動作点を下げて、飽和出力電力に対するバックオフを確保することで、送信周波数帯域外の非線形歪は改善される。しかし、OFDM方式のような、ピークファクタが大きい信号の場合、より大きなバックオフが必要となる。このため、RF信号送信機の送信電力効率が低下することになり、その結果、装置としての消費電力増大が懸念される場合がある。
このような課題を解決する方法として、例えば、次のような技術がある。
(1)電力増幅器の非線形歪を補償して、増幅器の動作範囲を拡大するプリディストーション、フィードフォワードといった歪補償技術、
(2)ベースバンド信号におけるピークファクタの発生を低減させる技術。
本発明は、特に、後者に関するものである。
後者を開示する文献として、特許文献1に記載されたピークファクタ低減装置が挙げられる。特許文献1のピークファクタ低減装置は、一様スペクトルを有する2種類の白色ベースバンド信号をそれぞれ実部、虚部とする複素入力信号を帯域制限する参照フィルターと、参照フィルターの伝播遅延に相当する時間だけ複素入力信号を遅延させる遅延器と、参照フィルター出力信号の振幅成分が設定値を超過した場合に超過分に比例する振幅を有する複素インパルス信号を出力する振幅制御部と、遅延器出力信号から振幅制御部出力信号を減算する減算器とから構成される。
また、特許文献2のピークファクタ低減装置は、一様スペクトルを有する少なくとも1キャリア以上の複素ベースバンド信号に対し、この複素ベースバンド信号に対応した周波数の複素指数関数信号を乗じて周波数変換をし、加算合成してマルチキャリア合成信号を生成する生成部と、マルチキャリア合成信号の瞬時振幅値を算出し、検出幅内において最大となるピーク振幅値を検出するピーク検出部と、ピーク検出回路により算出されたピーク振幅値とピークファクタ閾値とを比較し、このピークファクタ閾値からの超過レベルを計算し、この超過レベルについて前記ピーク振幅値で正規化した信号を出力する閾値比較部と、ピーク検出部と前記閾値比較部との処理遅延に相当するサンプル数だけ前記複数の複素ベースバンド信号を遅延させる第1の遅延器と、閾値比較部の出力と前記第1の遅延器の出力を乗算する第1の乗算器と、この第1の乗算器の出力の帯域制限を行なうフィルター部と、ピーク検出部と前記閾値比較部と前記フィルターとの処理遅延に相当するサンプル数だけ前記マルチキャリア合成信号を遅延させる第2の遅延器と、ピーク検出部と前記閾値比較部と前記フィルターとの処理遅延に相当するサンプル数だけ前記複素指数関数信号を遅延させる第3の遅延器と、フィルターの出力と前記第3の遅延器の出力とを乗じて周波数変換する第2の乗算器と、この第2の乗算器の出力を加算合成してピーク抑圧信号を生成する加算器と、第2の遅延器の出力から前記ピーク抑圧信号を減算する減算器と、第2の遅延器の出力とEVM目標値とを乗算した信号と、前記ピーク抑圧信号との電力算出を行ない、差分を出力する電力算出部と、前記電力算出部の出力を積算処理する積算器と、積算器の出力に、ピークファクタ閾値の初期値を加算したピークファクタ閾値を算出する加算器と、前記ピークファクタ閾値と、前記減算器の出力を振幅比較し、検出幅を出力する振幅比較部から構成される。
In recent years, in order to improve frequency use efficiency, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system that modulates and transmits baseband signals with sub-carriers orthogonal to each other is regarded as important in the field of wireless communication. . Since an OFDM signal has a characteristic close to a normal distribution, a peak factor (Peak-to-Average Power Ratio) (also referred to as a crest factor), which is an instantaneous power ratio to average power, is higher than that of CDMA or the like. When transmitting such a signal, nonlinear distortion may occur outside the transmission frequency band if the linearity in the input / output characteristics of the power amplifier is not sufficiently maintained. This non-linear distortion may be an interference wave for other wireless systems.
As countermeasures against this interference wave, the non-linear distortion outside the transmission frequency band is improved by lowering the operating point of the power amplifier and ensuring the backoff with respect to the saturated output power. However, in the case of a signal having a large peak factor such as the OFDM system, a larger back-off is required. For this reason, the transmission power efficiency of the RF signal transmitter is lowered, and as a result, there is a concern that the power consumption of the apparatus increases.
As a method for solving such a problem, for example, there is the following technique.
(1) Distortion compensation technology such as predistortion and feedforward that compensates for nonlinear distortion of the power amplifier and expands the operating range of the amplifier,
(2) A technique for reducing the occurrence of a peak factor in a baseband signal.
The invention particularly relates to the latter.
As a document disclosing the latter, a peak factor reducing device described in Patent Document 1 can be cited. The peak factor reduction device of Patent Document 1 corresponds to a reference filter for band-limiting a complex input signal having two types of white baseband signals having a uniform spectrum as real parts and imaginary parts, respectively, and a propagation delay of the reference filter. A delay unit that delays the complex input signal by time, an amplitude control unit that outputs a complex impulse signal having an amplitude proportional to the excess when the amplitude component of the reference filter output signal exceeds a set value, and a delay output signal And a subtractor for subtracting the amplitude control unit output signal from the subtractor.
In addition, the peak factor reduction device disclosed in Patent Document 2 performs frequency conversion by multiplying a complex baseband signal having at least one carrier having a uniform spectrum by a complex exponential function signal having a frequency corresponding to the complex baseband signal. A peak generation unit that calculates the instantaneous amplitude value of the multicarrier composite signal and detects the maximum peak amplitude value within the detection width, and a peak detection circuit. A threshold comparison unit that compares the calculated peak amplitude value with a peak factor threshold, calculates an excess level from the peak factor threshold, and outputs a signal normalized with the peak amplitude value for the excess level, and peak detection And delaying the plurality of complex baseband signals by the number of samples corresponding to the processing delay between the threshold value comparison unit and the threshold value comparison unit. A first delay unit, a first multiplier that multiplies the output of the threshold comparison unit and the output of the first delay unit, a filter unit that limits the bandwidth of the output of the first multiplier, and a peak A second delay unit that delays the multicarrier composite signal by the number of samples corresponding to a processing delay of the detection unit, the threshold comparison unit, and the filter; and a processing delay of the peak detection unit, the threshold comparison unit, and the filter A third delayer that delays the complex exponential function signal by the number of samples corresponding to the second multiplier, a second multiplier that multiplies the output of the filter by the output of the third delayer, and the second multiplier. An adder for adding and synthesizing the outputs of the multipliers to generate a peak suppression signal, a subtractor for subtracting the peak suppression signal from the output of the second delay unit, the output of the second delay unit and the EVM target value And the signal multiplied by A power calculation unit that performs power calculation with the peak suppression signal and outputs a difference, an integrator that integrates the output of the power calculation unit, and a peak obtained by adding an initial value of a peak factor threshold to the output of the integrator It comprises an adder for calculating a factor threshold, an amplitude comparison unit for comparing the amplitude of the output of the peak factor threshold and the subtractor and outputting a detection width.

特開2003−124824号公報JP 2003-124824 A 特開2011−019164号公報JP 2011-019164 A

特許文献1に記載されたピークファクタ低減装置は、ピーク振幅をある閾値以下にする際の指標となるピークファクタ閾値Vtが固定値であり、予めピークファクタ閾値Vtを設定する必要がある。このとき、ピークファクタ閾値Vtを低めに設定すると、ベクトル誤差の実効値(振幅誤差等)を示すEVM(Error Vector Magnitude)が増加する。EVMの増加は、送信における信号品質の劣化を意味する。一方、ピークファクタ閾値Vtの設定閾値を高めに設定すると、EVMは低いが、ピークファクタは大きくなり、電力増幅器への負担が大きくなる。つまり、EVMとピークファクタ閾値Vtの設定は、トレードオフの関係にある。
多くの無線基地局において、EVMの許容値は標準規格により規定されているため、EVM許容値を超過しない程度にピークファクタ閾値Vtを低く設定することが好ましい。しかし、送信周波数帯域幅やマルチキャリア時の離調周波数など送波条件により、ピーク発生頻度が変わり、最適なピークファクタ閾値Vtが変わる。またその値は、それら送波条件から一律には算出できない。
このような課題を解決するため、特許文献2に記載されたピークファクタ低減装置は、ピークファクタ低減装置に、EVMの目標値を設定することで、信号レベルに応じてピークファクタ閾値Vtを自動調整する。これにより、送波条件が変化した場合であっても、ピークファクタ低減におけるEVMを設定値通りにすることができた。
この特許文献2における更なる課題として、バースト波形のような無信号区間を有する信号を伝送する場合、電力増幅器への負荷の観点からピークファクタ閾値Vtを低く設定する制御が必要となるが、必要以上にピークファクタ閾値Vtを低下すると、無信号区間から脱したときの信号劣化が著しく大きくなる場合があるといった課題がある。とりわけ、現在、標準化団体である3GPPで議論協議中であるABS(Almost Blank Subframe)を有する信号を伝送する場合、無信号区間が、例えばmsオーダで発生することから、前記課題が深刻となる。
本発明は、以上の点に鑑み、無信号区間を有する信号を伝送する場合においても、論理規模を増大せずに、ピーク相殺を完全又は十分にするピークファクタ低減装置および基地局、無線システムを提供する。
In the peak factor reduction device described in Patent Document 1, the peak factor threshold Vt serving as an index when the peak amplitude is set to a certain threshold or less is a fixed value, and the peak factor threshold Vt needs to be set in advance. At this time, if the peak factor threshold value Vt is set low, EVM (Error Vector Magnitude) indicating the effective value (amplitude error or the like) of the vector error increases. An increase in EVM means degradation of signal quality in transmission. On the other hand, when the threshold value for setting the peak factor threshold value Vt is set higher, the EVM is lower, but the peak factor becomes larger and the burden on the power amplifier becomes larger. That is, the setting of the EVM and the peak factor threshold value Vt is in a trade-off relationship.
In many radio base stations, the allowable value of EVM is defined by the standard, and therefore it is preferable to set the peak factor threshold Vt so low that it does not exceed the allowable EVM value. However, the peak occurrence frequency varies depending on the transmission conditions such as the transmission frequency bandwidth and the detuning frequency during multicarrier, and the optimum peak factor threshold Vt varies. The value cannot be calculated uniformly from these transmission conditions.
In order to solve such problems, the peak factor reduction device described in Patent Document 2 automatically adjusts the peak factor threshold Vt according to the signal level by setting a target value of EVM in the peak factor reduction device. To do. As a result, even when the transmission condition is changed, the EVM in the peak factor reduction can be set to the set value.
As a further problem in Patent Document 2, when transmitting a signal having a no-signal section such as a burst waveform, control is required to set the peak factor threshold Vt low from the viewpoint of the load on the power amplifier. As described above, when the peak factor threshold value Vt is lowered, there is a problem that signal deterioration may be significantly increased when the peak factor threshold value Vt is removed. In particular, when transmitting a signal having ABS (Almost Blank Subframe) currently under discussion in 3GPP, which is a standardization organization, the above-mentioned problem becomes serious because a no-signal section occurs, for example, in the order of ms.
In view of the above points, the present invention provides a peak factor reduction device, a base station, and a radio system that can completely or sufficiently cancel a peak without increasing the logical scale even when transmitting a signal having a no-signal section. provide.

