(57)【要約】【課題】小規模かつ低遅延な回路でＥＶＭ劣化を抑えつつ、ＰＡＰＲを抑圧できるようにする。【解決手段】本発明に係るピーク抑圧装置は、入力された複素デジタル信号に基づいて、複素デジタル信号を、極座標での位相である第１の位相を中心として正負に第２の位相を移相させた等振幅の２つの複素デジタル信号として表現した場合の第１の位相と、入力された複素デジタル信号の振幅情報を含む信号成分とを得る座標変換手段と、予め設定されている制御テーブルを用いて、信号成分の値を量子化する信号成分変換手段と、第１の位相と、量子化された信号成分とに基づいて、複素デジタル信号を復元する逆座標変換手段とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信される信号のピーク電力値を抑圧するピーク抑圧装置において、
入力された複素デジタル信号に基づいて、複素デジタル信号を、極座標での位相である第１の位相を中心として正負に第２の位相を移相させた等振幅の２つの複素デジタル信号として表現した場合の上記第１の位相と、入力された複素デジタル信号の振幅情報を含む信号成分とを得る座標変換手段と、
予め設定されている制御テーブルを用いて、上記信号成分の値を量子化する信号成分変換手段と、
上記第１の位相と、量子化された上記信号成分とに基づいて、複素デジタル信号を復元する逆座標変換手段と
を有することを特徴とするピーク抑圧装置。
【請求項２】
上記制御テーブルが、送信される信号のピーク対平均電力比に応じて、量子化手法により生成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のピーク抑圧装置。
【請求項３】
上記座標変換手段が、上記信号成分として、上記振幅成分を含む上記第２の位相を得、
上記信号成分変換手段が、上記制御テーブルを用いて上記第２の位相を量子化する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のピーク抑圧装置。
【請求項４】
上記座標変換手段が、入力された複素デジタル信号の絶対値を得、
上記信号成分変換手段が、上記制御テーブルを用いて、上記複素デジタル信号の絶対値を量子化する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のピーク抑圧装置。
【請求項５】
上記信号成分変換手段が、予め複数の上記制御テーブルを有しており、適用する制御テーブルを切り替えて用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のピーク抑圧装置。
【請求項６】
送信される信号のピーク電力値を抑圧するピーク抑圧プログラムにおいて、
コンピュータを、
入力された複素デジタル信号に基づいて、複素デジタル信号を、極座標での位相である第１の位相を中心として正負に第２の位相を移相させた等振幅の２つの複素デジタル信号として表現した場合の上記第１の位相と、入力された複素デジタル信号の振幅情報を含む信号成分とを得る座標変換手段と、
予め設定されている制御テーブルを用いて、上記信号成分の値を量子化する信号成分変換手段と、
上記第１の位相と、量子化された上記信号成分とに基づいて、複素デジタル信号を復元する逆座標変換手段と
して機能させることを特徴とするピーク抑圧プログラム。
【請求項７】
送信データに対して変調処理を行い、変調後の複素デジタル信号をキャリア周波数に変換して電力増幅した信号を送信する送信装置において、
請求項１〜５のいずれかに記載のピーク抑圧装置を有することを特徴とする送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピーク抑圧装置、ピーク抑圧プログラム及び送信装置に関し、例えば直交周波数分割多重伝送（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムにおいて、送信信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を低減する送信装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の変調方式として、ＯＦＤＭ方式が採用されている。ＯＦＤＭ方式は、それぞれ異なるデータで変調された多数のサブキャリアを用いて送信する。そのため、サブキャリア数の増大に伴い、送信信号の平均電力値に対するピーク電力値の比（ＰＡＰＲ）が大きくなる。
【０００３】
送信装置における電力増幅器は、電力効率の向上のため飽和特性を有する。そのため、電力増幅器によりＯＦＤＭ信号の信号ピークがクリップされたり又は大きなひずみが生じたりする。電力増幅器の電力効率を無視して線形な領域のみを用いることで解決できるが、大電力の送信には向かない。
【０００４】
