JP4526694B2 - マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア送信回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として移動体通信基地局に用いるマルチキャリア送信方法およびその送信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年デジタル移動体通信は急激に普及しており、基地局を含めたインフラの整備が急務となっている。特に都市部では、ビルの陰や地下街などの不感地帯に向けた小型の基地局が必要で、これまでの大規模な基地局装置から小型化を目指した開発が求められている。
【０００３】
以下、図４を用いて従来のマルチキャリア送信回路を説明する。従来のマルチキャリア送信回路のブロック図の図４において、公衆電話網４０１で伝送される各ユーザごとの信号は交換機４０２を介して必要な信号のみが取り出され、ｎ個の各チャンネルに出力される。出力されたｎ個の信号は、ベースバンド処理回路４０３−１〜４０３−ｎで帯域制限フィルタリングなどの適当なベースバンド処理を施され、変調器４０４−１〜４０４−ｎで変調され、加算回路４０５でアナログ的に加算される。この出力を高周波電力増幅回路４０６で増幅し、アンテナ４０７から送信する。
【０００４】
図５は従来の一般的なマルチキャリア送信信号の説明図であり、図５（ａ）は一般的なマルチキャリア送信信号の周波数スペクトルを示す図である。図５（ｂ）、（ｃ），（ｄ），（ｅ）はその１つの搬送波のベクトルの回転を示す図である。図５（ｆ）は４つの搬送波が互いに９０度の位相を持って存在する場合の説明図である。図５（ｇ）は各搬送波のベクトルを合成した場合の説明図である。図５（ｈ）はマルチキャリア送信信号の総電力の時間変化を表す図である。
【０００５】
図５（ａ）のようにそれぞれの搬送波は、中心周波数ｆ１，ｆ２・・・ｆｎが重畳しないように周波数をずらして配置されている。この中の一つの搬送波ｆ１のベクトルは、図５（ｂ）の位置を起点として反時計方向に回転しつつあり、１／４周期後には図５（ｃ）の位置まで回転し、１／２周期後には図５（ｄ）の位置、３／４周期後には図５（ｅ）の位置まで進み、１周期後には図５（ｂ）の位置にもどる。ところでマルチキャリアの搬送波は少しずつ中心周波数がずれているので、それぞれのベクトルの回転速度がわずかずつずれてくるために、それぞれのベクトルが合成された値は、それぞれの搬送波の振幅が同じでも刻々と変化する。
【０００６】
仮に４つの周波数が異なり、振幅の同一な搬送波ｆ１〜ｆｎがあって、たまたまある瞬間に図５（ｆ）のようにそれぞれが９０度ずつずれた位置にあったとすると、ｆ１とｆ３は値が同じく方向が反対で、またｆ２とｆｎは値が同じく方向が反対であり、それらの合成ベクトルは、ほとんど”０”に近づく。もし４つのベクトルがある瞬間に全部同一方向に揃ったとすれば、合成のベクトルの値は４倍となる。例えば図５（ｇ）のようにｆ１，ｆ２，ｆｎの３つの搬送波があると、その合成ベクトルはｆとなり、それぞれの角速度が少しずつ異なるために合成のベクトルも刻々と変化する。このようなことから送信信号の総電力は刻々と変化し、図５（ｈ）のように時として平均電力よりかなり高いレベルのピーク電力を発生する。
【０００７】
また現在のデジタル携帯電話に続いて、さらに大きな通信容量を確保できる符号分割多重アクセス（Code Division Multiple Access、以下ＣＤＭＡ）方式を採用した携帯電話の開発も進んでいる。ＣＤＭＡについては「ＣＤＭＡ方式と次世代移動体通信システム」（小川 明監修、トリケップス叢書；１章pp12−25、（株）トリケップス発行）に記載されているので詳細な説明を省略する。このようなデジタル携帯電話用基地局は線形変調を用いており、さらに複数搬送波（マルチキャリア）に信号を乗せて送信を行うため、送受信回路には厳しい線形性と広いダイナミックレンジが要求される。
【０００８】