本発明は、上述した課題を解決するために為されたものである。ピークファクタ低減装置に、無信号区間を検出する回路を具備し、無信号区間におけるピークファクタ低減閾値Vtを自動調整しないように制御する。これにより、無信号区間から脱したときの信号劣化を軽減することができる。
少なくとも1キャリア以上の複素ベースバンド信号に対し、NCO(Numerical Controlled Oscillator)回路によって発生した各ベースバンド信号に対応した周波数の複素指数関数を乗じ、周波数変換を行った上、加算合成した信号Sinをピーク検出回路へ入力する。ピーク検出回路では、連続するNサンプル内での最大となる振幅値Vpを検出する。閾値比較回路では、ピーク検出回路より出力された振幅値Vpとピークファクタ閾値Vtとを振幅比較し、ピークファクタ閾値Vtからの超過レベルVp−Vtを計算し、ピーク検出回路出力値Vpで正規化した信号を出力する。この閾値比較回路出力と上記処理に相当するD1サンプル数を遅延させた遅延器出力とを乗算し、ピーク成分を入力信号レベルに換算する。次に、この出力信号をFIL回路にて帯域制限を行ない、NCO回路によって発生した出力信号を処理遅延に相当するD2サンプル分だけ遅延させた複素指数関数とを乗算し、加算合成を行うことでピーク抑圧信号PFRerrを生成する。そして、マルチキャリア合成信号Sinに対し、処理遅延に相当するD2サンプル分だけ遅延させた信号PFRthrと、ピーク抑圧信号PFRerrとを減算する。この出力信号Soutがピークファクタ低減後の複素信号である。
特許文献2(特に、図13及びその説明箇所参照)では、上述で説明した処理に加え、EVM目標値内で低減可能な最適となるピークファクタ閾値と、ピークの残留率を低減させるピーク検出幅の設定値を自動的に調整する機能をピークファクタ低減装置内に具備する。まず、電力算出器において、遅延器の出力信号PFRthrとEVM目標値とを乗算した、EVM目標値内で低減可能な電力レベルと、ピーク抑圧信号PFRerrである実際に低減する電力レベルとを減算し、差分を出力する。次に、積算器にて、差分値が”0”になるまで積算する。この差分が“0”となったとき、ピークファクタ低減における実際のEVMが、目標値と等しくなったことを意味する。そして、積算器出力値に、ピークファクタの初期値を加算したピークファクタ閾値Vtを閾値比較回路へフィードバックさせる。次に、振幅比較回路にて、ピークファクタ閾値Vtとピークファクタ低減後の信号Soutの瞬時振幅値を比較する。ピークファクタ閾値Vtの方が高い場合、現状のピーク検出幅で十分にピークを検出できているため、EVM緩和のために、ピーク検出幅を広くするようフィードバックさせる。その一方で、ピークファクタ低減後の信号Soutの方が高い場合は、ピークの相殺が不十分である可能性があるため、ピークの検出幅を狭くするようにフィードバックさせる。この比較結果を基に、ピーク検出幅を調整し、出力結果をピーク検出幅Nとしてピーク検出回路へ供給する。
The present invention has been made to solve the above-described problems. The peak factor reduction device is provided with a circuit for detecting a no-signal interval, and is controlled so as not to automatically adjust the peak factor reduction threshold Vt in the no-signal interval. Thereby, signal degradation when it leaves | separates from a no signal area can be reduced.
A complex baseband signal of at least one carrier is multiplied by a complex exponential function of a frequency corresponding to each baseband signal generated by an NCO (Numerally Controlled Oscillator) circuit, frequency conversion is performed, and an addition synthesized signal Sin is obtained. Input to the peak detection circuit. The peak detection circuit detects the maximum amplitude value Vp in N consecutive samples. The threshold value comparison circuit compares the amplitude value Vp output from the peak detection circuit with the peak factor threshold value Vt, calculates an excess level Vp−Vt from the peak factor threshold value Vt, and normalizes the peak detection circuit output value Vp. Output the signal. The threshold value comparison circuit output is multiplied by the delay output obtained by delaying the number of D1 samples corresponding to the above processing, and the peak component is converted into the input signal level. Next, the output signal is band-limited by the FIL circuit, and the output signal generated by the NCO circuit is multiplied by a complex exponential function delayed by D2 samples corresponding to the processing delay, and addition synthesis is performed. A peak suppression signal PFRerr is generated. Then, the signal PFRthr delayed by D2 samples corresponding to the processing delay and the peak suppression signal PFRerr are subtracted from the multicarrier composite signal Sin. This output signal Sout is a complex signal after the peak factor is reduced.
In Patent Document 2 (particularly, refer to FIG. 13 and the explanation thereof), in addition to the processing described above, an optimum peak factor threshold that can be reduced within the EVM target value, and a peak detection width that reduces the peak residual ratio. The peak factor reduction device has a function of automatically adjusting the set value. First, in the power calculator, the power level that can be reduced within the EVM target value obtained by multiplying the output signal PFRthr of the delay unit by the EVM target value and the power level that is actually reduced that is the peak suppression signal PFRerr are subtracted. , Output the difference. Next, integration is performed by the integrator until the difference value becomes “0”. When this difference becomes “0”, it means that the actual EVM in the peak factor reduction is equal to the target value. Then, the peak factor threshold value Vt obtained by adding the initial value of the peak factor to the integrator output value is fed back to the threshold value comparison circuit. Next, the amplitude comparison circuit compares the peak factor threshold value Vt and the instantaneous amplitude value of the signal Sout after the peak factor reduction. When the peak factor threshold value Vt is higher, the peak can be detected sufficiently with the current peak detection width, and feedback is performed so as to widen the peak detection width in order to alleviate EVM. On the other hand, when the signal Sout after the reduction of the peak factor is higher, there is a possibility that the cancellation of the peak may be insufficient. Therefore, feedback is performed so as to narrow the peak detection width. Based on the comparison result, the peak detection width is adjusted, and the output result is supplied to the peak detection circuit as the peak detection width N.

本発明は、上述で説明した処理・構成に加え、入力信号における無信号区間を検出し、無信号区間のピークファクタ閾値Vtを自動調整しないよう制御することを可能にしたピークファクタ低減装置である。入力信号における無信号区間を検出することに関して、無信号区間があるかどうかを示すScheduling情報をベースバンド側から入力させる手法と、ピークファクタ装置内で検出する手法の2種がある。
前者は、例えば3GPPで規格化されているABSであれば、基地局はABSパターンに従いSchedulingを行うことから、そのABSパターンをそのままピークファクタ低減装置へ入力すればよい。これ以外のケースでは、Scheduling情報に従い、ベースバンド回路内で、データのON/OFFを示すScheduling情報を生成し、ピークファクタ低減装置へ入力する。このScheduling情報を積算器に供給し、積算器では“0”が入力されたとき、ピークファクタ閾値を変動させないようスイッチで制御する。そして、積算器出力に、ピークファクタの初期値を加算したピークファクタ閾値Vtを閾値比較回路へフィードバックさせる。
次に、後者のピークファクタ装置内で入力信号における無信号区間を検出する手法について説明する。ピークファクタ装置内で入力信号における無信号区間を検出する手法として、マルチキャリア合成信号SinをD2サンプル分だけ遅延された信号PFRthrを用いて、入力信号における無信号区間を検出する。振幅判定回路において、遅延器の出力信号PFRthrにおける瞬時振幅値を算出する。この瞬時振幅値が、予め設定した無信号閾値以下かどうかを判定し、無信号閾値以下のときは、“0”を、それ以外の場合には“1”を出力する。この2値の情報がデータのON/OFFを示すScheduling情報に相当する。このScheduling情報を積算器に供給し、積算器では“0”が入力されたとき、ピークファクタ閾値を変動させないようスイッチで制御する。そして、積算器出力に、ピークファクタの初期値を加算したピークファクタ閾値Vtを閾値比較回路へフィードバックさせる。
ピークファクタ装置内で入力信号における無信号区間を検出する2つ目の手法として、前記同様、マルチキャリア合成信号SinをD2サンプル分だけ遅延された信号PFRthrを用いて、入力信号における無信号区間を検出する。無信号区間検出回路において、遅延器の出力信号PFRthrにおける瞬時振幅値を算出する。次に瞬時振幅値を遅延器に入力し、Mサンプル遅延させ、比較判定回路に供給する。比較判定回路では、入力されたMサンプル全て又は予め定められた数の瞬時振幅値が “0”以外かどうかを判定する。判定結果に基づき、Mサンプル全て又は予め定められた数の瞬時振幅値が“0”を検出した場合、“0”を検出した瞬間から所定時間、例えば、1ms間を無信号区間と判断し、1ms間“0”を出力する。それ以外の場合は“1”を出力する。この2値の情報がデータのON/OFFを示すScheduling情報に相当する。このScheduling情報を積算器に供給し、積算器では“0”が入力されたとき、ピークファクタ閾値を変動させないようスイッチで制御する。そして、積算器出力に、ピークファクタの初期値を加算したピークファクタ閾値Vtを閾値比較回路へフィードバックさせる。
In addition to the processing and configuration described above, the present invention is a peak factor reduction device that can detect a no-signal interval in an input signal and control so as not to automatically adjust a peak factor threshold Vt in the no-signal interval. . Regarding detecting a no-signal section in an input signal, there are two types, a technique of inputting Scheduling information indicating whether there is a no-signal section from the baseband side and a technique of detecting within a peak factor device.
For example, if the former is an ABS standardized by 3GPP, the base station performs scheduling according to the ABS pattern, and therefore, the ABS pattern may be input to the peak factor reduction device as it is. In other cases, according to Scheduling information, Scheduling information indicating ON / OFF of data is generated in the baseband circuit and input to the peak factor reduction device. This Scheduling information is supplied to the accumulator, and when “0” is input to the accumulator, the switch is controlled so as not to change the peak factor threshold value. Then, the peak factor threshold value Vt obtained by adding the initial value of the peak factor to the integrator output is fed back to the threshold value comparison circuit.
Next, a method for detecting a no-signal section in an input signal in the latter peak factor device will be described. As a method for detecting a no-signal section in an input signal within the peak factor device, a no-signal section in the input signal is detected using a signal PFRthr obtained by delaying the multicarrier composite signal Sin by D2 samples. In the amplitude determination circuit, an instantaneous amplitude value in the output signal PFRthr of the delay device is calculated. It is determined whether or not the instantaneous amplitude value is equal to or less than a preset no-signal threshold value. When the instantaneous amplitude value is equal to or less than the no-signal threshold value, “0” is output, and “1” is output otherwise. This binary information corresponds to Scheduling information indicating ON / OFF of data. This Scheduling information is supplied to the accumulator, and when “0” is input to the accumulator, the switch is controlled so as not to change the peak factor threshold value. Then, the peak factor threshold value Vt obtained by adding the initial value of the peak factor to the integrator output is fed back to the threshold value comparison circuit.
As a second method for detecting the no-signal section in the input signal in the peak factor device, the signal-free section in the input signal is used by using the signal PFRthr obtained by delaying the multicarrier composite signal Sin by D2 samples, as described above. To detect. In the no-signal section detection circuit, an instantaneous amplitude value in the output signal PFRthr of the delay device is calculated. Next, the instantaneous amplitude value is input to the delay device, delayed by M samples, and supplied to the comparison determination circuit. The comparison determination circuit determines whether all the input M samples or a predetermined number of instantaneous amplitude values are other than “0”. Based on the determination result, when all the M samples or a predetermined number of instantaneous amplitude values detect “0”, a predetermined time, for example, 1 ms is determined as a no-signal interval from the moment when “0” is detected, Outputs “0” for 1 ms. Otherwise, “1” is output. This binary information corresponds to Scheduling information indicating ON / OFF of data. This Scheduling information is supplied to the accumulator, and when “0” is input to the accumulator, the switch is controlled so as not to change the peak factor threshold value. Then, the peak factor threshold value Vt obtained by adding the initial value of the peak factor to the integrator output is fed back to the threshold value comparison circuit.

