JP5736999B2 - ピーク抑圧装置、ピーク抑圧方法、および無線通信装置 - Google Patents

Description

本件は、無線送信される信号のピークを抑圧するピーク抑圧装置、ピーク抑圧方法、および無線通信装置に関する。

無線通信装置では、生成した信号を電力増幅器により増幅して送信する。増幅器は、電力を多く消費するので、電力利用効率を高めて使用することが望まれている。しかし、増幅器は、出力電力の大きいところで使用するほど電力利用効率を高められる反面、あるところから出力が飽和する特性も持ち合わせている。増幅器が飽和すると、その出力信号は、非線形歪が生じ、送信信号の周波数帯域外にスペクトラムの広がりが現れ、他周波数への干渉波となる。歪の発生がない限定された入力電力範囲で、高効率に増幅器を使用することが重要である。

そこで、従来、送信信号の平均電力に対するピーク成分の比（ＰＡＰＲ：Peak Average Per Ratio）をできるだけ小さくして送信する方法がとられる。増幅器の限定された入力電力範囲を守り、平均電力の高い信号を増幅するようにすれば、出力信号の非線形歪の発生を抑制し、動作効率を高めて増幅器を使用できるからである。

送信信号のピーク抑圧方法としては、非線型処理による振幅制限（ＨＣ：Hard Clipping）とフィルタリング（ＬＰＦ：Low Pass Filter）とを組み合わせた方法が提案されている。このピーク抑圧方法は、ＨＣによって、増幅器に入力される信号の振幅制限を行った後、振幅制限によって生じる信号の周波数帯域外のスペクトラムの広がりをＬＰＦで除去する（例えば、特許文献１参照）。

なお、従来、増幅器入力信号における所望のピークファクタを精度良く実現するように効率のよいピークリミットを行い、増幅システムの電力効率を向上できるピークリミッタおよびマルチキャリア増幅装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２５１９０９号公報 特開２００３−０４６４８０号公報

ところで、上記のＨＣとＬＰＦとを組み合わせたピーク抑圧方法では、信号のピークを所望する振幅に抑えるために、例えば、以下の２つの方法がとられている。
（１）ＬＰＦ通過後のピーク復元を想定してＨＣ処理を厳しく行い、信号のピークを所望の振幅に抑える。

（２）（ＨＣ＋ＬＰＦ）の処理を繰り返し行い、信号のピークを所望の振幅に抑える。 しかし、（１）では、ピーク抑圧量に対する変調精度やビット誤り率特性の劣化が大きくなる問題がある。（２）では、回路規模が大きくなり消費電力が大きくなるという問題がある。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、変調精度やビット誤り率の劣化を抑制し、小型で消費電力を抑えることができるピーク抑圧装置、ピーク抑圧方法、および無線通信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、無線送信される信号のピークを抑圧するピーク抑圧装置が提供される。このピーク抑圧装置は、前記無線送信される信号に対しプリエンファシス処理を施すプリエンファシス部と、前記プリエンファシス部によってプリエンファシス処理が施された信号を所定の閾値で振幅制限するクリップ部と、前記クリップ部によって振幅制限された信号に対しディエンファシス処理を施すディエンファシス部と、前記ディエンファシス部によってディエンファシス処理が施された信号を無線送信するために周波数変換する周波数変換部と、前記クリップ部の閾値を制御する閾値制御部とを備え、前記プリエンファシス部は、前記閾値制御部の制御する閾値に基づいて前記無線送信される信号に対して施すプリエンファシス量を変更し、前記ディエンファシス部は、前記閾値制御部の制御する閾値に基づいて前記クリップ部によって振幅制限された信号に対して施すディエンファシス量を変更する。

開示の装置および方法によれば、変調精度やビット誤り率の劣化を抑制し、小型で消費電力を抑えることができる。

第１の実施の形態に係るピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。 プリエンファシス部の周波数特性を示した図である。 ディエンファシス部の周波数特性を示した図である。 信号のスペクトラム例を示した図である。 プリエンファシス部のハードウェアブロック例を示した図である。 ディエンファシス部のハードウェアブロック例を示した図である。 プリエンファシス部およびディエンファシス部を備えないピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。 ピーク抑圧を説明する図のその１である。 ピーク抑圧を説明する図のその２である。 ピーク抑圧装置の処理を示したフローチャートである。 ピーク抑圧装置の他のハードウェアブロック例を示した図である。 第２の実施の形態に係るピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。 第３の実施の形態に係るピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。

