JP4745001B2

JP4745001B2 - ピーク抑圧装置および送信装置

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Publication number: JP4745001B2
Application number: JP2005274436A
Authority: JP
Inventors: 裕康佐野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2007088766A

Description

本発明は、変調信号のピーク電圧（ピークレベル）を抑圧することが可能なピーク抑圧装置および送信装置に関するものであり、特に、ピークレベルを抑圧した場合であっても、非線形な振幅制限が行われるために発生する帯域外輻射を低減可能なピーク抑圧装置に関するものである。

以下、従来の送信装置について説明する。たとえば、マルチキャリア変調方式では、送信装置側において、変調信号のピークレベルを抑圧する処理が行われている。従来の送信装置のピーク抑圧方法としては、たとえば、所定のレベルを超えた信号を一律に所定レベルまでピーク電圧を抑圧する方法や、ピークレベルに応じて適応的にピーク電圧を抑圧する方法、などが用いられていた。

また、従来の送信装置としては、たとえば、下記特許文献１に記載の送信装置があり、この送信装置は、一般的な送信装置が備えている変調部、周波数変換部、増幅器などに加えて、ピーク電圧の抑圧処理を行うピーク抑圧部を備えている。たとえば、上記変調部で変調処理を施された信号は、ピーク抑圧部において、ピークレベルに応じて適応的にピークレベルの抑圧処理が施され、さらに、上記周波数変換部による周波数変換処理および上記増幅器による増幅処理を経て送信される。

また、上記従来の送信装置のピーク抑圧部は、入力された複素信号（入力信号）の包絡線レベルを検出し、その包絡線レベルと入力信号の所定のしきい値とを用いてレベル抑圧後の目標値をサンプル毎に算出する。つぎに、ピーク抑圧部は、算出された目標値と上記包絡線レベルとを乗算した結果の移動平均値を算出し、その算出値を、上記包絡線レベルを２乗した結果の移動平均値で除算する。さらに、この除算結果と上記入力信号とを乗算し、その乗算結果を、ピーク電圧を抑圧した信号（ピーク抑圧処理を施した信号）として出力する。

特開２００４−１２８９２３号公報

しかしながら、上記従来の送信装置が使用していたピーク抑圧方法においては、送信側の増幅器の効率化を図るべく、ピークレベルの抑圧量が大きくなるように上記目標値を作成する際に使用するしきい値を小さくすると、ピーク抑圧処理により歪みが発生する。そのため、ピーク抑圧前の変調信号のスペクトラムと比べて、ピーク抑圧後の変調信号のスペクトラムは、メインローブが若干広がる、という問題があった。なお、図１３−１は、ピーク抑圧前の変調信号のスペクトラムのイメージを示し、図１３−２は、ピーク抑圧後の変調信号のスペクトラムのイメージを示す。

また、一般的に、ピーク電圧の抑圧量を大きくすると、それに伴い変調精度が劣化する傾向が見られる。そして、上記ピークレベルに応じて適応的にピーク電圧を抑圧する方法は、ピーク電圧の抑圧に伴う変調精度の劣化を低減するように考慮したものであるが、増幅器に設定するバックオフ量が小さいと、ピーク電圧抑圧後の信号レベルが増幅器の飽和領域付近に達する頻度が高まるため、増幅器による非線形歪みの影響を受けて、変調精度が許容範囲を超えて劣化する場合がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変調信号のピーク電圧の抑圧量を大きく設定した場合であっても、ピーク抑圧後の変調信号のスペクトラムのメインローブの広がりを抑えることにより帯域外輻射の増加を抑え、さらに、変調精度の劣化量を低減することが可能なピーク抑圧装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるピーク抑圧装置は、入力された変調信号に対してピーク電圧を抑圧する処理を施し、その結果を出力するピーク抑圧装置であって、入力信号の包絡線レベルと設定された第１のしきい値に基づいて入力信号のピーク電圧を抑圧する第１のピーク抑圧手段と、前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号の包絡線レベルと設定された第２のしきい値（「第１のしきい値≧第２のしきい値」を満たす）に基づいて、前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号のピーク電圧を抑圧し、その結果をピーク電圧抑圧後の変調信号として出力する第２のピーク抑圧手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、変調信号のピークレベルを抑圧する処理に伴い発生する帯域外輻射を低減することができ、さらに、変調精度の劣化を抑えることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるピーク抑圧装置および送信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
本発明は、変調信号のピークレベル（ピーク電圧）を抑圧することが可能なピーク抑圧装置に関するものであり、本実施の形態では、当該ピーク抑圧装置を、一例として、マルチキャリア変調方式の変調信号を送信する送信装置に適用した場合について説明する。