図６は従来のＣＤＭＡ方式マルチキャリア送信回路の要部ブロック図であり、図６において公衆網から交換機（いずれも図示せず）を介して取り出されたｋ×ｎ個のチャンネル信号は、チャンネル入力端子６０１−（１−１）〜６０１−（ｎ−ｋ）に入力され、符号選択回路６０７で選択された符号を用いて、符号乗算器６０２−（１−１）〜６０２−（ｎ−ｋ）でそれぞれ乗算される。その出力のｋ個をデジタル加算回路６０３−１〜６０３−ｎを用いて１つに加算し、ｎ個の出力を得る。そのｎ個の出力で搬送波発生器６０５−１〜６０５−ｎで発生したｎ個の搬送波を変調器６０４−１〜６０４−ｎにおいてそれぞれ変調し、そのｎ個の出力を加算回路６０６でアナログ加算し、出力端子６０８にマルチキャリア信号を得る。この信号を図４のように高周波電力増幅回路で増幅し、アンテナより送信する。特に送信回路には電力増幅回路等の高電力を扱う回路があり、線形性を維持するために平均出力電力に対して瞬時最大出力（ピーク）電力までカバーできるように設計されている。またさらに、大きな通信容量を得るために高い伝送レートが必要となるため送信信号の持つ帯域幅が数ＭＨｚから数十ＧＨｚにも及ぶ。このため送信回路には１０分の１マイクロ秒の信号の変化に追従できる回路を用いる必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような瞬時最大出力電力と平均出力電力の比（ピークファクタ）が大きくなると、使用する電力増幅回路のトランジスタが大きくなり、飽和出力電力から大きく出力レベルを下げたところを平均電力として使う必要がある。このようにレベルを下げていくと、電力増幅器のＤＣ供給電力と取り出される送信電力との比（電力変換効率）は低下してしまう。特にＣＤＭＡ方式では従来のＴＤＭＡ方式に比べてもピークファクタが２倍大きくなる。さらにＣＤＭＡの特徴である符号を多重化していくことで、さらにピークファクタが大きくなり、最大多重時では約１３ｄＢのピークファクタを有する。さらにこれをマルチキャリアに乗せてさらに多重化すれば上記の説明のようにピークファクタはもっと大きくなる。このため電力増幅回路などの送信回路には従来に比べてかなり厳しい線形性が要求され、実使用電力に対して１０倍以上の大きな電力を出力できる素子を用いる必要がある。結果として、送信回路の回路規模が大きくなり基地局の小型化が困難となる。
【００１０】
ピークファクタを低減する対策として、特開平８−２７４７３４号公報や特開平８−８１８２４９号公報に示されるようなフィードバック制御を用いるマルチキャリア送信回路が提案されている。しかし、これらの回路では、狭帯域（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）の信号を送信する場合には信号の変動速度が数十マイクロ秒以上であり、回路が追従可能であるが、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの広帯域信号に対しては回路がその変動速度に追従できず、適用が困難である。
【００１１】
本発明は、上述したこのような従来のマルチキャリア送信回路が有する課題を考慮して、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの広帯域信号に対しても、瞬時最大出力電力を小さな値に押さえて、マルチキャリア送信信号のピークファクタを低減することによって、電力増幅器のパワーも小さくてよく、電力変換効率も高められ、回路の小型化を図れるマルチキャリア送信方法及びその送信回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明（請求項１に対応）は、ｎ個（ただしｎは２以上の整数）の入力信号を入力し、
前記ｎ個の入力信号のそれぞれに対応する搬送波を発生し、
前記各搬送波を前記入力信号によってｎ個の被変調信号になるよう変調し、
前記ｎ個の被変調信号の帯域外の周波数を有する少なくとも１個の付加信号を生成し、
前記発生した付加信号のレベルと位相を調整し、
前記ｎ個の被変調信号と前記調整された付加信号とを加算して多重化信号を出力し、
前記多重化信号を増幅した後、前記付加信号を除去するマルチキャリア送信方法であって、