また、電力増幅器の非線形特性の影響を受けると、非線形歪が生じる。そのため、送信特性の劣化が生じ、帯域外輻射の発生等が生じ得る。つまり、非線形歪によって、帯域外の信号レベルが大きくなるため、隣接する帯域を用いる隣接システムに大きな影響を与えることになる。そのため、ＰＡＰＲを低減することが必要となる。
【０００５】
従来、送信する信号のＯＦＤＭシンボル生成の過程に変更を加えないこと、かつ、受信側で付加的な信号処理による変更を加えない、という要求を満たすＰＡＰＲ抑圧方法として非特許文献１〜４に記載される手法が提案されている。
【０００６】
非特許文献１及び２には、Ｐｅａｋ  Ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ方式と呼ばれる手法が提案されている。Ｐｅａｋ  Ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ方式は、ピーク抑圧信号に対して窓関数（例えば、Ｈａｎｎｉｎｇ、Ｋａｉｓｅｒ、Ｈａｍｍｉｎｇ等）を畳み込むことでエッジ部分をカットし、滑らかな波形にする方式である。この方式は、信号帯域内にのみスペクトルを持つように窓関数を設計する。この方式によれば、帯域外漏洩電力比（ＡＣＬＲ：Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｌｅａｋａｇｅ  Ｒａｔｉｏ）を抑えられる。その一方で、帯域内ひずみ電力量（ＥＶＭ：Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）が劣化するため、トレードオフの関係にある。
【０００７】
非特許文献３には、Ｃｌｉｐｐｉｎｇ＆Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ方式と呼ばれる手法が提案されている。Ｃｌｉｐｐｉｎｇ＆Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ方式は、信号の閾値を超える部分をクリッピングによりカットし、このカットにより生じるＡＣＬＲをフィルタにより除去する方法である。非特許文献３には、このＣｌｉｐｐｉｎｇ＆Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇを１回だけ実施した場合の諸特性が示されている。
【０００８】
非特許文献４には、Ｐｅａｋ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ方式と呼ばれる手法が提案されている。Ｐｅａｋ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ方式は、閾値を超えた信号の全てを一度にキャンセルするのではなく、信号の時系列などからピーク点を幾つか抽出し、これに対するピーク抑圧信号を生成し、適用してＰＡＰＲ抑圧する処理を繰り返す方式である。ピークの見つけ方や処理対象とする検出ピーク数等は様々である。非特許文献４には、ＡＣＬＲとＥＶＭをチェックしながらＰＡＰＲ抑圧処理を行う方式が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＯＵＫＯ  ＶＡＮＫＫＡ，Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒｓ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｒａｄｉｏ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｃｈａｐ．１７，２００５.
【非特許文献２】Ｒ．ｖａｎ  Ｎｅｅ，ａｎｄＡ.ｄｅ  Ｗｉｌｄ，“Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ  ｏｆ  ＯＦＤＭ，”ＩＥＥＥ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．３，ｐｐ．２０７２−２０７６，１９９８.
【非特許文献３】Ｘ.Ｌｉ  ａｎｄ  Ｌ．Ｊ.Ｃｉｍｉｎｉ,  Ｊｒ.，“Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｃｌｉｐｐｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ＯＦＤＭ，”ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍ.  Ｌｅｔｔｅｒ，Ｖｏｌ.２，Ｎｏ．５，ｐｐ．１３１−１３３，１９９８．
