(57)【要約】受信側装置の受信誤り率特性を向上することができるピーク電力抑圧装置。この装置において、クリッピング部（１０２）は、入力された信号に対してクリッピングを行うことによって、信号のピーク電力を抑圧する。減算回路（１０４）は、ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する。減算回路（１１１）は、抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から減算することによって、ピーク電力を抑圧された信号の帯域内に残留していた歪み成分を除去する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号のピーク電力を抑圧する抑圧手段と、
ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出手段と、
抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去手段と、
を有するピーク電力抑圧装置。
【請求項２】
ピーク電力を抑圧された信号を増幅する第１増幅手段と、
抽出された帯域内歪み成分を増幅する第２増幅手段と、をさらに有し、
前記除去手段は、
前記第１増幅手段によって増幅された信号から、前記第２増幅手段によって増幅された帯域内歪み成分を除去する、
請求項１記載のピーク電力抑圧装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、
前記第１増幅手段によって増幅された信号の帯域内歪み成分を抽出する、
請求項２記載のピーク電力抑圧装置。
【請求項４】
抽出された帯域内歪み成分の電力を測定する測定手段と、
測定された電力が所定レベル以上の場合、前記第２増幅手段による前記帯域内歪み成分の増幅を行う一方、測定された電力が前記所定レベル以下の場合は、前記第２増幅手段による前記帯域内歪み成分の増幅を停止する制御手段と、
をさらに有する請求項２記載のピーク電力抑圧装置。
【請求項５】
請求項１記載のピーク電力抑圧装置を有する無線送信装置。
【請求項６】
信号のピーク電力を抑圧する抑圧ステップと、
ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出ステップと、
抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去ステップと、
を有するピーク電力抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法に関し、特に、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式の無線送信装置にて用いられるピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、移動体通信においては高速大容量通信への需要が高まってきており、これを実現するための変調方式として例えばＯＦＤＭ方式が注目されている。ＯＦＤＭ方式では、複数のサブキャリアが周波数軸上に直交配置されたマルチキャリア信号が使用される。マルチキャリア信号は、複数キャリアの合成によって得られるため、高いピーク電力を生じることがある。ピーク電力の大きさを示す指標としては例えばＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク電力対平均電力比）値が用いられるが、ＯＦＤＭ方式ではサブキャリア数が多くなるほどこのＰＡＰＲ値も大きくなる。【０００３】  従来、ピーク電力を抑圧する方式には、例えば特許文献１に記載されたクリッピングアンドフィルタリング法と呼ばれるものがある。図面を参照しながらクリッピングアンドフィルタリング法の動作を説明する。図１はクリッピングアンドフィルタリング法を実現する従来のピーク電力抑圧装置の構成の一例を示すブロック図である。送信信号の振幅値が、図２に示すように、予め設定された閾値よりも大きくなったとき、その振幅値はクリッピング部１１のクリッピングによって制限される。この処理を周波数軸で見ると、図３Ａに示すスペクトルを有する送信信号に対してクリッピングを行うことによる歪み成分が、図３Ｂに示すように、送信信号の帯域内および帯域外に現れる。隣接チャネルへの干渉となり得る帯域外歪み成分は、フィルタリング部１２によって除去され、図３Ｃに示すようなスペクトルを有する送信信号が得られる。