前記付加信号のレベルと位相は、
前記ｎ個の被変調信号の合成ベクトルの変化を、所定時刻に検出した前記ｎ個の搬送波の位相情報と各搬送波の周波数とに基づいて、所定時刻からの経過時間によってあらかじめ予測し、その絶対値が所定のレベルを超えるときに、加算後の合成ベクトルが加算前よりも低下するように前記付加信号のレベルと位相を調整することを特徴とするマルチキャリア送信方法である。
【００１３】
第２の本発明（請求項２に対応）は、前記多重化信号を増幅する高周波電力増幅手段としてフィードフォワード回路を用い、
前記付加信号は、前記フィードフォワード回路が有する歪み調整用のパイロット信号発生手段が発生するパイロット信号であることを特徴とする第１の本発明のマルチキャリア送信方法である。
【００１４】
第３の本発明（請求項３に対応）は、前記入力信号は符号分割多重アクセス方式の信号であることを特徴とする第１または２にの本発明のマルチキャリア送信方法である。
【００１５】
第４の本発明（請求項４に対応）は、前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域の幅の５％の幅だけ、帯域外に存在することを特徴とする第１から第３のいずれかにの本発明のマルチキャリア送信方法である。
【００１６】
第５の本発明（請求項５に対応）は、前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域外のより低い周波数側と、帯域外のより高い周波数側とにそれぞれ存在することを特徴とする第１から第３のいずれかの本発明のマルチキャリア送信方法である。
【００１７】
第６の本発明（請求項６に対応）は、ｎ個（ただしｎは２以上の整数）の入力信号を入力する入力端子と、
前記ｎ個の入力端子に入力される信号に対応するｎ個の搬送波を発生するｎ個の搬送波発生手段と、
前記各搬送波発生手段の出力と前記各入力端子に接続され、前記各入力信号によって前記各搬送波を変調してｎ個の被変調信号を出力するｎ個の変調手段と、
前記ｎ個の被変調信号の帯域外の周波数を有する、少なくとも１個の付加信号を発生する付加信号発生手段と、
前記付加信号発生手段から発生した前記付加信号のレベル及び位相を調整する少なくとも１個の可変手段と、
前記ｎ個の各搬送波の位相及びレベルに基づいて前記可変手段を制御する制御手段と、
前記ｎ個の変調手段の出力と前記可変手段の出力を接続し、前記ｎ個の被変調信号と前記調整された付加信号とを加算して多重化信号を出力する加算手段と、
前記加算手段で多重化された前記多重化信号を増幅する電力増幅手段と、
前記電力増幅手段の出力に接続され、前記電力増幅手段の出力から前記付加信号を阻止するフィルタ手段とを備え、
前記制御手段は、所定時刻に検出した前記ｎ個の搬送波の位相情報と各搬送波の周波数とに基づいて、所定時刻からの経過時間によってあらかじめ予測し、その絶対値が所定のレベルを超えるときに、前記加算後の合成ベクトルが加算前よりも低下するように、前記可変手段を用いて前記付加信号のレベルと位相を制御することを特徴とするマルチキャリア送信回路である。
【００１８】
第７の本発明（請求項７に対応）は、前記電力増幅手段は、フィードフォワード回路で構成され、
前記付加信号発生手段は、前記フィードフォワード回路が有する歪み調整用パイロット信号発生手段で兼ねられており、
前記付加信号は、前記歪み調整用パイロット信号である第６の本発明のマルチキャリア送信回路である。
【００１９】
第８の本発明（請求項８に対応）は、ｍ（＝ｋ×ｎ）をｎ以上の整数として、ｍ個の前処理用入力信号を、それぞれに対応する符号によってｍ個の前処理用被変調信号に変調するｍ個の符号変調手段と、
前記符号を前記前処理用入力信号ごとに選択する符号選択手段と、
前記ｍ個の前処理用被変調信号を、ｋ個毎に加算してｎ個の前記入力信号を生成するｎ個の前処理用加算手段とを備え、
この前処理用加算手段のｎ個の出力を前記入力端子への入力信号とすることを特徴とする第６または７の本発明のマルチキャリア送信回路である。
【００２０】
