(57)【要約】【課題】  ピーク低減処理の反復処理回数を低減することができるピーク低減回路を得る。【解決手段】  本発明によるピーク低減回路は、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出部と、ピーク検出部により検出されたピークそれぞれについて、当該ピークの情報を基にキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部１９ａ〜１９ｎと、ピークそれぞれについて生成されたキャンセル信号の総和をとり出力する加算器２０とを含み、加算器２０の出力をＯＦＤＭ信号に加算してＯＦＤＭ信号のピークを低減する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークの情報を基にキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成手段と、
前記ピークそれぞれについて生成された前記キャンセル信号の総和をとり出力する第１の加算手段と、
前記第１の加算手段の出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する第２の加算手段とを含むことを特徴とするピーク低減回路。
【請求項２】
前記所定の閾値を超える前記ピークの数が所定数より大である場合、前記ピークのうちレベルが大きい前記所定数のピークそれぞれについて前記キャンセル信号が生成されることを特徴とする請求項１記載のピーク低減回路。
【請求項３】
前記第２の加算手段から出力される前記ＯＦＤＭ信号に対して、前記ピーク検出手段と前記キャンセル信号生成手段と前記第１及び第２の加算手段とによるピーク低減処理が更に行われることを特徴とする請求項１または２記載のピーク低減回路。
【請求項４】
ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピークに対応するキャンセル信号データを格納する記憶手段と、
前記ピーク検出手段により検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークに対応する前記キャンセル信号データを前記記憶手段から読出して総和をとるキャンセル信号生成手段と、
前記キャンセル信号生成手段の出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する加算手段とを含むことを特徴とするピーク低減回路。
【請求項５】
前記加算手段から出力される前記ＯＦＤＭ信号に対して、前記ピーク検出手段と前記キャンセル信号生成手段と前記加算手段とによるピーク低減処理が更に行われることを特徴とする請求項４記載のピーク低減回路。
【請求項６】
ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出ステップと、
前記ピーク検出ステップにより検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークの情報を基にキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成ステップと、
前記ピークそれぞれについて生成された前記キャンセル信号の総和をとり出力する第１の加算ステップと、
前記第１の加算ステップの出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する第２の加算ステップとを含むことを特徴とするピーク低減方法。
【請求項７】
前記所定の閾値を超える前記ピークの数が所定数より大である場合、前記ピークのうちレベルが大きい前記所定数のピークそれぞれについて前記キャンセル信号が生成されることを特徴とする請求項６記載のピーク低減方法。
【請求項８】
前記第２の加算ステップにより出力される前記ＯＦＤＭ信号に対して、前記ピーク検出ステップと前記キャンセル信号生成ステップと前記第１及び第２の加算ステップとによるピーク低減処理が更に行われることを特徴とする請求項６または７記載のピーク低減方法。
【請求項９】
ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出ステップと、
前記ピークに対応するキャンセル信号データを格納する記憶手段から、前記ピーク検出ステップにより検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークに対応する前記キャンセル信号データを読出して総和をとるキャンセル信号生成ステップと、
前記キャンセル信号生成ステップの出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する加算ステップとを含むことを特徴とするピーク低減方法。
【請求項１０】
前記加算ステップにより出力される前記ＯＦＤＭ信号に対して、前記ピーク検出ステップと前記キャンセル信号生成ステップと前記加算ステップとによるピーク低減処理が更に行われることを特徴とする請求項９記載のピーク低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピーク低減回路及びピーク低減方法に関し、特にＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号のピークを低減するピーク低減回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ放送等の無線方式に用いられるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号は、平均出力レベルに対して最大振幅が大きくなるという特性がある。すなわち、ピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）が大きくなる。平均出力レベルに対する最大振幅の大きい信号を扱う信号増幅器は、そのダイナミックレンジを広くとる必要があるため、増幅器の電力効率が悪くなる。
【０００３】
そのため、電力効率を上げるためには送信信号に関して一定以上のピークをクリップする必要があるが、単純にクリップを行った場合、波形がひずんでしまうため、クリップ処理を行わなかった場合と比べ信号を劣化してしまう。そのため、受信の際に使用しないキャリアを用いてピークを低減させるＴｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎという技術が発明された（非特許文献１参照）。
【０００４】
図４は本発明に関連するＴｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ手法を用いたピーク低減回路の構成を示す図である。また、図５は図４のＯＦＤＭ変調信号１を示す図であり、図６は図４のキャンセルベース信号２を示す図である。ここで、入力されるＯＦＤＭ変調信号１及びキャンセルベース信号２の生成に関する処理は本発明と直接関連するものではないため、その説明は省略する。