【特許文献１】特開２００２−１８５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、上記従来のピーク電力抑圧装置においては、送信信号の帯域外歪みはフィルタリングによって除去することができても、送信信号の帯域内歪みはフィルタリングによって除去することができず、帯域内歪みがそのまま送信信号に残留してしまう。よって、歪み成分が帯域内に残留した信号が通信相手装置に送信された場合、通信相手装置の受信誤り率特性が劣化してしまうという問題があった。【０００５】  本発明の目的は、受信側装置の受信誤り率特性を向上することができるピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明のピーク電力抑圧装置は、信号のピーク電力を抑圧する抑圧手段と、ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出手段と、抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去手段と、を有する構成を採る。【０００７】  本発明のピーク電力抑圧方法は、信号のピーク電力を抑圧する抑圧ステップと、ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出ステップと、抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、受信側装置の受信誤り率特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のピーク電力抑圧装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】送信信号の振幅値の例を示す図
【図３】従来のピーク電力抑圧装置に係る送信信号のスペクトルを示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る送信信号のスペクトルを示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置における動作を示すフロー図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。【００１１】  （実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係るピーク電力抑圧装置を適用した無線送信装置の構成を示すブロック図である。【００１２】  図４の無線送信装置１００は、クリッピング部１０２、フィルタリング部１０３、減算回路１０４、Ｄ／Ａ変換器１０５、周波数変換部１０６、電力増幅器１０７、Ｄ／Ａ変換器１０８、周波数変換部１０９、電力増幅器１１０、減算回路１１１およびアンテナ１１２を有する。【００１３】  抑圧手段としてのクリッピング部１０２では、送信信号の閾値以上の振幅成分に対してクリッピングが行われる。これにより、送信信号のピーク電力が抑圧される。フィルタリング部１０３では、クリッピング部１０２の出力信号に対してフィルタリングが行われ、送信信号の帯域外の歪み成分が除去される。Ｄ／Ａ変換器１０５では、フィルタリング部１０３の出力信号が、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。周波数変換部１０６では、Ｄ／Ａ変換器１０５の出力信号が、ベースバンド帯の信号からＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号に周波数変換される。メイン送信系統に属する第１増幅手段としての電力増幅器１０７では、周波数変換部１０６の出力信号に対して増幅が行われる。抽出手段としての減算回路１０４では、元の送信信号すなわちクリッピングを施される直前の送信信号が、フィルタリング部１０３の出力信号から減算されて、送信信号の帯域内歪み成分が抽出される。Ｄ／Ａ変換器１０８では、減算回路１０４の出力信号すなわち帯域内歪み成分がディジタル信号からアナログ信号に変換される。周波数変換部１０９では、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力信号がベースバンド帯の信号からＲＦ帯の信号に周波数変換される。サブ送信系統に属する第２増幅手段としての電力増幅器１１０では、周波数変換部１０９の出力信号が増幅される。除去手段としての減算回路１１１では、電力増幅器１１０の出力信号が電力増幅器１０７の出力信号から減算されることにより、送信信号から帯域内歪み成分が除去される。帯域内歪み成分が除去された送信信号はアンテナ１１２から無線送信される。【００１４】  次いで、上記構成を有する無線送信装置１００における動作について図５Ａ〜図５Ｅを用いて説明する。【００１５】  クリッピング部１０２に入力される送信信号は、例えば図５Ａに示すようなスペクトルを有する。そして送信信号は、クリッピング部１０２においてクリッピングを受ける。この処理によって、所定の閾値以上の振幅成分が制限され、ピーク電力が抑圧される。ここで、上記閾値は設計上決められたＰＡＰＲ値に基づき決定される。例えば、ＰＡＰＲ値が６ｄＢであれば、平均信号電力から６ｄＢ高いところに閾値を設定する。クリッピングされた送信信号には、図５Ｂに示すように、送信信号の帯域内および帯域外にそれぞれ歪み成分が含まれることとなる。【００１６】  クリッピングされた送信信号は、フィルタリング部１０３においてフィルタリングを受ける。この処理によって、図５Ｃに示すように、帯域外歪み成分のみが除去される。この時点では、送信信号には帯域内歪み成分が残留している。