以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。図１に示すように、ピーク抑圧装置は、プリエンファシス部１１、クリップ部１２、フィルタ部１３、ディエンファシス部１４、周波数変換部１５、および増幅器１６を有している。図１に示すピーク抑圧装置は、例えば、基地局などの無線通信装置に実装される。

プリエンファシス部１１には、無線送信される信号が入力される。例えば、プリエンファシス部１１には、携帯電話機などの無線端末に無線送信されるベースバンド信号Ｉ，Ｑが入力される。プリエンファシス部１１は、入力される信号に対し、プリエンファシス処理を施し、クリップ部１２に出力する。すなわち、プリエンファシス部１１は、入力される信号の高域成分を強調し、クリップ部１２に出力する。

クリップ部１２は、プリエンファシス部１１から出力される信号を所定の閾値で振幅制限（クリップ）する。クリップ部１２は、瞬時電力検出部２１、振幅判断部２２、遅延部２３、およびリミッタ部２４を有している。

瞬時電力検出部２１は、入力される信号の振幅（包絡線）を検出する。例えば、瞬時電力検出部２１には、プリエンファシス部１１によって、高域成分が強調されたベースバンド信号Ｉ，Ｑが入力される。瞬時電力検出部２１は、入力されるベースバンド信号の振幅ｒ＝（Ｉ²＋Ｑ²）^1/2を算出して出力する。以下では、瞬時電力検出部２１から出力される信号を包絡線信号と呼ぶことがある。

振幅判断部２２は、瞬時電力検出部２１から出力される包絡線信号の振幅が所定の閾値より大きいか否か判断する。振幅判断部２２は、判断結果をリミッタ部２４へ出力する。
遅延部２３は、プリエンファシス部１１から出力される信号を遅延する。例えば、遅延部２３は、リミッタ部２４に入力される信号のタイミングと、振幅判断部２２で振幅判断される信号のタイミングとが一致するように、プリエンファシス部１１から出力される信号を遅延する。

リミッタ部２４は、振幅判断部２２から出力される判断結果に基づいて、入力される信号の振幅をリミット（クリップ）する。例えば、リミッタ部２４は、振幅判断部２２によって、包絡線信号の振幅が所定の閾値より大きいと判断された場合、ベースバンド信号Ｉ，Ｑの包絡線の振幅が所定の閾値でクリップされるように、遅延部２３から出力されるベースバンド信号Ｉ，Ｑをクリップする。すなわち、リミッタ部２４は、入力される信号の振幅が所定の閾値より大きければ、入力される信号の振幅をクリップして出力する。

フィルタ部１３は、リミッタ部２４のリミット処理により生じた帯域外成分を除去する。例えば、無線送信される信号は、リミッタ部２４によってクリップされると、信号の周波数帯域外にスペクトラムの広がりが現れ、他周波数への干渉波となる。フィルタ部１３は、この他周波数への干渉波を抑制するため、リミッタ部２４から出力される信号を帯域制限する。フィルタ部１３は、例えば、ＬＰＦであり、信号の周波数帯域外に広がったスペクトラムを除去する。

ディエンファシス部１４は、フィルタ部１３から出力される信号の高域成分を抑制（減少）し、周波数変換部１５へ出力する。すなわち、ディエンファシス部１４は、プリエンファシス部１１で高域成分が強調された信号の周波数特性を元に戻す。ディエンファシス部１４は、例えば、プリエンファシス部１１と逆の周波数特性を有している。

周波数変換部１５は、ディエンファシス部１４から出力される信号の周波数を無線周波数に変換する。例えば、周波数変換部１５は、直交変調器であり、入力されるベースバンド信号Ｉ，Ｑに直交する搬送波を乗算し、加算して出力する。

増幅器１６は、周波数変換部１５から出力される信号を増幅する。増幅器１６で増幅された信号は、例えば、アンテナを介して無線端末に無線送信される。
図２は、プリエンファシス部の周波数特性を示した図である。図２に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。図２に示す−ｆ１〜ｆ１は、無線送信される信号の帯域を示している。

プリエンファシス部１１は、図２に示すような周波数特性を有している。すなわち、周波数が高域になるほど利得が大きくなるようになっている。これにより、無線送信される信号は、プリエンファシス部１１によって高域成分が強調されて、クリップ部１２に出力される。