上述した課題は、複数の複素ベースバンド信号に対し、この複素ベースバンド信号に対応した周波数の複素指数関数信号を乗じて周波数変換をし、加算合成してマルチキャリア合成信号を生成する生成部と、マルチキャリア合成信号の瞬時振幅値を算出し、検出幅内において最大となるピーク振幅値を検出するピーク検出部と、ピーク検出回路により算出されたピーク振幅値とピークファクタ閾値とを比較し、このピークファクタ閾値からの超過レベルを計算し、この超過レベルについてピーク振幅値で正規化した信号を出力する閾値比較部と、ピーク検出部と閾値比較部との処理遅延に相当するサンプル数だけ複数の複素ベースバンド信号を遅延させる第1の遅延器と、閾値比較部の出力と、第1の遅延器の出力を乗算する第1の乗算器と、この第1の乗算器の出力の帯域制限を行なうフィルターと、ピーク検出部と閾値比較部とフィルターとの処理遅延に相当するサンプル数だけマルチキャリア合成信号を遅延させる第2の遅延器と、ピーク検出部と閾値比較部とフィルターとの処理遅延に相当するサンプル数だけ複素指数関数信号を遅延させる第3の遅延器と、フィルターの出力と第3の遅延器の出力とを乗じて周波数変換する第2の乗算器と、この第2の乗算器の出力を加算合成してピーク抑圧信号を生成する加算器と、第2の遅延器の出力から、ピーク抑圧信号を減算する減算器と、第2の遅延器の出力とEVM目標値とを乗算した信号と、ピーク抑圧信号における瞬時電力をそれぞれ算出し、LPFでそれぞれ帯域制限を行った後に減算し、2つの信号における電力差分を算出する電力算出回路と、電力算出回路の出力を積算する積算器と、積算器出力とPFR(Peak Factor Reduction)初期値とを加算する加算器と、加算器出力と減算器出力におけるピークファクタ低減後の複素信号における瞬時振幅値をそれぞれ計算し、それらの振幅比較を行い、比較結果にピーク検出幅初期値を加算し、出力する振幅比較回路から構成されるピークファクタ低減装置により、達成できる。
また、無線信号処理を行うリモートラジオヘッド部と、ベースバンド信号処理部とから構成される基地局において、リモートラジオヘッド部は、ベースバンド信号処理部から出力されたベースバンド信号を帯域制限する第2のフィルターと、この第2のフィルターの出力から平均電力に対する瞬時電力を抑圧する前記に記したようなピークファクタ低減装置と、このピークファクタ低減装置の出力信号に、後段の電力増幅器における非線形成分を補償するデジタルプリディストーション回路と、このデジタルプリディストーション回路の出力を電力増幅する電力増幅器とから構成される基地局により、達成できる。
The above-described problem is that a plurality of complex baseband signals are multiplied by a complex exponential function signal having a frequency corresponding to the complex baseband signal, frequency-converted, and added and synthesized to generate a multicarrier synthesized signal. The peak detection unit that calculates the instantaneous amplitude value of the multicarrier composite signal and detects the maximum peak amplitude value within the detection width is compared with the peak amplitude value calculated by the peak detection circuit and the peak factor threshold value, A threshold comparison unit that calculates an excess level from the peak factor threshold and outputs a signal normalized with the peak amplitude value for the excess level, and a plurality of samples corresponding to the processing delay between the peak detection unit and the threshold comparison unit. A first delay unit that delays the complex baseband signal, a first multiplier that multiplies the output of the threshold comparison unit, and the output of the first delay unit; A filter that limits the band of the output of the first multiplier, a second delayer that delays the multicarrier composite signal by the number of samples corresponding to the processing delay of the peak detector, the threshold comparator, and the filter; Frequency conversion is performed by multiplying the third delay unit that delays the complex exponential function signal by the number of samples corresponding to the processing delay of the detection unit, the threshold comparison unit, and the filter, and the output of the filter and the output of the third delay unit. A second multiplier, an adder that adds and combines the outputs of the second multiplier to generate a peak suppression signal, a subtractor that subtracts the peak suppression signal from the output of the second delay, 2 calculates the instantaneous power in the signal obtained by multiplying the output of the delay unit 2 and the EVM target value, and the peak suppression signal, respectively, and subtracts after performing band limitation with the LPF, and subtracts the power difference between the two signals. A power calculation circuit that calculates the power, an integrator that integrates the output of the power calculation circuit, an adder that adds the integrator output and a PFR (Peak Factor Reduction) initial value, and a peak factor in the adder output and the subtractor output This can be achieved by a peak factor reduction device composed of an amplitude comparison circuit that calculates instantaneous amplitude values in the reduced complex signals, compares the amplitudes, adds the initial value of the peak detection width to the comparison result, and outputs the result. .
Further, in a base station including a remote radio head unit that performs radio signal processing and a baseband signal processing unit, the remote radio head unit performs band limiting on the baseband signal output from the baseband signal processing unit. 2 and the peak factor reducing device as described above for suppressing the instantaneous power with respect to the average power from the output of the second filter, and the output signal of the peak factor reducing device includes a nonlinear component in the power amplifier at the subsequent stage. This can be achieved by a base station comprising a digital predistortion circuit that compensates for the above and a power amplifier that amplifies the output of the digital predistortion circuit.

本発明の解決手段によると、
複数の複素ベースバンド信号に対し、前記複素ベースバンド信号に対応した周波数の複素指数関数信号を乗じて周波数変換し、加算合成してマルチキャリア合成信号を生成する第1の生成部と、
前記マルチキャリア合成信号に対し、設定された検出幅におけるピーク振幅値と、設定されたピークファクタ閾値とを比較した結果を、前記複数の複素ベースバンド信号に乗算し、前記複素指数関数信号を乗じて周波数変換し、加算合成してピーク抑圧信号を生成する第2の生成部と、
前記第2の生成部の処理遅延に相当するサンプル数だけ前記マルチキャリア合成信号を遅延させる第1の遅延器と、
前記第1の遅延器の出力から、前記第2の生成部が出力したピーク抑圧信号を減算して、出力信号を出力する減算器と、
前記第1の遅延器の出力と予め定められた振幅誤差目標値又はEVM目標値とを乗算した信号と、前記ピーク抑圧信号との電力差分を出力する電力算出部と、
前記電力算出部の出力を積算処理し、前記複数の複素ベースバンド信号の無信号区間を表す無信号情報信号が入力され、該無信号情報信号が無信号区間を表す第1の値であるときに、現在のピークファクタ閾値を保持するために、出力を保持する積算器と、
前記積算器の出力に、予め定められたピークファクタ閾値の初期値を加算した値を、前記第2の生成部のピークファクタ閾値として設定する加算器と、
前記加算器からのピークフアクタ閾値と、前記減算器からの出力信号とを振幅比較した出力を、前記第2の生成部の前記検出幅として設定する振幅比較部と
を備えたピークファクタ低減装置が提供される。
According to the solution of the present invention,
A first generation unit that multiplies a complex baseband signal by a complex exponential signal having a frequency corresponding to the complex baseband signal, performs frequency conversion, and adds and generates a multicarrier composite signal;
The multi-carrier composite signal is multiplied by the complex baseband signal, and the complex exponential function signal is multiplied by the result of comparing the peak amplitude value in the set detection width with the set peak factor threshold. A second generation unit that performs frequency conversion and summing to generate a peak suppression signal;
A first delay unit that delays the multicarrier composite signal by the number of samples corresponding to the processing delay of the second generation unit;
A subtractor that subtracts the peak suppression signal output by the second generator from the output of the first delay unit and outputs an output signal;
A power calculator that outputs a power difference between a signal obtained by multiplying the output of the first delay device by a predetermined amplitude error target value or EVM target value and the peak suppression signal;
When the output of the power calculator is integrated, a no-signal information signal representing a no-signal section of the plurality of complex baseband signals is input, and the no-signal information signal is a first value representing a no-signal section An integrator that holds the output to hold the current peak factor threshold;
An adder that sets a value obtained by adding an initial value of a predetermined peak factor threshold to the output of the integrator as a peak factor threshold of the second generator;
Provided is a peak factor reduction device including an amplitude comparison unit that sets an output obtained by comparing the amplitude of a peak factor threshold value from the adder and an output signal from the subtractor as the detection width of the second generation unit. Is done.

また、本発明のひとつの態様によると、
上述のようなピークファクタ低減装置であって、
前記無信号情報信号は、基地局、基地局制御局、その他のベースバンド装置から、前記積算器に入力されること特徴とするピークファクタ低減装置を提供することができる。
また、本発明の他の態様によると、
上述のようなピークファクタ低減装置であって、
前記マルチキャリア合成信号に従い無信号区間を検出して無信号情報信号を作成し、前記積算器に前記無信号情報信号を出力する無信号検出部をさらに備えたこと特徴とするピークファクタ低減装置を提供することができる。
Also, according to one aspect of the present invention,
A peak factor reduction device as described above,
The no-signal information signal can be provided from a base station, a base station control station, or another baseband device to the accumulator.
According to another aspect of the invention,
A peak factor reduction device as described above,
A peak factor reduction device further comprising: a no-signal detector that detects a no-signal section according to the multi-carrier composite signal to create a no-signal information signal and outputs the no-signal information signal to the accumulator. Can be provided.

以上のように、本発明によれば、無信号区間を有する入力信号においても、EVM目標値内でピークファクタ低減処理することを可能とし、ピークファクタ要因の残留率低減を可能とするピークファクタ低減装置および基地局を提供することができる。本発明を適用することで、無信号区間を有する信号において、無信号区間から脱した後のEVM劣化を抑えることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform a peak factor reduction process within an EVM target value even for an input signal having a no-signal section, and to reduce a peak factor that can reduce a residual factor of a peak factor factor. Devices and base stations can be provided. By applying the present invention, it is possible to suppress EVM degradation after leaving the no-signal section in a signal having a no-signal section.

ピークファクタ低減装置の第1の実施の形態の回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram of a first embodiment of a peak factor reduction device. FIG. ピークファクタ低減装置の第2の実施の形態の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of 2nd Embodiment of a peak factor reduction apparatus. ピークファクタ低減装置の第3の実施の形態の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of 3rd Embodiment of the peak factor reduction apparatus. 積算器の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of an integrator. 無信号区間を示すScheduling情報例である。It is an example of Scheduling information which shows a no signal area. 振幅判定回路の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of an amplitude determination circuit. 無信号区間検出回路の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a no-signal section detection circuit. ピーク検出回路の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a peak detection circuit. 閾値比較回路の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a threshold value comparison circuit. 電力算出回路の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a power calculation circuit. 振幅比較回路の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of an amplitude comparison circuit. ピークファクタ低減回路における入出力波形である。It is an input / output waveform in the peak factor reduction circuit. 積算器内のスイッチによるピークファクタ閾値制御を示す図である。It is a figure which shows the peak factor threshold value control by the switch in an integrator. 本実施の形態におけるシミュレーション波形である。It is a simulation waveform in this Embodiment. ピークファクタ低減回路における振幅波形である。It is an amplitude waveform in a peak factor reduction circuit. リモートラジオヘッド部の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a remote radio head part. 無線システムのブロック図である。1 is a block diagram of a wireless system.