【０００５】
図４では、入力されたＯＦＤＭ信号１を周波数変換部３ａにてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理した時間軸波形に対して、ピーク検出部５はピークを１点検出する。キャンセルレベル算出部６は、検出されたピークのレベルが閾値に対してどれだけ高いか（＝キャンセルレベルの値）を算出する。波形シフト量算出部７は、検出されたピークの位置を基に、検出されたピークにキャンセル波形のピークを合わせるためのシフト量を算出する。
【０００６】
信号シフト部８は、キャンセルベース信号２を周波数変換部３ｂでＩＦＦＴ処理して作成された時間軸波形を入力とし、波形シフト量算出部７の算出結果を用いて周波数変換部３ｂの出力波形のピークの位置をＯＦＤＭ変調信号１の時間波形のピークの位置へあわせる（図７参照）。この際、波形は巡回的にシフトされる。信号シフト部８の出力とキャンセルレベル算出部６の出力との複素乗算が乗算器９にて行われる。
【０００７】
加算器１１において、乗算器９の出力を、元のＯＦＤＭ変調信号１の時間波形をピーク検出部５から乗算器９までの処理分だけ遅延させるメモリ１０の出力と加算することでピークを低減する。ピークを何点低減するかはＴｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ回路４を何段用意するかで決まる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＥＴＳＩ  ＥＮ  ３０２  ７５５  Ｖ１．２．１  （２０１０−１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４を用いて説明したＴｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ手法では、一度のピーク低減処理で１つのピークを低減することしかできず、ＰＡＰＲを低減させるには相当数の回数の反復処理が必要となる。
【００１０】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、ピーク低減処理の反復処理回数を低減することができるピーク低減回路及びピーク低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるピーク低減回路は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出手段と、前記ピーク検出手段により検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークの情報を基にキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成手段と、前記ピークそれぞれについて生成された前記キャンセル信号の総和をとり出力する第１の加算手段と、前記第１の加算手段の出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する第２の加算手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明による別のピーク低減回路は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出手段と、前記ピークに対応するキャンセル信号データを格納する記憶手段と、前記ピーク検出手段により検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークに対応する前記キャンセル信号データを前記記憶手段から読出して総和をとるキャンセル信号生成手段と、前記キャンセル信号生成手段の出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する加算手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によるピーク低減方法は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出ステップと、前記ピーク検出ステップにより検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークの情報を基にキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成ステップと、前記ピークそれぞれについて生成された前記キャンセル信号の総和をとり出力する第１の加算ステップと、前記第１の加算ステップの出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する第２の加算ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明による別のピーク低減方法は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号から所定の閾値を超えるピークを検出するピーク検出ステップと、前記ピークに対応するキャンセル信号データを格納する記憶手段から、前記ピーク検出ステップにより検出された前記ピークそれぞれについて、当該ピークに対応する前記キャンセル信号データを読出して総和をとるキャンセル信号生成ステップと、前記キャンセル信号生成ステップの出力を前記ＯＦＤＭ信号に加算して前記ＯＦＤＭ信号のピークを低減する加算ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ピーク低減処理の反復処理回数を低減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるピーク低減回路の構成を示す図である。
【図２】図１のキャンセル波形生成部の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるピーク低減回路の構成を示す図である。
【図４】本発明に関連するピーク低減回路の構成を示す図である。
【図５】図４のＯＦＤＭ変調信号を示す図である。
【図６】図４のキャンセルベース信号を示す図である。
【図７】図４の信号シフト部の巡回シフト処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態によるピーク低減回路の構成を示す図であり、図４と同等部分は同一符号にて示している。図１では、ＯＦＤＭ変調信号１及びキャンセルベース信号２を周波数変換部３ａ及び３ｂにてそれぞれ時間軸波形に変換する点に関しては図４と同様である。切替回路１２及び１６は、図４においてＴｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ回路４を繰り返し配置しているが、これを簡便的に表すために切替回路１２及び１６により繰り返し入力する形で表したものである。
【００１８】