図３は、ディエンファシス部の周波数特性を示した図である。図３に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。図３に示す−ｆ１〜ｆ１は、無線送信される信号の帯域を示している。

ディエンファシス部１４は、図３に示すような周波数特性を有している。ディエンファシス部１４は、図２に示すプリエンファシス部１１の周波数特性に対して、逆の周波数特性を有し、高域になるほど利得が小さくなるようになっている。これにより、無線送信される信号は、ディエンファシス部１４によって高域成分が抑制されて、周波数変換部１５に出力される。

図４は、信号のスペクトラム例を示した図である。図４の（Ａ）は、プリエンファシス部１１に入力される信号のスペクトラム例を示し、図４の（Ｂ）は、ディエンファシス部１４から出力される信号のスペクトラム例を示している。

プリエンファシス部１１には、例えば、図４の（Ａ）に示すようなフラットな周波数特性の信号が入力されるとする。図４の（Ａ）に示す周波数特性の信号は、プリエンファシス部１１によって高域成分が強調されるが、ディエンファシス部１４によって、高域成分が抑制されるため、ディエンファシス部１４からは、図４の（Ｂ）に示すように、図４の（Ａ）と同様の周波数特性の信号が出力される。すなわち、無線送信される信号は、プリエンファシス部１１に入力される周波数特性と同様の周波数特性で、周波数変換部１５に出力される。

また、プリエンファシス部１１から出力される信号は、クリップ部１２によって、振幅がクリップされる。このため、クリップ部１２から出力される信号は、周波数帯域外にスペクトラムの広がりが現れる。例えば、クリップ部１２から出力される信号の周波数は、図４の（Ａ）に示す周波数−ｆ１〜ｆ１より外に広がってしまう。

しかし、フィルタ部１３は、リミッタ部２４のリミット処理により生じた帯域外成分を除去する。例えば、フィルタ部１３は、ｆ１より大きい周波数成分をカットする。これにより、周波数変換部１５には、図４の（Ｂ）に示す周波数成分の信号が入力される。

図５は、プリエンファシス部のハードウェアブロック例を示した図である。図５では、プリエンファシス部１１をＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで形成した場合の例を示している。図５に示すように、ＦＩＲフィルタは、乗算器３１，３３、遅延器３２、および加算器３４を有している。

乗算器３１には、プリエンファシスする信号（図５中のｉｎ）が入力される。すなわち、乗算器３１には、無線送信する信号が入力される。また、乗算器３１には、係数ｈ１１が入力される。乗算器３１は、無線送信する信号と係数ｈ１１とを乗算し、加算器３４へ出力する。

遅延器３２には、無線送信する信号が入力される。遅延器３２は、入力される信号を所定時間遅延し、乗算器３３へ出力する。
乗算器３３には、遅延器３２から出力される信号が入力される。また、乗算器３３には、係数ｈ１２が入力される。乗算器３３は、遅延器３２から出力される無線送信する信号と係数ｈ１２とを乗算し、加算器３４へ出力する。

加算器３４は、乗算器３１から出力される信号と乗算器３３から出力される信号とを加算する。加算された信号（図５中のｏｕｔ）は、図１で説明したクリップ部１２へ出力される。

ＦＩＲフィルタの周波数特性は、ＦＩＲフィルタの係数の数（タップ数）および係数の値を適当に選ぶことにより、図２に示すような特性にすることができる。これにより、ＦＩＲフィルタに入力される信号は、高域成分が強調されて出力される。

図６は、ディエンファシス部のハードウェアブロック例を示した図である。図６では、ディエンファシス部１４をＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタで形成した場合の例を示している。図６に示すように、ＩＩＲフィルタは、乗算器４１，４４、加算器４２、および遅延器４３を有している。

乗算器４１には、ディエンファシスする信号（図６中のｉｎ）が入力される。すなわち、乗算器４１には、図１で示したフィルタ部１３から出力される信号が入力される。また、乗算器４１には、係数ｈ２１が入力される。乗算器４１は、フィルタ部１３から出力される信号と係数ｈ２１とを乗算し、加算器４２へ出力する。

加算器４２には、乗算器４１から出力される信号と、乗算器４４から出力される信号とが入力される。加算器４２は、乗算器４１から出力される信号と、乗算器４４から出力される信号とを加算し、遅延器４３へ出力する。

