(57)【要約】【課題】複数のキャリア信号が合成されたマルチキャリア信号のピークレベルを抑圧する送信機において、例えば、あらゆる送信信号のパターンに対しても、高い信号品質を維持する。【解決手段】図示されるピーク電力抑圧手段では、抑圧信号生成手段７〜１８が、マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号の周波数について当該各キャリア信号のレベルに応じたレベルを有するピークレベル抑圧信号を生成する。抑圧信号減算手段１９、２０が、抑圧信号生成手段７〜１８により生成されたピークレベル抑圧信号をマルチキャリア信号から減算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャリア信号が合成されたマルチキャリア信号のピークレベルを抑圧する送信機において、
前記マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号の周波数について当該各キャリア信号のレベルに応じたレベルを有するピークレベル抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
前記抑圧信号生成手段により生成されたピークレベル抑圧信号を前記マルチキャリア信号から減算する抑圧信号減算手段と、
を備えたことを特徴とする送信機。
【請求項２】
請求項１に記載の送信機において、
前記抑圧信号生成手段は、前記マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号毎に当該各キャリア信号に対応したフィルタ係数を乗算する係数乗算手段と、前記係数乗算手段による乗算結果を前記マルチキャリア信号に含まれる全てのキャリア信号について総和する総和手段と、前記マルチキャリア信号に基づいてピークレベル抑圧率を生成する抑圧率生成手段と、前記総和手段による総和結果が前記抑圧率生成手段により生成されるピークレベル抑圧率を乗算されたものとなるように当該総和結果又は当該総和結果を取得するための元となる信号に対して前記抑圧率生成手段により生成されたピークレベル抑圧率を乗算する抑圧率乗算手段と、を有し、これらの演算結果をピークレベル抑圧信号とする、
ことを特徴とする送信機。
【請求項３】
請求項１に記載の送信機において、
前記抑圧信号生成手段は、前記マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号毎に当該各キャリア信号のレベルに応じたフィルタ係数を生成する係数生成手段と、前記係数生成手段により生成されたフィルタ係数を前記マルチキャリア信号に含まれる全てのキャリア信号について総和する係数総和手段と、前記係数総和手段による総和結果と前記マルチキャリア信号とを乗算する信号乗算手段と、前記マルチキャリア信号に基づいてピークレベル抑圧率を生成する抑圧率生成手段と、前記信号乗算手段による乗算結果が前記抑圧率生成手段により生成されるピークレベル抑圧率を乗算されたものとなるように当該乗算結果又は当該乗算結果を取得するための元となる信号に対して前記抑圧率生成手段により生成されたピークレベル抑圧率を乗算する抑圧率乗算手段と、を有し、これらの演算結果をピークレベル抑圧信号とする、
ことを特徴とする送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、広帯域符号分割多重アクセス通信（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式や直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式等を使用する移動体通信システムの送信機に関し、特に、マルチキャリア送信信号のピーク電力を検出して抑圧する送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６には、ピーク電力抑圧手段３０１の内部構成の一例を示してある。
電力算出手段３１３は、例えば（式１）に示されるように、入力信号のＩ相成分とＱ相成分からサンプル毎の瞬時電力値を計算する。
【０００３】
【数１】
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【０００４】
ピーク電力検出手段３１４は、入力信号の電力値をサンプル毎に閾値電力と比較し、閾値電力よりも大きい電力値であるサンプルをピーク電力と判断し、その比較結果として、例えば、ピーク電力であればその電力値を出力し、ピーク電力でなければ０データを出力する。閾値電力を低いレベルに設定した場合、ピーク電力は数サンプル連続して発生することがあるため、連続したピーク電力の内で電力最大のものだけを抑圧対象とすると抑圧過多を防ぐことができる。
なお、本例では、電力値でピーク検出を行っているが、その二乗平方根をとって振幅値でピーク検出を行っても等価である。
【０００５】
ピーク電力抑圧率算出手段３１５は、ピーク電力と閾値電力との比を求めて、ピーク電力を閾値電力レベルまで抑圧するための比率を計算する。本例では、閾値を越えた振幅成分を送信信号から減算することによりピーク電力抑圧を行っているため、（式２）に示される計算式でピーク電力抑圧率が算出される。
【０００６】
【数２】
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【０００７】
遅延調整手段３１２は、電力算出手段３１３、ピーク電力検出手段３１４、ピーク電力抑圧率算出手段３１５で発生する処理遅延と同等の遅延を入力信号のＩＱ成分に与える。
乗算手段３１６を構成する乗算器３２１、３２２は、遅延調整されたピーク検出時の入力信号のＩＱ成分とピーク電力抑圧率を乗算し、ピーク電力の抑圧振幅成分であるピーク電力抑圧信号を生成する。
【０００８】
フィルタ係数生成手段３１８は、送信信号のキャリア周波数情報を元にして、ピーク電力抑圧信号の周波数帯域を希望の周波数帯に帯域制限する周波数特性を持つフィルタ係数を生成する。ピーク電力抑圧信号の周波数帯域は送信信号と同じであるか、或いは、送信信号の周波数帯域に含まれるようにするのが、スペクトル波形の品質上好ましい。なお、ここで生成されるフィルタ係数は任意のキャリア周波数に対応するため、通常は複素係数の形式である。
複素乗算手段３１７は、ピーク電力抑圧信号とフィルタ係数を複素乗算し、希望の周波数帯に帯域制限されたピーク電力抑圧信号を出力する。この複素乗算は、例えばＷ−ＣＤＭＡ方式の場合には（式３）に示される計算式となる。
【０００９】
【数３】
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【００１０】
複素乗算手段３１７においてピーク電力抑圧信号を帯域制限する方法として、２つの回路実現方法を説明する。
第１の方法は、ＦＩＲフィルタを用いる方法である。フィルタ係数が複素係数であるため、フィルタ演算は複素乗算の畳み込みとなる。
第２の方法を説明する。
抑圧対象のピーク電力は前述したように抑圧過多を防ぐために連続したピークの中で最大電力のものに限定したり、一定サンプル区間の中で最大電力のものに限定したりすると、ピーク電力抑圧後の送信信号の信号品質は劣化が少ない。このとき、ピーク電力抑圧信号は一定区間で１つのインパルスが発生するような信号となる。
【００１１】
図１７には、瞬時電力が設定閾値を越えるサンプルを全てピーク電力として検出した場合における時間波形の一例を示してある。横軸はサンプルを表しており、縦軸はピーク抑圧信号電力値を表している。
図１８には、５０サンプルの区間の中で電力最大となるピーク電力を抑圧対象のピーク電力として抽出したときにおける時間波形の一例を示してある。横軸はサンプルを表しており、縦軸はピーク抑圧信号電力値を表している。
【００１２】
このように、一定区間で１つの電力最大となるピーク電力を抽出したピーク電力抑圧信号に対しては、ＦＩＲフィルタを構成しなくても、図１９に示すように、ピーク抑圧振幅成分をフィルタ係数が格納されているテーブル幅（タップ数に等しい）と同等のサンプル長に拡張し、サンプル毎にフィルタ係数と複素乗算することでＦＩＲフィルタを通したときと同等の帯域制限されたピーク電力抑圧信号が得られる。
ＦＩＲフィルタでは、畳み込み演算により、タップ数分の乗算器が必要になるが、図１９に示される第２の帯域制限実現方法では、使用する乗算器は複素乗算に要する４個で足りるため、回路規模の増大を防ぐ点で有効である。
【００１３】
遅延調整手段３１１は、電力算出手段３１３〜複素乗算手段３１７の経路で発生する処理遅延と同等の遅延を入力信号のＩＱ成分に与える。
減算手段３１９を構成する減算器３２３、３２４は、Ｉ相とＱ相のそれぞれ毎に送信信号からピーク電力抑圧信号を減算し、ピーク電力が抑圧された送信信号を出力する。
【００１４】
ここで、フィルタ係数生成手段３１８におけるフィルタ係数の生成手順について一例を詳細に説明する。