ピーク検出部１３は、入力されたＯＦＤＭ変調信号１の時間軸波形において、所定の閾値を超えるピークを検出し、そのレベルと位置を保存する。ピーク検出部１３は、１シンボル分の信号波形についてピーク検出処理を行う毎に、当該１シンボル分の信号波形から検出されたピークそれぞれについてそのレベルと位置を出力する。なお、所定の閾値を超えるピークの数が所定数ｎより大である場合、それらの中でレベルが大きいもの所定数ｎ分のみをピークとして扱う。これにより、ハードウェアまたはソフトウェア制約上の処理回数にてピークを低減し切れなかった場合の影響を少なくすることができる。
【００１９】
メモリ１４は、キャンセルベース信号２の時間軸波形を保存し、キャンセル波形生成部１５に対して、ピーク検出部１３の出力に合わせ保存した信号をシフトして受け渡す。キャンセル波形生成部１５は、ピーク検出部１３及びメモリ１４からの信号を用いて、複数のピークをキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。加算器１１において、キャンセル波形生成部１５の出力を、元のＯＦＤＭ変調信号１の時間波形をピーク検出部１３からキャンセル波形生成部１５までの処理分だけ遅延させるメモリ１０の出力と加算することでピークを低減する。
【００２０】
図２は図１のキャンセル波形生成部１５の構成を示す図であり、図４と同等部分は同一符号にて示している。図２において、キャンセル波形生成部１５は、上述した所定数ｎと同数の１パルスキャンセル波形生成部１９ａ〜１９ｎを含む。ピーク検出部１３の信号検出結果１７、すなわちピーク検出部１３で検出された複数のピークの情報（レベルと位置）は１パルスキャンセル波形生成部１９ａ〜１９ｎにそれぞれ入力され、また、メモリ１４からのキャンセルベース信号の時間軸波形１８が１パルスキャンセル波形生成部１９ａ〜１９ｎに入力される。
【００２１】
１パルスキャンセル波形生成部１９ａは、キャンセルレベル算出部６と、波形シフト量算出部７と、信号シフト部８と、乗算器９とを含む。１パルスキャンセル波形生成部１９ｂ〜１９ｎ各々も１パルスキャンセル波形生成部１９ａと同一の構成を有する。１パルスキャンセル波形生成部１９ａ〜１９ｎ各々は、入力されたピークの情報を基に、図４に示したキャンセルレベル算出部６、波形シフト量算出部７、信号シフト部８及び乗算器９と同じ処理動作を行ってキャンセル波形を生成する。
【００２２】
１パルスキャンセル波形生成部１９ａ〜１９ｎにより、ピーク検出部１３で検出された複数のピークそれぞれに対してのキャンセル波形が生成され、加算器２０は、これらキャンセル波形の総和をとり加算器１１に出力する。
【００２３】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、１度のピーク低減処理で複数のピークを検出、低減させるようにしているので、図４に示した手法に比べ、同じピーク低減の性能とするまでの反復処理回数を減らすことが可能となる。
【００２４】
ただし、キャンセル信号を足し合わせることによる別のピークの発生が起き、足し合わせる前のピーク値より高いピークが発生する可能性があるため、ピーク低減処理を１回とは出来ず、数回処理を実施する必要がある。この場合、加算器１１から出力されるＯＦＤＭ信号に対して、切替回路１６及び１２を介してピーク低減処理が反復して行われる。
【００２５】
なお、本発明の第１の実施の形態では、キャンセルベース信号に対して周波数変換を行い、時間軸波形とした後にキャンセル波形を生成したが、最初に周波数変換を行わず、検出された複数ピーク信号から算出されるシフト量を位相に変換し、それぞれ入力されたキャンセルベース信号自体に複素乗算した後、総和を取り最後に周波数変換を行うことでも同様の結果を得ることが可能である。
【００２６】
図３は本発明の第２の実施の形態によるピーク低減回路の構成を示す図であり、図１と同等部分は同一符号にて示している。図６に示すキャンセルベース信号に関して、キャンセルに使用できるキャリアが固定である場合（周波数軸において入力信号にかかわらず、常に同じ周波数キャリアを使用する場合）、キャンセルすべきピークの位置がＯＦＤＭ変調信号の時間軸波形の１シンボルデータの何サンプル目にあるか（＝シフト量）と、当該ピークのレベルが閾値に対してどれだけ高いか（＝キャンセルレベルの値）によって、当該ピークに対するキャンセルベース信号が一意的に決定する。
【００２７】
そこで、本発明の第２の実施の形態では、ピークそれぞれのシフト量とキャンセルレベルに対応するキャンセル信号データのデータベースを用意することで、閾値を超える時系列が多い信号の場合でも、それぞれのピークに対応するキャンセル信号データを読み出して、足し合わせることで、一度で大量のキャンセル波形の生成を可能とする。
【００２８】
図３において、キャンセル信号生成部２２は、ピークキャンセルデータ格納メモリ２１を含む。このメモリ２１は、各ピークに対応するキャンセル信号データを、当該ピークに対応するシフト量及びキャンセルレベルと対応付けて記憶する。キャンセル信号生成部２２は、ピーク検出部１３で検出された複数のピークの情報（レベルと位置）を基にピークそれぞれについてシフト量及びキャンセルレベルを算出し、対応するキャンセル信号データをメモリ２１から読み出して、それらの総和をとった後に周波数変換部３ｂに出力する。
【００２９】
周波数変換部３ｂは、キャンセル信号生成部２２からのキャンセル信号に対して周波数変換を行い時間軸波形として、加算器１１に出力する。
【００３０】
本発明の第２の実施の形態では、１度のピーク低減処理で複数のピークを検出、低減させるようにしているので、図４に示した手法に比べ、同じピーク低減の性能とするまでの反復処理回数を減らすことが可能となる。また、本発明の第２の実施の形態では、ピークキャンセルデータ格納メモリ２１から複数のピークに対応するキャンセル信号データを読み出すようにしているので、閾値を超える時系列が多い信号の場合でも、一度で大量のキャンセル波形の生成が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ＯＦＤＭ変調信号
２    キャンセルベース信号
３ａ，３ｂ    周波数変換部
４ａ，４ｂ    Ｔｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ回路
５，１３    ピーク検出部
６    キャンセルレベル算出部
７    波形シフト量算出部
８    信号シフト部
９    乗算器
１０，１４    メモリ
１１，２０    加算器
１２，１６    切替回路
１５    キャンセル波形生成部
１７    信号検出結果
１８    キャンセルベース信号（時間軸波形）
１９ａ〜１９ｎ    １パルスキャンセル波形生成部
２１    ピークキャンセルデータ格納メモリ
２２    キャンセル信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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