図１は、本発明にかかるピーク抑圧装置を備える送信装置の構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置は、変調器１０、本発明にかかるピーク抑圧装置として動作するピーク抑圧部１１，１２、周波数変換部１３、増幅器１４、アンテナ１５を備えている。そして、変調器１０において変調処理を施された変調信号（複素信号）であるマルチキャリア変調信号は、ピーク抑圧部１１において、ピークレベルを抑圧する処理（以下、「ピーク抑圧処理」と呼ぶ）が施され、ピーク抑圧部１２において、さらに、ピーク抑圧処理が施される。そして、ピーク抑圧処理が施された信号であるピーク抑圧部１２の出力信号は、周波数変換部１３において所定の周波数に変換され、増幅器１４において増幅された後、アンテナ１５を介して送信される。このように、本実施の形態のピーク抑圧装置は、ピーク抑圧処理を２段階に分けて行う。

つづいて、上記ピーク抑圧部１１および１２において実施されるピーク抑圧処理について説明する。図２は、ピーク抑圧部１１の構成例を示す図であり、このピーク抑圧部１１は、包絡線検出部２１と、目標値生成部２２と、乗算器２３と、フィルタ部２４と、２乗器２５と、フィルタ部２６と、ゲイン算出手段に相当する除算器２７と、遅延器２８と、乗算器２９と、を備えている。

ピーク抑圧部１１に変調信号が入力されると、包絡線検出部２１は、入力された変調信号の包絡線レベルを検出し、その結果を、目標値生成部２２，乗算器２３，２乗器２５に対して出力する。目標値生成部２２は、包絡線検出部２１の出力を用い、設定されたしきい値に基づいた目標値をサンプル毎に算出して出力する。具体的には、包絡線検出部２１が出力した包絡線レベルが所定のしきい値を超える場合、目標値生成部２２は、当該しきい値を目標値として出力し、一方、包絡線レベルが所定のしきい値以下の場合、包絡線レベルを目標値として出力する。ここで、しきい値をｄ_th，目標値をｄ（ｉ），包絡線レベルをｚ（ｉ）とすると、目標値生成部２２が出力する目標値ｄ（ｉ）は、次式（１）のように表される。

…（１）

つぎに、乗算器２３は、上記包絡線検出部２１の出力である包絡線レベルｚ（ｉ）に対して上記目標値生成部２２の出力である目標値ｄ（ｉ）を乗算し、その結果を出力する。そして、フィルタ部２４は、乗算器２３の出力結果をＦＩＲ（Finite Impulse Response）形式のフィルタ（ＦＩＲフィルタ）によりフィルタリングし、その結果をフィルタ値ｕ（ｉ）として出力する。フィルタ値ｕ（ｉ）は、次式（２）によって算出される。なお、ｂ（ｍ）はフィルタのタップ係数を表す。また、図３は、フィルタ部２４の構成例を示す図であり、フィルタ部２４は、（Ｍ＋１）段（Ｍは偶数）のシフトレジスタ３１−１，３１−２，３１−３，…，３１−（Ｍ＋１）と、加算器３９と、乗算器３２−１，３２−２，３２−３，３２−（Ｍ＋１）と、を備える。

…（２）

一方で、２乗器２５は、包絡線レベルｚ（ｉ）を２乗し、その結果を出力する。そして、フィルタ部２６は、２乗器２５の出力結果をＦＩＲフィルタによりフィルタリングし、その結果をフィルタ値ｖ（ｉ）として出力する。ここで、フィルタ値ｖ（ｉ）は、次式（３）によって算出される。

…（３）

除算器２７は、上記ｕ（ｉ）およびｖ（ｉ）を入力とし、次式（４）に従って除算を行い、その結果をゲインｇ（ｉ）として出力する。

ｇ（ｉ）＝ｕ（ｉ）／ｖ（ｉ） …（４）

遅延器２８は、後述する乗算器２９に入力信号が渡されるタイミングを遅延させる。具体的には、入力信号に対応するゲインｇ（ｉ）が除算器２７から乗算器２９に渡されるタイミングと入力信号が乗算器２９に渡されるタイミングが、一致するようにタイミングを調整する。そして、乗算器２９は、上記ゲインｇ（ｉ）と上記遅延器２８により遅延処理を施された入力信号とを乗算し、その乗算結果を「第１のピーク抑圧処理が施された信号」として出力する。