第９の本発明（請求項９に対応）は、前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域の幅の５％の幅だけ、帯域外に存在することを特徴とする第６から第８のいずれかの本発明のマルチキャリア送信回路である。
【００２１】
第１０の本発明（請求項１０に対応）は、前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域外のより高い周波数側と、帯域外のより低い周波数側とにそれぞれ存在することを特徴とする第６から第８のいずれかの本発明のマルチキャリア送信回路である。
【００２２】
本発明は上記の方法および構成によって、ある時刻におけるマルチキャリアの各々の搬送波の位相を取り込んで、その位相と各搬送波の周波数とを基に搬送波同士の位相関係の推移から生ずる合成のベクトルの絶対値が一定値を越えることが予測されると、その時点での総合ベクトルを減少させる方向に付加信号またはパイロット信号の位相と信号強さを制御することにより高周波電力増幅器が取り扱う総合のベクトルの絶対値を減少させることにより、瞬時ピークの通過電力を低下させてピークファクタを低下させるように作用し、それにより電力増幅器のパワーも小さくてよく、電力変換効率も高められ、回路の小型化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、図面を用いて本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明のマルチキャリア送信回路の一実施形態のブロック図、図２は同じくそのマルチキャリア送信信号の説明図である。図１において入力信号の各入力端子１０１−１〜１０１−ｎに入力されたｎ個の入力信号は対応する変調器１０２−１〜１０２−ｎに入力され、対応する搬送波発生器１０３−１〜１０３−ｎで発生された搬送波をｎ個の入力信号で変調する。搬送波発生器１０３−１〜１０３−ｎの搬送波の周波数は、図２（ａ）のようにそれぞれ互いに所定の周波数だけ離れていて互いに重畳しない。またすべての周波数は所定の帯域内に収まっている。一方、出力信号の位相を可変できる付加信号発生器１０４−１，１０４−２は上記搬送波周波数の所定の帯域外の周波数の付加信号を発生するものであり、例えば付加信号発生器１０４−１の出力は上記所定の帯域の下限よりさらに低い周波数ｆａｄｄ１を持ち、また付加信号発生器１０４−２の出力は上記所定の帯域の上限よりさらに高い周波数ｆａｄｄ２を持っているものとする。付加信号発生器１０４−１，１０４−２の出力はそれぞれ可変減衰器１０５−１，１０５−２を通って出力される。
【００２４】
各変調器１０２−１〜１０２−ｎの出力と可変減衰器１０５−１，１０５−２の出力は加算回路１０６に入力されてそれぞれ加算されて多重化されて出力する。この出力は電力増幅器１０７で電力増幅され、この出力は帯域通過フィルタ１０８で搬送波発生器１０３−１〜１０３−ｎの搬送波の周波数帯域のみが通過され、すなわち付加信号発生器１０４−１，１０４−２の周波数範囲は削除されて出力される。
【００２５】
ここで制御回路１１０の動作を説明すると、各搬送波発生器１０３−１，１０３−２，１０３−ｎの位相は位相検出器１１１−１，１１１−２および１１１−ｎによって検出され、制御回路１１０に検出結果が入力される。この各位相を、例えば実送信の前の暖機期間を用いてあらかじめ検出しておく。位相関係は図５を用いた従来例の説明から、すべての搬送波がそれぞれの角速度によってベクトルが回転しているが、その回転が搬送波の周波数に応じてわずかに異なることから、位相検出を行った時点ｔ０からの経過時間に応じて相互の位相関係が変化するが、各搬送波の周波数が既知であれば、或る時刻の位相関係が予測可能である。制御回路１１０は、この検出した各搬送波の位相情報と各搬送波の周波数を基に、時刻ｔ０からの経過時間によって各搬送波の位相関係を予測し、ベクトルの集中の度合いに応じて付加信号発生器１０４−１，１０４−２の発生する付加信号の位相が前記の総合のベクトルと反対方向のベクトルを有し、また絶対値が前記の総合ベクトルと同じ値に近づくよう可変減衰器１０５−１，１０５−２の減衰度を決定する。