遅延器４３は、加算器４２から出力される信号が入力される。遅延器４３は、入力される信号を所定時間遅延し、乗算器４４へ出力する。また、遅延器４３で遅延された信号（図６中のｏｕｔ）は、図１で説明した周波数変換部１５へ出力される。

乗算器４４には、遅延器４３から出力される信号と係数ｈ２２とが入力される。乗算器４４は、遅延器４３から出力される信号と係数ｈ２２とを乗算し、加算器４２に出力する。

ＩＩＲフィルタの周波数特性は、ＩＩＲフィルタの係数の数および係数の値を適当に選ぶことにより、図３に示すような特性にすることができる。これにより、ＩＩＲフィルタに入力される信号は、高域成分が抑制されて出力される。

なお、図５で説明したプリエンファシス部１１をＩＩＲフィルタで形成してもよい。また、図６で説明したディエンファシス部１４をＦＩＲフィルタで形成してもよい。
ここで、プリエンファシス部１１およびディエンファシス部１４を備えないピーク抑圧装置について説明する。

図７は、プリエンファシス部およびディエンファシス部を備えないピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。図７において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図７のピーク抑圧装置は、図１のピーク抑圧装置に対し、プリエンファシス部１１およびディエンファシス部１４を備えていない。

図８は、ピーク抑圧を説明する図のその１である。図８の横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。
図８に示す一点鎖線の波形Ｗ１１は、図７に示すクリップ部１２に入力される信号（ベースバンド信号Ｉ，Ｑの包絡線）を示している。

実線の波形Ｗ１２は、図７に示すクリップ部１２から出力される信号を示している。クリップ部１２に入力される信号は、その振幅が所定の閾値を超えると、波形Ｗ１２に示すようにクリップされて出力される。

点線の波形Ｗ１３は、図７に示すフィルタ部１３から出力される信号を示している。クリップ部１２でクリップされた信号は、周波数帯域外にスペクトラムの広がりが現れるが、フィルタ部１３によって、その広がりが除去される。従って、フィルタ部１３から出力される信号は、波形Ｗ１３に示すように、ピークが復元する。

図７のピーク抑圧装置では、フィルタ部１３の通過後のピーク復元を想定してクリップ処理を厳しく行い、信号のピークを所望の振幅に抑えるようにする。または、クリップ部１２のクリップ処理とフィルタ部１３のフィルタリングの処理とを繰り返し行い、信号のピークを所望の振幅に抑えるようにする。

図９は、ピーク抑圧を説明する図のその２である。図９の横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。
図９に示す一点鎖線の波形Ｗ２１は、図７に示すクリップ部１２に入力される信号を示している。波形Ｗ２１の信号は、図８に示した波形Ｗ１１の信号より周波数が低い。すなわち、図９では、クリップ部１２に入力される信号の周波数が図８の場合に対し、低い場合について説明する。

実線の波形Ｗ２２は、図７に示すクリップ部１２から出力される信号を示している。クリップ部１２に入力される信号は、その振幅が所定の閾値を超えると、波形Ｗ２２に示すようにクリップされて出力される。

点線の波形Ｗ２３は、図７に示すフィルタ部１３から出力される信号を示している。クリップ部１２でクリップされた信号は、周波数帯域外にスペクトラムの広がりが現れるが、フィルタ部１３によって、その広がりが除去される。従って、フィルタ部１３から出力される信号は、波形Ｗ１３に示すように、ピークが復元する。

図８、図９で説明したように、クリップ部１２でピーク抑圧された信号は、フィルタ部１３を通過するとピークが復元する。しかし、信号の周波数が低い場合、ピークの復元率は、周波数が高い場合に比べ小さい。例えば、図９では、図８に比べ、Ｘに対するＹの比率が小さい。すなわち、フィルタ部１３を通過する信号のピーク復元量は、信号の周波数成分が高いほど、大きくなる特性を示す。

図１のピーク抑圧装置では、この特性を利用する。図１のピーク抑圧装置では、プリエンファシス部１１で無線送信する信号の高域成分を強調する。これにより、信号の高域成分は、低域成分に比べ、クリップ部１２でクリップ処理が厳しく行われる。このため、フィルタ部１３を通過した信号のピーク復元率は小さくなり、図７のピーク抑圧装置のように、クリップ部１２のクリップ処理とフィルタ部１３のフィルタリングの処理とを繰り返し行わなくて済む。また、フィルタ部１３を通過した信号は、ディエンファシス部１４で高域成分が抑制される。これにより、プリエンファシス部１１でプリエンファシスされた信号は、プリエンファシス部１１による周波数特性が抑えられて、周波数変換部１５へ出力される。