【００１７】  フィルタリング部１０３から出力された送信信号は、Ｄ／Ａ変換器１０５および周波数変換部１０６においてそれぞれ���／Ａ変換処理および周波数変換処理を受け、その後、電力増幅器１０７において増幅される。【００１８】  一方、減算回路１０４においては、フィルタリング部１０３の出力信号から元の送信信号が減算される。この結果、図５Ｄに示すように、送信信号の帯域内歪み成分が取り出される。取り出された帯域内歪み成分は、電力増幅器１１０において増幅される。なお、サブ送信系統の電力増幅器１１０は帯域内歪み成分のみを増幅するためのものであるため、メイン送信系統の電力増幅器１０７に比較して小さな出力特性を有する増幅器でも良い。【００１９】  そして、電力増幅器１０７の出力信号としての送信信号から、電力増幅器１１０の出力信号としての帯域内歪み成分を、減算回路１１１において減算する。これにより、帯域内歪み成分が送信信号から取り除かれる。この結果として得られた送信信号は例えば図５Ｅに示すようなスペクトルを有する。【００２０】  このように、本実施の形態によれば、ピーク電力を抑圧された送信信号からその帯域内歪み成分を除去するため、受信側装置の受信誤り率特性を向上することができる。【００２１】  また、本実施の形態によれば、増幅された送信信号から帯域内歪み成分を除去するため、帯域内歪み成分の除去によって時間軸上でピーク電力が再生成されてＰＡＰＲ値が増加することがある。しかし、ＰＡＰＲ値は、電力増幅器１０７の入力段において設定値以下に抑えられていれば良い。したがって、電力増幅器１０７の後段でＰＡＰＲ値が増加したとしても、電力増幅器１０７のバックオフ設定、つまり、電力増幅器１０７の線形性を保つために最大振幅レベルと飽和電力レベルとの差を示すバックオフ値の設定に影響が与えられることを防止することができる。【００２２】  （実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係るピーク電力抑圧装置を適用した無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６の無線送信装置２００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。【００２３】  無線送信装置２００には、実施の形態１で説明した減算回路１０４、Ｄ／Ａ変換器１０８、周波数変換部１０９および電力増幅器１１０の代わりに、Ｄ／Ａ変換器２０１、周波数変換部２０２、減算回路２０３および電力増幅器２０４が設けられ、さらに、減衰回路２０５が加えられている。【００２４】  Ｄ／Ａ変換器２０１では、元の送信信号が、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。周波数変換部２０２では、Ｄ／Ａ変換器２０１の出力信号がベースバンド帯の信号からＲＦ帯の信号に変換される。【００２５】  減衰回路２０５では、電力増幅器１０７の出力信号が減衰される。抽出手段としての減算回路２０３では、周波数変換部２０２の出力信号が、電力増幅器１０７の出力信号から減算されて、送信信号の帯域内歪み成分が抽出される。このとき、電力増幅器１０７の非線形歪み成分も抽出される。サブ送信系統に属する第２増幅手段としての電力増幅器２０４では、減算回路２０３の出力信号が増幅される。【００２６】  すなわち、実施の形態１では帯域内歪み成分抽出処理をベースバンド帯で行っていたのに対し、本実施の形態ではこの処理をＲＦ帯で行う。【００２７】  次いで、上記構成を有する無線送信装置２００における動作について説明する。【００２８】  電力増幅器１０７の出力信号は減衰回路２０５において減衰される。減衰された信号からは、Ｄ／Ａ変換器２０１および周波数変換部２０２においてそれぞれＤ／Ａ変換処理および周波数変換処理を受けた送信信号が減算される。この結果、送信信号の帯域内歪み成分が取り出される。また、このとき、メイン送信系統の電力増幅器１０７で発生する非線形歪みも取り出される。【００２９】  取り出された帯域内歪み成分および非線形歪み成分は、電力増幅器２０４において増幅される。サブ送信系統の電力増幅器２０４は帯域内歪み成分および非線形歪み成分のみを増幅するためのものであるため、メイン送信系統の電力増幅器１０７に比較して小さな出力特性を有する増幅器でも良い。【００３０】  そして、電力増幅器１０７の出力信号としての送信信号から、電力増幅器２０４の出力信号としての帯域内歪み成分および非線形歪み成分を、減算回路１１１において減算する。これにより、帯域内歪み成分だけでなく非線形歪み成分が送信信号から取り除かれる。【００３１】  このように、本実施の形態によれば、増幅された送信信号の帯域内歪み成分を抽出するため、ピーク電力の抑圧によって生じた帯域内歪み成分だけでなく電力増幅器１０７の増幅によって生じた非線形歪み成分も抽出することができ、抽出された両方の歪み成分を除去することができ、受信側装置の受信誤り率特性を一層向上することができる。