【００２６】
すなわち、図２（ｂ）において搬送波ｆ１，ｆ２およびｆｎのみが存在するとき、ｆ１とｆ２の合成のｆ１＋ｆ２とｆｎとを合成したｆが電力増幅器１０７の出力となるが、付加信号発生器１０４−１または１０４−２からｆａｄｄの位相をもった付加信号を発生し、これを可変減衰器１０５−１または１０５−２で減衰度を可変して加算回路１０６でｆに加算する。
【００２７】
このように単純な場合は付加信号の一方だけ用いればよいが、ベクトルの集中の仕方の複雑な場合や合成ベクトルの値が大きくなる場合は、２つの付加信号をそれぞれ用いなければならない。このように付加信号を加えることにより図２（ｃ）の破線のように発生していたピークは実線のように抑圧され、これにより電力増幅器１０７を通過する電力のピークファクタは改善され、電力増幅器１０７の処理する電力を低減できる。その後に帯域通過フィルタ１０８で送信帯域のみを通過させ、付加信号を削除してアンテナ１０９から送信すればよい。
【００２８】
このように本実施形態においては、送信すべきマルチキャリアの帯域外に付加信号を発生させ、マルチキャリアのそれぞれの搬送波の位相がそれぞれ回転することによる信号ベクトルの集中度合いを予測し、これに対応して付加信号の位相とレベルを加減することによって送信すべき信号の総合ベクトルと相殺させ、電力増幅後に付加信号の成分をフィルタで削除して送信することによって電力増幅器におけるピーク電力を抑制しようとするものであり、電力増幅器の増幅素子を小さくでき、電力変換効率を高めるものである。
【００２９】
なお例示において付加信号を２つ用いるように説明したが、もちろん１つでもよく、あるいはさらに送信帯域外に複数個追加しても差し支えない。
【００３０】
また可変減衰器の代わりに可変増幅器を用いても効果は同一である。
【００３１】
また搬送波の信号レベルは必ずしも目的とする送信信号に用いる搬送波と同一である必要はない。
【００３２】
また本来の信号を送信するための変調された搬送波と付加信号とは、信号の変調方式などの形式が異なっても差し支えない。
【００３３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２のマルチキャリア送信回路の高周波電力増幅回路を含んだ要部ブロック図であり、図１における高周波増幅器１０７を、パイロット信号発生手段を含むフィードフォワード回路で構成したものである。入力端子３０１は電力分配器３０２のポートａに接続され、電力分配器３０２のポートｂからはベクトル調整器３０３を介して入力信号を電力増幅する主増幅器３０４に接続され、主増幅器３０４の出力は歪検出用電力合成器３０５のポートｄに接続されている。また電力分配器３０２のポートｃからは遅延回路３０６を介して歪検出用電力合成器３０５のポートｅに接続されている。
【００３４】
歪検出用電力合成器３０５のポートｆからは遅延回路３０７を介して歪除去用電力合成器３０８のポートｈに、また歪検出用電力合成器３０５のポートｇからベクトル調整器３０９、補助増幅器３１０の直列回路を介して歪除去用電力合成器３０８のポートｉに接続されている。歪除去用電力合成器３０８のポートｊからは出力端子３１１に接続されている。
【００３５】
またパイロット信号発生回路３１２は、この高周波増幅器１０７の増幅すべき周波数帯域外の上または下の直近の周波数を発生するようになっていて、その出力は可変レベル・可変位相回路３１３に入力され、ここで位相とレベルをそれぞれ調整されて主増幅器３０４の入力側に印加されるようになっている。出力端子３１１にはパイロット信号の周波数成分だけを抽出してそのレベルをチェックするパイロット信号レベル検出回路が接続されている。
【００３６】
このように構成されたフィードフォワード回路の動作を以下に説明する。まず入力端子３０１から入力された多チャンネル成分を含んだ入力信号は、電力分配器３０２で２分配される。２分配された一方の出力信号はポートｂからベクトル調整器３０３で位相、振幅を調整されて主増幅器３０４で増幅され、歪検出用電力合成器３０５のポートｄに入力される。このとき主増幅器３０４の非線形性のために入力信号成分の他に多チャンネル信号間の相互変調による歪成分を含んだ信号が入力される。また２分配された他方の信号は、ポートｃから遅延回路３０６で遅延されて、歪検出用電力合成器３０５のポートｅに入力される。