【非特許文献４】日野貴哉，牟田修，古川浩，“帯域外漏洩電力制約下でのＯＦＤＭ信号のピーク振幅抑圧に関する検討，”電子情報通信学会論文誌Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ９７−Ｂ  Ｎｏ．６  ｐｐ．４５４−４６４，２０１４.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来技術はいずれも、ＰＡＰＲの抑圧処理に係る負荷が大きく、大規模な回路構成が必要であるため、ＰＡＰＲの抑圧処理に係る処理負荷を低減するため、回路の小規模化が強く望まれている。また、近年の移動通信技術の高機能化に伴い、基地局における信号処理量が多くなっているため、処理遅延の低減も強く望まれている。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、複素信号（複素デジタル信号）の座標変換処理、及び制御テーブルを用いたＰＡＰＲ抑圧方法を提案して、小規模、かつ、低遅延な回路でＥＶＭ劣化を抑えつつ、ＰＡＰＲを抑圧できるピーク抑圧装置、ピーク抑圧プログラム及び送信装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するために、第１の本発明に係るピーク抑圧装置は、送信される信号のピーク電力値を抑圧するピーク抑圧装置において、（１）入力された複素デジタル信号に基づいて、複素デジタル信号を、極座標での位相である第１の位相を中心として正負に第２の位相を移相させた等振幅の２つの複素デジタル信号として表現した場合の第１の位相と、入力された複素デジタル信号の振幅情報を含む信号成分とを得る座標変換手段と、（２）予め設定されている制御テーブルを用いて、信号成分の値を量子化する信号成分変換手段と、（３）第１の位相と、量子化された信号成分とに基づいて、複素デジタル信号を復元する逆座標変換手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
第２の本発明に係るピーク抑圧プログラムは、送信される信号のピーク電力値を抑圧するピーク抑圧プログラムにおいて、コンピュータを、（１）入力された複素デジタル信号に基づいて、複素デジタル信号を、極座標での位相である第１の位相を中心として正負に第２の位相を移相させた等振幅の２つの複素デジタル信号として表現した場合の第１の位相と、入力された複素デジタル信号の振幅情報を含む信号成分とを得る座標変換手段と、（２）予め設定されている制御テーブルを用いて、信号成分の値を量子化する信号成分変換手段と、（３）第１の位相と、量子化された信号成分とに基づいて、複素デジタル信号を復元する逆座標変換手段として機能させることを特徴とする。
【００１４】
第３の本発明に係る送信装置は、送信データに対して変調処理を行い、変調後の複素デジタル信号をキャリア周波数に変換して電力増幅した信号を送信する送信装置において、第１の本発明に係るピーク抑圧装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複素信号の座標変換処理、及び制御テーブルを用いたＰＡＰＲ抑圧方法を提案して、小規模、かつ、低遅延な回路で、ＥＶＭ劣化を抑えつつ、ＰＡＰＲを抑圧できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る無線送信装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２の詳細な機能を示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る入力された複素デジタル信号に対してＰＡＰＲ抑圧を施したときの相補的累積確率分布を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るφ制御テーブル２３１を用いて変換した第２の位相φ´の量子化ビット数とＰＡＰＲ、ＥＶＭとの関係を示す説明図である。
【図６】第１の実施形態のφ制御テーブル２３１の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理を説明する説明図である。
【図８】第２の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２の詳細な機能を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明に係るピーク抑圧装置、ピーク抑圧プログラム及び送信装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る無線送信装置の内部構成を示すブロック図である。
【００１９】
第１の実施形態に係る無線送信装置１のハードウェア構成は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インタフェース部、通信装置等の電子回路を有して構成される。また、ＣＰＵがＲＯＭに格納される処理プログラム（ソフトウェア）を実行することにより、無線送信装置１の各種機能が実現されるようにしても良い。処理プログラム（ソフトウェア）がＲＯＭにインストールされることにより構築されるようにしても良く、その場合でも、無線送信装置１の各種機能は図１に示す各ブロックで表わすことができる。