以下、本発明の実施形態について、実施の形態を用い図面を参照しながら詳細に説明する。

1.実施の形態1
実施の形態1について、図1を参照して説明する。
図1は、ピークファクタ低減装置の回路ブロック図である。図1において、ピークファクタ低減装置100Aは、ピーク検出回路101、閾値比較回路102、NCO(Numerically Controlled Oscillators)103、遅延器104、3台の遅延器105、FIL(Filter)回路107、電力算出回路111、積算器112、振幅比較回路114、複数の加算合成回路115−1、115−2、複数の乗算器116−1〜116−4、減算器117、加算器118を備える。なお、第1の生成部151は、例えば、乗算器116−1、加算合成回路115−1を含むことができ、入力信号からマルチキャリア合成信号Sinを生成する。第2の生成部152は、例えば、遅延器104、乗算器116−2、FIL(Filter)回路107、遅延器105−1、乗算器116−3、加算合成回路115−2、ピーク検出回路101、閾値比較回路102を含むことができ、入力信号からピーク抑圧信号PFRerrを生成する。ピークファクタ低減装置100Aの入力は、入力信号、EVM目標値、スケジューリングパターン(P_S)、PFR(Peak Factor Reduction)初期閾値である。入力信号は、I、Q成分を持つ複素信号である。ピークファクタ低減装置100Aの出力は、ピークファクタを低減された出力信号Soutである。なお、以下の図面でブロック間の一点鎖線は、複数信号であることを意味する。
ピークファクタ低減装置100Aは、まず一様スペクトルを有する少なくとも1キャリア以上の複素ベースバンド信号に対し、乗算器116−1が、NCO回路103によって発生した各ベースバンド信号に対応した周波数を有する複素指数関数を乗じ、周波数変換を行なった上で、加算合成回路115−1により、加算合成する。ピークファクタ低減装置100Aは、加算合成したマルチキャリア合成信号Sinをピーク検出回路101へ入力する。ピーク検出回路101は、検出幅Nサンプル内での最大となる振幅値Vpを検出する。閾値比較回路102は、予め設定された閾値レベルVtを超過したサンプルを検出し、ピーク振幅値Vpにて正規化を行った後に出力する。乗算器116−2は、この閾値比較回路102出力と、処理に相当するD1サンプル数を遅延器104により遅延させた入力信号とを乗算し、ピーク成分を入力信号レベルに換算する。その後、FIL回路107にて帯域制限を行なう。
乗算器116−3は、FIL回路107の出力と、これら処理に相当するD2サンプル数を遅延器105−1により遅延させたNCO103出力である複素指数関数とを乗算し、加算合成回路115−2により加算合成を行うことでピーク抑圧信号PFRerrを生成する。そして、マルチキャリア合成信号Sinに対し、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延器105−2により遅延させた信号PFRthrから、ピーク抑圧信号PFRerrを減算器117により減算する。以上の処理で、ピークファクタ低減装置100Aは、周波数帯域外スペクトラムを劣化させることなく、ピークファクタ低減したベースバンド信号Soutを出力する。
図8は、ピーク検出回路の回路ブロック図である。
図8において、ピーク検出回路101は、瞬時電力計算回路301、遅延器302、最大値検出回路303、検出幅生成回路304、振幅変換回路305を備える。瞬時電力計算回路301は、実部と虚部の自乗和を取ることで、瞬時的な電力成分を生成する。遅延器302は、(N−1)段の遅延素子dlyで構成され、N本の信号として出力する。検出幅生成回路304は、入力された検出幅Nに基づいて、最大値を検出する検出幅を生成する。検出幅のタップ長は予め定められ、例えば、(N−3)/2とし、有効タップを“0”、無効タップを“1”で示す。配列の並びとしては、例えば、無効タップ数+有効タップ数の順序で構成される。全タップ有効の場合、ALL0、全タップ無効の場合、ALL1となる。最大値検出回路303は、遅延器302の出力における連続したNサンプルにおいて、検出幅生成回路304で生成した有効タップの示す検出幅内から最大値を検出する。そして、振幅変換回路305は、電力値に対し、平方根を取ることで、振幅値に変換し、振幅値Vpとして出力する。
図1において、ピーク検出回路101より出力された振幅値Vpは、閾値比較回路102にて、ピークファクタ閾値Vtと閾値比較を行なう。
図9は、閾値比較回路の回路ブロック図である。
図9を参照して、閾値比較回路102を説明する。図9において、閾値比較回路102は、閾値比較回路311と、正規化回路312とを備える。閾値比較回路311は、ピーク検出回路101の出力値Vpからピークファクタ閾値Vtを減算し、負の出力を強制的に0へと変換する。正規化回路312は、閾値比較回路311の出力値をピーク振幅値Vpにて正規化した値を出力する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings using the embodiments.

1. Embodiment 1
The first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a circuit block diagram of a peak factor reduction device. In FIG. 1, a peak factor reduction device 100A includes a peak detection circuit 101, a threshold comparison circuit 102, an NCO (Numerically Controlled Oscillators) 103, a delay unit 104, three delay units 105, a FIL (Filter) circuit 107, and a power calculation circuit. 111, an integrator 112, an amplitude comparison circuit 114, a plurality of addition / synthesis circuits 115-1, 115-2, a plurality of multipliers 116-1 to 116-4, a subtractor 117, and an adder 118. The first generation unit 151 can include, for example, a multiplier 116-1 and an addition synthesis circuit 115-1, and generates a multicarrier synthesis signal Sin from an input signal. The second generation unit 152 includes, for example, a delay unit 104, a multiplier 116-2, a FIL (Filter) circuit 107, a delay unit 105-1, a multiplier 116-3, an addition synthesis circuit 115-2, and a peak detection circuit 101. A threshold comparison circuit 102, which generates a peak suppression signal PFRerr from the input signal. The input of the peak factor reduction device 100A is an input signal, an EVM target value, a scheduling pattern (P_S), and a PFR (Peak Factor Reduction) initial threshold. The input signal is a complex signal having I and Q components. The output of the peak factor reduction device 100A is an output signal Sout with a reduced peak factor. In the following drawings, alternate long and short dash lines between blocks mean that there are a plurality of signals.
First, the peak factor reduction apparatus 100 </ b> A has a complex exponent having a frequency corresponding to each baseband signal generated by the NCO circuit 103 by the multiplier 116-1 for a complex baseband signal having at least one carrier having a uniform spectrum. The function is multiplied and frequency conversion is performed, and then addition and synthesis is performed by the addition and synthesis circuit 115-1. The peak factor reduction device 100A inputs the multicarrier combined signal Sin that has been added and combined to the peak detection circuit 101. The peak detection circuit 101 detects the maximum amplitude value Vp within the detection width N samples. The threshold comparison circuit 102 detects a sample that exceeds a preset threshold level Vt, normalizes the peak amplitude value Vp, and outputs the sample. The multiplier 116-2 multiplies the output of the threshold comparison circuit 102 and the input signal obtained by delaying the number of D1 samples corresponding to the processing by the delay unit 104, and converts the peak component into the input signal level. Thereafter, band limitation is performed by the FIL circuit 107.
The multiplier 116-3 multiplies the output of the FIL circuit 107 by the complex exponential function, which is the NCO 103 output obtained by delaying the number of D2 samples corresponding to these processes by the delay unit 105-1, and adds and synthesizes the circuit 115-2. The peak suppression signal PFRerr is generated by performing addition synthesis. Then, the subtractor 117 subtracts the peak suppression signal PFRerr from the signal PFRthr delayed by the delay unit 105-2 by the number of D2 samples corresponding to the processing with respect to the multicarrier composite signal Sin. With the above processing, the peak factor reduction device 100A outputs the baseband signal Sout with the peak factor reduced without degrading the spectrum outside the frequency band.
FIG. 8 is a circuit block diagram of the peak detection circuit.
In FIG. 8, the peak detection circuit 101 includes an instantaneous power calculation circuit 301, a delay unit 302, a maximum value detection circuit 303, a detection width generation circuit 304, and an amplitude conversion circuit 305. The instantaneous power calculation circuit 301 generates an instantaneous power component by taking the square sum of the real part and the imaginary part. The delay unit 302 includes (N−1) stages of delay elements dly, and outputs N signals. Based on the input detection width N, the detection width generation circuit 304 generates a detection width for detecting the maximum value. The tap length of the detection width is predetermined, for example, (N−3) / 2, and the valid tap is indicated by “0” and the invalid tap is indicated by “1”. For example, the array is configured in the order of the number of invalid taps + the number of valid taps. When all taps are enabled, ALL0 is selected. When all taps are disabled, ALL1 is set. The maximum value detection circuit 303 detects the maximum value from the detection width indicated by the effective tap generated by the detection width generation circuit 304 in the consecutive N samples at the output of the delay unit 302. The amplitude conversion circuit 305 converts the power value into an amplitude value by taking the square root, and outputs the amplitude value Vp.
In FIG. 1, the threshold value comparison circuit 102 compares the amplitude value Vp output from the peak detection circuit 101 with the peak factor threshold value Vt.
FIG. 9 is a circuit block diagram of the threshold comparison circuit.
The threshold comparison circuit 102 will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the threshold comparison circuit 102 includes a threshold comparison circuit 311 and a normalization circuit 312. The threshold comparison circuit 311 subtracts the peak factor threshold Vt from the output value Vp of the peak detection circuit 101, and forcibly converts the negative output to zero. The normalization circuit 312 outputs a value obtained by normalizing the output value of the threshold comparison circuit 311 with the peak amplitude value Vp.