【００３７】
ここでポートｄおよびポートｅに入力された信号の入力信号成分が等振幅で逆位相に近づくように、可変減衰器と可変位相器からなるベクトル調整器３０３および遅延回路３０６を調整することにより、ポートｇから入力信号成分が相殺された歪成分のみの信号が出力され、ポートｆからはポートｅから入力された信号成分が出力される。
【００３８】
次にポートｆから出力された入力信号成分と歪成分とを含んだ信号は、遅延回路３０７で遅延されて歪除去用電力合成器３０８のポートｈに入力される。またポートｇから出力された歪成分の信号は、ベクトル調整器３０９を経由して補助増幅器３１０で増幅され、歪除去用電力合成器３０８のポートｉに入力される。ここでポートｈおよびポートｉに入力された信号の歪成分が等振幅で逆位相になるように、ベクトル調整器３０９および遅延回路３０７を調整することにより、ポートｊから出力端子３１１へ歪成分が相殺された入力信号成分のみの信号が出力される。
【００３９】
パイロット信号発生回路３１２から可変レベル・可変位相回路３１３を通って主増幅器３０４に加えられたパイロット信号の役割は、入力端子３０１から入力していない信号であるから、回路にとっては主増幅器３０４内で発生した歪みと認識される。このような疑似の歪み信号を注入して歪み抑圧ループ以後の出力をパイロット信号検出回路３１４でモニターして、抜き出したパイロット信号成分のレベルが極力小さくなるように歪み抑圧ループの遅延回路３０７とベクトル調整器３０９を調整することによって歪みの発生を最小限度に抑えるように作用する。
【００４０】
本実施形態では、本来高周波増幅器の内部で発生する歪みの低減のために検出用として用いるパイロット信号が、通常増幅すべき信号の帯域外の直近に存在することから、これを付加信号にも兼用するものである。この場合の直近とは、ｎ個の被変調信号の帯域の幅の５％の幅だけ、帯域外に存在することが望ましい。
【００４１】
図２の回路を図１と組み合わせる場合、図１における付加信号発生器１０４−１，１０４−２と可変減衰器１０５−１，１０５−２は不要であり、代わって制御回路１１０の制御は可変レベル・可変位相回路３１３に加えられる。可変レベル・可変位相回路３１３はパイロット信号として必要なレベルになるようパイロット信号発生回路の出力を制御しており、付加信号の発生の必要が生じたときは制御回路１１０の制御により付加信号として必要な位相と、必要なレベルになるようにパイロット信号発生回路からの信号を制御する。
【００４２】
このように本実施形態では電力増幅器のひずみを改善するためのフィードフォワード回路に検出用として与えるパイロット信号を流用する、つまり、パイロット信号に付加信号としての機能を持たせる。これにより付加信号の必要なときはパイロット信号の位相とレベルを制御して付加信号の代わりとして用いることにより、付加信号発生回路を省略することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態３について説明する。本発明は従来例の図６のようなＣＤＭＡ方式にも用いることができ、従来例でも説明した図６のｎ個のデジタル加算回路６０３−１〜６０３−ｎの出力を図１における入力端子１０１−１〜１０１−ｎに入力すれば、後は図１に関する説明と同様の動作を行うことができる。図６において公衆網から交換機（いずれも図示せず）を介して取り出されたｋ×ｎ（＝ｍ）個のチャンネル信号は、チャンネル入力端子６０１−（１−１）〜６０１−（ｎ−ｋ）に入力され、符号選択回路６０７で選択された符号を用いて、符号乗算器６０２−（１−１）〜６０２−（ｎ−ｋ）でそれぞれ乗算される。その出力のｋ個をデジタル加算回路６０３−１〜６０３−ｎを用いて１つに加算し、ｎ個の出力を得る。そのｎ個の出力とを図１の入力端子１０１−１〜１０１−ｎに加え、搬送波発生器１０３−１〜１０３−ｎで発生したｎ個の搬送波を変調器１０２−１〜１０２−ｎにおいてそれぞれ変調し、そのｎ個の出力を付加信号発生器１０４−１，１０４−２からの付加信号とともに加算回路１０６でアナログ加算してマルチキャリア信号を得て、高周波電力増幅回路１０７で増幅し、 または実施の形態２のような場合は付加信号発生回路からの付加信号に代えて高周波電力増幅器１０７の段階でパイロット信号を加えて増幅し、 ついで帯域通過フィルタで付加信号成分またはパイロット信号成分をカットしたうえでアンテナ１０９より送信する。