図１０は、ピーク抑圧装置の処理を示したフローチャートである。
［ステップＳ１］プリエンファシス部１１は、無線送信される信号を受信する。
［ステップＳ２］プリエンファシス部１１は、受信した信号に対し、エンファシス処理を施す。

［ステップＳ３］クリップ部１２の瞬時電力検出部２１は、プリエンファシス部１１から出力される信号の振幅を検出する。
［ステップＳ４］クリップ部１２の振幅判断部２２は、瞬時電力検出部２１で検出された信号の振幅が所定の閾値より大きいか否か判断する。

［ステップＳ５］クリップ部１２の遅延部２３は、プリエンファシス部１１から出力される信号を遅延する。なお、ステップＳ３，Ｓ４とステップＳ５の処理は、並行して行われる。

［ステップＳ６］クリップ部１２のリミッタ部２４は、遅延部２３から出力される信号の振幅のリミット処理を行う。例えば、リミッタ部２４は、振幅判断部２２によって、瞬時電力検出部２１から出力される信号の振幅が所定の閾値より大きいと判断された場合、遅延部２３から出力される信号の振幅をその所定の閾値でクリップして出力する。

例えば、入力信号をｘ（Ｉ＋jＱの複素数）、入力信号の振幅を｜ｘ｜、入力信号の位相をθ、閾値をγ、クリップ部１２から出力されるクリッピング信号をｙとする。
リミッタ部２４は、振幅判断部２２によって、入力信号ｘの振幅｜ｘ｜が閾値γ以下と判断されれば、入力信号ｘをそのままフィルタ部１３に出力する。すなわち、リミッタ部２４は、｜ｘ｜≦γであれば、ｙ＝ｘをフィルタ部１３に出力する。

また、リミッタ部２４は、振幅判断部２２によって、入力信号ｘの振幅｜ｘ｜が閾値γより大きいと判断されれば、振幅が閾値γの信号をフィルタ部１３に出力する。すなわち、リミッタ部２４は、｜ｘ｜＞γであれば、ｙ＝γ・ｅ^jθをフィルタ部１３に出力する。

［ステップＳ７］フィルタ部１３は、クリップ部１２から出力される信号の帯域外成分を除去する。例えば、図４で説明したように、無線送信する信号の周波数帯域が−ｆ１〜ｆ１である場合、フィルタ部１３は、−ｆ１〜ｆ１の周波数の信号を通過させるようにする。

［ステップＳ８］ディエンファシス部１４は、フィルタ部１３から出力される信号に対し、ディエンファシス処理を施す。
［ステップＳ９］周波数変換部１５は、ディエンファシス部１４から出力される信号の周波数を無線周波数に変換する。例えば、周波数変換部１５は、直交変調により、ディエンファシス部１４から出力される信号（ベースバンド信号Ｉ，Ｑ）の周波数を無線周波数に変換する。

［ステップＳ１０］増幅器１６は、周波数変換部１５から出力される信号を増幅する。増幅された信号は、例えば、アンテナを介して、無線端末に無線送信される。
このように、ピーク抑圧装置は、プリエンファシス部１１によって、無線送信する信号の高域成分をプリエンファシスし、クリップ部１２によって、プリエンファシスされた信号を所定の閾値で振幅制限する。そして、ピーク抑圧装置は、ディエンファシス部１４によって、クリップ部１２から出力される信号をディエンファシスし、周波数変換部１５によって、ディエンファシスされた信号を無線周波数に周波数変換するようにした。これにより、ピーク抑圧装置は、変調精度やビット誤り率の劣化を抑制し、小型で消費電力を抑えることができる。

また、ピーク抑圧装置は、プリエンファシス部１１によって、無線送信する信号の高域成分をプリエンファシスし、ディエンファシス部１４によって、クリップ部１２から出力される信号をディエンファシスする。これにより、ピーク抑圧装置は、信号の振幅制限とＬＰＦによる帯域制限の処理を繰り返さなくても、信号のピークを所望の振幅に抑制することができ、処理遅延を抑制することができる。