後述する本発明の実施例に係るピーク電力抑圧手段では、マルチキャリア合成された中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に対してピーク電力抑圧を行うことを想定しており、その入力信号の周波数帯域はキャリア数とキャリア周波数によって異なり、ピーク電力抑圧信号の周波数帯域を制御するフィルタ係数も送信信号の周波数帯域に応じて最適なものに変える必要がある。
【００１５】
ＩＦ信号に対応するフィルタ係数は、ベースバンド１キャリア信号用（Ｗ−ＣＤＭＡ信号であれば、通過帯域幅５ＭＨｚ、通過帯域のセンター周波数０ＭＨｚ）のフィルタ係数に対してキャリア周波数を複素乗算することで生成することができる。べ一スバンド１キャリア信号に対するフィルタ係数から任意のキャリア設定に対応するフィルタ係数を生成する手順について説明する。
【００１６】
べ一スバンド１キャリア信号に対応するフィルタ係数は、通常、複素係数ではなく実係数であるが、これはキャリア周波数が０ＭＨｚという特殊なケースによるもので、位相が回転しないことから位相を０度に固定することにより、フィルタ係数の虚部を０とすることができる。ベースバンド１キャリア信号のフィルタ係数ｔａｐ［ｋ］を（式４）で定義する。ここで、フィルタのタップ数はＬであり奇数であるとする。
【００１７】
【数４】
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【００１８】
（式４）で定義されるフィルタ係数を持つフィルタの通過帯域をｆ１（＝ω１／２π）［ＭＨｚ］だけ周波数変換する。周波数変換後の複素フィルタ係数を（式５）で定義する。
【００１９】
【数５】
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【００２０】
ｆ１（＝ω１／２π）［ＭＨｚ］だけ周波数変換されたフィルタ係数は（式６）及び（式７）で決定される。
【００２１】
【数６】
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【００２２】
【数７】
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【００２３】
ここで、デジタル領域であるため、時間ｔは１サンプルあたりの時間幅で推移する。θは位相オフセットであり、ピーク電力を適切に抑圧するためにはフィルタ係数のセンター位置、つまりｋ＝０において（ω１・ｔ＋θ＝０）となるようにθを決定しなければならない。
【００２４】
次に、２キャリア以上のマルチキャリア送信で複数キャリア分の通過帯域を持つフィルタ係数の生成手順について説明する。
周波数ｆｎ（＝ωｎ／２π）のフィルタのフィルタ係数を（式８）で定義する。
【００２５】
【数８】
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【００２６】
周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎに対応するフィルタを全て合成したフィルタの係数は（式９）及び（式１０）で表される。
【００２７】
【数９】
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【００２８】
【数１０】
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【００２９】
複数のフィルタ係数を合成する場合には、ゲインの調整が必要である。例えば、２キャリア分のフィルタ係数を合成する場合には、合成されたフィルタ係数に１／２を乗算し、キャリア数によらずゲインを一定とする。
【００３０】
以上の手順により、任意のキャリア数、キャリア周波数に対応するフィルタ係数を生成することが可能であるが、送信信号のキャリア設定が有限パターンに限定されている場合には、予めその送信し得る全てのキャリア設定に対応するフィルタ係数をメモリに記憶させておき、送信信号の周波数情報に応じてフィルタ係数を選択することも可能である。
【００３１】
ここで、図２３には、フィルタ係数生成手段３１８の一構成例として、フィルタ係数生成手段３１８ａの構成例を示してある。
本例では、複数であるｎ個のキャリア１〜ｎのそれぞれに対応したフィルタ係数格納部Ｊ１〜Ｊｎが、各送信キャリアに対応した周波数特性を持つフィルタ係数を格納する。
加算部３３１は、ｎ個のフィルタ係数格納部Ｊ１〜Ｊｎから出力されたフィルタ係数のＩ相成分を加算して、その結果をＩ相の係数として出力する。
加算部３３２は、ｎ個のフィルタ係数格納部Ｊ１〜Ｊｎから出力されたフィルタ係数のＱ相成分を加算して、その結果をＱ相の係数として出力する。
【００３２】
次に、従来技術のピーク電力抑圧手段において発生する２つの不具合事例について、Ｗ−ＣＤＭＡ信号での計算機シミュレーションの結果を用いて説明する。
この不具合事例では、２キャリア以上のマルチキャリア送信で発生し得るが、以下の説明では、説明を簡単にするために、送信信号は２キャリア送信であるとし、キャリア間レベルをアンバランス設定にした時にはキャリアｆ１とキャリアｆ２の内で常にキャリアｆ１の方のレベルが高くなるように設定する。計算機シミュレーションでは、キャリア周波数をｆ１：−２．５［ＭＨｚ］、ｆ２：＋２．５［ＭＨｚ］に設定した。
【００３３】
（ｉ）不具合事例１
２キャリア送信時、フィルタ係数は２キャリア分の通過帯域を持つが、送信信号のキャリア間にレベル差があってもピーク電力抑圧信号は通過帯域内で一定レベルである。
図２０には、キャリアｆ１とキャリアｆ２とのレベル差を１２ｄＢに設定したときについて、送信信号（ピーク電力抑圧手段３０１の入力信号）とピーク電力抑圧信号（複素乗算手段３１７の出力信号）の周波数スペクトルの一例を示してある。横軸は周波数［ＭＨｚ］を表しており、縦軸はレベル［ｄＢ］を表している。
【００３４】
送信信号ではキャリア間にレベル差があるが、ピーク電力抑圧信号のレベルではキャリア間で差がないことが確認される。このとき、キャリアｆ２においては送信信号とピーク電力抑圧信号とのレベル差が小さくなるため、キャリアｆ２の帯域内の信号品質はキャリアｆ１のものと比較して大きく劣化する。
例えば、Ｗ−ＣＤＭＡの場合、帯域内の信号品質はＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）、ＰＣＤＥ（Ｐｅａｋ  Ｃｏｄｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｅｒｒｏｒ）で測定されるが、送信パワーＰｍａｘ−１８［ｄＢ］（Ｐｍａｘ：最大送信パワー）のレベルまではＥＶＭ、ＰＣＤＥの規格を満足しなければならない。よって、キャリア間のレベルアンバランスを考慮した場合には、送信帯域内の信号品質規格を満足するためには、低いレベルまでピーク電力を抑圧することができない。
【００３５】
図２２の表には、従来技術のピーク電力抑圧手段３０１の出力信号について、ＥＶＭ、ＰＣＤＥの特性をまとめて示してある。
評価対象の信号としては、キャリアｆ１とキャリアｆ２が等レベルのときと１２ｄＢ差としたときの２パターンの信号に対して特性を取得した。いずれの信号パターンにおいても、ピーク電力抑圧手段３０１の前段で総送信パワーがＰｍａｘで一定になるようにレベル調整を行い、さらにピーク検出閾値を等レベルに設定することでピーク電力の抑圧量が同等になるようにしている。
図２２の表に示される特性では、２つのキャリアが等レベルのときには３ＧＰＰ規格（ＥＶＭ：１２．５［％］、ＰＣＤＥ：−３３［ｄＢ］）に対して十分にマージンを持って満足しているが、レベルアンバランス時にはレベルの低いキャリアｆ２の特性がキャリアｆ１よりも大きく劣化して規格割れしている。
【００３６】
（ｉｉ）不具合事例２
２キャリア送信時、キャリアｆ２のレベルが極端に低い場合（例えばｆ２のパワーがＰｍａｘ−５０ｄＢ）もしくは一定時間キャリアｆ２がバースト区間を持った場合（バースト中でも周波数情報は送信状態を維持されるとする）には、ピーク電力抑圧信号がキャリアよりも高いレベルで発生してしまうことがある。
図２１には、キャリアｆ１とキャリアｆ２のレベル差を５０ｄＢに設定したときについて、送信信号（ピーク電力抑圧手段３０１の入力信号）とピーク抑圧信号（複素乗算手段３１７の出力信号）の周波数スペクトルの一例を示してある。横軸は周波数［ＭＨｚ］を表しており、縦軸はレベル［ｄＢ］を表している。
キャリアｆ２において送信信号よりも高いレベルにピーク電力抑圧信号が発生していることが確認される。
【００３７】
【特許文献１】特開２００５−２０５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３８】