【００３２】  （実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図７の無線送信装置３００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。【００３３】  無線送信装置３００は、無線送信装置１００の構成に加えて、電力計算部３０１、判定部３０２および電源制御部３０３を有する。【００３４】  測定手段としての電力計算部３０１では、帯域内歪み成分の電力が測定される。判定部３０２では、測定された電力が閾値を超えているかどうかが判定される。【００３５】  制御手段としての電源制御部３０３では、判定部３０２の判定結果に基づいて電力増幅器１１０の電源が制御される。より具体的には、クリッピングによって生じる帯域内歪み成分の電力量に応じて、サブ送信系統の電力増幅器１１０の動作を実行または停止させる。所定の誤り率を満たすように設定された閾値よりも帯域内歪み成分の電力量が大きければ電力増幅器１１０の増幅動作を実行させ、小さければ増幅動作を停止させる。【００３６】  次いで、上記構成を有する無線送信装置３００における動作について、図８を用いて説明する。【００３７】  まず、元の送信信号およびフィルタリング部１０３の出力信号が減算回路１０４に入力され、帯域内歪み成分が抽出される（ステップＳ５０１）。そして、減算回路１０４から出力された帯域内歪み成分は、電力計算部３０１に入力される。電力計算部３０１では、帯域内歪み成分の電力量が計算される（ステップＳ５０２）。電力量の計算方法としては、例えば、１ＯＦＤＭシンボル時間の歪み成分信号を積分する方法がある。【００３８】  電力計算部３０１から出力された電力量は、判定部３０２に入力される。判定部３０２では、電力量が閾値より大きいか否かが判定される（ステップＳ５０３）。ここで、閾値は、例えば、あらかじめシミュレーションにより求められた歪み成分電力量対誤り率特性に基づいて誤り率が一定のレベル以下になるように、設定される。判定部３０２の判定結果は、電源制御部３０３に入力される。電力量が閾値より大きい場合には（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、電力増幅器１１０の増幅動作を実行させるべく、電源制御部３０３は、電力増幅器１１０の電源をオンにする（ステップＳ５０４）。逆に、電力量が閾値以下の場合には（Ｓ５０３：ＮＯ）、電力増幅器１１０の増幅動作を停止させるべく、電源制御部３０３は、電力増幅器１１０の電源をオフにする（ステップＳ５０５）。この操作により、受信側装置の受信誤り率特性を向上する効果を保ちつつ、電力増幅器１１０を常時動作させる場合に比較して、無線送信装置３００の消費電力を削減することができる。【００３９】  なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。【００４０】  ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【００４１】  また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。【００４２】  さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。【００４３】  本明細書は、２００４年８月３０日出願の特願２００４−２５０５２３に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００４４】  本発明のピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法は、携帯電話や無線ＬＡＮなどで使用されるＯＦＤＭ方式の無線送信装置などに適用することができる。
【図１】
2006025213.tif 000002
【図２】
2006025213.tif 000003
【図３】
2006025213.tif 000004
【図４】
2006025213.tif 000005
【図５】
2006025213.tif 000006
【図６】
2006025213.tif 000007
【図７】
2006025213.tif 000008
【図８】
2006025213.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月1日(2007.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号のピーク電力を抑圧する抑圧手段と、
ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出手段と、
抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去手段と、
を有するピーク電力抑圧装置。
【請求項２】
ピーク電力を抑圧された信号を増幅する第１増幅手段と、
抽出された帯域内歪み成分を増幅する第２増幅手段と、をさらに有し、
前記除去手段は、
前記第１増幅手段によって増幅された信号から、前記第２増幅手段によって増幅された帯域内歪み成分を除去する、