【００４４】
デジタル加算以後の詳細な動作は上記実施の形態１，２に示したのと同様である。
【００４５】
このように本実施の形態ではマルチキャリア信号の合成ベクトルによって高周波電力増幅器の扱う電力が増加する前にその電力を低減するような位相と大きさで付加信号またはパイロット信号を加えることによって、特にＣＤＭＡ方式で大きくなりがちなピークファクタを下げ、電力増幅器のパワーも小さくてよく、電力変換効率も高められ、回路の小型化を図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマルチキャリア送信方法およびマルチキャリア送信回路によれば、電力増幅器に印加する総合のベクトルの絶対値を減少させ、瞬時のピークの通過電力を低下させてピークファクタを低下させ、それにより電力増幅器のパワーも小さくてよく、電力変換効率も高められ、回路の小型化を図れるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のマルチキャリア送信回路のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のマルチキャリア送信信号の説明図
【図３】本発明の実施の形態２の要部ブロック図
【図４】従来のマルチキャリア送信回路のブロック図
【図５】従来の一般的なマルチキャリア送信信号の説明図
【図６】従来例と本発明の実施の形態３の説明に用いるＣＤＭＡ方式マルチキャリア送信回路の要部ブロック図
【符号の説明】
１０２−１〜１０１−ｎ 変調器
１０３−１〜１０３−ｎ 搬送波発生器
１０４−１，１０４−２ 付加信号発生器
１０５−１，１０５−２ 可変減衰器
１０６ 加算回路
１０７ 高周波増幅器
１０８ 帯域通過フィルタ
１１０ 制御回路
１１１−１〜１１１−ｎ 位相検出器
３０１ 入力端子
３０２ 電力分配器
３０３ ベクトル調整器
３０４ 主増幅器
３０５ 歪検出用電力合成器
３０６ 遅延回路
３０７ 遅延回路
３０８ 歪除去用電力合成器
３０９ ベクトル調整器
３１０ 補助増幅器
３１１ 出力端子
３１２ パイロット信号発生回路
３１３ 可変レベル・可変位相回路
３１４ パイロット信号検出回路

Claims (10)

1. ｎ個（ただしｎは２以上の整数）の入力信号を入力し、
   前記ｎ個の入力信号のそれぞれに対応する搬送波を発生し、
   前記各搬送波を前記入力信号によってｎ個の被変調信号になるよう変調し、
   前記ｎ個の被変調信号の帯域外の周波数を有する少なくとも１個の付加信号を生成し、
   前記発生した付加信号のレベルと位相を調整し、
   前記ｎ個の被変調信号と前記調整された付加信号とを加算して多重化信号を出力し、
   前記多重化信号を増幅した後、前記付加信号を除去するマルチキャリア送信方法であって、
   前記付加信号のレベルと位相は、
   前記ｎ個の被変調信号の合成ベクトルの変化を、所定時刻に検出した前記ｎ個の搬送波の位相情報と各搬送波の周波数とに基づいて、所定時刻からの経過時間によってあらかじめ予測し、その絶対値が所定のレベルを超えるときに、加算後の合成ベクトルが加算前よりも低下するように前記付加信号のレベルと位相を調整することを特徴とするマルチキャリア送信方法。
2. 前記多重化信号を増幅する高周波電力増幅手段としてフィードフォワード回路を用い、
   前記付加信号は、前記フィードフォワード回路が有する歪み調整用のパイロット信号発生手段が発生するパイロット信号であることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信方法。