【００２０】
図１において、第１の実施形態に係る無線送信装置１は、ベースバンドユニット１１、ＰＡＰＲ抑圧処理部１２、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１３、ＲＦ処理部１４、電力増幅器１５、アンテナ部１６を有する。
【００２１】
ベースバンドユニット１１は、ベースバンド信号として入力された送信データに対して、直交変調して得た複素信号（複素デジタル信号）をＰＡＰＲ抑圧処理部１２に出力する。
【００２２】
ＰＡＰＲ抑圧処理部１２は、ベースバンドユニット１１からＰＡＰＲ抑圧対象である複素デジタル信号を入力し、等振幅の２つの複素デジタル信号に分離して、座標変換により２つの位相成分に変換する。そして、ＰＡＰＲ抑圧処理部１２は、２つの位相成分のうち１つの位相成分を、予め設定された制御テーブルを用いて変換する。ＰＡＰＲ抑圧処理部１２は、制御テーブルを用いて位相情報を変換した変換後の位相成分を用いて、逆座標変換によりＰＡＰＲ抑圧後の複素デジタル信号を生成する。ＰＡＰＲ抑圧処理部１２の詳細な構成及び処理については後述する。
【００２３】
デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１３は、ＰＡＰＲ抑圧処理部１２によりＰＡＰＲ抑圧後の複素デジタル信号をアナログ信号に変換して、ＲＦ処理部１４に与える。
【００２４】
ＲＦ処理部１４は、ＤＡＣ１３により変換された出力信号を複数のサブキャリアの周波数帯域の信号に変換して、電力増幅器１５に与えるものである。
【００２５】
電力増幅器１５は、ＲＦ処理部１４から出力された信号の電力値に利得を加えた信号を出力するものである。
【００２６】
アンテナ部１６は、電力増幅器１５から出力された信号を電波として送出するものである。
【００２７】
図２は、第１の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２の内部構成を示すブロック図である。また図３は、第１の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２の詳細な機能を示す機能ブロック図である。
【００２８】
なお、ＰＡＰＲ抑圧処理部１２は、ハードウェアで構成することも可能であり、またＣＰＵとＣＰＵが実行するソフトウェア（ピーク抑圧プログラム）とで実現することも可能であるが、いずれの実現方法を採用した場合であっても、機能的には図２、図３で表すことができる。
【００２９】
図２において、第１の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２は、複素信号入力部２１、座標変換部２２、位相情報変換部２３、逆座標変換部２４、複素信号出力部２５を有する。
【００３０】
複素信号入力部２１は、ＰＡＰＲ抑圧対象である複素デジタル信号を入力して、座標変換部２２に与えるものである。
【００３１】
座標変換部２２は、複素信号入力部２１から与えられた複素デジタル信号を、等振幅の２つの複素デジタル信号に分離し、複素信号の特徴を表わす２つの位相成分に変換するものである。
【００３２】
具体的には、座標変換部２２は、（１）式に示すように、入力された複素デジタル信号ｘを、その複素デジタル信号が有する極座標での位相（以下、第１の位相とも呼ぶ。）θを中心とした正負に同じ位相（以下、第２の位相とも呼ぶ。）φだけ移相させた等振幅の２つの複素デジタル信号の和で表現したものである。ここで、ｙは任意の定数を表す。そして、座標変換部２２は、入力された複素デジタル信号ｘを、第１の位相θ及び第２の位相φに変換する。
ｘ＝ｙ・ｅｘｐ（ｊ（θ＋φ））＋ｙ・ｅｘｐ（ｊ（θ−φ））      …（１）
【００３３】
より具体的には、図３において、座標変換部２２の｜ｘ｜変換部２２１が、入力された複素デジタル信号ｘの絶対値｜ｘ｜を計算し、第１の位相変換部２２２が、（３）式に従い、複素デジタル信号ｘを用いて、第２の位相φを導出する。また、座標変換部２２の第２の位相変換部２２３が、（２）式に従い、入力された複素デジタル信号ｘを用いて、第１の位相θを導出する。
θ＝ｔａｎ−１（ｘ）      …（２）
φ＝ｃｏｓ−１（｜ｘ｜／２ｙ）      …（３）
【００３４】
このようにして、座標変換部２２は、例えば、入力された複素デジタル信号ｘを、（１）式の表現に置き換えることなく、（２）式及び（３）式の演算を実行し、得られた第１の位相θ及び第２の位相φを求める。第１の位相θ及び第２の位相φは共に０〜２π（若しくは−π〜π）の範囲をとる値である。
【００３５】
また、座標変換部２２は、変換した第１の位相θを逆座標変換部２４に与え、第２の位相φを位相情報変換部２３に与える。
【００３６】
位相情報変換部２３は、座標変換部２２から与えられた第２の位相φを、ＰＡＰＲ抑圧後の信号のＰＡＰＲが所望のＰＡＰＲとなるように、予め設定された１又は複数のφ制御テーブル２３１を用いて、第２の位相φの位相情報を変換するものである。位相情報変換部２３がφ制御テーブルを用いて変換した第２の位相をφ´と表現する。