請求項１記載のピーク電力抑圧装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、
前記第１増幅手段によって増幅された信号の帯域内歪み成分を抽出する、
請求項２記載のピーク電力抑圧装置。
【請求項４】
抽出された帯域内歪み成分の電力を測定する測定手段と、
測定された電力が所定レベル以上の場合、前記第２増幅手段による前記帯域内歪み成分の増幅を行う一方、測定された電力が前記所定レベル以下の場合は、前記第２増幅手段による前記帯域内歪み成分の増幅を停止する制御手段と、
をさらに有する請求項２記載のピーク電力抑圧装置。
【請求項５】
請求項１記載のピーク電力抑圧装置を有する無線送信装置。
【請求項６】
信号のピーク電力を抑圧する抑圧ステップと、
ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出ステップと、
抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去ステップと、
を有するピーク電力抑圧方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法に関し、特に、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）方式の無線送信装置にて用いられるピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信においては高速大容量通信への需要が高まってきており、これを実現するための変調方式として例えばＯＦＤＭ方式が注目されている。ＯＦＤＭ方式では、複数のサブキャリアが周波数軸上に直交配置されたマルチキャリア信号が使用される。マルチキャリア信号は、複数キャリアの合成によって得られるため、高いピーク電力を生じることがある。ピーク電力の大きさを示す指標としては例えばＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio：ピーク電力対平均電力比）値が用いられるが、ＯＦＤＭ方式ではサブキャリア数が多くなるほどこのＰＡＰＲ値も大きくなる。
【０００３】
従来、ピーク電力を抑圧する方式には、例えば特許文献１に記載されたクリッピングアンドフィルタリング法と呼ばれるものがある。図面を参照しながらクリッピングアンドフィルタリング法の動作を説明する。図１はクリッピングアンドフィルタリング法を実現する従来のピーク電力抑圧装置の構成の一例を示すブロック図である。送信信号の振幅値が、図２に示すように、予め設定された閾値よりも大きくなったとき、その振幅値はクリッピング部１１のクリッピングによって制限される。この処理を周波数軸で見ると、図３Ａに示すスペクトルを有する送信信号に対してクリッピングを行うことによる歪み成分が、図３Ｂに示すように、送信信号の帯域内および帯域外に現れる。隣接チャネルへの干渉となり得る帯域外歪み成分は、フィルタリング部１２によって除去され、図３Ｃに示すようなスペクトルを有する送信信号が得られる。
【特許文献１】特開２００２−１８５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のピーク電力抑圧装置においては、送信信号の帯域外歪みはフィルタリングによって除去することができても、送信信号の帯域内歪みはフィルタリングによって除去することができず、帯域内歪みがそのまま送信信号に残留してしまう。よって、歪み成分が帯域内に残留した信号が通信相手装置に送信された場合、通信相手装置の受信誤り率特性が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、受信側装置の受信誤り率特性を向上することができるピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のピーク電力抑圧装置は、信号のピーク電力を抑圧する抑圧手段と、ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出手段と、抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去手段と、を有する構成を採る。
【０００７】
本発明のピーク電力抑圧方法は、信号のピーク電力を抑圧する抑圧ステップと、ピーク電力を抑圧された信号の帯域内歪み成分を抽出する抽出ステップと、抽出された帯域内歪み成分を、ピーク電力を抑圧された信号から除去する除去ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、受信側装置の受信誤り率特性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係るピーク電力抑圧装置を適用した無線送信装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図４の無線送信装置１００は、クリッピング部１０２、フィルタリング部１０３、減算回路１０４、Ｄ／Ａ変換器１０５、周波数変換部１０６、電力増幅器１０７、Ｄ／Ａ変換器１０８、周波数変換部１０９、電力増幅器１１０、減算回路１１１およびアンテナ１１２を有する。