例えば、送信増幅器において、送信信号にピーク電力抑圧を施すことは、送信信号のピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を小さくし、電力増幅器のバックオフを小さくして、その電力効率を高めるための重要な技術である。また、電力増幅器の入力信号のＰＡＰＲが低ければ、それだけ飽和レベルの低い電力増幅器を用いることができ、電力増幅器のコスト削減につながる。
【００３９】
上述したようにピーク電力抑圧信号を送信信号と同じ周波数帯域に帯域制限する手法は、スペクトル波形の劣化が非常に小さく、さらにＥＶＭやＰＣＤＥなどの信号品質の劣化が他のピーク電力抑圧方式と比較しても小さいため、３ＧＰＰ等の規格を満足する中でより低いレベルまでＰＡＰＲを低減することが可能であるが、上述したように、マルチキャリア送信でキャリア間にレベル差が存在する場合には、信号品質が大きく劣化したり、バースト区間で歪が見えてしまうという不具合があった。
【００４０】
このように、従来技術では、マルチキャリア信号に関して、キャリア間のレベル差に関係なく、ピーク電力抑圧信号を生成していたため、送信キャリア信号にレベル差がある場合や、或いは、区間的にあるキャリアが送信されないバースト信号である場合には、キャリア信号に対してピーク電力抑圧信号のレベルが高くなり、無線仕様を満足できないことがあるという問題があった。
【００４１】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、マルチキャリア送信信号のピーク電力を検出して抑圧するに際して、あらゆる送信信号のパターンに対しても、高い信号品質を維持することが可能な送信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上記目的を達成するため、本発明に係る送信機では、次のような構成により、複数のキャリア信号が合成されたマルチキャリア信号のピークレベルを抑圧する。
すなわち、抑圧信号生成手段が、前記マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号の周波数について当該各キャリア信号のレベルに応じたレベルを有するピークレベル抑圧信号を生成する。抑圧信号減算手段が、前記抑圧信号生成手段により生成されたピークレベル抑圧信号を前記マルチキャリア信号から減算する。
【００４３】
従って、ピークレベル抑圧対象となるマルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号のレベルを考慮して、当該マルチキャリア信号のピークレベルが抑圧されるため、良好なピークレベル抑圧を行うことができ、例えば、マルチキャリア送信信号のピーク電力を検出して抑圧するに際して、あらゆる送信信号のパターンに対しても、高い信号品質を維持することが可能となる。
【００４４】
ここで、複数のキャリア信号の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数のキャリア信号を合成してマルチキャリア信号を生成する手段を備えてもよい。
また、信号のピークレベルとしては、種々な手法で検出されてもよく、例えば、所定の閾値を越える又は所定の閾値以上となるレベルを有する信号部分をピーク部分として検出するような態様を用いることができる。
また、信号のレベルとしては、例えば、電力のレベルや、振幅のレベルを用いることができる。
【００４５】
また、各キャリア信号の周波数について当該各キャリア信号のレベルに応じたレベルを有するピークレベル抑圧信号としては、例えば、各キャリア信号のレベルが大きいほど当該各キャリア信号の周波数のレベルが大きい一方、各キャリア信号のレベルが小さいほど当該各キャリア信号の周波数のレベルが小さいような信号を用いることができる。
また、信号としては、例えば、Ｉ相成分とＱ相成分からなる複素信号を用いることができ、この場合、演算としては複素演算が行われ、また、必要に応じて、フィルタ係数なども複素数（Ｉ相成分及びＱ相成分）からなるものが用いられる。
【００４６】
本発明に係る送信機では、一構成例として、前記抑圧信号生成手段を次のような構成とした。
すなわち、前記抑圧信号生成手段では、係数乗算手段が、前記マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号毎に当該各キャリア信号に対応したフィルタ係数を乗算する。総和手段が、前記係数乗算手段による乗算結果を前記マルチキャリア信号に含まれる全てのキャリア信号について総和する。抑圧率生成手段が、前記マルチキャリア信号に基づいて、ピークレベル抑圧率を生成する。抑圧率乗算手段が、前記総和手段による総和結果が前記抑圧率生成手段により生成されるピークレベル抑圧率を乗算されたものとなるように、当該総和結果又は当該総和結果を取得するための元となる信号に対して前記抑圧率生成手段により生成されたピークレベル抑圧率を乗算する。そして、これらの演算結果（前記総和手段による総和結果が前記抑圧率生成手段により生成されるピークレベル抑圧率を乗算されたものとなった信号）をピークレベル抑圧信号とする。
従って、各キャリア信号自体を用いて、各キャリア信号のレベルを考慮したピークレベル抑圧信号を生成することができる。
【００４７】
ここで、各キャリア信号に対応したフィルタ係数としては、例えば、各キャリア信号の周波数に対応したフィルタ係数を用いることができる。
また、ピークレベル抑圧率としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、ピークレベルを所定の閾値のレベルへ抑圧する値を用いることができる。
また、ピークレベル抑圧率を乗算する対象となる信号としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、総和手段による総和結果が用いられてもよく、或いは、当該総和結果を取得するための元となる信号として、各キャリア信号や、各キャリア信号に対応したフィルタ係数や、各キャリア信号とフィルタ係数とを乗算した結果などを用いることができる。
【００４８】
本発明に係る送信機では、一構成例として、前記抑圧信号生成手段を次のような構成とした。
すなわち、前記抑圧信号生成手段では、係数生成手段が、前記マルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号毎に当該各キャリア信号のレベルに応じたフィルタ係数を生成する。係数総和手段が、前記係数生成手段により生成されたフィルタ係数を前記マルチキャリア信号に含まれる全てのキャリア信号について総和する。信号乗算手段が、前記係数総和手段による総和結果（フィルタ係数の総和結果）と前記マルチキャリア信号とを乗算する。抑圧率生成手段が、前記マルチキャリア信号に基づいて、ピークレベル抑圧率を生成する。抑圧率乗算手段が、前記信号乗算手段による乗算結果が前記抑圧率生成手段により生成されるピークレベル抑圧率を乗算されたものとなるように、当該乗算結果又は当該乗算結果を取得するための元となる信号に対して前記抑圧率生成手段により生成されたピークレベル抑圧率を乗算する。そして、これらの演算結果（前記信号乗算手段による乗算結果が前記抑圧率生成手段により生成されるピークレベル抑圧率を乗算されたものとなった信号）をピークレベル抑圧信号とする。
従って、例えば、各キャリア信号のレベルを検出して、各キャリア信号のレベルを考慮したピークレベル抑圧信号を生成することができる。
【００４９】
ここで、各キャリア信号のレベルを検出する手法としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、マルチキャリア信号に合成される前における各キャリア信号のレベルを検出する態様や、或いは、マルチキャリア信号をフーリエ変換して各キャリア信号のレベルを検出する態様などを用いることができる。
また、ピークレベル抑圧率としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、ピークレベルを所定の閾値のレベルへ抑圧する値を用いることができる。
また、ピークレベル抑圧率を乗算する対象となる信号としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、信号乗算手段による乗算結果が用いられてもよく、或いは、当該乗算結果を取得するための元となる信号として、各キャリア信号や、各キャリア信号に対応したフィルタ係数や、フィルタ係数の総和結果や、マルチキャリア信号などを用いることができる。
【発明の効果】
【００５０】
以上説明したように、本発明によると、ピークレベル抑圧対象となるマルチキャリア信号に含まれる各キャリア信号のレベルを考慮して、当該マルチキャリア信号のピークレベルを抑圧するようにしたため、良好なピークレベル抑圧を行うことができ、例えば、マルチキャリア送信信号のピーク電力を検出して抑圧するに際して、あらゆる送信信号のパターンに対しても、高い信号品質を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００５２】