つぎに、ピーク抑圧部１２は、上記ピーク抑圧部１１の出力信号に対してピーク抑圧処理を施し、「第２のピーク抑圧処理が施された信号」、すなわち、本発明にかかるピーク抑圧装置がピーク抑圧処理を施した信号、として出力する。なお、ピーク抑圧部１２の構成および動作は、上述したピーク抑圧部１１と同様であり、ピーク抑圧処理を行う際に使用するしきい値のみが異なる。

つづいて、ピーク抑圧部１１および１２がピーク抑圧処理を行う際に使用するそれぞれのしきい値の違いについて説明する。以下、ピーク抑圧部１１が使用するしきい値をｄ_th1、ピーク抑圧部１２が使用するしきい値をｄ_th2とする。

図４は、しきい値ｄ_th1およびｄ_th2の関係の一例を示す図である。図４に示したように、ピーク抑圧部１１のしきい値ｄ_th1は、ピーク抑圧部１２のしきい値ｄ_th2よりも大きな値を設定する（ｄ_th1＞ｄ_th2）。

ここで、このような関係のしきい値ｄ_th1およびｄ_th2を使用して２段階またはそれ以上でピーク抑圧処理を行う理由について説明する。図５は、しきい値ｄ_th（ｄ_th1またはｄ_th2）を使用したピーク抑圧処理を施す前の包絡線の変動と、ピーク抑圧処理を施した後の包絡線の変動、の様子の一例を示す図である。図５は、変調信号の包絡線がｄ_thを超えた場合、ゲインｇ（ｉ）が１よりも小さくなることにより、ピーク抑圧後の包絡線のピークレベルが抑えられることを示している。しかしながら、ピーク抑圧後の包絡線は、ピーク抑圧前の包絡線とは異なるため、歪みが発生することとなる。この歪みは、しきい値ｄ_thを小さくするほど大きくなるため、帯域外輻射の増加と変調精度の劣化に繋がる。このため、本実施の形態においては、複数のピーク抑圧部を設け、各ピーク抑圧部に設定するしきい値を段階的に小さくすることによりピーク抑圧処理に伴い発生する歪みの量を抑えることとした。

なお、ピーク抑圧部を２つ備えるピーク抑圧装置に限らず、図６に示した送信装置のように、さらに多くの（例えば３つ）ピーク抑圧部がピーク抑圧装置を構成することとしてもよい。この場合、図６に示したピーク抑圧部１１，１２，１６で設定されるしきい値ｄ_th1，ｄ_th2，ｄ_th3は、たとえば、図７に示したようなｄ_th1＞ｄ_th2＞ｄ_th3の関係を満たすことにより、上述した２つのピーク抑圧部を備えるピーク抑圧装置と同等もしくはそれ以上の効果を得ることができる。また、ピーク抑圧部を４つ以上備える場合も同様に、変調器に近い位置に配置されたピーク抑圧部ほど大きなしきい値を設定することにより上述したピーク抑圧装置と同等以上の効果を得ることができる。

このように、本実施の形態においては、ピーク抑圧装置が複数のピーク抑圧部を備え、各ピーク抑圧部に設定するしきい値は、変調器から遠ざかる位置に配置されたピーク抑圧部ほど段階的に小さな値を設定することとした。これにより、変調信号のピークレベル抑圧処理に伴い発生する帯域外輻射を低減することができ、さらに、変調精度の劣化を抑えることができる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２のピーク抑圧装置について説明する。本実施の形態の送信装置の構成、ピーク抑圧装置の構成および各ピーク抑圧部の構成は、上述した実施の形態１と同様であり、ピーク抑圧部が生成したゲインを用いて変調信号のピークレベルを抑圧する。以下、本実施の形態においては、前述した実施の形態１とは異なる、「ピーク抑圧部が備えるフィルタ部のタップ係数の設定方法」について説明する。なお、フィルタ部の構成は図３に示した実施の形態１のフィルタ部と同様である。