【００１２】
抑圧手段としてのクリッピング部１０２では、送信信号の閾値以上の振幅成分に対してクリッピングが行われる。これにより、送信信号のピーク電力が抑圧される。フィルタリング部１０３では、クリッピング部１０２の出力信号に対してフィルタリングが行われ、送信信号の帯域外の歪み成分が除去される。Ｄ／Ａ変換器１０５では、フィルタリング部１０３の出力信号が、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。周波数変換部１０６では、Ｄ／Ａ変換器１０５の出力信号が、ベースバンド帯の信号からＲＦ（Radio Frequency）帯の信号に周波数変換される。メイン送信系統に属する第１増幅手段としての電力増幅器１０７では、周波数変換部１０６の出力信号に対して増幅が行われる。抽出手段としての減算回路１０４では、元の送信信号すなわちクリッピングを施される直前の送信信号が、フィルタリング部１０３の出力信号から減算されて、送信信号の帯域内歪み成分が抽出される。Ｄ／Ａ変換器１０８では、減算回路１０４の出力信号すなわち帯域内歪み成分がディジタル信号からアナログ信号に変換される。周波数変換部１０９では、Ｄ／Ａ変換器１０８の出力信号がベースバンド帯の信号からＲＦ帯の信号に周波数変換される。サブ送信系統に属する第２増幅手段としての電力増幅器１１０では、周波数変換部１０９の出力信号が増幅される。除去手段としての減算回路１１１では、電力増幅器１１０の出力信号が電力増幅器１０７の出力信号から減算されることにより、送信信号から帯域内歪み成分が除去される。帯域内歪み成分が除去された送信信号はアンテナ１１２から無線送信される。
【００１３】
次いで、上記構成を有する無線送信装置１００における動作について図５Ａ〜図５Ｅを用いて説明する。
【００１４】
クリッピング部１０２に入力される送信信号は、例えば図５Ａに示すようなスペクトルを有する。そして送信信号は、クリッピング部１０２においてクリッピングを受ける。この処理によって、所定の閾値以上の振幅成分が制限され、ピーク電力が抑圧される。ここ
で、上記閾値は設計上決められたＰＡＰＲ値に基づき決定される。例えば、ＰＡＰＲ値が６ｄＢであれば、平均信号電力から６ｄＢ高いところに閾値を設定する。クリッピングされた送信信号には、図５Ｂに示すように、送信信号の帯域内および帯域外にそれぞれ歪み成分が含まれることとなる。
【００１５】
クリッピングされた送信信号は、フィルタリング部１０３においてフィルタリングを受ける。この処理によって、図５Ｃに示すように、帯域外歪み成分のみが除去される。この時点では、送信信号には帯域内歪み成分が残留している。
【００１６】
フィルタリング部１０３から出力された送信信号は、Ｄ／Ａ変換器１０５および周波数変換部１０６においてそれぞれＤ／Ａ変換処理および周波数変換処理を受け、その後、電力増幅器１０７において増幅される。
【００１７】
一方、減算回路１０４においては、フィルタリング部１０３の出力信号から元の送信信号が減算される。この結果、図５Ｄに示すように、送信信号の帯域内歪み成分が取り出される。取り出された帯域内歪み成分は、電力増幅器１１０において増幅される。なお、サブ送信系統の電力増幅器１１０は帯域内歪み成分のみを増幅するためのものであるため、メイン送信系統の電力増幅器１０７に比較して小さな出力特性を有する増幅器でも良い。
【００１８】
そして、電力増幅器１０７の出力信号としての送信信号から、電力増幅器１１０の出力信号としての帯域内歪み成分を、減算回路１１１において減算する。これにより、帯域内歪み成分が送信信号から取り除かれる。この結果として得られた送信信号は例えば図５Ｅに示すようなスペクトルを有する。
【００１９】
このように、本実施の形態によれば、ピーク電力を抑圧された送信信号からその帯域内歪み成分を除去するため、受信側装置の受信誤り率特性を向上することができる。
【００２０】
また、本実施の形態によれば、増幅された送信信号から帯域内歪み成分を除去するため、帯域内歪み成分の除去によって時間軸上でピーク電力が再生成されてＰＡＰＲ値が増加することがある。しかし、ＰＡＰＲ値は、電力増幅器１０７の入力段において設定値以下に抑えられていれば良い。したがって、電力増幅器１０７の後段でＰＡＰＲ値が増加したとしても、電力増幅器１０７のバックオフ設定、つまり、電力増幅器１０７の線形性を保つために最大振幅レベルと飽和電力レベルとの差を示すバックオフ値の設定に影響が与えられることを防止することができる。
【００２１】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係るピーク電力抑圧装置を適用した無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６の無線送信装置２００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