図1に戻って、ピークファクタ低減装置100Aは、閾値比較回路102の出力結果と、処理遅延に相当するD1サンプル数を遅延器104により遅延させた入力信号とを、乗算器116−2が乗算する。この結果、ピークファクタ低減装置100Aは、複素のピークパルス成分を出力する。その後、FIL回路107は、帯域制限を行なう。ピークファクタ低減装置100Aは、FIL回路107の出力と、上述した処理に相当するサンプル数を遅延器105−1により遅延させたNCO回路103出力とを、乗算器116−3により乗じ、加算器115−2により加算合成し、ピーク抑圧信号PFRerrを生成する。そして、ピークファクタ低減装置100Aは、マルチキャリア合成信号Sinに対し、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延器105−2により遅延させた信号PFRthrから、ピーク抑圧信号PFRerrを減算器117により減算し、ピークファクタ低減後の出力信号Soutを出力する。
図12に、ピークファクタ低減装置100Aにおける入出力波形を示す。鎖線(PFR前)がマルチキャリア合成信号Sinに対し、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延させた信号PFRthrを示し、実線(PFR後)がピークファクタ低減後の出力信号Soutを示し、破線(PFR閾値)がピークファクタ閾値Vtを示す。
ここから、ピークファクタ低減装置100Aは、マルチキャリア合成信号Sinに対し、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延させた信号PFRthrと、ピーク抑圧信号PFRerrを用いて、最適となるピークファクタ閾値Vtを算出する。
図10は、電力算出回路の回路ブロック図である。
図10を参照して、電力算出回路111を説明する。図10において、電力算出回路111は、2台の電力計算回路321−1、321−2と、電力計算回路322の出力に接続された2台のLPF(Low−Pass Filter)322−1、322−2と、加算器323とを備える。電力算出回路111は、乗算器116‐4による、マルチキャリア信号PFRthrとEVM目標値との乗算結果をIn1の入力とする。EVM目標値は、例えば、仕様で規定されたEVM規定のうち、ピークファクタ低減回路での劣化許容値を参照し設定することができる。電力算出回路111は、ピーク抑圧信号PFRerrをIn2の入力とする。電力算出回路111は、In1のEVM目標値内で低減可能な電力レベルと、In2の実際に低減するピーク抑圧信号PFRerrの電力レベルを、それぞれ電力計算部321−1と321−2で算出する。電力算出回路111は、急峻なLPF(Low−Pass Filter)322−1、322−2をかけて電力レベルの帯域制限を行なう。ここで、複素信号を電力換算にする目的は、EVMの比較を行なうためである。
Returning to FIG. 1, in the peak factor reduction device 100A, the multiplier 116-2 multiplies the output result of the threshold comparison circuit 102 and the input signal obtained by delaying the number of D1 samples corresponding to the processing delay by the delay unit 104. To do. As a result, the peak factor reduction device 100A outputs a complex peak pulse component. Thereafter, the FIL circuit 107 performs band limitation. The peak factor reduction apparatus 100A multiplies the output of the FIL circuit 107 by the output of the NCO circuit 103 obtained by delaying the number of samples corresponding to the above-described processing by the delay unit 105-1, by the multiplier 116-3, and adds the adder 115. -2 is added and combined to generate a peak suppression signal PFRerr. Then, the peak factor reduction device 100A subtracts the peak suppression signal PFRerr by the subtractor 117 from the signal PFRthr delayed by the delay unit 105-2 by the number of D2 samples corresponding to the processing with respect to the multicarrier composite signal Sin. The output signal Sout after the peak factor reduction is output.
FIG. 12 shows input / output waveforms in the peak factor reduction device 100A. The chain line (before PFR) indicates the signal PFRthr delayed by the number of D2 samples corresponding to the processing with respect to the multicarrier composite signal Sin, the solid line (after PFR) indicates the output signal Sout after the peak factor reduction, and the broken line (PFR) Threshold) represents the peak factor threshold Vt.
From here, the peak factor reduction device 100A calculates the optimum peak factor threshold Vt using the signal PFRthr delayed by the number of D2 samples corresponding to the processing and the peak suppression signal PFRerr with respect to the multicarrier composite signal Sin. To do.
FIG. 10 is a circuit block diagram of the power calculation circuit.
The power calculation circuit 111 will be described with reference to FIG. 10, the power calculation circuit 111 includes two power calculation circuits 321-1 and 321-2, and two LPFs (Low-Pass Filters) 322-1 and 322 connected to the output of the power calculation circuit 322. -2 and an adder 323. The power calculation circuit 111 receives the multiplication result of the multicarrier signal PFRthr and the EVM target value by the multiplier 116-4 as an input of In1. The EVM target value can be set, for example, by referring to the allowable degradation value in the peak factor reduction circuit in the EVM rules defined by the specifications. The power calculation circuit 111 receives the peak suppression signal PFRerr as an input of In2. The power calculation circuit 111 calculates the power level that can be reduced within the EVM target value of In1 and the power level of the peak suppression signal PFRerr that is actually reduced in In2 by the power calculation units 321-1 and 321-2, respectively. The power calculation circuit 111 performs band limitation of the power level by applying a steep LPF (Low-Pass Filter) 322-1 and 322-2. Here, the purpose of converting the complex signal into power is to compare EVMs.

Figure 2013062732
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まずEVM目標値EVMtgtを乗算した、目標値内で低減可能な電力レベルのEVMは、式(1)により算出する。式(1)において、Sはマルチキャリア合成信号Sinに対し、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延させた信号PFRthrを示す。また、一般的なEVMは式(2)により算出される。Sは式(1)同様、マルチキャリア合成信号Sinに対し、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延させた信号PFRthrを示し、Eはピーク抑圧信号PFRerrを示す。式(2)をエラー成分Eについて解くことで、式(3)が算出される。これら式(1)および式(3)について、電力算出回路111は、加算器323で減算処理を行なう。
図4は、積算器の回路ブロック図である。
図4を参照して、積算器112を説明する。図4において、積算器112は、スイッチ(SW:Switch)201と、遅延器202とを備える。積算器112における入力情報は、電力算出回路111の出力信号をIn、処理に相当するD2サンプル数だけ遅延器105−3により遅延させたスケジューリングパターン(P_S)をPinとする。
図5に、スケジューリングパターン(P_S)を示す。スケジューリングパターン(P_S)は、例えば、ベースバンド側より供給される信号であり、“0”及び“1”の2値から構成され、“0”が無信号区間に相当する。
再度図4に戻り、積算器112は、Switch201において、スケジューリングパターン(P_S)が“1”のとき、電力算出回路111の出力信号Inを出力する。このとき、電力算出回路111の後段の積算器112では、式(1)と式(3)の差分が“0”になるまで積算する。そのため、ピークファクタ低減装置100Aの動作直後は、正または負の傾きを持つが、次第に傾斜が緩やかになり、最終的には均衡を保つ。このとき、実際のEVMが目標値と等しくなったことを示す。その一方で、積算器112は、Switch201において、スケジューリングパターン(P_S)が“0”のとき、そのまま“0”を出力する。このとき、電力算出回路111の後段の積算器112では、“0”が積算される。
図13は、積算器内のスイッチによるピークファクタ閾値制御を示す図である。図13に示すように、無信号区間の間は、前回までに積算されていた値がそのまま出力されるため、結果的にピークファクタ閾値をホールドする。
First, the EVM of the power level that can be reduced within the target value, multiplied by the EVM target value EVMtgt, is calculated by the equation (1). In Expression (1), S represents a signal PFRthr that is delayed from the multicarrier composite signal Sin by the number of D2 samples corresponding to processing. A general EVM is calculated by the equation (2). S represents the signal PFRthr delayed by the number of D2 samples corresponding to the processing, and E represents the peak suppression signal PFRerr, as in Equation (1). Equation (3) is calculated by solving equation (2) for error component E. For these formulas (1) and (3), the power calculation circuit 111 performs subtraction processing by the adder 323.
FIG. 4 is a circuit block diagram of the integrator.
The integrator 112 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the integrator 112 includes a switch (SW: Switch) 201 and a delay unit 202. The input information in the accumulator 112 is represented by In as the output signal of the power calculation circuit 111 and Pin as the scheduling pattern (P_S) obtained by delaying the delay circuit 105-3 by the number of D2 samples corresponding to the processing.
FIG. 5 shows a scheduling pattern (P_S). The scheduling pattern (P_S) is a signal supplied from the baseband side, for example, and is composed of binary values of “0” and “1”, and “0” corresponds to a no-signal section.
Returning to FIG. 4 again, the integrator 112 outputs the output signal In of the power calculation circuit 111 when the scheduling pattern (P_S) is “1” in the Switch 201. At this time, the integrator 112 in the subsequent stage of the power calculation circuit 111 performs integration until the difference between the expressions (1) and (3) becomes “0”. Therefore, immediately after the operation of the peak factor reduction device 100A, the slope has a positive or negative slope, but the slope gradually becomes gentle, and finally the balance is maintained. At this time, the actual EVM is equal to the target value. On the other hand, the integrator 112 outputs “0” as it is when the scheduling pattern (P_S) is “0” in the Switch 201. At this time, “0” is accumulated in the integrator 112 in the subsequent stage of the power calculation circuit 111.
FIG. 13 is a diagram illustrating peak factor threshold control by a switch in the integrator. As shown in FIG. 13, during the non-signal period, since the value accumulated up to the previous time is output as it is, the peak factor threshold value is held as a result.

図1に戻って、加算器118は、積算器112の出力に、ピークファクタ閾値Vtの初期値(PFR初期閾値)を加算し、ピークファク閾値Vtとして閾値比較回路102へフィードバックさせる。PFR初期閾値は、例えば、電力増幅器におけるバックオフレベルを参照し、設定することができる。
図11は、振幅比較回路の回路ブロック図である。
図11を参照して、振幅比較回路114を説明する。図11(A)において、振幅比較回路114は、2台の瞬時振幅計算回路331−1、331−2と、振幅比較部332と、遅延器333と、セレクタ334と、加算器を備える。図11(B)に示すように、振幅比較部332は、比較部335、否定336、利得337、加算器とを備える。2台の瞬時振幅計算回路331−1、331−2は、それぞれ、ピークファクタ閾値Vtと、ピークファクタ低減後の信号Soutの瞬時振幅値を算出する。その出力信号に対し、振幅比較部332は、2者の振幅比較を行なう。比較部335において、In1(Vt)とIn2(Sout)の振幅値を比較し、ピークファクタ閾値Vtのほうが低い場合には、“1”を出力し、そうでない場合は、“0”を出力する。否定336は、0と1とを入れ替える。利得337の値は、1より十分に小さい値とする。振幅比較部332の目的としては、ピークファクタ閾値Vtの振幅値のほうが高い場合、現状のピーク検出幅の状態でも、ピークファクタ要因であるエラー成分を十分に検出しているため、ピークファクタの検出幅を広くすることで、EVMを緩和させる。その一方で、ピークファクタ低減後の信号Soutの振幅値のほうが高い場合、振幅比較部332は、エラー成分の検出が不十分であるため、ピークファクタの検出幅を狭くする。セレクタ334は、初期処理では、初期値のピーク検出幅と振幅比較部332の出力とを加算する。以降は、検出幅のタップ数を遅延器333で遅延させて、フィードバックさせ、加算処理を行なう。そして、振幅比較回路114の出力に相当するピーク検出幅のタップ数を、ピーク検出回路101へ供給する。
以上のように、実施の形態1によれば、無信号区間のピークファクタ閾値を自動調整しないよう制御し、EVM目標値内でピークファクタ低減を行うピークファクタ低減装置を実現することができる。
Returning to FIG. 1, the adder 118 adds the initial value of the peak factor threshold Vt (PFR initial threshold) to the output of the accumulator 112, and feeds it back to the threshold comparison circuit 102 as the peak fact threshold Vt. The PFR initial threshold value can be set with reference to, for example, a back-off level in the power amplifier.
FIG. 11 is a circuit block diagram of the amplitude comparison circuit.
The amplitude comparison circuit 114 will be described with reference to FIG. In FIG. 11A, the amplitude comparison circuit 114 includes two instantaneous amplitude calculation circuits 331-1 and 331-2, an amplitude comparison unit 332, a delay device 333, a selector 334, and an adder. As shown in FIG. 11B, the amplitude comparison unit 332 includes a comparison unit 335, a negation 336, a gain 337, and an adder. The two instantaneous amplitude calculation circuits 331-1 and 331-2 respectively calculate the peak factor threshold Vt and the instantaneous amplitude value of the signal Sout after the peak factor reduction. The amplitude comparison unit 332 performs amplitude comparison between the two for the output signal. The comparison unit 335 compares the amplitude values of In1 (Vt) and In2 (Sout), and outputs “1” if the peak factor threshold Vt is lower, and outputs “0” otherwise. . A negative 336 swaps 0 and 1. The value of the gain 337 is a value sufficiently smaller than 1. The purpose of the amplitude comparison unit 332 is to detect the peak factor because the error component that is the peak factor factor is sufficiently detected even when the amplitude value of the peak factor threshold Vt is higher, even in the current peak detection width state. The EVM is reduced by increasing the width. On the other hand, when the amplitude value of the signal Sout after the peak factor reduction is higher, the amplitude comparison unit 332 narrows the detection width of the peak factor because the error component is insufficiently detected. The selector 334 adds the peak detection width of the initial value and the output of the amplitude comparison unit 332 in the initial process. Thereafter, the number of taps of the detection width is delayed by the delay unit 333, fed back, and addition processing is performed. Then, the number of taps having a peak detection width corresponding to the output of the amplitude comparison circuit 114 is supplied to the peak detection circuit 101.
As described above, according to the first embodiment, it is possible to realize a peak factor reduction device that performs control so as not to automatically adjust the peak factor threshold value in the no-signal section and reduces the peak factor within the EVM target value.

