JP4625410B2 - 送信機 - Google Patents
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Description
CDMA(Code Division Multiple Access)方式を採用した信号送信などでは、平均送信電力に対して非常に大きなピーク電力が発生する。このようなピーク電力を有する信号を無線送信する場合には、通常、送信機において、ピーク電力を強制的に低減して電力増幅器のバックオフを小さくし、電力効率を高めることが行われる。
図5に示されるピークリミッタは、I相の成分(I成分)及びQ相の成分(Q成分)のそれぞれに対応して、2個のアップサンプラ1、2と、2個の波形整形後推定フィルタ3、4と、2個の遅延部5、6と、2個の乗算器7、8と、2個の遅延部9、10と、2個の加算器11、12と、2個の波形整形フィルタ13、14を備えており、また、振幅計算部15と、ゲイン計算部31を備えている。
符号多重信号である送信対象信号は、まず、アップサンプラ1、2でオーバーサンプル点にゼロ信号が挿入されてオーバーサンプリング信号iovs(t)、qovs(t)へ変換された後に、波形整形後推定フィルタ3、4と遅延部9、10に入力される。波形整形後推定フィルタ3、4は、ピークのレベルを抑圧しない時における波形整形フィルタ13、14からの出力iesti(t)、qesti(t)を推定し、当該推定結果を振幅計算部15と遅延部5、6へ出力する。振幅計算部15は、波形整形フィルタ出力推定値iesti(t)、qesti(t)から振幅A(t)を計算し、ゲイン計算部31へ出力する。
このような処理により、オーバーサンプリング信号iovs(t)、qovs(t)に付加されたインパルス信号が波形整形フィルタ13、14でピークを打ち消すように働き、波形整形フィルタ13、14からピークのレベルが低減された出力が得られる。
具体的には、図6において、(a)にはオーバーサンプリング信号iovs(t)、qovs(t)の一例を示してあり、(b)には波形整形フィルタ出力推定値iesti(t)、qesti(t)の一例を示してあり、(c)には振幅A(t)の一例を示してあり、(d)にはインパルス信号iimp(t’)、qimp(t’)が逆相で付加されたオーバーサンプリング信号iovs(t)、qovs(t)の一例を示してあり、(e)には波形整形フィルタ13、14から出力されるI成分信号及びQ成分信号を示してあり、(f)には波形整形フィルタ13、14から出力される振幅信号の一例を示してある。
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、送信対象となる信号のピークのレベルを効果的に抑圧することができる送信機を提供することを目的とする。
すなわち、アップサンプル手段が、前記送信対象となる信号にゼロ信号を挿入する。推定手段が、前記アップサンプル手段により前記ゼロ信号が挿入された信号について、波形整形後の信号を推定する。検出手段が、前記推定手段により推定された信号のレベルを検出する。付加手段が、所定の閾値を用いた条件に基づいて前記検出手段により検出されたレベルが大きくなるサンプル点を検出し、当該サンプル点におけるレベルを低減するように前記ゼロ信号が非挿入である(つまり、挿入されていない)1個以上のサンプル点に対するインパルス信号を前記アップサンプル手段により前記ゼロ信号が挿入された信号に付加する。波形整形手段が、前記付加手段により前記インパルス信号が付加された信号を波形整形する。
また、レベルとしては、例えば振幅のレベルや電力のレベルなど、種々なレベルが用いられてもよい。
また、ピークのレベルを抑圧する程度としては、実用上で有効な種々な程度が用いられてもよく、例えば、所定の閾値以下(又は、所定の閾値未満)のレベルへ抑圧するような態様を用いることができる。
また、所定の閾値を用いた条件としては、種々な条件が用いられてもよく、例えば、検出されたレベルが所定の閾値を超えて(又は、所定の閾値以上となって)且つ極大点となる場合に条件を満たすと判定するものを用いることができ、或いは、検出されたレベルが所定の閾値を超えた(又は、所定の閾値以上となった)場合に条件を満たすと判定するものなどを用いることも可能である。
また、それぞれのインパルス信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、推定手段により推定された信号に所定の値(ゲイン)を乗じて生成される信号を用いることができる。
また、インパルス信号を付加する態様としては、例えば、逆相で付加する(つまり、減じる)態様が用いられてもよい。
すなわち、前記送信対象となる信号は、複数のキャリアの信号から構成される。
また、前記アップサンプル手段と前記推定手段と前記検出手段と前記波形整形手段を、それぞれ、各キャリア毎に備える。
また、各キャリア毎の前記検出手段により検出されたレベルを総和する総和手段を備える。