【００３７】
ここで、座標変換部２２により変換された位相成分としての第１の位相θは、入力された複素デジタル信号ｘの位相情報のみを含む。これに対して、入力された複素デジタル信号ｘの振幅情報は、第２の位相φのみに含まれる。従って、入力された複素デジタル信号ｘの振幅情報が含まれている第２の位相φの分布を、所望のＰＡＰＲを有する信号の分布に変換することにより、出力する信号のＰＡＰＲを抑圧することができる。
【００３８】
また、位相情報変換部２３は、第２の位相φの分布を変換する際、予め設定された１又は複数のφ制御テーブル２３１を用いて行う。位相情報変換部２３は、φ制御テーブル２３１を参照して、第２の位相φを変換することにより、処理負荷の高い演算を行う必要がなくなり、回路規模を低減することができる。
【００３９】
ここで、φ制御テーブル２３１は、所望のＰＡＰＲに抑圧した信号を基にして、第２の位相φの値から量子化手法を用いて作成することができる。第１の実施形態では、非線形量子化手法であるＬｌｏｙｄ−ＭＡＸ法を用いてφ制御テーブル２３１を作成する場合を例示する。勿論、量子化手法に適用する手法は、Ｌｌｏｙｄ−ＭＡＸ法に限定されるものではない。
【００４０】
逆座標変換部２４は、位相変換部２３により変換された第２の位相φ´と、座標変換部２２により求められた第１の位相θとを用いて、逆座標変換により複素デジタル信号を復元して、複素信号出力部２５に与えるものである。つまり、図３に示すように、複素信号復元部２４１が、２つの等振幅の第１の位相θ及び第２の位相φ´を（１）式に代入することにより、複素デジタル信号を復元する。
【００４１】
複素信号出力部２５は、逆座標変換部２４から与えられた複素デジタル信号を、後段のＤＡＣ１３に出力するものである。
【００４２】
図４は、第１の実施形態に係る入力された複素デジタル信号に対してＰＡＰＲ抑圧を施したときの相補的累積確率分布（ＣＣＤＦ：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を示す図である。なお、図４の例の場合、位相情報変換部２３がφ制御テーブル２３１を用いて変換した第２の位相φ´の量子化ビット数は、７ビットである。
【００４３】
図４において、実線は、ＰＡＰＲ抑圧処理をしていない入力された複素デジタル信号のピーク特性を示している。この場合、ＣＣＤＦが１０−５に対応するピーク電力値（ＰＡＰＲ）は１１．１ｄＢである。
【００４４】
これに対して、図４において、点線は、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲを８ｄＢとしたときのピーク特性であり、破線は、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲを７ｄＢとしたときのピーク特性であり、一点破線は、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲを６ｄＢとしたときのピーク特性である。
【００４５】
図４に示すように、位相情報変換部２３が、φ制御テーブル２３１を用いて、第２の位相φを第２の位相φ´に変換し、その変換後の第２の位相φ´を反映させた複素デジタル信号は、所望のｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲに抑圧できることがわかる。つまり、例えば、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲ＝８ｄＢとした場合には、ＣＣＤＦが１０−５に対応するピーク電力値（ＰＡＰＲ）は８ｄＢに抑圧されており、ＰＡＰＲ抑圧処理を施していない場合に比べて、ＰＡＰＲを抑圧できていることが分かる。ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲ＝７ｄＢとした場合、又は、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲ＝６ｄＢとした場合も、同様に、ＣＣＤＦが１０−５に対応するピーク電力値（ＰＡＰＲ）が７ｄＢ、又は、６ｄＢであり、ＰＡＰＲを抑圧できていることが分かる。
【００４６】
図５は、第１の実施形態に係るφ制御テーブル２３１を用いて変換した第２の位相φ´の量子化ビット数とＰＡＰＲ、ＥＶＭとの関係を示す説明図である。図５では、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲが８ｄＢ、７ｄＢ、６ｄＢとし、第２の位相φ´の量子化ビット数を２〜７ビットのいずれかとしたときのＰＡＰＲ、ＥＶＭとの関係を示している。
【００４７】