2.実施の形態2
図2は、ピークファクタ低減装置の第2の実施の形態の回路ブロック図である。
実施の形態2について、図2を参照して説明する。実施の形態2のピークファクタ低減手法は、実施の形態1と同等である。図2において、ピークファクタ低減装置100Bは、ピーク検出回路101、閾値比較回路102、NCO(Numerically Controlled Oscillators)103、遅延器104、2台の遅延器105−1、105−2、FIL回路107、電力算出回路111、積算器112、振幅比較回路114、閾値判定回路121、複数の加算合成回路115−1、115−2、複数の乗算器116−1〜116‐4、減算器117、加算器118を備える。なお、第1の生成部151は、例えば、乗算器116−1、加算合成回路115−1を含むことができ、入力信号からマルチキャリア合成信号Sinを生成する。第2の生成部152は、例えば、遅延器104、乗算器116−2、FIL(Filter)回路107、遅延器105−1、乗算器116−3、加算合成回路115−2、ピーク検出回路101、閾値比較回路102を含むことができ、入力信号からピーク抑圧信号PFRerrを生成する。ピークファクタ低減装置100Bの入力は、入力信号、EVM目標値、無信号閾値、PFR閾値である。入力信号は、I、Q成分を持つ複素信号である。ピークファクタ低減装置100Bの出力は、ピークファクタを低減された出力信号である。
ピークファクタ低減装置100Bは、振幅判定回路121により、無信号閾値と、マルチキャリア合成信号PFRthrを用いて、閾値判定を行うことで無信号区間を検出し、無信号区間におけるピークファクタ閾値を自動調整しないよう制御を行なう。これを、図6を参照して、説明する。
図6は、振幅判定回路の回路ブロック図である。図6において、振幅判定回路121は、瞬時振幅計算器211と、比較部212とを備える。
図6において、瞬時振幅計算器211は、マルチキャリア合成信号PFRthrの瞬時振幅値を算出する。比較部212は、瞬時振幅計算器211の出力信号と入力情報である無信号閾値を用いて、閾値判定を行い、瞬時振幅計算器211の出力信号が無信号閾値以下のときは“0”を、それ以外の場合には“1”を出力する。この2値の情報が、図5に示すような、データのON/OFFを示すScheduling情報に相当する。そして、この比較部212の出力情報をScheduling情報として、積算器112に供給する。
2. Embodiment 2
FIG. 2 is a circuit block diagram of a second embodiment of the peak factor reduction device.
A second embodiment will be described with reference to FIG. The peak factor reduction technique of the second embodiment is equivalent to that of the first embodiment. In FIG. 2, a peak factor reduction device 100B includes a peak detection circuit 101, a threshold comparison circuit 102, an NCO (Numerically Controlled Oscillators) 103, a delay unit 104, two delay units 105-1 and 105-2, an FIL circuit 107, Power calculation circuit 111, accumulator 112, amplitude comparison circuit 114, threshold determination circuit 121, a plurality of addition synthesis circuits 115-1, 115-2, a plurality of multipliers 116-1 to 116-4, a subtractor 117, an adder 118. The first generation unit 151 can include, for example, a multiplier 116-1 and an addition synthesis circuit 115-1, and generates a multicarrier synthesis signal Sin from an input signal. The second generation unit 152 includes, for example, a delay unit 104, a multiplier 116-2, a FIL (Filter) circuit 107, a delay unit 105-1, a multiplier 116-3, an addition synthesis circuit 115-2, and a peak detection circuit 101. A threshold comparison circuit 102, which generates a peak suppression signal PFRerr from the input signal. The input of the peak factor reduction device 100B is an input signal, an EVM target value, a no-signal threshold value, and a PFR threshold value. The input signal is a complex signal having I and Q components. The output of the peak factor reduction device 100B is an output signal with a reduced peak factor.
The peak factor reduction device 100B detects the no-signal interval by performing threshold determination using the no-signal threshold and the multicarrier composite signal PFRthr by the amplitude determination circuit 121, and automatically adjusts the peak factor threshold in the no-signal interval Do not control. This will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a circuit block diagram of the amplitude determination circuit. In FIG. 6, the amplitude determination circuit 121 includes an instantaneous amplitude calculator 211 and a comparison unit 212.
In FIG. 6, an instantaneous amplitude calculator 211 calculates an instantaneous amplitude value of the multicarrier composite signal PFRthr. The comparison unit 212 performs threshold determination using the output signal of the instantaneous amplitude calculator 211 and the no-signal threshold value which is input information, and sets “0” when the output signal of the instantaneous amplitude calculator 211 is equal to or less than the no-signal threshold value. Otherwise, “1” is output. This binary information corresponds to Scheduling information indicating ON / OFF of data as shown in FIG. Then, the output information of the comparison unit 212 is supplied to the integrator 112 as Scheduling information.

3.実施の形態3
図3は、ピークファクタ低減装置の第3の実施の形態の回路ブロック図である。
実施の形態3について、図3を参照して説明する。ピークファクタ低減手法は、実施の形態1と同等である。図3において、ピークファクタ低減装置100Cは、ピーク検出回路101、閾値比較回路102、NCO(Numerically Controlled Oscillators)103、遅延器104、2台の遅延器105−1、105−2、FIL回路107、電力算出回路111、積算器112、振幅比較回路114、無信号区間検出回路131、複数の加算合成回路115−1、115−2、複数の乗算器116−1〜116‐4、減算器117、加算器118を備える。なお、第1の生成部151は、例えば、乗算器116−1、加算合成回路115−1を含むことができ、入力信号からマルチキャリア合成信号Sinを生成する。第2の生成部152は、例えば、遅延器104、乗算器116−2、FIL(Filter)回路107、遅延器105−1、乗算器116−3、加算合成回路115−2、ピーク検出回路101、閾値比較回路102を含むことができ、入力信号からピーク抑圧信号PFRerrを生成する。
ピークファクタ低減装置100Cの入力は、入力信号、EVM目標値、PFR閾値である。入力信号は、I、Q成分を持つ複素信号である。ピークファクタ低減装置100Cの出力は、ピークファクタを低減された出力信号である。
ピークファクタ低減装置100Cは、無信号区間検出回路131により、マルチキャリア合成信号PFRthrを用いて、無信号区間を検出し、無信号区間におけるピークファクタ閾値を自動調整しないよう制御を行なう。これを、図7を参照して、説明する。
図7は、無信号区間検出回路の回路ブロック図である。図7において、無信号区間検出回路131は、瞬時振幅計算器221と、遅延器222、比較判定回路223とを備える。
図7において、瞬時振幅計算器221は、マルチキャリア合成信号PFRthrの瞬時振幅値を算出する。遅延器222は、(M−1)段の遅延素子dlyを備え、M本の信号として出力する。比較判定回路223は、連続したMサンプル全ての瞬時振幅値が “0”以外かどうかを判定する。この判定結果に基づき、連続したMサンプル全ての瞬時振幅値が“0”を検出した場合、“0”を検出した瞬間から所定期間、例えば、1ms間を無信号区間と判断し、1ms間“0”を出力する。それ以外の場合は“1”を出力する。この2値の情報が、図5に示すような、データのON/OFFを示すScheduling情報に相当する。そして、この比較部212の出力情報をScheduling情報として、積算器112に供給する。
3. Embodiment 3
FIG. 3 is a circuit block diagram of a third embodiment of the peak factor reduction device.
A third embodiment will be described with reference to FIG. The peak factor reduction technique is the same as in the first embodiment. In FIG. 3, a peak factor reduction device 100C includes a peak detection circuit 101, a threshold comparison circuit 102, an NCO (Numerically Controlled Oscillators) 103, a delay unit 104, two delay units 105-1 and 105-2, an FIL circuit 107, A power calculation circuit 111, an integrator 112, an amplitude comparison circuit 114, a no-signal section detection circuit 131, a plurality of addition synthesis circuits 115-1, 115-2, a plurality of multipliers 116-1 to 116-4, a subtractor 117, An adder 118 is provided. The first generation unit 151 can include, for example, a multiplier 116-1 and an addition synthesis circuit 115-1, and generates a multicarrier synthesis signal Sin from an input signal. The second generation unit 152 includes, for example, a delay unit 104, a multiplier 116-2, a FIL (Filter) circuit 107, a delay unit 105-1, a multiplier 116-3, an addition synthesis circuit 115-2, and a peak detection circuit 101. A threshold comparison circuit 102, which generates a peak suppression signal PFRerr from the input signal.
The input of the peak factor reduction device 100C is an input signal, an EVM target value, and a PFR threshold value. The input signal is a complex signal having I and Q components. The output of the peak factor reduction device 100C is an output signal with a reduced peak factor.
In the peak factor reduction device 100C, the no-signal section detection circuit 131 detects the no-signal section using the multicarrier composite signal PFRthr and performs control so that the peak factor threshold in the no-signal section is not automatically adjusted. This will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a circuit block diagram of the no-signal section detection circuit. In FIG. 7, the no-signal section detection circuit 131 includes an instantaneous amplitude calculator 221, a delay unit 222, and a comparison determination circuit 223.
In FIG. 7, an instantaneous amplitude calculator 221 calculates an instantaneous amplitude value of the multicarrier composite signal PFRthr. The delay device 222 includes (M−1) stages of delay elements dly, and outputs the signals as M signals. The comparison determination circuit 223 determines whether the instantaneous amplitude values of all the consecutive M samples are other than “0”. Based on the determination result, when the instantaneous amplitude values of all the consecutive M samples are detected as “0”, it is determined that a predetermined period, for example, 1 ms is a no-signal interval from the moment when “0” is detected. 0 ”is output. Otherwise, “1” is output. This binary information corresponds to Scheduling information indicating ON / OFF of data as shown in FIG. Then, the output information of the comparison unit 212 is supplied to the integrator 112 as Scheduling information.