本実施の形態のピーク抑圧部１１のフィルタのタップ係数の一例を図８−１に示し、ピーク抑圧部１２のフィルタのタップ係数の一例を図８−２に示す。また、図８−１は、ピーク抑圧部１１が備えるフィルタ部のシフトレジスタの段数が「Ｍ₁＋１」の場合を示し、図８−２は、ピーク抑圧部１２が備えるフィルタ部のシフトレジスタの段数が「Ｍ₂＋１」の場合を示している。また、図８−１，図８−２に示したように、各ピーク抑圧部のシフトレジスタの段数には、Ｍ₁＞Ｍ₂の関係があり、ピーク抑圧部１１のフィルタのタップ係数の変化の様子を示すカーブは、ピーク抑圧部１２のフィルタのタップ係数のカーブよりも緩やかである。また、ピーク抑圧部１１，１２のいずれのフィルタのタップ係数も中心ほど大きな値となる。そして、ピーク抑圧部１１のフィルタの周波数特性は、ピーク抑圧部１２のフィルタの周波数特性と比較して、通過帯域幅が狭くなるようにフィルタのタップ係数を設定する。フィルタのタップ係数の一例として、ガウス窓関数を用いた場合のタップ係数ｂ_k（ｊ）は、次式（５）のように表される。なお、フィルタのタップ番号を大きくした場合、または、フィルタのタップ係数のカーブを緩やかにした場合、通過帯域幅が狭くなる。また、帯域幅を狭くするほど、ピーク抑圧量が小さくなる。

…（５）

ただし、Ｍ_kはフィルタのフィルタ段数を表し、α_kはフィルタのタップ係数のカーブをコントロールする定数である。また、ｋはピーク抑圧部の番号を表すものであり、本実施の形態においては２つのピーク抑圧部を備えるため、ｋ＝１，２である。また、式（５）においてα_kを大きな値とするとフィルタのタップ係数のカーブが急峻になるため、本実施の形態においては、α_kの設定を変更することにより、２つのピーク抑圧部におけるフィルタのタップ係数のカーブを設定（調整）する。

そして、本実施の形態においては、ピーク抑圧部１１が、帯域外輻射を抑えることを重視したピーク抑圧処理を行い、ピーク抑圧部１２が、ピークレベルの抑圧量を重視したピーク抑圧処理を行う。具体的には、ピーク抑圧部１１は、ピークレベルの抑圧量を小さくしたピーク抑圧処理を行うことにより帯域外輻射を抑える。そして、ピーク抑圧部１２は、ピーク抑圧部１１からの出力信号のピークレベルが、ピーク抑圧部１２が使用するしきい値（上記実施の形態１のしきい値ｄ_th2に相当）よりも大きな場合に、ピーク抑圧処理を行う。このときのピーク抑圧処理は、帯域外輻射を抑えることよりも、ピークレベルを抑圧することを重視する。

つづいて、フィルタ部のシフトレジスタの段数およびタップ係数を上記のように設定する理由について説明する。まず、ピーク抑圧部１１のフィルタ部のシフトレジスタの段数およびタップ係数を上記のように設定する理由は、フィルタのシフトレジスタの段数を多く設定し、かつ、フィルタのタップ係数のカーブが緩やかになるようにタップ係数を設定すると、ピークレベル抑圧の度合いは小さくなるが帯域外輻射が抑えられる、という特徴を有するためである。つぎに、ピーク抑圧部１２のフィルタ部のシフトレジスタの段数およびタップ係数を上記のように設定する理由は、ピーク抑圧部１２に入力される信号が、一度ピークレベルが抑圧されている信号であるために、ピーク抑圧部１１と比較してピークレベルの抑圧量を大きくした場合であっても、ピーク抑圧部１２への入力信号の歪みを小さくすることができ、変調精度の劣化および帯域外輻射の増大を抑えられる、という利点を有するためである。

図９−１および図９−２は、上述した特徴を示したものであり、図９−１は、ピーク抑圧部１１の出力信号のスペクトラムの一例を表し、図９−２は、ピーク抑圧部１２の出力信号のスペクトラムの一例を表し、点線はピークレベルの抑圧を行っていない変調信号のスペクトラムを表している。本実施の形態においては、図９−１および図９−２に示すように、ピーク抑圧部１１の出力信号の帯域外輻射およびピーク抑圧部１２の出力信号の帯域外輻射が抑えられている。また、ピーク抑圧部１１のしきい値ｄ_th1とピーク抑圧部１２のしきい値ｄ_th2の関係については、たとえば、ピーク抑圧部１１のしきい値ｄ_th1が、ピーク抑圧部１２のしきい値ｄ_th2以上の値となるように、すなわちｄ_th1≧ｄ_th2となるように、設定する。

つづいて、本実施の形態にかかるピーク抑圧装置の動作について説明する。なお、上述したとおり、本実施の形態にかかるピーク抑圧装置の構成およびピーク抑圧部の構成は、実施の形態１と同様であり、ピーク抑圧部が備えるフィルタ部のみが異なる。ここでは、フィルタ部の動作について説明する。