なお、ピーク抑圧装置の機能の一部は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって実現することができる。
図１１は、ピーク抑圧装置の他のハードウェアブロック例を示した図である。図１１に示すように、ピーク抑圧装置は、ＤＳＰ５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、および入出力インタフェース５４を有している。

ＤＳＰ５１には、バス５５を介して、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、および入出力インタフェース５４が接続されている。ＲＯＭ５２には、ＤＳＰ５１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムが格納される。ＲＡＭ５３には、ＤＳＰ５１による処理に必要な各種データが格納される。

入出力インタフェース５４には、ＤＳＰ５１に処理させる信号が入力される。ＤＳＰ５１によって処理された信号は、入出力インタフェース５４を介して出力される。
ＤＳＰ５１は、図１で説明したプリエンファシス部１１、クリップ部１２、フィルタ部１３、およびディエンファシス部１４の機能を実現する。例えば、上記で説明したプリエンファシス部１１、クリップ部１２、フィルタ部１３、およびディエンファシス部１４の機能を実現するアプリケーションをＲＯＭ５２に格納し、ＲＯＭ５２に格納したアプリケーションをＤＳＰ５１に実行させ、各部の機能を実現する。

なお、図１のプリエンファシス部１１に入力される信号は、入出力インタフェース５４に入力される。また、ＤＳＰ５１によってディエンファシス処理等した信号は、入出力インタフェース５４を介して、周波数変換部１５に出力される。

また、ＤＳＰ５１によって、図１に示すプリエンファシス部１１、クリップ部１２、フィルタ部１３、およびディエンファシス部１４の機能を実現する場合、図１０で示したステップＳ１〜Ｓ８の処理は、ＤＳＰ５１によって実行される。

また、ＤＳＰ５１の代わりにＣＰＵ（Central Processing Unit）によって、プリエンファシス部１１、クリップ部１２、フィルタ部１３、およびディエンファシス部１４の機能を実現するようにしてもよい。また、図１に示したプリエンファシス部１１、クリップ部１２、フィルタ部１３、およびディエンファシス部１４は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって実現することもできる。

また、図１１に示すＤＳＰ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、および入出力インタフェース５４は、１チップで形成するようにしてもよい。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ピーク抑圧装置は、無線送信する信号の周波数帯域を制限するために、帯域制限用のフィルタ部を備える。第２の実施の形態では、プリエンファシス部に帯域制限用のフィルタの特性を加味し、部品点数を低減してコスト低減を図る。また、第２の実施の形態では、ディエンファシス部に帯域外成分を除去するフィルタの特性を加味し、部品点数を低減してコスト低減を図る。

図１２は、第２の実施の形態に係るピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。図１２において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図１２のピーク抑圧装置は、図１のピーク抑圧装置に対し、プリエンファシス部６１およびディエンファシス部６２を有している。また、図１２のピーク抑圧装置は、図１のピーク抑圧装置に対し、フィルタ部１３を有していない。

プリエンファシス部６１には、無線送信される信号が入力される。例えば、プリエンファシス部６１には、携帯電話機などの無線端末に無線送信されるベースバンド信号Ｉ，Ｑが入力される。プリエンファシス部６１は、入力される信号に対し、プリエンファシス処理を施すとともに帯域制限を行う。すなわち、プリエンファシス部６１は、入力される信号の高域成分を強調するとともに、帯域制限を行う。

例えば、プリエンファシス部６１は、入力される信号が他の周波数帯の信号に干渉しないよう、その帯域を制限する。例えば、プリエンファシス部６１は、入力される信号の周波数特性が−ｆ１〜ｆ１となるように、遮断周波数ｆ１のＬＰＦの特性を有する。また、プリエンファシス部６１は、前記のＬＰＦの周波数特性を有するとともに、図２で示した周波数特性を有する。これにより、プリエンファシス部６１は、入力される信号の高域成分を強調するとともに、帯域制限を行うことができる。

ディエンファシス部６２には、クリップ部１２のリミッタ部２４から出力される信号が入力される。ディエンファシス部６２は、入力される信号に対し、ディエンファシス処理を施すとともに、リミッタ部２４のリミット処理により生じた帯域外成分を除去する。すなわち、ディエンファシス部６２は、入力される信号の高域成分を抑制するとともに、帯域制限を行う。