4.シミュレーション
図14は、本実施の形態におけるシミュレーション波形である。また、図15は、ピークファクタ低減回路における振幅波形である。
図14を参照して、本実施の形態(例、実施の形態3)と従来のピークファクタ低減装置におけるシミュレーション結果を説明する。図14において、入力信号は、サンプリング周波数7.68MHzの複素正規分布信号を4倍オーバーサンプルした、ABSを有する2キャリアのLTE(Long Term Evolution)信号である。図14は、ベースバンドフィルタとして、LTEベースバンドフィルタ用に設計されたフィルターを用い、図14(A)に、EVM目標値を5.0%としたときの、Gauss分布、ピークファクタ低減前、ピークファクタ低減後の従来技術を示し、図14(B)に、EVM目標値を5.0%としたときの、Gauss分布、ピークファクタ低減前、実施の形態3を適用したピークファクタ低減後におけるCCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)をプロットした。CCDF(相補累積分布関数)は、振幅レベルの発生確率を示し、縦軸がCCDF、横軸が振幅である。図14で、破線はGauss分布、一点鎖線はピークファクタ低減前、実線は従来技術又は実施の形態3を適用したピークファクタ低減後のCCDFである。
図14より、従来のピークファクタ低減装置は、ピークファクタ低減前後におけるEVMが5.04%であるのに対し、本実施の形態のピークファクタ低減装置におけるピークファクタ低減前後のEVMは4.70%であることが確認できる。これは、従来技術におけるピークファクタ低減装置は、図15に示すように、ABS区間にピークファクタ閾値の自動調整を行ったため、必要以上にピークファクタ閾値が低くなり、劣化が大きくなったためである。また、必要以上にピークファクタ閾値が低くなったために、ABS検出区間から脱したときのEVM劣化が大きくなったためである。その結果として、EVM目標値内でのピークファクタ低減を遂行できない又は、低減が十分でない。しかしながら、本実施の形態におけるピークファクタ低減装置は、ABS区間におけるピークファクタ閾値調整を制御したため、従来技術よりもEVM劣化を軽減させることが出来た。従って、本発明におけるピークファクタ低減装置を適用することで、ピークファクタ低減前後のEVMを改善することを実現できた。
以上、説明したように、上述した実施の形態1〜3では、無信号区間におけるピークファクタ閾値の自動調整機能を制御することで、所望のEVM値の範囲内でピークファクタ低減を可能とするピークファクタ低減装置を実現できた。
4). Simulation FIG. 14 shows a simulation waveform in the present embodiment. FIG. 15 is an amplitude waveform in the peak factor reduction circuit.
With reference to FIG. 14, the simulation result in this Embodiment (example, Embodiment 3) and the conventional peak factor reduction apparatus is demonstrated. In FIG. 14, the input signal is a 2-carrier LTE (Long Term Evolution) signal having an ABS obtained by oversampling a complex normal distribution signal having a sampling frequency of 7.68 MHz four times. 14 uses a filter designed for the LTE baseband filter as the baseband filter, and FIG. 14A shows a Gaussian distribution, when the EVM target value is 5.0%, before the peak factor reduction, FIG. 14B shows a conventional technique after the peak factor is reduced, and FIG. 14B shows a Gauss distribution when the EVM target value is 5.0%, before the peak factor is reduced, and after the peak factor is reduced by applying the third embodiment. CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) was plotted. CCDF (complementary cumulative distribution function) indicates the probability of occurrence of an amplitude level, the vertical axis is CCDF, and the horizontal axis is amplitude. In FIG. 14, the broken line is a Gaussian distribution, the alternate long and short dash line is the peak factor before reduction of the peak factor, and the solid line is the CCDF after reduction of the peak factor to which the conventional technique or the third embodiment is applied.
As shown in FIG. 14, the EVM before and after peak factor reduction in the conventional peak factor reduction apparatus is 5.04% before and after the peak factor reduction, whereas the EVM before and after peak factor reduction in the peak factor reduction apparatus of this embodiment is 4.70%. It can be confirmed that This is because the peak factor reduction device according to the prior art automatically adjusts the peak factor threshold value in the ABS section as shown in FIG. 15, so that the peak factor threshold value becomes lower than necessary and the deterioration becomes large. Moreover, because the peak factor threshold value has become lower than necessary, the EVM degradation has increased when the ABS detection section has been removed. As a result, peak factor reduction within the EVM target value cannot be performed or the reduction is not sufficient. However, since the peak factor reduction device in the present embodiment controls the peak factor threshold adjustment in the ABS section, the EVM degradation can be reduced more than in the conventional technique. Therefore, the EVM before and after the peak factor reduction can be improved by applying the peak factor reduction device according to the present invention.
As described above, in the above-described first to third embodiments, the peak factor can be reduced within the range of a desired EVM value by controlling the automatic adjustment function of the peak factor threshold value in the no-signal section. A factor reduction device was realized.

5.基地局、無線システム
図16は、リモートラジオヘッド部の回路ブロック図である。
次に、図16を参照して、ピークファクタ低減装置を用いた基地局を説明する。
図16において、RRH401は、BBFIL(Base Band Filter)回路413、ピークファクタ低減装置(PFR:Peak Factor Reduction)100、DPD(Digital Pre−Distortion)回路412、送信アンプ(PAU:Power Amplifier Unit)411、低雑音アンプ(LNA:Low Noise Amplifier)415、BBFIL回路416を備える。PFR100には、上述の各実施の形態のピークファクタ低減装置100A、100B又は100Cが用いられる。
送信系から説明する。ベースバンド信号処理部(BBU:Base Band Unit)より出力されたベースバンド信号について、BBFIL回路414は、帯域制限を行なう。帯域制限された信号について、PFR装置100は、帯域外に歪み成分を発生させることなく、平均電力に対する瞬時電力を抑圧する。PFR回路100より出力された信号について、DPD回路412は、後段の電力増幅器における非線形成分を補償する。電力増幅器の入出力特性は非線形であるため、DPD回路412は、この逆特性を付加することで、電力増幅器における入出力特性をリニアにする。そのため、DPD回路412は、電力増幅器の入出力特性と把握している必要があるため、PAU411の出力をフィードバックさせ、電力増幅器の入出力特性を補正する。そして、PAU411は、電力増幅を行ない、アンテナ端より伝送を行う。
受信系について、LNA部415は、アンテナ端より受信した信号の電力増幅を行なう。その後、電力増幅された受信信号はAD変換され、BBFIL回路416は、帯域制限を行なう。帯域制限された受信信号について、RRH401は、ベースバンド信号処理部へ供給する。
5. Base Station, Radio System FIG. 16 is a circuit block diagram of a remote radio head unit.
Next, a base station using the peak factor reduction device will be described with reference to FIG.
In FIG. 16, an RRH 401 includes a BBFIL (Base Band Filter) circuit 413, a peak factor reduction device (PFR: Peak Factor Reduction) 100, a DPD (Digital Pre-Distortion) circuit 412, and a transmission amplifier (PAU: Power Amplifier 4U). A low noise amplifier (LNA) 415 and a BBFIL circuit 416 are provided. As the PFR 100, the peak factor reduction device 100A, 100B, or 100C of the above-described embodiments is used.
The transmission system will be described. The BBFIL circuit 414 performs band limitation on the baseband signal output from the baseband signal processing unit (BBU: Base Band Unit). For a band-limited signal, the PFR apparatus 100 suppresses instantaneous power with respect to average power without generating a distortion component outside the band. For the signal output from the PFR circuit 100, the DPD circuit 412 compensates for the non-linear component in the power amplifier at the subsequent stage. Since the input / output characteristics of the power amplifier are nonlinear, the DPD circuit 412 adds the inverse characteristics to make the input / output characteristics of the power amplifier linear. Therefore, since the DPD circuit 412 needs to grasp the input / output characteristics of the power amplifier, the output of the PAU 411 is fed back to correct the input / output characteristics of the power amplifier. The PAU 411 performs power amplification and transmits from the antenna end.
For the reception system, the LNA unit 415 performs power amplification of the signal received from the antenna end. Thereafter, the power-amplified received signal is AD converted, and the BBFIL circuit 416 performs band limitation. The RRH 401 supplies the band-limited received signal to the baseband signal processing unit.

図17は、無線システムのブロック図である。
次に、無線システムを説明する。図17において、無線システムは、基地局404と端末403とを備える。また、複数の基地局が基地局制御装置により制御される。基地局404は、BBU402と、RRH401と、アンテナ405、406を備える。BBU402は、ベースバンド信号処理を行なう。RRH401は、RF信号処理を行なう。基地局404は、端末403と無線通信を行う。アンテナ405は、送信用アンテナである。アンテナ406は受信用アンテナである。
基地局404は、上述したピークファクタ低減装置をRRH401に備えている。基地局404は、その結果、無信号区間を有する入力信号においても、EVM目標値内でピークファクタ低減処理を行なう。
FIG. 17 is a block diagram of a wireless system.
Next, the wireless system will be described. In FIG. 17, the wireless system includes a base station 404 and a terminal 403. A plurality of base stations are controlled by the base station controller. The base station 404 includes a BBU 402, an RRH 401, and antennas 405 and 406. The BBU 402 performs baseband signal processing. The RRH 401 performs RF signal processing. The base station 404 performs wireless communication with the terminal 403. The antenna 405 is a transmission antenna. The antenna 406 is a receiving antenna.
The base station 404 includes the above-described peak factor reduction device in the RRH 401. As a result, the base station 404 performs peak factor reduction processing within the EVM target value even for an input signal having a no-signal section.

100…ピークファクタ低減装置、101…ピーク検出回路、102…閾値比較回路、103…NCO(Numerically Controlled Oscillators)回路、104…遅延器D1、105…遅延器D2、107…FIL回路、111…電力算出回路、112…積算器、114…振幅比較回路、121…振幅判定回路、131…無信号区間検出回路、201…Switch、202…遅延器、211…瞬時振幅計算器、212…比較部、221…瞬時振幅計算器、222…遅延器、223…比較判定回路、301…瞬時電力計算回路、302…遅延器、303…最大値検出回路、304…検出幅生成回路、305…振幅変換回路、311…閾値比較回路、312…正規化回路、321…瞬時電力計算器、322…LPF回路、331…瞬時振幅計算回路、332…振幅比較部、333…遅延器、334…セレクタ、335…比較部、336…否定、337…利得、401…RRH(Remote Radio Head)、402…BBU(Base Band Unit)、403…端末、404…基地局、405…送信専用アンテナ、406…受信専用アンテナ、411…PAU(Power Amplifier Unit)、412…DPD(Digital Pre−Distortion)、413…BBFIL(Base Band Filter)回路、415…LNA(Low Noise Amplifier)、416…BBFIL回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Peak factor reduction apparatus, 101 ... Peak detection circuit, 102 ... Threshold comparison circuit, 103 ... NCO (Numerally Controlled Oscillators) circuit, 104 ... Delay device D1, 105 ... Delay device D2, 107 ... FIL circuit, 111 ... Power calculation Circuit 112 112 accumulator 114 amplitude comparison circuit 121 amplitude determination circuit 131 no signal interval detection circuit 201 switch 202 delay unit 211 instantaneous amplitude calculator 212 comparison unit 221 Instantaneous amplitude calculator, 222 ... delay unit, 223 ... comparison and determination circuit, 301 ... instantaneous power calculation circuit, 302 ... delay unit, 303 ... maximum value detection circuit, 304 ... detection width generation circuit, 305 ... amplitude conversion circuit, 311 ... Threshold comparison circuit, 312 ... normalization circuit, 321 ... instantaneous power calculator, 322 ... L PF circuit, 331 ... instantaneous amplitude calculation circuit, 332 ... amplitude comparison unit, 333 ... delay unit, 334 ... selector, 335 ... comparison unit, 336 ... negation, 337 ... gain, 401 ... RRH (Remote Radio Head), 402 ... BBU (Base Band Unit), 403 ... terminal, 404 ... base station, 405 ... transmission-only antenna, 406 ... reception-only antenna, 411 ... PAU (Power Amplifier Unit), 412 ... DPD (Digital Pre-Distortion), 413 ... BBFIL ( Base Band Filter) circuit, 415... LNA (Low Noise Amplifier), 416... BBFIL circuit