本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段の構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、加算器１、２と、遅延調整手段３、４、５と、電力算出手段６と、ピーク電力検出手段７と、ピーク電力抑圧率算出手段８と、乗算器９、１０、１１、１２と、複素乗算手段１３、１４と、フィルタ係数生成手段１５、１６と、加算器１７、１８と、減算器１９、２０を備えている。
【００５３】
本例のピーク電力抑圧手段において行われる動作の一例を示す。
本例では、複数のキャリアとして２個のキャリア１、２が用いられる場合について示す。
加算器１は、各入力キャリア信号のＩ相同士を加算合成し、その結果であるマルチキャリア合成信号のＩ相成分を遅延調整手段３及び電力算出手段６へ出力する。
加算器２は、各入力キャリア信号のＱ相同士を加算合成し、その結果であるマルチキャリア合成信号のＱ相成分を遅延調整手段３及び電力算出手段６へ出力する。
【００５４】
電力算出手段６は、例えば（式１）に示されるように、２個の加算器１、２から入力されたマルチキャリア合成信号のＩ相成分とＱ相成分からサンプル毎の瞬時電力値を計算し、その結果をピーク電力検出手段７へ出力する。
ピーク電力検出手段７は、電力算出手段６から入力されたマルチキャリア合成信号の電力値をサンプル毎に閾値電力と比較し、閾値電力よりも大きい電力値であるサンプルをピーク電力と判断し、その比較結果として、例えば、ピーク電力であればその電力値をピーク電力抑圧率算出手段８へ出力し、ピーク電力でなければ０データをピーク電力抑圧率算出手段８へ出力する。
【００５５】
ここで、閾値電力は、例えば、予め設定されてメモリに記憶されており、その値がピーク電力検出手段７及びピーク電力抑圧率算出手段８に入力される。他の構成例として、通信状況などに応じて、閾値電力が適応的に変更されるような構成が用いられてもよい。
また、閾値電力を低いレベルに設定した場合には、ピーク電力は数サンプル連続して発生することがあるため、連続したピーク電力の内で電力最大のものだけを抑圧対象とすると抑圧過多を防ぐことができる。
なお、本例では、電力値でピーク検出を行っているが、その二乗平方根をとって振幅値でピーク検出を行っても等価である。
【００５６】
ピーク電力抑圧率算出手段８は、ピーク電力検出手段７からの入力に基づいて、ピーク電力と閾値電力との比を求めて、ピーク電力を閾値電力レベルまで抑圧するための比率（ピーク電力抑圧率）を計算し、その結果を４個の乗算器９〜１２へ出力する。
本例では、閾値を越えた振幅成分を送信信号から減算することによりピーク電力抑圧を行う構成であり、（式２）に示される計算式でピーク電力抑圧率が算出される。
【００５７】
遅延調整手段４は、加算器１、２〜ピーク電力抑圧率算出手段８の経路で発生する処理遅延と同等の遅延を第１の入力キャリア信号（キャリア１の信号のＩＱ成分）に与え、その結果のＩ相信号を乗算器９へ出力し、その結果のＱ相信号を乗算器１０へ出力する。
遅延調整手段５は、加算器１、２〜ピーク電力抑圧率算出手段８の経路で発生する処理遅延と同等の遅延を第２の入力キャリア信号（キャリア２の信号のＩＱ成分）に与え、その結果のＩ相信号を乗算器１１へ出力し、その結果のＱ相信号を乗算器１２へ出力する。
【００５８】
乗算器９は、遅延調整手段４から入力された遅延調整された第１の入力キャリア信号のＩ相成分とピーク電力抑圧率算出手段８から入力されたピーク電力抑圧率とを乗算し、その結果である第１のピーク電力抑圧信号のＩ相成分を生成し、それを複素乗算手段１３へ出力する。
乗算器１０は、遅延調整手段４から入力された遅延調整された第１の入力キャリア信号のＱ相成分とピーク電力抑圧率算出手段８から入力されたピーク電力抑圧率とを乗算し、その結果である第１のピーク電力抑圧信号のＱ相成分を生成し、それを複素乗算手段１３へ出力する。
これらのＩＱ成分から、第１のピーク電力抑圧信号が構成される。
【００５９】
乗算器１１は、遅延調整手段５から入力された遅延調整された第２の入力キャリア信号のＩ相成分とピーク電力抑圧率算出手段８から入力されたピーク電力抑圧率とを乗算し、その結果である第２のピーク電力抑圧信号のＩ相成分を生成し、それを複素乗算手段１４へ出力する。
乗算器１２は、遅延調整手段５から入力された遅延調整された第２の入力キャリア信号のＱ相成分とピーク電力抑圧率算出手段８から入力されたピーク電力抑圧率とを乗算し、その結果である第２のピーク電力抑圧信号のＱ相成分を生成し、それを複素乗算手段１４へ出力する。
これらのＩＱ成分から、第２のピーク電力抑圧信号が構成される。
【００６０】
フィルタ係数生成手段１５は、第１の入力キャリア信号の周波数情報を元にして、第１のピーク電力抑圧信号の周波数帯域を希望の周波数帯に帯域制限する周波数特性を持つ第１のフィルタ係数を生成し、その結果を複素乗算手段１３へ出力する。
フィルタ係数生成手段１６は、第２の入力キャリア信号の周波数情報を元にして、第２のピーク電力抑圧信号の周波数帯域を希望の周波数帯に帯域制限する周波数特性を持つ第２のフィルタ係数を生成し、その結果を複素乗算手段１４へ出力する。
【００６１】
ここで、各入力キャリア信号の周波数情報は、例えば、予め設定されてメモリに記憶されており、その情報が各フィルタ係数生成手段１５、１６に入力される。他の構成例として、通信状況などに応じて、各入力キャリア信号の周波数情報が適応的に変更されるような構成が用いられてもよい。
また、各ピーク電力抑圧信号の周波数帯域としては、例えば、各入力キャリア信号と同じであるか、或いは、各入力キャリア信号の周波数帯域に含まれるようにするのが、スペクトル波形の品質上好ましい。
【００６２】
複素乗算手段１３は、乗算器９、１０から入力される第１のピーク電力抑圧信号とフィルタ係数生成手段１５から入力される第１のフィルタ係数とを複素乗算し、その結果として、第１の入力キャリア信号に含まれる周波数帯に帯域制限された第１のピーク電力抑圧信号のＩ相成分を加算器１７へ出力し、そのＱ相成分を加算器１８へ出力する。
複素乗算手段１４は、乗算器１１、１２から入力される第２のピーク電力抑圧信号とフィルタ係数生成手段１６から入力される第２のフィルタ係数とを複素乗算し、その結果として、第２の入力キャリア信号に含まれる周波数帯に帯域制限された第２のピーク電力抑圧信号のＩ相成分を加算器１７へ出力し、そのＱ相成分を加算器１８へ出力する。
ここで、これらの複素乗算としては、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の場合には、（式３）に示される計算式が用いられる。
【００６３】
加算器１７は、複素乗算手段１３から入力される第１のピーク電力抑圧信号のＩ相成分と複素乗算手段１４から入力される第２のピーク電力抑圧信号のＩ相成分を加算合成し、その結果を減算器１９へ出力する。
加算器１８は、複素乗算手段１３から入力される第１のピーク電力抑圧信号のＱ相成分と複素乗算手段１４から入力される第２のピーク電力抑圧信号のＱ相成分を加算合成し、その結果を減算器２０へ出力する。
遅延調整手段３は、電力算出手段６〜加算器１７、１８の経路で発生する処理遅延と同等の遅延を、加算器１、２から入力されるマルチキャリア合成された入力送信信号に与え、その結果のＩ相成分を減算器１９へ出力し、その結果のＱ相成分を減算器２０へ出力する。
【００６４】
減算器１９は、Ｉ相成分について、遅延調整手段３から入力されたマルチキャリア合成された送信信号から、加算器１７から入力されたピーク電力抑圧信号を減算し、その結果であるピーク電力が抑圧された送信信号を出力する。
減算器２０は、Ｑ相成分について、遅延調整手段３から入力されたマルチキャリア合成された送信信号から、加算器１８から入力されたピーク電力抑圧信号を減算し、その結果であるピーク電力が抑圧された送信信号を出力する。
これらＩ相及びＱ相の各々毎に設けられた減算器１９、２０から出力される信号により、ピーク電力が抑圧された送信信号が構成される。
【００６５】
ここで、本例では、最大で２キャリア送信の場合を対象としたピーク電力抑圧手段の構成例を示したが、３キャリア以上の場合には、例えば、遅延調整手段、入力キャリア信号とピーク電力抑圧率とを乗算する乗算器、複素乗算手段、フィルタ係数生成手段をキャリア数の分だけ備えればよく、任意のキャリア数に対応することができる。
【００６６】