例えば、ディエンファシス部６２は、リミッタ部２４のリミット処理により生じた帯域外成分を除去するように、遮断周波数ｆ１のＬＰＦの特性を有する。すなわち、ディエンファシス部６２は、図１で説明したフィルタ部１３の周波数特性を有する。また、ディエンファシス部６２は、前記のＬＰＦの特性を有するとともに、図３で示した周波数特性を有する。これにより、ディエンファシス部６２は、入力される信号の高域成分を抑制するとともに、帯域制限を行うことができる。

プリエンファシス部６１およびディエンファシス部６２は、例えば、図５で説明したＦＩＲフィルタおよび図６で説明したＩＩＲフィルタで形成することができる。例えば、プリエンファシス部６１は、ＦＩＲフィルタの係数の数および係数の値を適当に選ぶことにより、入力される信号の高域成分を強調するとともに、帯域制限を行うことができる。また、ディエンファシス部６２は、ＩＩＲフィルタの係数の数および係数の値を適当に選ぶことにより、入力される信号の高域成分を抑制するとともに、帯域制限を行うことができる。

このように、ピーク抑圧装置は、プリエンファシス処理を行うプリエンファシス部６１およびディエンファシス処理を行うディエンファシス部６２において、帯域制限の周波数特性を加味するようにした。これにより、ピーク抑圧装置は、帯域制限のためのフィルタを設けなくて済み、部品点数を低減でき、コスト低減を図ることができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ピーク抑圧装置は、無線送信する信号のキャリア数、変調方式、要求されるＥＶＭ（Error Vector Magnitude）によって、ピーク抑圧する閾値を変更する場合がある。第３の実施の形態では、ピーク抑圧する閾値の変更によって、プリエンファシス量およびディエンファシス量を変更する。

図１３は、第３の実施の形態に係るピーク抑圧装置のハードウェアブロックを示した図である。図１３において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図１３のピーク抑圧装置は、図１のピーク抑圧装置に対し、閾値制御部７１、プリエンファシス部７２、およびディエンファシス部７３を有している。

閾値制御部７１は、振幅判断部２２の所定の閾値を制御する。例えば、閾値制御部７１は、無線送信する信号のキャリア数、変調方式、または要求されるＥＶＭによって、振幅判断部２２の所定の閾値を制御する。

例えば、閾値制御部７１は、無線通信で要求されるＥＶＭが小さい場合（要求されるＥＶＭが厳しい場合）、そのＥＶＭを満足するよう、信号の歪を小さくする。この場合、閾値制御部７１は、振幅判断部２２の閾値を大きくなるように変更して、信号の歪を小さくする。すなわち、閾値制御部７１は、ピーク復元量が小さくなるように閾値を変更し、信号の歪を小さくする。

また、閾値制御部７１は、例えば、変調方式が１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭと多値になるほど、受信側で適切に信号受信ができるよう、信号の歪を小さくする。この場合、閾値制御部７１は、振幅判断部２２の閾値を大きくなるように変更して、信号の歪を小さくする。すなわち、閾値制御部７１は、ピーク復元量が小さくなるように閾値を変更し、信号の歪を小さくする。

また、閾値制御部７１は、無線送信する信号のキャリア数に応じて、振幅判断部２２の閾値を変更する。例えば、ＰＡＰＲは、一般に無線送信する信号のキャリア数が少ないほど小さくなる。そこで、閾値制御部７１は、無線送信する信号のキャリア数が少ないほど、振幅判断部２２の閾値を大きくなるように変更する。なお、無線送信する信号のキャリアは、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）のキャリアやマルチキャリアＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）のキャリアである。

閾値制御部７１の変更する閾値は、プリエンファシス部７２およびディエンファシス部７３にも出力される。プリエンファシス部７２は、閾値制御部７１から出力される閾値に基づいて、プリエンファシス量を変更する。

例えば、プリエンファシス部７２は、閾値制御部７１から出力される閾値が小さい値に変更された場合、信号のピーク復元量が大きくなるので、高域成分の強調を大きくするようにする（より高域成分の信号が通過するようプリエンファシス量を増加する）。なお、プリエンファシス部７２は、閾値制御部７１から出力される閾値に基づいて、例えば、ＦＩＲフィルタの係数を変更し、プリエンファシス量を変更する。