図５に示すように、第２の位相φ´の量子化ビット数が大きいほど、ＥＶＭを低くできる傾向があることがわかる。また、第２の位相φ´の量子化ビット数が５ビット以上であれば、所望のＰＡＰＲ（すなわち、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲ）に抑止できる。また、例えば、量子化ビット数が５ビットであり、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲが８ｄＢ、７ｄＢ、６ｄＢであるとき、それぞれのＥＶＭは、１．７％、２．３％、３．７％であった。
【００４８】
例えば、３ＧＰＰで規定されているＬＴＥ通信における、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの要求品質である、ＥＶＭ＝１７．５％、１２．５％、８％と比較すると、第１の実施形態によるＰＡＰＲ抑圧後のＥＶＭは、ｔａｒｇｅｔ  ＰＡＰＲが６ｄＢでも、ＥＶＭが４％未満であることから、３ＧＰＰに規定される要求を満たしており、実用性の高い処理といえる。
【００４９】
従来の複素デジタル信号のＰＡＰＲ抑圧制御は、複素デジタル信号の実数部と虚数部の２変数を制御することが必要である。これに対して、第１の実施形態は、複素デジタル信号の振幅成分を含む第２の位相（位相成分）のみを制御することで、ＰＡＰＲを抑圧することができる。
【００５０】
具体的には、例えば、入力された複素デジタル信号のビット数が１５ビットであるとき、従来のＰＡＰＲ抑圧制御も１５ビットで行っている。これに対して、第１の実施形態によれば、例えば量子化ビット数が５ビットのφ制御テーブル２３１を用いることにより、ＰＡＰＲ抑圧処理が５ビットで行うことになるため、処理負荷を低減できるので回路規模を小規模化することができる。
【００５１】
また、従来のＰＡＰＲ抑圧制御は、フィルタ処理などを用いるため、処理遅延が発生する。これに対して、第１の実施形態は、φ制御テーブルを参照することで処理ができるため、処理遅延を抑えることができる。
【００５２】
図６は、第１の実施形態のφ制御テーブル２３１の一例を示す図である。
【００５３】
図６では、第２の位相φ´の量子化ビット数が３ビットの場合と５ビットの場合を例示しているが、第２の位相φ´の量子化ビット数はこれに限定されるものではない。第２の位相φ´の量子化ビット数は、５ビット以上であることが望ましい。
【００５４】
図６において、φ制御テーブル２３１は、上述したように、第２の位相φの値に応じて量子化レベルを変化させた非線形量子化手法で生成したものである。また、φ制御テーブル２３１は、上述したようにＰＡＰＲ抑圧後の信号のＰＡＰＲ特性やＥＶＭ特性に合わせて事前に生成しておく。
【００５５】
また、無線送信装置１を適用するシステムや、実装される電力増幅器１５の実際の性能に柔軟に対応させるため、複数のφ制御テーブル２３１を予め設定しておき、システムの運用に合わせて、いずれかのφ制御テーブル２３１を使用するようにしても良い。
【００５６】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る無線送信装置１におけるＰＡＰＲ抑圧処理を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
図７は、第１の実施形態に係るＰＡＲＰ抑圧処理を説明する説明図である。
【００５８】
入力された送信データは、ベースバンドユニット１１により所望のキャリア周波数へのデジタル直交変調がなされて、直交変調により得られた複素デジタル信号が、ＰＡＰＲ抑圧処理部１２に与えられる。
【００５９】
図７において、ＰＡＰＲ抑圧処理部１２において、複素デジタル信号ｘが複素信号入力部２１に与えられて、制御対象信号としての複素デジタル信号ｘが座標変換部２２に与えられる（図７（Ａ）参照）。
【００６０】
座標変換部２２では、（２）式に従い、複素デジタル信号ｘを用いて第１の位相θが導出され、第１の位相θが逆座標変換部２４に与えられる。また、座標変換部２２は、（３）式に従い、複素デジタル信号ｘを用いて第２の位相φが導出され、第２の位相φが位相情報変換部２３に与えられる。
【００６１】
例えば、座標変換部２２により座標変換された第２の位相φは、図７（Ｂ）に示す分布特性を有する。位相情報変換部２３は、図７（Ｃ）に例示するφ制御テーブル２３１を参照して、非線形量子化を適用して、第２の位相φを第２の位相φ´に変換する。
【００６２】
位相情報変換部２３により変換された第２の位相φ´は、逆座標変換部２４に与えられる。
【００６３】
逆座標変換部２４では、位相情報変換部２３から与えられた第２の位相φ´と、座標変換部２２から与えられた第１の位相θとを用いて、逆座標変換により複素デジタル信号が復元され、複素信号出力部２５に与えられる。
【００６４】