そして、前記付加手段は、所定の閾値を用いた条件に基づいて前記総和手段による総和結果が大きくなるサンプル点を検出し、当該サンプル点における総和結果を低減するように前記ゼロ信号が非挿入である1個以上のサンプル点に対するインパルス信号を各キャリア毎の前記アップサンプル手段により前記ゼロ信号が挿入された各キャリア毎の信号に付加する。
ここで、複数のキャリアの数としては、種々な数が用いられてもよい。
本実施例では、CDMA方式を採用する無線通信システムの基地局装置などに設けられる送信機(送信装置)に本発明を適用した場合を示す。
なお、ピークレベルの抑圧量が制限される場合もあり得るが、例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などの変調方式に本発明を適用することも可能である。
図1には、本発明の一実施例に係る送信機が有するピークリミッタの構成例を示してある。
本例のピークリミッタは、I相の成分(I成分)及びQ相の成分(Q成分)のそれぞれに対応して、2個のアップサンプラ1、2と、2個の波形整形後推定フィルタ3、4と、2個の遅延部5、6と、2個の乗算器7、8と、2個の遅延部9、10と、2個の加算器11、12と、2個の波形整形フィルタ13、14を備えており、また、振幅計算部15と、カウンタ16と、ゲイン計算・ゲイン分離部17を備えている。
まず、符号多重信号である送信対象信号のI成分をアップサンプラ1に入力し、アップサンプラ1により、サンプル毎に(k−1)個のゼロ信号を挿入してI成分のk倍オーバーサンプリング信号iovs(t)を生成する。同様に、符号多重信号である送信対象信号のQ成分をアップサンプラ2に入力し、アップサンプラ2により、サンプル毎に(k−1)個のゼロ信号を挿入してQ成分のk倍オーバーサンプリング信号qovs(t)を生成する。ここで、kは2以上の整数である。
次に、I成分のオーバーサンプリング信号iovs(t)を波形整形後推定フィルタ3と遅延部9に入力し、同様に、Q成分のオーバーサンプリング信号qovs(t)を波形整形後推定フィルタ4と遅延部10に入力する。
ゲイン計算・ゲイン分離部17は、振幅A(t)が所定の閾値振幅Athreshより大きく、且つ前後のオーバーサンプル点より振幅が大きい点であるつまり極大点である場合には、カウンタ値Cに応じたインパルス信号のゲインg(t)を2個の乗算器7、8に入力する。一方、他の場合には、ゼロの値を有するゲインg(t)を2個の乗算器7、8に入力する。
なお、振幅A(t)が閾値振幅Athreshを超えて且つ振幅A(t)が極大となるオーバーサンプル点の時刻をt’とし、t’がゼロ挿入点の時刻ではない時にカウンタ値C=0となるようにカウンタ16が動作している。具体的には、本例では、カウンタ値Cは0、1、2、3の値を順にとり、C=1、2、3の時はゼロ挿入点の時であり、C=0の時はゼロ挿入点ではない点(もともとの符号多重信号があった点であり、非ゼロ挿入点と言う)の時となる。
遅延部9は、I成分のオーバーサンプリング信号iovs(t)をインパルス信号の生成処理時間だけ遅延させて、乗算器7からのI成分のインパルス信号iimp(t)の出力タイミングに合わせて加算器11へ出力する。同様に、遅延部10は、Q成分のオーバーサンプリング信号qovs(t)をインパルス信号の生成処理時間だけ遅延させて、乗算器8からのQ成分のインパルス信号qimp(t)の出力タイミングに合わせて加算器12へ出力する。
波形整形フィルタ13は、I成分のインパルス信号iimp(t)が逆相で付加されたI成分のオーバーサンプリング信号iovs(t)を波形整形し、波形整形の過程でI成分のピークのレベルを低減する。同様に、波形整形フィルタ14は、Q成分のインパルス信号iimp(t)が逆相で付加されたQ成分のオーバーサンプリング信号qovs(t)を波形整形し、波形整形の過程でQ成分のピークのレベルを低減する。
そして、このようにしてピークのレベルが低減させられた送信対象信号がアンテナ(図示せず)から無線送信される。
ここで、図3(a)〜(f)には、本例のピークリミッタにより処理される信号の例を示してある。
具体的には、図3において、(a)にはI成分のオーバーサンプリング信号iovs(t)及びQ成分のオーバーサンプリング信号qovs(t)の一例を示してあり、(b)にはI成分の波形整形フィルタ出力推定値iesti(t)及びQ成分の波形整形フィルタ出力推定値qesti(t)の一例を示してあり、(c)には振幅A(t)の一例を示してある。
図3において、(d)にはI成分のインパルス信号iimp(t’−2)、iimp(t’+2)が逆相で付加されたI成分のオーバーサンプリング信号iovs(t)及びQ成分のインパルス信号qimp(t’−2)、qimp(t’+2)が逆相で付加されたQ成分のオーバーサンプリング信号qovs(t)の一例を示してあり、(e)には波形整形フィルタ13から出力されるI成分信号及び波形整形フィルタ14から出力されるQ成分信号を示してあり、(f)にはこれらの波形整形フィルタ13、14から出力されるI成分信号及びQ成分信号から得られる振幅信号の一例を示してある。この振幅信号では、時刻t’における振幅が閾値振幅Athresh以下に抑圧されている。