ディエンファシス部７３は、閾値制御部７１から出力される閾値に基づいて、ディエンファシス量を変更する。
例えば、ディエンファシス部７３は、閾値制御部７１から出力される閾値が小さい値に変更された場合、信号のピーク復元量が大きくなるので、高域成分の抑制を大きくするようにする（より高域成分の信号が通過しないようにディエンファシス量を増加する）。なお、ディエンファシス部７３は、閾値制御部７１から出力される閾値に基づいて、例えば、ＩＩＲフィルタの係数を変更し、ディエンファシス量を変更する。

このように、ピーク抑圧装置の閾値制御部７１は、無線送信する信号のキャリア数、変調方式、または要求されるＥＶＭによって、クリップ部１２のクリップする閾値を制御する。そして、プリエンファシス部７２およびディエンファシス部７３は、制御された閾値に基づいて、プリエンファシス量およびディエンファシス量を変更する。これにより、ピーク抑圧装置は、無線送信する信号を適切に受信側へ送信することができる。

１１ プリエンファシス部
１２ クリップ部
１３ フィルタ部
１４ ディエンファシス部
１５ 周波数変換部
１６ 増幅器

Claims (6)

1. 無線送信される信号のピークを抑圧するピーク抑圧装置において、
   前記無線送信される信号に対し高域成分を強調するプリエンファシス処理を施すプリエンファシス部と、
   前記プリエンファシス部によってプリエンファシス処理が施された信号を所定の閾値で振幅制限するクリップ部と、
   前記クリップ部によって振幅制限された信号に対し高域成分を抑制するディエンファシス処理を施すディエンファシス部と、
   前記ディエンファシス部によってディエンファシス処理が施された信号を無線送信するために周波数変換する周波数変換部と、
   前記クリップ部の閾値を制御する閾値制御部と、
   を備え、
   前記プリエンファシス部は、前記閾値制御部の制御する閾値に基づいて前記無線送信される信号に対して施すプリエンファシス量を変更し、
   前記ディエンファシス部は、前記閾値制御部の制御する閾値に基づいて前記クリップ部によって振幅制限された信号に対して施すディエンファシス量を変更する、
   ことを特徴とするピーク抑圧装置。
2. 前記プリエンファシス部は、前記無線送信される信号に対しプリエンファシス処理を施すとともに帯域制限を行うことを特徴とする請求項１記載のピーク抑圧装置。
3. 前記ディエンファシス部は、前記クリップ部によって振幅制限された信号に対しディエンファシス処理を施すとともに帯域制限を行うことを特徴とする請求項１記載のピーク抑圧装置。
4. 前記閾値制御部は、前記無線送信される信号の変調方式、キャリア数、またはエラーベクタマグニチュードによって前記クリップ部の閾値を制御することを特徴とする請求項１記載のピーク抑圧装置。
5. 無線送信される信号のピークを抑圧するピーク抑圧装置のピーク抑圧方法において、
   前記無線送信される信号に対し高域成分を強調するプリエンファシス処理を施し、
   プリエンファシス処理が施された信号を所定の閾値で振幅制限し、
   所定の閾値で振幅制限された信号に対し高域成分を抑制するディエンファシス処理を施し、
   ディエンファシス処理が施された信号を無線送信するために周波数変換し、
   前記閾値の制御を行って、前記無線送信される信号に対して施すプリエンファシス量を変更し、
   前記閾値の制御を行って、振幅制限された信号に対して施すディエンファシス量を変更する、
   ことを特徴とするピーク抑圧方法。
6. 無線送信する信号のピークを抑圧する無線通信装置において、
   前記無線送信する信号に対し高域成分を強調するプリエンファシス処理を施すプリエンファシス部と、
   前記プリエンファシス部によってプリエンファシス処理が施された信号を所定の閾値で振幅制限するクリップ部と、
   前記クリップ部によって振幅制限された信号に対し高域成分を抑制するディエンファシス処理を施すディエンファシス部と、
   前記ディエンファシス部によってディエンファシス処理が施された信号を無線送信するために周波数変換する周波数変換部と、
   前記クリップ部の閾値を制御する閾値制御部と、
   を備え、
   前記プリエンファシス部は、前記閾値制御部の制御する閾値に基づいて前記無線送信される信号に対して施すプリエンファシス量を変更し、
   前記ディエンファシス部は、前記閾値制御部の制御する閾値に基づいて前記クリップ部によって振幅制限された信号に対して施すディエンファシス量を変更する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
   

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