ピーク抑圧装置に変調信号が入力されると、当該信号はピーク抑圧部１１に入力され、ピーク抑圧部１１では、しきい値ｄ_th1およびＭ₁のシフトレジスタ段数を有する２つのフィルタ部を使用して、ピークレベル抑圧のためのゲインを算出し、このゲインに基づいてピークレベルの抑圧処理を行う。つぎに、ピーク抑圧部１２は、ピーク抑圧部１１から出力されたピークレベル抑圧後の信号を受け取り、しきい値ｄ_th2およびＭ₂のシフトレジスタ段数を有する２つのフィルタ部を使用して、ピークレベル抑圧のためのゲインを算出し、このゲインに基づいてピークレベルの抑圧処理を行う。なお、ピーク抑圧部１１および１２のフィルタ部で設定されるシフトレジスタの段数およびタップ係数は図８−１および図８−２に従うものとし、図１の変調器１０に近い位置に配置されるピーク抑圧部ほどフィルタ部のシフトレジスタの段数が大きくなるように（すなわち、Ｍ₁＞Ｍ₂の関係を満たすように）設定する。また、しきい値ｄ_th1，ｄ_th2は、ｄ_th1＞ｄ_th2の関係を満たすように設定する。

なお、図６に示されるように、ピーク抑圧装置がさらに多くの（例えば３つ）ピーク抑圧部を備えるピーク抑圧装置の場合、ピーク抑圧部１１，１２，１６で設定されるフィルタ部のタップ係数のカーブの形状は、一例として、それぞれ図１０−１〜３に示したように与えるものとし、ピーク抑圧部１１，１２，１６におけるフィルタ部のシフトレジスタの段数（Ｍ₁＋１）,（Ｍ₂＋１）,（Ｍ₃＋１）は、Ｍ₁＞Ｍ₂＞Ｍ₃の関係を満たすように設定する。

このように、本実施の形態においては、ピーク抑圧装置が、複数のピーク抑圧部を備え、各ピーク抑圧部に設定するフィルタ部の周波数特性は、たとえば、フィルタのシフトレジスタの段数およびフィルタのタップ係数を調整し、変調器から近い位置に配置されたピーク抑圧部ほど通過帯域幅が狭くなるように設定することとした。これにより、変調信号のピークレベルを抑圧する処理に伴い発生する帯域外輻射を低減することができ、さらに、変調精度の劣化を抑えることができる。

また、ピーク抑圧装置が複数のピーク抑圧部を備え、各ピーク抑圧部に設定するしきい値は、変調器から遠ざかる位置に配置されたピーク抑圧部ほど小さな値を設定することとした。これにより、変調信号に対するピークレベルの抑圧量を大きくした場合であっても、帯域外輻射の低減が可能であるとともに変調精度の劣化を抑えることができる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３のピーク抑圧装置について説明する。本実施の形態のピーク抑圧装置の構成は、上述した実施の形態１と同様であり、ピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成が異なる。ここでは、ピーク抑圧部について説明する。

図１１は、本実施の形態のピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成例を示す図である。このピーク抑圧部は、上述した実施の形態１のピーク抑圧部が備える包絡線検出部２１と、除算器２７と、遅延器２８と、乗算器２９と、を備え、さらに、シフトレジスタ部５０と、目標値生成部５１〜５７と、乗算器６１〜６７，７１〜７７，９１〜９７と、２乗器８１〜８７と、加算器７９および９９と、を備えている。このような構成をとるピーク抑圧部の動作について、図１１を用いて説明する。

入力信号である変調信号は、包絡線検出部２１に入力され、包絡線検出部２１において入力信号の包絡線レベルが検出される。包絡線検出部２１からの出力信号は、シフトレジスタ部５０に入力（蓄積）される。そして、シフトレジスタ部５０の出力は、それぞれレジスタ単位に、目標値生成部５１〜５７および乗算器６１〜６７に入力される。目標値生成部５１〜５７においては、しきい値（ｄ_th）に基づいて、シフトレジスタ部５０から入力されたそれぞれの包絡線レベルに対する目標値を算出する。

上記目標値生成部５１〜５７の出力およびシフトレジスタ５０のレジスタ単位の出力は、それぞれ乗算器６１〜６７に入力され、ここで乗算処理が行われる。つぎに、乗算器６１〜６７の出力は、乗算器７１〜７７を利用してｂ（０）〜ｂ（６）により重み付けが行われる。なお、本実施の形態では、一例として、Ｍ＝６としてシフトレジスタの段数を設定している。乗算器７１〜７７の出力は、加算器７９に入力され、加算処理が行われる。そして、加算器７９の出力ｕ（ｉ）は、ゲインｇ（ｉ）を算出するための除算器２７に入力される。