以上のように、本例のピーク電力抑圧手段では、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）のキャリアを合成したマルチキャリア送信信号に存在するピーク電力を抑圧するに際して、各キャリア周波数にデジタル直交変調が施されたＮ個のキャリア信号を入力信号とし、前記Ｎ個の入力キャリア信号に対してマルチキャリア加算を行うマルチキャリア加算手段１、２と、前記マルチキャリア加算手段１、２からの出力信号に対してサンプル毎に瞬時電力値を算出する電力算出手段６と、前記電力算出手段６により算出された瞬時電力値と設定閾値とを比較して、設定閾値よりも大きい瞬時電力値をピーク電力として検出するピーク電力検出手段７と、前記ピーク電力検出手段７により検出されたピーク電力に対してピーク電力の抑圧率を算出するピーク電力抑圧率算出手段８と、前記ピーク電力抑圧率算出手段８により算出されたピーク電力抑圧率と前記Ｎ個の入力キャリア信号とをそれぞれ乗算し、キャリア毎にピーク電力抑圧信号を出力するＮ個の乗算手段９〜１２（本例では、それぞれ、Ｉ相及びＱ相に対応して２個の乗算器から構成されている）と、前記Ｎ個のピーク電力抑圧信号に対してその周波数帯域をそれぞれ希望の周波数帯に帯域制限する周波数特性を持ったフィルタ係数を複素乗算し、帯域制限が施されたピーク電力抑圧信号を出力するＮ個の複素乗算手段１３、１４と、前記Ｎ個の複素乗算手段１３、１４からの出力信号に対して加算合成を行って１つのピーク電力抑圧信号を出力する加算手段１７、１８（本例では、Ｉ相及びＱ相に対応して２個の加算器から構成されている）と、前記加算手段１７、１８より出力されたピーク電力抑圧信号を前記マルチキャリア加算手段１、２より出力されたマルチキャリア送信信号から減算してピーク電力が抑圧された送信信号を出力する減算手段１９、２０（本例では、Ｉ相及びＱ相に対応して２個の減算器から構成されている）を備えた。
【００６７】
なお、本例の送信機に設けられた図１に示されるピーク電力抑圧手段では、フィルタ係数生成手段１５、１６により生成される各キャリア信号のフィルタ係数と各キャリア信号とを複素乗算手段１３、１４により複素乗算する機能により係数乗算手段が構成されており、当該乗算結果を加算器１７、１８により全てのキャリア信号について加算する機能により総和手段が構成されており、電力算出手段６やピーク電力検出手段７やピーク電力抑圧率算出手段８によりピーク電力抑圧率（ピークレベル抑圧率の一例）を生成する機能により抑圧率生成手段が構成されており、乗算器９〜１２により各キャリア信号に対してピーク電力抑圧率を乗算する機能により抑圧率乗算手段が構成されており、ピーク電力抑圧信号（ピークレベル抑圧信号の一例）を生成するこれらの機能により抑圧信号生成手段が構成されており、また、減算器１９、２０によりマルチキャリア信号からピーク電力抑圧信号を減算する機能により抑圧信号減算手段が構成されている。
【実施例２】
【００６８】
本発明の第２実施例を説明する。
図２には、本発明の一実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段の構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、遅延調整手段３１、３２、３３と、電力算出手段３４と、ピーク電力検出手段３５と、ピーク電力抑圧率算出手段３６と、乗算器３７、３８、３９、４０と、複素乗算手段４１、４２と、フィルタ係数生成手段４３、４４と、加算器４５、４６と、減算器４７、４８を備えている。
【００６９】
ここで、図２に示されるピーク電力抑圧手段の構成や動作は、キャリア信号（キャリア１、２）とそのキャリア信号をマルチキャリア合成した信号（合成信号）を入力信号とする点を除いて、図１に示されるピーク電力抑圧手段の構成や動作と同様であり、図２に示される各処理部３１〜４８についても図１に示される各処理部３〜２０と同様な動作を行う。
【００７０】
なお、本例のピーク電力抑圧手段についても、例えば図１の場合と同様に、最大で２キャリア送信の場合を対象としたものであるが、３キャリア以上の場合には、遅延調整手段、入力キャリア信号とピーク電力抑圧率とを乗算する乗算器、複素乗算手段、フィルタ係数生成手段をキャリア数の分だけ備えればよく、任意のキャリア数に対応することができる。
【００７１】
以上のように、本例のピーク電力抑圧手段では、各キャリア周波数にデジタル直交変調が施されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のキャリア信号と、そのＮ個のキャリア信号をマルチキャリア合成した信号を入力信号とし、電力算出手段３４は前記入力マルチキャリア合成信号に対してサンプル毎に瞬時電力値を算出し、減算器４７、４８は加算手段４５、４６より出力されたピーク電力抑圧信号を前記入力マルチキャリア信号から減算して、ピーク電力が抑圧された送信信号を出力する。
【実施例３】
【００７２】
本発明の第３実施例を説明する。
図３には、本発明の一実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段の構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段は、遅延調整手段５１、５２と、電力算出手段５３と、ピーク電力検出手段５４と、ピーク電力抑圧率算出手段５５と、乗算器５６、５７と、複素乗算手段５８と、フィルタ係数生成手段５９と、加算器６０、６１と、キャリアパワー検出手段６２を備えている。
【００７３】
ここで、遅延調整手段５１、５２、電力算出手段５３、ピーク電力検出手段５４、ピーク電力抑圧率算出手段５５、乗算器５６、５７、複素乗算手段５８、減算器６０、６１については、例えば、図１６に示されるピーク電力抑圧手段の各処理部３１１〜３１７、３１９と同様な動作を行い、本例では、詳しい説明は省略する。
【００７４】
キャリアパワー検出手段６２は、マルチキャリア合成前の各キャリア信号の平均電力値を求め、その結果をフィルタ係数生成手段５９へ出力する。マルチキャリア合成前であれば、キャリア周波数にデジタル直交変調される前でも後でもその平均電力値は変わらない。平均電力を求める時間区間は、例えば、バースト信号に対応するためにはあまり長い時間幅では都合が悪く、フィルタ係数のタップ長程度（２〜５ｃｈｉｐ）の時間幅とするのが妥当である。
【００７５】
フィルタ係数生成手段５９は、送信キャリア周波数の情報（周波数情報）と共にキャリアパワー検出手段６２によって求められた各キャリア信号の平均電力値を入力し、各キャリアに対応したフィルタ係数に平均電力の大小に応じた重み係数を乗算して、合成したフィルタ係数を生成し、その結果を複素乗算手段５８へ出力する。
【００７６】
具体例を示す。
フィルタ係数生成手段５９は、入力された各キャリアの平均電力の差に基づいて、平均電力が小さいキャリアに対しては１よりも小さい重み係数をその平均電力が小さい側のキャリアに対応するフィルタ係数に乗算する。例えば、２つのキャリアのレベル差が５ｄＢであれば、レベルが小さいキャリアのフィルタ係数には−５ｄＢ相当の値をとる重み係数を乗算することでフィルタのゲインが５ｄＢ落ちる。
図４には、このときのフィルタの周波数特性の一例を示してある。横軸は周波数［ＭＨｚ］を表しており、縦軸はゲイン［ｄＢ］を表している。
【００７７】
以上のように、本例のピーク電力抑圧手段では、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）のキャリアを合成したマルチキャリア送信信号に存在するピーク電力を抑圧するに際して、入力マルチキャリア合成信号に対してサンプル毎に瞬時電力値を算出する電力算出手段５３と、前記電力算出手段５３により算出された瞬時電力値と設定閾値とを比較して、設定閾値よりも大きい瞬時電力値をピーク電力として検出するピーク電力検出手段５４と、前記ピーク電力検出手段５４により検出されたピーク電力に対してピーク電力の抑圧率を算出するピーク電力抑圧率算出手段５５と、前記ピーク電力抑圧率算出手段５５により算出されたピーク電力抑圧率と前記入力マルチキャリア合成信号とを乗算してピーク電力抑圧信号を出力する乗算手段５６、５７と、前記ピーク電力抑圧信号に対してその周波数帯域を希望の周波数帯に帯域制限する周波数特性を持ち且つ各キャリアのパワーに応じてキャリアの通過帯域毎にゲイン調整されたフィルタ係数を複素乗算して、帯域制限が施されたピーク電力抑圧信号を出力する複素乗算手段５８と、前記複素乗算手段５８からの出力信号を前記入力マルチキャリア合成信号から減算して、ピーク電力が抑圧された送信信号を出力する減算器６０、６１を備えた。
【００７８】
なお、本例の送信機に設けられた図３に示されるピーク電力抑圧手段では、キャリアパワー検出手段６２やフィルタ係数生成手段５９により各キャリア信号のレベルに応じたフィルタ係数を生成する機能により係数生成手段が構成されており、フィルタ係数生成手段５９によりフィルタ係数を全てのキャリア信号について総和する機能により係数総和手段が構成されており、当該総和結果とマルチキャリア信号とを複素乗算手段５８により乗算する機能により信号乗算手段が構成されており、電力算出手段５３やピーク電力検出手段５４やピーク電力抑圧率算出手段５５によりピーク電力抑圧率（ピークレベル抑圧率の一例）を生成する機能により抑圧率生成手段が構成されており、乗算器５６、５７によりマルチキャリア信号に対してピーク電力抑圧率を乗算する機能により抑圧率乗算手段が構成されており、ピーク電力抑圧信号（ピークレベル抑圧信号の一例）を生成するこれらの機能により抑圧信号生成手段が構成されており、また、減算器６０、６１によりマルチキャリア信号からピーク電力抑圧信号を減算する機能により抑圧信号減算手段が構成されている。