3. 前記入力信号は符号分割多重アクセス方式の信号であることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチキャリア送信方法。
4. 前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域の幅の５％の幅だけ、帯域外に存在することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマルチキャリア送信方法。
5. 前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域外のより低い周波数側と、帯域外のより高い周波数側とにそれぞれ存在することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマルチキャリア送信方法。
6. ｎ個（ただしｎは２以上の整数）の入力信号を入力する入力端子と、
   前記ｎ個の入力端子に入力される信号に対応するｎ個の搬送波を発生するｎ個の搬送波発生手段と、
   前記各搬送波発生手段の出力と前記各入力端子に接続され、前記各入力信号によって前記各搬送波を変調してｎ個の被変調信号を出力するｎ個の変調手段と、
   前記ｎ個の被変調信号の帯域外の周波数を有する、少なくとも１個の付加信号を発生する付加信号発生手段と、
   前記付加信号発生手段から発生した前記付加信号のレベル及び位相を調整する少なくとも１個の可変手段と、
   前記ｎ個の各搬送波の位相及びレベルに基づいて前記可変手段を制御する制御手段と、
   前記ｎ個の変調手段の出力と前記可変手段の出力を接続し、前記ｎ個の被変調信号と前記調整された付加信号とを加算して多重化信号を出力する加算手段と、
   前記加算手段で多重化された前記多重化信号を増幅する電力増幅手段と、
   前記電力増幅手段の出力に接続され、前記電力増幅手段の出力から前記付加信号を阻止するフィルタ手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ｎ個の被変調信号の合成ベクトルの変化を、所定時刻に検出した前記ｎ個の搬送波の位相情報と各搬送波の周波数とに基づいて、所定時刻からの経過時間によってあらかじめ予測し、その絶対値が所定のレベルを超えるときに、前記加算後の合成ベクトルが加算前よりも低下するように、前記可変手段を用いて前記付加信号のレベルと位相を制御することを特徴とするマルチキャリア送信回路。
7. 前記電力増幅手段は、フィードフォワード回路で構成され、
   前記付加信号発生手段は、前記フィードフォワード回路が有する歪み調整用パイロット信号発生手段で兼ねられており、
   前記付加信号は、前記歪み調整用パイロット信号である請求項６記載のマルチキャリア送信回路。
8. ｍ（＝ｋ×ｎ）をｎ以上の整数として、ｍ個の前処理用入力信号を、それぞれに対応する符号によってｍ個の前処理用被変調信号に変調するｍ個の符号変調手段と、
   前記符号を前記前処理用入力信号ごとに選択する符号選択手段と、
   前記ｍ個の前処理用被変調信号を、ｋ個毎に加算してｎ個の前記入力信号を生成するｎ個の前処理用加算手段とを備え、
   この前処理用加算手段のｎ個の出力を前記入力端子への入力信号とすることを特徴とする請求項６または７に記載のマルチキャリア送信回路。
9. 前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域の幅の５％の幅だけ、帯域外に存在することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載のマルチキャリア送信回路。
10. 前記付加信号は、ｎ個の被変調信号の帯域外のより高い周波数側と、帯域外のより低い周波数側とにそれぞれ存在することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載のマルチキャリア送信回路。

Images