また、上記シフトレジスタ５０のレジスタ単位の出力は、それぞれ２乗器８１〜８７にも入力され、ここで２乗演算が行われる。つぎに、２乗器８１〜８７の出力は、乗算器９１〜９７を利用してｂ（０）〜ｂ（６）により重み付けが行われる。つぎに、乗算器９１〜９７の出力は、加算器９９に入力され、ここで加算処理が行われる。そして、加算器９９の出力ｖ（ｉ）は、ゲインｇ（ｉ）を算出するための除算器２７に入力される。

つぎに、除算器２７は、上述した式（４）に従って除算を行い、その結果をゲインｇ（ｉ）として出力する。ここで、除算器２７が実施する除算処理に代えて、たとえば、除算結果であるゲインｇ（ｉ）の候補をＲＯＭテーブルに予め複数保持しておき、ｕ（ｉ）およびｖ（ｉ）の２つの入力に基づいて候補ｇ（ｉ）を選択することとしてもよい。これにより除算処理を省略することが可能となる。また、遅延器２８では、シフトレジスタ部５０による処理遅延を調整する。なお、本実施の形態においては、シフトレジスタ４（＝Ｍ／２＋１、ただしＭ＝６）段分の処理時間に相当する遅延が発生する。そして、乗算器２９は、遅延器２８からの出力と除算器２７からの出力であるゲインｇ（ｉ）とを乗算し、当該乗算結果をピークレベル抑圧後の信号として出力する。

このように、本実施の形態においては、ピーク抑圧処理で使用するゲインを算出するためのｕ（ｉ）およびｖ（ｉ）の演算処理で必要なシフトレジスタを共通化し、シフトレジスタの段数を削減した。これにより、回路規模を削減することができる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４のピーク抑圧装置について説明する。本実施の形態のピーク抑圧装置の構成は、上述した実施の形態１と同様であり、ピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成が異なる。ここでは、ピーク抑圧部について説明する。

図１２は、本実施の形態のピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成例を示す図である。このピーク抑圧部は、上述した実施の形態３のピーク抑圧部が備える除算器２７と、遅延器２８と、乗算器２９と、目標値生成部５１〜５７と、乗算器６１〜６７，７１〜７７，９１〜９７と、２乗器８１〜８７と、加算器７９および９９と、を備え、さらに、複素数対応のシフトレジスタ部１１０と、包絡線検出部１１１〜１１７を備えている。このような構成をとるピーク抑圧部の動作について、図１２を用いて説明する。

入力信号である変調信号は、複素数対応のシフトレジスタ部１１０に入力（蓄積）される。シフトレジスタ部１１０のレジスタ単位の出力は、それぞれ包絡線検出部１１１〜１１７に入力される。つぎに、包絡線検出部１１１〜１１７は、それぞれ入力信号の包絡線レベルを検出し、その結果をそれぞれ目標値生成部５１〜５７および乗算器６１〜６７に対して出力する。目標値生成部５１〜５７においては、しきい値（ｄ_th）に基づいて、包絡線検出部１１１〜１１７から入力されたそれぞれの包絡線レベルに対する目標値が算出される。

上記目標値生成部５１〜５７の出力は、それぞれ乗算器６１〜６７に入力され、ここで上記包絡線検出部１１１〜１１７の出力との乗算処理が行われる。以下、上述した実施の形態３のピーク抑圧部と同様に、乗算器７１〜７７がｂ（０）〜ｂ（６）を使用した重み付け処理を行い、その後、加算器７９がｕ（ｉ）を出力する。

また、上記シフトレジスタ部１１０のレジスタ単位の出力は、それぞれ２乗器８１〜８７にも入力され、さらに、乗算器９１〜９７が上述した実施の形態３と同様の処理を行い、その後、加算器９９がｖ（ｉ）を出力する。

つぎに、除算器２７は、上述した実施の形態３と同様の処理によりゲインｇ（ｉ）を出力する。そして、乗算器２９は、シフトレジスタ部１１０の中央のタップ位置（段数４＝Ｍ／２＋１、ただしＭ＝６）の出力と、除算器２７からの出力であるゲインｇ（ｉ）とを乗算し、当該乗算結果をピークレベル抑圧後の信号として出力する。なお、ゲインｇ（ｉ）が乗算される対象となる信号が中央のタップ位置の出力となるのは、ゲインｇ（ｉ）を算出するために発生した処理遅延を考慮したためである。