【実施例４】
【００７９】
本発明の第４実施例を説明する。
図９には、本発明の一実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段１０１の構成例を示してある。
本例のピーク電力抑圧手段１０１は、４個の遅延調整手段１１１、１１２、１１３、１１４と、キャリア信号検出手段１１５と、レベル差検出手段１１６と、フィルタ係数生成手段１１７と、電力算出手段１１８と、ピーク電力検出手段１１９と、ピーク電力抑圧率算出手段１２０と、乗算手段１２１と、複素乗算手段１２２と、減算手段１２３を備えている。
【００８０】
本例のピーク電力抑圧手段１０１において行われる動作の一例を示す。
本例では、複数のキャリア（キャリア０〜キャリアｍ）の合成信号のＩ相成分及びＱ相成分がピーク電力抑圧手段１０１に入力される。
各遅延調整手段１１１〜１１４は、各処理系統の出力端で演算されるタイミングが揃うように、入力信号に対して遅延調整を行う。遅延調整手段１１１は遅延させた入力信号を減算手段１２３へ出力し、遅延調整手段１１２は遅延させた入力信号を乗算手段１２１へ出力し、遅延調整手段１１３は遅延させた入力信号を電力算出手段１１８へ出力し、遅延調整手段１１４は遅延させた入力信号をキャリア信号検出手段１１５へ出力する。
【００８１】
電力算出手段１１８は、遅延調整手段１１３から入力された信号のＩ相成分とＱ相成分により、サンプル毎の瞬時電力を計算し、その結果をピーク電力検出手段１１９へ出力する。
ピーク電力検出手段１１９は、電力算出手段１１８から入力された入力信号の電力値をサンプル毎に所定の閾値電力と比較して、閾値電力よりも大きい電力値であるサンプルをピーク電力と判断し、その比較結果をピーク電力抑圧率算出手段１２０へ出力する。この比較結果として、例えば、ピーク電力であればその電力値を出力し、ピーク電力でなければ０データを出力する。
ピーク電力抑圧率算出手段１２０は、ピーク電力検出手段１１９から入力されるピーク電力と所定の閾値電力との比を求めて、ピーク電力を閾値電力レベルまで抑圧するための比率（ピーク電力抑圧率）を計算し、その結果を乗算手段１２１へ出力する。
【００８２】
乗算手段１２１は、例えばＩ相成分に対応した乗算器及びＱ相成分に対応した乗算器を有しており、遅延調整手段１１２から入力される遅延調整されたピーク検出時の入力信号のＩＱ成分とピーク電力抑圧率算出手段１２０から入力されるピーク電力抑圧率を乗算して、ピーク電力の抑圧振幅成分であるピーク電力抑圧信号を生成し、それを複素乗算手段１２２へ出力する。
【００８３】
キャリア信号検出手段１１５は、遅延調整手段１１４から入力された信号のＩ相成分とＱ相成分により、各キャリアの帯域信号を抽出し、その結果をレベル差検出手段１１６へ出力する。
図１０には、キャリア信号検出手段１１５の一構成例として、キャリア信号検出手段１１５ａの構成例を示してある。
本例のキャリア信号検出手段１１５ａは、フーリエ変換部１３１を備えている。
フーリエ変換部１３１は、例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によりフーリエ変換を行う機能を有しており、遅延調整手段１１４からの入力信号（マルチキャリア合成信号のＩＱ成分）に対して各キャリア信号の周波数成分の信号（ＩＱ成分）を抽出し、その結果をレベル差検出手段１１６へ出力する。
【００８４】
図１１には、キャリア信号検出手段１１５の他の一構成例として、キャリア信号検出手段１１５ｂの構成例を示してある。
本例のキャリア信号検出手段１１５ｂは、フーリエ変換部１４１と、複数の平均化部Ａ０〜Ａｍを備えている。
フーリエ変換部１４１は、例えばＦＦＴによりフーリエ変換を行う機能を有しており、遅延調整手段１１４からの入力信号（マルチキャリア合成信号のＩＱ成分）に対して各キャリア信号の周波数成分の信号（ＩＱ成分）を抽出して各平均化部Ａ０〜Ａｍへ出力する。
【００８５】
各平均化部Ａ０〜Ａｍは、それぞれ各キャリア０〜ｍに対応しており、フーリエ変換部１４１から入力される各キャリア信号に対して平均化を行い、その結果（ＩＱ成分）をレベル差検出手段１１６へ出力する。
ここで、平均化による効果としては、例えば、本例では、フィルタ係数がキャリアレベルの大小関係によりレベルが補正され、フーリエ変換後の各キャリアの信号データを、所定の区間（例えば、フィルタ係数長分の区間）で、平均化することにより、ピーク時周辺のキャリアレベルを考慮した補正を施すことが可能となる。
【００８６】
図１２には、キャリア信号検出手段１１５の他の一構成例として、キャリア信号検出手段１１５ｃの構成例を示してある。
本例のキャリア信号検出手段１１５ｃは、フーリエ変換部１５１と、複数のフィルタ部Ｂ０〜Ｂｍを備えている。
フーリエ変換部１５１は、例えばＦＦＴによりフーリエ変換を行う機能を有しており、遅延調整手段１１４からの入力信号（マルチキャリア合成信号のＩＱ成分）に対して各キャリア信号の周波数成分の信号（ＩＱ成分）を抽出して各フィルタ部Ｂ０〜Ｂｍへ出力する。
【００８７】
各フィルタ部Ｂ０〜Ｂｍは、それぞれ各キャリア０〜ｍに対応しており、フーリエ変換部１５１から入力される各キャリア信号に対して帯域制限を行い、その結果（ＩＱ成分）をレベル差検出手段１１６へ出力する。
ここで、帯域制限による効果としては、フーリエ変換後の各キャリア信号に帯域制限を施すことにより、キャリア信号の検出精度を向上させることが可能となる。
レベル差検出手段１１６は、キャリア信号検出手段１１５から入力される各キャリアの帯域信号により、各キャリア間のレベル差（例えば、レベル比やレベル補正値）を算出し、その結果をフィルタ係数生成手段１１７へ出力する。
【００８８】
図１３には、レベル差検出手段１１６の一構成例として、レベル差検出手段１１６ａの構成例を示してある。
本例のレベル差検出手段１１６ａは、複数のキャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍと、複数のレベル比算出手段Ｄ０〜Ｄｍと、総和電力算出手段１６１を備えている。
各キャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍは、それぞれ各キャリア０〜ｍに対応しており、キャリア信号検出手段１１５から出力される各キャリアの帯域信号（ＩＱ成分）を入力して、各キャリア信号の電力を算出し、その結果を各レベル比算出手段Ｄ０〜Ｄｍへ出力するとともに総和電力算出手段１６１へ出力する。
【００８９】
総和電力算出手段１６１は、複数のキャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍから入力された電力値の総和を算出し、その結果（総和電力）を各レベル比算出手段Ｄ０〜Ｄｍへ出力する。
各レベル比算出手段Ｄ０〜Ｄｍは、それぞれ各キャリア０〜ｍに対応しており、各キャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍから入力された電力値と総和電力算出手段１６１から入力された総和電力値に基づいて、各キャリア毎にレベル比を算出し、その結果をフィルタ係数生成手段１１７へ出力する。このレベル比としては、例えば、（各キャリア毎の電力値／総和電力値）を用いることができる。
【００９０】
図１４には、レベル差検出手段１１６の他の一構成例として、レベル差検出手段１１６ｂの構成例を示してある。
本例のレベル差検出手段１１６ｂは、複数のキャリア電力算出手段Ｅ０〜Ｅｍと、比較部１７１を備えている。
各キャリア電力算出手段Ｅ０〜Ｅｍは、それぞれ各キャリア０〜ｍに対応しており、キャリア信号検出手段１１５から出力される各キャリアの帯域信号（ＩＱ成分）を入力して、各キャリア信号の電力を算出し、その結果を比較部１７１へ出力する。
【００９１】
比較部１７１は、複数のキャリア電力算出手段Ｅ０〜Ｅｍから入力された各キャリア毎の電力値に基づいて、その大小の比較を行って、ランク分けを行い、各キャリアについてランクに応じた重み係数をフィルタ係数生成手段１１７へ出力する。
なお、本例の構成では、図１３に示される構成と比べて、精度は劣るが、ハードウエア的に回路規模を低減することが可能である。
【００９２】
フィルタ係数生成手段１１７は、送信信号のキャリア周波数情報と、レベル差検出手段１１６からの入力に基づいて、ピーク電力抑圧信号の周波数帯域を希望の周波数帯に帯域制限する周波数特性を持つフィルタ係数を生成し、その結果を複素乗算手段１２２へ出力する。
ここで、ピーク電力抑圧信号の周波数帯域としては、例えば、送信信号と同じであるか、或いは、送信信号の周波数帯域に含まれるようにするのが、スペクトル波形の品質上好ましい。