ここで、本例では、カウンタ値Cに応じて単一のインパルス信号又は2つのインパルス信号を生成して付加する構成例を示したが、他の構成例として、3つ以上のインパルス信号を組み合わせて用いてピークを低減するような構成を用いることも可能である。
図4には、本発明の一実施例に係る送信機が有するピークリミッタの構成例を示してある。
本例のピークリミッタは、複数であるn個のキャリアの符号多重信号(送信対象信号)を合成した後の信号についてピークを低減するための構成を有している。
本例のピークリミッタは、各キャリア毎に一つずつ設けられる処理部として、I成分に対応したn個のアップサンプラZ1〜Zn及びQ成分に対応したn個のアップサンプラB1〜Bnと、I成分に対応したn個の波形整形後推定フィルタC1〜Cn及びQ成分に対応したn個の波形整形後推定フィルタD1〜Dnと、I成分に対応したn個の遅延部E1〜En及びQ成分に対応したn個の遅延部F1〜Fnと、I成分に対応したn個の乗算器G1〜Gn及びQ成分に対応したn個の乗算器H1〜Hnと、I成分に対応したn個の遅延部I1〜In及びQ成分に対応したn個の遅延部J1〜Jnと、I成分に対応したn個の加算器K1〜Kn及びQ成分に対応したn個の加算器L1〜Lnと、I成分に対応したn個の波形整形フィルタM1〜Mn及びQ成分に対応したn個の波形整形フィルタN1〜Nnと、n個の振幅計算部O1〜Onを備えている。
更に、本例のピークリミッタは、キャリア合成部として機能する加算器21と、カウンタ16と、ゲイン計算・ゲイン分離部17を備えている。
また、本例のピークリミッタに備えられたカウンタ16及びゲイン計算・ゲイン分離部17は、それぞれ、図1に示される同一の名称を有する処理部と同様な機能を有している。
以下では、図1に示されるピークリミッタとは異なる点を主に説明して、本例のピークリミッタにより行われる動作の一例を示す。なお、図1に示されるピークリミッタの説明と同様な点については説明を省略或いは簡略化する。
各キャリアに対応した振幅計算部O1〜Onは、各キャリアについて計算した振幅A1(t)〜An(t)を加算器21へ出力する。ここで、Am(t)はm番目のキャリアについて計算された振幅を表す。
このキャリア合成振幅Acomb(t)は、式6のように表される。
本例では、ワーストケースのキャリア合成振幅Acomb(t)について閾値振幅Athreshを超えるピークが検出された場合に、カウンタ値Cに応じた制御によって、キャリア毎に、ゼロ挿入点以外にインパルス信号が付加され、これにより、キャリア合成後のピークを閾値振幅Athreshまで低減させることが行われる。
なお、本例では、例えば、各キャリアに対応した波形整形フィルタM1〜Mn、N1〜Nnから出力される信号が多重部(図示せず)により多重化されて、アンテナ(図示せず)から無線送信される。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る送信機やピークリミッタなどにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Claims (2)
- 送信対象となる信号のピークのレベルを抑圧する送信機において、
前記送信対象となる信号にゼロ信号を挿入するアップサンプル手段と、
前記アップサンプル手段により前記ゼロ信号が挿入された信号について波形整形後の信号を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された信号のレベルを検出する検出手段と、
所定の閾値を用いた条件に基づいて前記検出手段により検出されたレベルが大きくなるサンプル点を検出し、当該サンプル点におけるレベルを低減するように前記ゼロ信号が非挿入である1個以上のサンプル点に対するインパルス信号を前記アップサンプル手段により前記ゼロ信号が挿入された信号に付加する付加手段と、
前記付加手段により前記インパルス信号が付加された信号を波形整形する波形整形手段と、
を備えたことを特徴とする送信機。 - 請求項1に記載の送信機において、
前記送信対象となる信号は複数のキャリアの信号から構成され、
前記アップサンプル手段と前記推定手段と前記検出手段と前記波形整形手段を、それぞれ、各キャリア毎に備え、
各キャリア毎の前記検出手段により検出されたレベルを総和する総和手段を備え、
前記付加手段は、所定の閾値を用いた条件に基づいて前記総和手段による総和結果が大きくなるサンプル点を検出し、当該サンプル点における総和結果を低減するように前記ゼロ信号が非挿入である1個以上のサンプル点に対するインパルス信号を各キャリア毎の前記アップサンプル手段により前記ゼロ信号が挿入された各キャリア毎の信号に付加する、
ことを特徴とする送信機。
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