このように、本実施の形態においては、ピーク抑圧部が、ピーク抑圧処理で使用するゲインを算出するためのｕ（ｉ）およびｖ（ｉ）の演算処理で必要なシフトレジスタを共通化し、シフトレジスタの段数を削減した。また、入力信号を遅延させるために必要であった遅延器の処理と同等の処理をシフトレジスタで実現し、遅延器を削減した。これにより、回路規模をさらに削減することができる。

以上のように、本発明にかかるピーク抑圧装置は、変調信号のピーク電圧を抑圧して送信する送信装置に有用であり、特に、マルチキャリア変調方式を採用する送信装置に適している。

本発明にかかるピーク抑圧装置を備える送信装置の構成例を示す図である。実施の形態１のピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成例を示す図である。ピーク抑圧部が備えるフィルタ部の構成例を示す図である。しきい値ｄ_th1およびｄ_th2の関係の一例を示す図である。ピーク抑圧処理を施す前と施した後の包絡線の変動の様子の一例を示す図である。本発明にかかるピーク抑圧装置を備える送信装置の構成例を示す図である。ピーク抑圧装置が備える複数のピーク抑圧部に設定されるしきい値の関係の一例を示す図である。ピーク抑圧部のフィルタ部のタップ係数の一例を示す図である。ピーク抑圧部のフィルタ部のタップ係数の一例を示す図である。ピーク抑圧部の出力信号のスペクトラムの一例を示す図である。ピーク抑圧部の出力信号のスペクトラムの一例を示す図である。ピーク抑圧部のフィルタ部のタップ係数のカーブ形状の一例を示す図である。ピーク抑圧部のフィルタ部のタップ係数のカーブ形状の一例を示す図である。ピーク抑圧部のフィルタ部のタップ係数のカーブ形状の一例を示す図である。実施の形態３のピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成例を示す図である。実施の形態４のピーク抑圧装置が備えるピーク抑圧部の構成例を示す図である。従来のピーク抑圧装置を使用してピーク抑圧処理を施す前の変調信号のスペクトラムのイメージを示す図である。従来のピーク抑圧装置を使用してピーク抑圧処理を施した後の変調信号のスペクトラムのイメージを示す図である。

符号の説明

１０変調器
１１，１２，１６ピーク抑圧部
１３周波数変換部
１４増幅器
１５アンテナ
２１，１１１〜１１７包絡線検出部
２２，５１〜５７目標値生成部
２３，２９，３２−１〜３，３２−（Ｍ＋１），６１〜６７，７１〜７７，９１〜９７乗算器
２４，２６フィルタ部
２５，８１〜８７２乗器
２７除算器
２８遅延器
３１−１〜３，３１−（Ｍ＋１）シフトレジスタ
３９，７９，９９加算器
５０，１１０シフトレジスタ部