なお、ここで生成されるフィルタ係数は、任意のキャリア周波数に対応するため、通常は複素係数の形式である。
さらに、本例のフィルタ係数生成手段１１７では、レベル差検出手段１１６により算出された各キャリア間のレベル比の情報（又は、重み係数の情報）に基づいて、フィルタ係数に重みを与える。例えば、レベルの大きいキャリアの方が、フィルタ係数が大きくなるようにし、生成されるピーク電力抑圧信号が大きくなるようにする。
【００９３】
図１５には、フィルタ係数生成手段１１７の一構成例として、フィルタ係数生成手段１１７ａの構成例を示してある。
本例のフィルタ係数生成手段１１７ａは、複数のフィルタ係数格納部Ｆ０〜Ｆｍと、複数の乗算部Ｇ０〜Ｇｍと、２個の加算部１８１、１８２を備えている。
各フィルタ係数格納部Ｆ０〜Ｆｍは、それぞれ各キャリア０〜ｍに対応しており、例えばメモリから構成されており、各送信キャリアに対応した周波数特性を持つフィルタ係数（ＩＱ成分）を格納しており、それを各乗算部Ｇ０〜Ｇｍへ出力する。
【００９４】
各乗算部Ｇ０〜Ｇｍは、各フィルタ係数格納部Ｆ０〜Ｆｍから入力された各キャリア毎のフィルタ係数と、レベル差検出手段１１６から入力された各キャリアのレベル比に基づく補正値（例えば、重み係数）とを乗算し、その結果のＩ相成分を加算部１８１へ出力し、その結果のＱ相成分を加算部１８２へ出力する。
加算部１８１は、複数の乗算部Ｇ０〜Ｇｍから入力されるＩ相成分を加算し、その結果をフィルタ係数のＩ相成分として複素乗算手段１２２へ出力する。
加算部１８２は、複数の乗算部Ｇ０〜Ｇｍから入力されるＱ相成分を加算し、その結果をフィルタ係数のＱ相成分として複素乗算手段１２２へ出力する。
【００９５】
複素乗算手段１２２は、乗算手段１２１から入力されたピーク電力抑庄信号（ＩＱ成分）とフィルタ係数生成手段１１７から入力されたフィルタ係数（ＩＱ成分）とを複素乗算し、希望の周波数帯に帯域制限されたピーク電力抑圧信号（ＩＱ成分）を減算手段１２３へ出力する。
減算手段１２３は、例えばＩ相成分に対応した減算器及びＱ相成分に対応した減算器を有しており、遅延調整手段１１１から入力された信号（ＩＱ成分）から、複素乗算手段１２２から入力された帯域制限されたピーク電力抑圧信号（ＩＱ成分）を減算し、その結果であるピーク電力を低減した信号（ＩＱ成分）を出力する。
【００９６】
以上のように、本例のピーク電力抑圧手段１０１では、複数のキャリアの信号を合成したマルチキャリア信号（送信信号）に存在するピーク電力を抑圧するに際して、マルチキャリア加算が行われた信号（マルチキャリア信号）に対して瞬時電力値を算出する電力算出手段１１８と、電力算出手段１１８により算出された瞬時電力値と設定閾値とを比較して、設定閾値よりも大きい瞬時電力値をピーク電力として検出するピーク電力検出手段１１９と、ピーク電力検出手段１１９により検出されたピーク電力に対してピーク電力の抑圧率を算出するピーク電力抑圧率算出手段１２０と、前記マルチキャリア信号から各キャリア周波数を有する信号を抽出するキャリア信号検出手段１１５と、キャリア信号検出手段１１５からの出力よりキャリア間のレベル差を算出するレベル差検出手段１１６と、レベル差検出手段１１６からの出力とキャリア周波数に対応して帯域制限を施されたフィルタ係数より当該フィルタ係数の補正を行うフィルタ係数生成手段１１７と、前記マルチキャリア信号とピーク電力抑圧率算出手段１２０からの出力であるピーク電力抑圧率とを乗算する乗算手段１２１と、乗算手段１２１からの出力（ピーク電力抑圧信号）とフィルタ係数生成手段１１７からの出力（フィルタ係数）とを複素乗算する複素乗算手段１２２と、複素乗算手段１２２から出力されたピーク電力抑圧信号を前記マルチキャリア信号（送信信号）から減算して、ピーク電力が抑圧された送信信号を出力する減算手段１２３を備えた。
【００９７】
従って、本例のピーク電力抑圧手段１０１を使用した場合には、各キャリア信号を抽出し、電力値によるフィルタ係数の重み付けを行うことにより、例えば、従来技術のピーク電力抑圧手段で発生したキャリア間レベルのアンバランス時におけるスペクトル劣化という不具合の現象を発生させないことを実現することができる。なお、例えば、キャリア検出機能を追加した分だけハードウエア規模が増加することが考えられるが、ピーク電力抑圧手段というモジュールの枠で考慮した場合には、容易に他のシステムヘの移行が可能である。
【００９８】
一構成例として、図１０に示されるように、キャリア信号検出手段１１５ａは、前記マルチキャリア信号からキャリア毎の周波数成分を抽出することをフーリエ変換によって実現するフーリエ変換部１３１を有する。
他の一構成例として、図１１に示されるように、キャリア信号検出手段１１５ｂは、前記マルチキャリア信号からキャリア毎の周波数成分を抽出することをフーリエ変換によって実現するフーリエ変換部１４１と、フーリエ変換部１４１からの出力信号を平均化する平均化部Ａ０〜Ａｍから構成される。
他の一構成例として、図１２に示されるように、キャリア信号検出手段１１５ｃは、前記マルチキャリア信号からキャリア毎の周波数成分を抽出することをフーリエ変換によって実現するフーリエ変換部１５１と、フーリエ変換部１５１からの出力信号を帯域制限するフィルタ部Ｂ０〜Ｂｍから構成される。
【００９９】
一構成例として、図１３に示されるように、レベル差検出手段１１６ａは、キャリア信号検出手段１１５からの出力信号より複数のキャリアについてキャリア毎の電力値を算出するキャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍと、キャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍから出力される電力の総和電力を算出する総和電力算出手段１６１と、総和電力算出手段１６１から出力される総和電力とキャリア電力算出手段Ｃ０〜Ｃｍから出力される電力よりキャリア間のレベル比を算出するレベル比算出手段Ｄ０〜Ｄｍから構成される。
他の一構成例として、図１４に示されるように、レベル差検出手段１１６ｂは、キャリア信号検出手段１１５からの出力信号より複数のキャリアについてキャリア毎の電力値を算出するキャリア電力算出手段Ｅ０〜Ｅｍと、キャリア電力算出手段Ｅ０〜Ｅｍからの出力において各キャリアのレベルの大小関係を検出する比較部１７１から構成される。また、例えば、比較部１７１からの出力により決定される重み係数とキャリア電力算出手段Ｅ０〜Ｅｍからの出力とを乗算する重み乗算手段の機能を備えてもよい。
【０１００】
なお、本例の送信機に設けられた図９（及び図１０〜１５）に示されるピーク電力抑圧手段では、キャリア信号検出手段１１５やレベル差検出手段１１６やフィルタ係数生成手段１１７のフィルタ係数格納部Ｆ０〜Ｆｍや乗算部Ｇ０〜Ｇｍにより各キャリア信号のレベルに応じたフィルタ係数を生成する機能により係数生成手段が構成されており、フィルタ係数生成手段１１７の加算部１８１、１８２によりフィルタ係数を全てのキャリア信号について総和する機能により係数総和手段が構成されており、当該総和結果とマルチキャリア信号とを複素乗算手段１２２により乗算する機能により信号乗算手段が構成されており、電力算出手段１１８やピーク電力検出手段１１９やピーク電力抑圧率算出手段１２０によりピーク電力抑圧率（ピークレベル抑圧率の一例）を生成する機能により抑圧率生成手段が構成されており、乗算手段１２１によりマルチキャリア信号に対してピーク電力抑圧率を乗算する機能により抑圧率乗算手段が構成されており、ピーク電力抑圧信号（ピークレベル抑圧信号の一例）を生成するこれらの機能により抑圧信号生成手段が構成されており、また、減算手段１２３によりマルチキャリア信号からピーク電力抑圧信号を減算する機能により抑圧信号減算手段が構成されている。
【実施例５】
【０１０１】
本発明の第５実施例を説明する。
図５には、本発明の一実施例に係る送信増幅器の構成例を示してある。
本例の送信増幅器は、デジタル変調手段７１と、ピーク電力抑圧手段７２と、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）コンバータ７３と、アナログ直交変調手段７４と、電力増幅器７５を備えている。
ここで、ピーク電力抑圧手段７２としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、図１、図２、図３、図９に示されるようなものを用いることができる。
【０１０２】
本例の送信増幅器において行われる動作の一例を示す。
デジタル変調手段７１は、入力されたベースバンド信号に対して、キャリア毎に、帯域制限、希望のサンプリング周波数へのアップサンプリング、希望のキャリア周波数へのデジタル直交変調を行い、その結果をピーク電力抑圧手段７２へ出力する。
ピーク電力抑圧手段７２は、デジタル変調手段７１から入力された信号に存在するピーク電力を閾値レベルまで抑圧し、その結果をＤ／Ａコンバータ７３へ出力する。