Claims (12)

複数の複素ベースバンド信号に対し、前記複素ベースバンド信号に対応した周波数の複素指数関数信号を乗じて周波数変換し、加算合成してマルチキャリア合成信号を生成する第1の生成部と、
前記マルチキャリア合成信号に対し、設定された検出幅におけるピーク振幅値と、設定されたピークファクタ閾値とを比較した結果を、前記複数の複素ベースバンド信号に乗算し、前記複素指数関数信号を乗じて周波数変換し、加算合成してピーク抑圧信号を生成する第2の生成部と、
前記第2の生成部の処理遅延に相当するサンプル数だけ前記マルチキャリア合成信号を遅延させる第1の遅延器と、
前記第1の遅延器の出力から、前記第2の生成部が出力したピーク抑圧信号を減算して、出力信号を出力する減算器と、
前記第1の遅延器の出力と予め定められた振幅誤差目標値又はEVM目標値とを乗算した信号と、前記ピーク抑圧信号との電力差分を出力する電力算出部と、
前記電力算出部の出力を積算処理し、前記複数の複素ベースバンド信号の無信号区間を表す無信号情報信号が入力され、該無信号情報信号が無信号区間を表す第1の値であるときに、現在のピークファクタ閾値を保持するために、出力を保持する積算器と、
前記積算器の出力に、予め定められたピークファクタ閾値の初期値を加算した値を、前記第2の生成部のピークファクタ閾値として設定する加算器と、
前記加算器からのピークフアクタ閾値と、前記減算器からの出力信号とを振幅比較した出力を、前記第2の生成部の前記検出幅として設定する振幅比較部と
を備えたピークファクタ低減装置。
A first generation unit that multiplies a complex baseband signal by a complex exponential signal having a frequency corresponding to the complex baseband signal, performs frequency conversion, and adds and generates a multicarrier composite signal;
The multi-carrier composite signal is multiplied by the complex baseband signal, and the complex exponential function signal is multiplied by the result of comparing the peak amplitude value in the set detection width with the set peak factor threshold. A second generation unit that performs frequency conversion and summing to generate a peak suppression signal;
A first delay unit that delays the multicarrier composite signal by the number of samples corresponding to the processing delay of the second generation unit;
A subtractor that subtracts the peak suppression signal output by the second generator from the output of the first delay unit and outputs an output signal;
A power calculator that outputs a power difference between a signal obtained by multiplying the output of the first delay device by a predetermined amplitude error target value or EVM target value and the peak suppression signal;
When the output of the power calculator is integrated, a no-signal information signal representing a no-signal section of the plurality of complex baseband signals is input, and the no-signal information signal is a first value representing a no-signal section An integrator that holds the output to hold the current peak factor threshold;
An adder that sets a value obtained by adding an initial value of a predetermined peak factor threshold to the output of the integrator as a peak factor threshold of the second generator;
A peak factor reduction apparatus comprising: an amplitude comparison unit that sets an output obtained by comparing the amplitude of a peak factor threshold value from the adder and an output signal from the subtractor as the detection width of the second generation unit.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記第2の生成部は、
前記マルチキャリア合成信号の瞬時振幅値を算出し、検出幅内において最大となるピーク振幅値を検出するピーク検出部と、
前記ピーク検出部により算出されたピーク振幅値とピークファクタ閾値とを比較し、前記ピークファクタ閾値からの超過レベルを計算し、前記超過レベルについて前記ピーク振幅値で正規化した信号を出力する閾値比較部と、
前記ピーク検出部と前記閾値比較部との処理遅延に相当するサンプル数だけ前記複数の複素ベースバンド信号を遅延させる第2の遅延器と、
前記閾値比較部の出力と、前記第2の遅延器の出力を乗算する第1の乗算器と、
前記第1の乗算器の出力の帯域制限を行なうフィルターと、
前記ピーク検出部と前記閾値比較部と前記フィルターとの処理遅延に相当するサンプル数だけ前記複素指数関数信号を遅延させる第3の遅延器と、
前記フィルターの出力と前記第3の遅延器の出力とを乗じて周波数変換する第2の乗算器と、
前記第2の乗算器の出力を加算合成してピーク抑圧信号を生成する加算合成部と
を備えたこと特徴とするピークファクタ低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
The second generator is
A peak detection unit that calculates an instantaneous amplitude value of the multicarrier composite signal and detects a peak amplitude value that is maximum within a detection width;
Threshold comparison that compares the peak amplitude value calculated by the peak detection unit with a peak factor threshold, calculates an excess level from the peak factor threshold, and outputs a signal normalized with the peak amplitude value for the excess level And
A second delay device that delays the plurality of complex baseband signals by the number of samples corresponding to a processing delay between the peak detection unit and the threshold value comparison unit;
A first multiplier that multiplies the output of the threshold comparator by the output of the second delay;
A filter for limiting the bandwidth of the output of the first multiplier;
A third delayer that delays the complex exponential function signal by the number of samples corresponding to a processing delay of the peak detection unit, the threshold comparison unit, and the filter;
A second multiplier for frequency conversion by multiplying the output of the filter and the output of the third delay device;
A peak factor reduction device comprising: an addition synthesizer for adding and synthesizing outputs of the second multiplier to generate a peak suppression signal.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記複数の複素ベースバンド信号に対応した周波数の複素指数関数信号を発生する
Numerically Controlled oscillators(NCO)をさらに備えたこと特徴とするピークファクタ低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
A peak factor reduction device, further comprising: Numerically controlled oscillators (NCO) that generate complex exponential signals having frequencies corresponding to the plurality of complex baseband signals.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記無信号情報信号は、基地局、基地局制御局、その他のベースバンド装置から、前記積算器に入力されること特徴とするピークファクタ低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
2. The peak factor reduction device according to claim 1, wherein the no-signal information signal is input to the accumulator from a base station, a base station control station, or another baseband device.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記無信号情報信号は、Almost Blank Subframe(ABS)パターンであること特徴とするピークファクタ低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
2. The peak factor reduction device according to claim 1, wherein the no-signal information signal is an Almost Blank Subframe (ABS) pattern.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記ピーク検出部と前記閾値比較部と前記フィルターとの処理遅延に相当するサンプル数だけ、無信号区間のスケジューリング情報を示す信号を遅延させることにより、前記無信号情報信号を出力する第4の遅延器をさらに備え、
前記第4の遅延器の出力を前記積算器に入力し、前記積算器は、前記無信号情報信号が前記第1の値を示すときに、現在のピークファクタ閾値を保持するよう制御することを特徴とするピークファクク低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
A fourth delay for outputting the no-signal information signal by delaying a signal indicating scheduling information in the no-signal section by the number of samples corresponding to the processing delay of the peak detection unit, the threshold comparison unit, and the filter. Further equipped with
The output of the fourth delay unit is input to the accumulator, and the accumulator controls to maintain a current peak factor threshold when the no-signal information signal indicates the first value. A feature of peak fract reduction device.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記マルチキャリア合成信号に従い無信号区間を検出して無信号情報信号を作成し、前記積算器に前記無信号情報信号を出力する無信号検出部をさらに備えたこと特徴とするピークファクタ低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
A peak factor reduction device, further comprising: a no-signal detection unit that detects a no-signal section according to the multi-carrier composite signal to create a no-signal information signal and outputs the no-signal information signal to the accumulator.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記マルチキャリア合成信号の瞬時振幅値と、前記無信号区間を検出するために予め設定する無信号閾値とを振幅比較して、第2の遅延器出力の瞬時振幅値が無信号閾値より小さいとき前記第1の値を出力する振幅判定回路をさらに備え、
前記振幅判定回路の出力を前記積算器に入力し、前記積算器は、前記振幅判定回路の出力が前記第1の値を示すときに、現在のピークファクタ閾値を保持するよう制御することを特徴とするピークファクタ低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
When the instantaneous amplitude value of the second delay device is smaller than the no-signal threshold value by comparing the amplitude of the instantaneous amplitude value of the multi-carrier composite signal with the no-signal threshold value set in advance to detect the no-signal section. An amplitude determination circuit for outputting the first value;
The output of the amplitude determination circuit is input to the accumulator, and the accumulator controls to hold the current peak factor threshold when the output of the amplitude determination circuit indicates the first value. A peak factor reduction device.
請求項1に記載のピークファクタ低減装置であって、
前記マルチキャリア合成信号の瞬時振幅が、予め定められたサンプル数の期間、無信号区間を示す値であることを検出した場合、予め設定された所定期間、前記第1の値を出力する無信号区間検出回路をさらに備え、
前記無信号区間検出回路の出力を前記積算器に入力し、前記積算器は、前記無信号区間検出回路の出力が前記第1の値を示すときに、現在のピークファクタ閾値を保持するよう制御することを特徴とするピークファクク低減装置。
The peak factor reduction device according to claim 1,
When it is detected that the instantaneous amplitude of the multi-carrier composite signal is a value indicating a no-signal section for a predetermined number of samples, a no-signal is output for outputting the first value for a predetermined period. It further comprises a section detection circuit,
The output of the no-signal section detection circuit is input to the accumulator, and the accumulator is controlled to hold the current peak factor threshold when the output of the no-signal section detection circuit indicates the first value. A peak-fracture reducing apparatus characterized by:
請求項1乃至9のいずれかに記載のピークファクタ低減装置を備えた基地局。
A base station comprising the peak factor reduction device according to claim 1.
請求項1乃至9のいずれかに記載のピークファクタ低減装置を備えた基地局であって、
前記基地局は、無線信号処理を行うリモートラジオヘッド部と、ベースバンド信号処理部とを備え、
前記リモートラジオヘッド部は、
前記ベースバンド信号処理部から出力されたベースバンド信号を帯域制限するベースバンドフィルターと、
前記ベースバンドフィルターの出力から平均電力に対する瞬時電力を抑圧する前記ピークファクタ低減装置と、
前記ピークファクタ低減装置の出力信号に、後段の電力増幅器における非線形成分を補償するデジタルプリディストーション回路と、
前記デジタルプリディストーション回路の出力を電力増幅する電力増幅器と
を備えたことを特徴とする基地局。
A base station comprising the peak factor reduction device according to any one of claims 1 to 9,
The base station includes a remote radio head unit that performs radio signal processing, and a baseband signal processing unit,
The remote radio head unit is
A baseband filter that limits the band of the baseband signal output from the baseband signal processing unit;
The peak factor reduction device for suppressing instantaneous power relative to average power from the output of the baseband filter;
A digital predistortion circuit that compensates for a non-linear component in a power amplifier at a subsequent stage in the output signal of the peak factor reduction device;
A base station comprising a power amplifier that amplifies the output of the digital predistortion circuit.
請求項1乃至9のいずれかに記載のピークファクタ低減装置を備えた、複数の基地局と、
前記複数の基地局を制御するための基地局制御装置と
を備えた無線システム。
A plurality of base stations comprising the peak factor reduction device according to any one of claims 1 to 9,
A radio system comprising: a base station control device for controlling the plurality of base stations.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160005062A (en) * 2013-05-27 2016-01-13 후아웨이 디바이스 컴퍼니 리미티드 Method and apparatus for setting pa blanking working mode
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