ＰＡＰＲ抑圧処理部１２によりＰＡＰＲ抑圧後の複素デジタル信号は、ＤＡＣ１３によりアナログ信号に変換されて、ＲＦ処理部１４に与える。ＲＦ処理部１４では、ＤＡＣ１３により変換された出力信号を周波数帯域の信号に変換する。電力増幅器１５は、ＲＦ処理部１４から出力された信号の電力値に利得を加えた信号を出力し、アンテナ部１６が、電波を送出する。
【００６５】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、複素デジタル信号の座標変換処理、及び制御テーブルを用いてＰＡＰＲ抑圧するため、小規模、かつ、低遅延な回路で、ＥＶＭ劣化を抑えつつ、ＰＡＰＲを抑圧できる。
【００６６】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明に係るピーク抑圧装置、ピーク抑圧プログラム及び送信装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６７】
第２の実施形態に係る無線送信装置の構成は、第１の実施形態の図２に示す構成と同一又は対応するものである。そのため、第２の実施形態においても図２を用いて説明する。
【００６８】
第２の実施形態では、ＰＡＰＲ抑圧処理部の構成及び処理が、第１の実施形態と異なる。そのため、以下では、第１の実施形態と異なるＰＡＰＲ抑圧処理部の構成及び処理を中心に詳細に説明する。
【００６９】
図８は、第２の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２の詳細な機能を示す機能ブロック図である。
【００７０】
図８において、第２の実施形態に係るＰＡＰＲ抑圧処理部１２は、座標変換部３２、位相情報変換部３３、逆座標変換部３４を有する。
【００７１】
座標変換部３３は、｜ｘ｜変換部３２１、第１位相変換部３２２を有する。
【００７２】
｜ｘ｜変換部３２１は、入力された複素デジタル信号の絶対値｜ｘ｜を導出し、導出した｜ｘ｜を位相情報変換部３３に与えるものである。
【００７３】
第１位相変換部３２２は、（３）式に従い、複素デジタル信号ｘを用いて、第１の位相θを導出し、導出した第１の位相θを逆座標変換部３４に与えるものである。
【００７４】
位相情報変換部３３は、座標変換部３２の｜ｘ｜変換部３２１から与えられた｜ｘ｜を、ＰＡＰＲ抑圧後の信号のＰＡＰＲが所望のＰＡＰＲとなるように、予め設定された１又は複数の｜ｘ｜＆φ制御テーブル３３１を用いて、第２の位相φ´に変換するものである。
【００７５】
上述した第１の実施形態では、φ制御テーブル２３１を参照して、振幅情報を含む第２の位相φを第２の位相φ´に変換する場合を例示した。これに対して、第２の実施形態では、｜ｘ｜＆φ制御テーブル３３１を参照して、振幅情報を含む変数｜ｘ｜を、第２の位相φ´に変換する。
【００７６】
第２の位相φを導出する過程における複素デジタル信号ｘの変数｜ｘ｜にも、複素デジタル信号ｘの振幅情報が含まれている。そこで、第２の実施形態では、位相情報変換部３３が、｜ｘ｜＆φ制御テーブル３３１を参照して、第２の位相φの導出過程における変数｜ｘ｜を、第２の位相φ´に変換する。
【００７７】
｜ｘ｜＆φ制御テーブル３３１は、第１の実施形態と同様に、所望のＰＡＰＲに抑圧した信号を基にして、第２の位相φの値から量子化手法を用いて作成することができる。また、ＰＡＰＲ抑圧後の出力信号のＰＡＰＲ特性、ＥＶＭ特性に合わせて、｜ｘ｜＆φ制御テーブル３３１を生成する。
【００７８】
逆座標変換部３４は、位相情報変換部３３により変換された第２の位相φ´と、座標変換部３２により求められた第１の位相θとを用いて、逆座標変換により複素デジタル信号を復元して、複素信号出力部２５に与えるものである。つまり、複素信号復元部３４１が、２つの等振幅の第１の位相θ及び第２の位相φ´を（１）式に代入することにより、複素デジタル信号を復元する。
【００７９】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果を奏することに加えて、｜ｘ｜＆φ制御テーブル３３１を参照して、第２の位相φの導出過程で求める変数｜ｘ｜を、第２の位相φ´に変換するため、第１の実施形態よりも更に処理負荷を軽減することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…無線送信装置、１１…ベースバンドユニット、１２…ＰＡＰＲ抑圧処理部、１３…ＤＡＣ、１４…ＲＦ処理部、１５…電力増幅器、１６…アンテナ部、２１…複素信号入力部、２２及び３２…座標変換部、２３及び３３…位相情報変換部、２４及び３４…逆座標変換部、２５…複素信号出力部、２２１及び３２１…｜ｘ｜変換部、２２２…第２位相変換部、２２３及び３２２…第１位相変換部、２３１…φ制御テーブル、３３１…｜ｘ｜＆φ制御テーブル、２４１及び３４１…複素信号復元部。
【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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