【０１０３】
Ｄ／Ａコンバータ７３は、ピーク電力抑圧手段７２から入力されたデジタル送信信号をアナログ信号へ変換して、アナログ直交変調手段７４へ出力する。
アナログ直交変調手段７４は、Ｄ／Ａコンバータ７３から入力された信号を希望の無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号へ周波数変換を行い、その結果を電力増幅器７５へ出力する。
電力増幅器７５は、アナログ直交変調手段７４から入力された信号に対して電力増幅を行って出力する。この出力信号は、例えば、アンテナ（図示せず）から無線により送信される。
【実施例６】
【０１０４】
本例では、上記した第１実施例〜第５実施例に示されるようなピーク電力抑圧手段を使用した場合に得られる効果の例として、従来技術のピーク電力抑圧手段で発生した不具合現象が発生しないことを計算機シミュレーションの結果を用いて示す。
本例の計算機シミュレーションでは、送信信号は２キャリア送信であるとし、キャリア間レベルをアンバランス設定にした時にはキャリアｆ１とキャリアｆ２の内で常にキャリアｆ１の方のレベルが高くなるように設定する。また、本例の計算機シミュレーションでは、キャリア周波数をｆ１：−２．５［ＭＨｚ］、ｆ２：＋２．５［ＭＨｚ］に設定した。
また、本例の計算機シミュレーションでは、一例として、図１に示されるピーク電力抑圧手段を用いた。
【０１０５】
（ｉ）従来技術の不具合事例１に対する改善効果
図６には、キャリアｆ１とキャリアｆ２のレベル差を１２ｄＢに設定したときについて、送信信号（図１に示されるピーク電力抑圧手段の入力信号）とピーク電力抑圧信号（図１に示されるピーク電力抑圧手段における加算器１７、１８からの出力信号）の周波数スペクトルの一例を示してある。横軸は周波数［ＭＨｚ］を表しており、縦軸はレベル［ｄＢ］を表している。
従来技術では、図２０や図２１に示されるように、ピーク電力抑圧信号はキャリアｆ１とキャリアｆ２の周波数帯域内で一定であったが、本例では、送信信号と同様に、キャリアｆ２の帯域内ではキャリアｆ１の帯域内と比べてピーク電力抑圧信号のレベルが落ちているのが確認される。
【０１０６】
図７の表には、本例のピーク電力抑圧手段からの出力信号について、ＥＶＭ、ＰＣＤＥの特性をまとめたものである。
評価対象の信号としては、図２２の表に示した場合に評価した信号と同じく、キャリアｆ１とキャリアｆ２が等レベルのときと１２ｄＢ差としたときの２パターンの信号に対して特性を取得した。また、いずれの信号パターンにおいても、ピーク電力抑圧手段の前段で総送信パワーがＰｍａｘで一定になるようにレベル調整を行い、さらにピーク検出閾値を等レベルに設定することでピーク電力の抑圧量が同等になるようにしている。
図７の表に示される特性では、図２２の表に示される従来技術の特性のようなレベルの低いキャリアの特性劣化が発生しないことが確認される。
【０１０７】
（ｉｉ）従来技術の不具合事例２に対する改善効果
図８には、キャリアｆ１とキャリアｆ２のレベル差を５０ｄＢに設定したときについて、送信信号（図１に示されるピーク電力抑圧手段の入力信号）とピーク抑圧信号（図１に示されるピーク電力抑圧手段における加算器１７、１８からの出力信号）の周波数スペクトルの一例を示してある。横軸は周波数［ＭＨｚ］を表しており、縦軸はレベル［ｄＢ］を表している。
本例では、キャリアｆ２においても、ピーク電力抑圧信号は送信信号よりも低いレベルに位置し、従来技術で発生したような不具合は発生しないことが確認される。
【０１０８】
以上の結果で示されるように、本例のピーク電力抑圧手段を用いることにより、従来技術のピーク電力抑圧手段で発生した不具合を解消することができ、例えば、高い信号品質を維持したまま送信信号のＰＡＰＲを低減することができ、高効率の電力増幅器を実現することができる。
【０１０９】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
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、本発明に係るシステムや装置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。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る送信機に設けられたピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。
【図４】レベル差５ｄＢの場合についてピーク電力抑圧手段において生成されるフィルタ係数の周波数特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施例に係る送信増幅器の構成例を示す図である。
【図６】レベル差１２ｄＢの場合について本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段における送信信号（入力信号）とピーク電力抑圧信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段からの出力信号の無線特性の一例を示す図である。
【図８】レベル差５０ｄＢの場合について本発明の一実施例に係るピーク電力抑圧手段における送信信号（入力信号）とピーク電力抑圧信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図９】本発明の第４実施例に係るピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。
【図１０】キャリア信号検出手段の構成例を示す図である。
【図１１】キャリア信号検出手段の構成例を示す図である。
【図１２】キャリア信号検出手段の構成例を示す図である。
【図１３】レベル差検出手段の構成例を示す図である。
【図１４】レベル差検出手段の構成例を示す図である。
【図１５】フィルタ係数生成手段の構成例を示す図である。
【図１６】従来技術のピーク電力抑圧手段の構成例を示す図である。
【図１７】ピーク電力検出手段からの出力信号の時間波形の一例を示す図である。
【図１８】最大ピークの抽出を行うピーク電力検出手段からの出力信号の時間波形の一例を示す図である。
【図１９】ピーク電力抑圧信号とフィルタ係数との複素乗算のイメージの一例を示す図である。
【図２０】レベル差１２ｄＢの場合について従来技術のピーク電力抑圧手段における送信信号（入力信号）とピーク電力抑圧信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図２１】レベル差５０ｄＢの場合について従来技術のピーク電力抑圧手段における送信信号（入力信号）とピーク電力抑圧信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図２２】従来技術のピーク電力抑圧手段からの出力信号の無線特性の一例を示す図である。
【図２３】従来技術のフィルタ係数生成手段の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、２、１７、１８、４５、４６・・加算器、  ３〜５、３１〜３３、５１、５２、１１１〜１１４、３１１、３１２・・遅延調整手段、  ６、３４、５３、１１８、３１３・・電力算出手段、  ７、３５、５４、１１９、３１４・・ピーク電力検出手段、  ８、３６、５５、１２０、３１５・・ピーク電力抑圧率算出手段、  ９〜１２、３７〜４０、５６、５７、３２１、３２２・・乗算器、  １３、１４、４１、４２、５８、１２２、３１７・・複素乗算手段、  １５、１６、４３、４４、５９、１１７、１１７ａ、３１８、３１８ａ・・フィルタ係数生成手段、  １９、２０、４７、４８、６０、６１、３２３、３２４・・減算器、  ６２・・キャリアパワー検出手段、  ７１・・デジタル変調手段、  ７２、１０１、３０１・・ピーク電力抑圧手段、  ７３・・Ｄ／Ａコンバータ、  ７４・・アナログ直交変調手段、  ７５・・電力増幅器、  １１５、１１５ａ〜１１５ｃ・・キャリア信号検出手段、  １１６、１１６ａ、１１６ｂ・・レベル差検出手段、  １２１、３１６・・乗算手段、  １２３、３１９・・減算手段、  １３１、１４１、１５１・・フーリエ変換部、  Ａ０〜Ａｍ・・平均化部、  Ｂ０〜Ｂｍ・・フィルタ部、  Ｃ０〜Ｃｍ、Ｅ０〜Ｅｍ・・キャリア電力算出手段、  Ｄ０〜Ｄｍ・・レベル比算出手段、  １６１・・総和電力算出手段、  １７１・・比較部、  Ｆ０〜Ｆｍ、Ｊ１〜Ｊｎ・・フィルタ係数格納部、  Ｇ１〜Ｇｍ・・乗算部、  １８１、１８２、３３１、３３２・・加算部、
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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