Claims

入力された変調信号に対してピーク電圧を抑圧する処理を施し、その結果を出力するピーク抑圧装置であって、
入力信号の包絡線レベルと設定された第１のしきい値に基づいて入力信号のピーク電圧を抑圧する第１のピーク抑圧手段と、
前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号の包絡線レベルと、設定されたしきい値であって前記第１のしきい値より小さい第２のしきい値に基づいて、前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号のピーク電圧を抑圧し、その結果をピーク電圧抑圧後の変調信号として出力する第２のピーク抑圧手段と、
を備え、
前記各ピーク抑圧手段が、
入力信号の包絡線レベルと前記設定された各しきい値に基づいて、入力信号のピーク電圧を抑圧するための目標値を生成する目標値生成手段と、
前記包絡線レベルと前記目標値との乗算結果をフィルタリングする第１のフィルタ手段と、
前記包絡線レベルの２乗結果をフィルタリングする第２のフィルタ手段と、
前記第１のフィルタ手段によるフィルタリング結果を前記第２のフィルタ手段によるフィルタリング結果で除算することによって、前記入力信号に対するゲインを算出するゲイン算出手段と、
前記ゲインを用いて入力信号のピーク電圧を抑圧する電圧抑圧手段と、
を備え、
前記各ピーク抑圧手段では、前記各電圧抑圧手段が、前記各ゲイン算出手段で算出されたゲインに基づいてピーク電圧を適応的に制御する、
ことを特徴とするピーク抑圧装置。
前記各フィルタ手段のタップ係数は、
タップ番号の中心に向かってタップ係数が大きくなるように設定され、
さらに、前記第１のピーク抑圧手段に含まれる各フィルタ手段のタップ係数の変化が、前記第２のピーク抑圧手段に含まれるフィルタ手段のタップ係数の変化よりも、緩やかになるように設定することを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。
前記第１のピーク抑圧手段の各フィルタ手段に含まれるシフトレジスタ段数が、前記第２のピーク抑圧手段の各フィルタ手段に含まれるシフトレジスタ段数以上とすることを特徴とする請求項２に記載のピーク抑圧装置。
前記各フィルタ手段は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタにより構成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載のピーク抑圧装置。
入力された変調信号に対してピーク電圧を抑圧する処理を施し、その結果を出力するピーク抑圧装置であって、
入力信号の包絡線レベルと設定された第１のしきい値に基づいて入力信号のピーク電圧を抑圧する第１のピーク抑圧手段と、
前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号の包絡線レベルと、設定されたしきい値であって前記第１のしきい値より小さい第２のしきい値に基づいて、前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号のピーク電圧を抑圧し、その結果をピーク電圧抑圧後の変調信号として出力する第２のピーク抑圧手段と、
を備え、
前記各ピーク抑圧手段は、
入力信号の包絡線レベルを複数蓄積するシフトレジスタ手段と、
前記シフトレジスタ手段に蓄積された各包絡線レベルと前記設定されたしきい値に基づいて、入力信号のピーク電圧を抑圧するための目標値を個別に生成する目標値生成手段と、
前記シフトレジスタ手段に蓄積された各包絡線レベルと前記目標値生成手段が生成した各目標値とを個別に乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の各出力とそれらに対応する重み付け係数とを個別に乗算する第１の重み付け手段と、
前記第１の重み付け手段の各出力を加算する第１の加算手段と、
前記シフトレジスタ手段に蓄積された各包絡線レベルをそれぞれ２乗する２乗手段と、
前記２乗手段の各出力とそれらに対応する重み付け係数とを個別に乗算する第２の重み付け手段と、
前記第２の重み付け手段の各出力を加算する第２の加算手段と、
前記第１の加算手段の出力を前記第２の加算手段の出力で除算することによりゲインを算出するゲイン算出手段と、
前記ゲインを用いて入力信号のピーク電圧を抑圧する電圧抑圧手段と、
を備え、
前記各ピーク抑圧手段では、前記各電圧抑圧手段が、前記各ゲイン算出手段で算出されたゲインに基づいてピーク電圧を適応的に制御する、
ことを特徴とするピーク抑圧装置。
入力された変調信号に対してピーク電圧を抑圧する処理を施し、その結果を出力するピーク抑圧装置であって、
入力信号の包絡線レベルと設定された第１のしきい値に基づいて入力信号のピーク電圧を抑圧する第１のピーク抑圧手段と、
前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号の包絡線レベルと、設定されたしきい値であって前記第１のしきい値より小さい第２のしきい値に基づいて、前記第１のピーク抑圧手段から出力される信号のピーク電圧を抑圧し、その結果をピーク電圧抑圧後の変調信号として出力する第２のピーク抑圧手段と、
を備え、
前記各ピーク抑圧手段は、
入力信号を複数蓄積するための複素数入力に対応したシフトレジスタ手段と、
前記シフトレジスタ手段に蓄積された複数の信号の包絡線レベルを個別に検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の各出力と前記設定されたしきい値に基づいて、入力信号のピーク電圧を抑圧するための目標値を個別に生成する目標値生成手段と、
前記包絡線検出手段の各出力と前記目標値生成手段の各出力とを個別に乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の各出力とそれらに対応する重み付け係数とを個別に乗算する第１の重み付け手段と、
前記第１の重み付け手段の各出力を加算する第１の加算手段と、
前記シフトレジスタ手段に蓄積された複数の複素数信号をそれぞれ２乗する２乗手段と、
前記２乗手段の各出力とそれらに対応する重み付け係数とを個別に乗算する第２の重み付け手段と、
前記第２の重み付け手段の各出力を加算する第２の加算手段と、
前記第１の加算手段の出力を前記第２の加算手段の出力で除算することによりゲインを算出するゲイン算出手段と、
前記ゲインを用いて入力信号のピーク電圧を抑圧する電圧抑圧手段と、
を備え、
前記各ピーク抑圧手段では、前記各電圧抑圧手段が、前記各ゲイン算出手段で算出されたゲインに基づいてピーク電圧を適応的に制御する、
ことを特徴とするピーク抑圧装置。
変調信号のピーク電圧を抑圧して送信する送信装置であって、
前記請求項１〜６のいずれか一つに記載のピーク電圧抑圧機能を有することを特徴とする送信装置。