無線送信装置２００には、実施の形態１で説明した減算回路１０４、Ｄ／Ａ変換器１０８、周波数変換部１０９および電力増幅器１１０の代わりに、Ｄ／Ａ変換器２０１、周波数変換部２０２、減算回路２０３および電力増幅器２０４が設けられ、さらに、減衰回路２０５が加えられている。
【００２３】
Ｄ／Ａ変換器２０１では、元の送信信号が、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。周波数変換部２０２では、Ｄ／Ａ変換器２０１の出力信号がベースバンド帯の信号からＲＦ帯の信号に変換される。
【００２４】
減衰回路２０５では、電力増幅器１０７の出力信号が減衰される。抽出手段としての減算回路２０３では、周波数変換部２０２の出力信号が、電力増幅器１０７の出力信号から減算されて、送信信号の帯域内歪み成分が抽出される。このとき、電力増幅器１０７の非線形歪み成分も抽出される。サブ送信系統に属する第２増幅手段としての電力増幅器２０４では、減算回路２０３の出力信号が増幅される。
【００２５】
すなわち、実施の形態１では帯域内歪み成分抽出処理をベースバンド帯で行っていたのに対し、本実施の形態ではこの処理をＲＦ帯で行う。
【００２６】
次いで、上記構成を有する無線送信装置２００における動作について説明する。
【００２７】
電力増幅器１０７の出力信号は減衰回路２０５において減衰される。減衰された信号からは、Ｄ／Ａ変換器２０１および周波数変換部２０２においてそれぞれＤ／Ａ変換処理および周波数変換処理を受けた送信信号が減算される。この結果、送信信号の帯域内歪み成分が取り出される。また、このとき、メイン送信系統の電力増幅器１０７で発生する非線形歪みも取り出される。
【００２８】
取り出された帯域内歪み成分および非線形歪み成分は、電力増幅器２０４において増幅される。サブ送信系統の電力増幅器２０４は帯域内歪み成分および非線形歪み成分のみを増幅するためのものであるため、メイン送信系統の電力増幅器１０７に比較して小さな出力特性を有する増幅器でも良い。
【００２９】
そして、電力増幅器１０７の出力信号としての送信信号から、電力増幅器２０４の出力信号としての帯域内歪み成分および非線形歪み成分を、減算回路１１１において減算する。これにより、帯域内歪み成分だけでなく非線形歪み成分が送信信号から取り除かれる。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、増幅された送信信号の帯域内歪み成分を抽出するため、ピーク電力の抑圧によって生じた帯域内歪み成分だけでなく電力増幅器１０７の増幅によって生じた非線形歪み成分も抽出することができ、抽出された両方の歪み成分を除去することができ、受信側装置の受信誤り率特性を一層向上することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図７の無線送信装置３００は、実施の形態１で説明した無線送信装置１００と同様の基本的構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
無線送信装置３００は、無線送信装置１００の構成に加えて、電力計算部３０１、判定部３０２および電源制御部３０３を有する。
【００３３】
測定手段としての電力計算部３０１では、帯域内歪み成分の電力が測定される。判定部３０２では、測定された電力が閾値を超えているかどうかが判定される。
【００３４】
制御手段としての電源制御部３０３では、判定部３０２の判定結果に基づいて電力増幅器１１０の電源が制御される。より具体的には、クリッピングによって生じる帯域内歪み成分の電力量に応じて、サブ送信系統の電力増幅器１１０の動作を実行または停止させる。所定の誤り率を満たすように設定された閾値よりも帯域内歪み成分の電力量が大きければ電力増幅器１１０の増幅動作を実行させ、小さければ増幅動作を停止させる。
【００３５】
次いで、上記構成を有する無線送信装置３００における動作について、図８を用いて説
明する。
【００３６】
まず、元の送信信号およびフィルタリング部１０３の出力信号が減算回路１０４に入力され、帯域内歪み成分が抽出される（ステップＳ５０１）。そして、減算回路１０４から出力された帯域内歪み成分は、電力計算部３０１に入力される。電力計算部３０１では、帯域内歪み成分の電力量が計算される（ステップＳ５０２）。電力量の計算方法としては、例えば、１ＯＦＤＭシンボル時間の歪み成分信号を積分する方法がある。
【００３７】
電力計算部３０１から出力された電力量は、判定部３０２に入力される。判定部３０２では、電力量が閾値より大きいか否かが判定される（ステップＳ５０３）。ここで、閾値は、例えば、あらかじめシミュレーションにより求められた歪み成分電力量対誤り率特性に基づいて誤り率が一定のレベル以下になるように、設定される。判定部３０２の判定結果は、電源制御部３０３に入力される。電力量が閾値より大きい場合には（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、電力増幅器１１０の増幅動作を実行させるべく、電源制御部３０３は、電力増幅器１１０の電源をオンにする（ステップＳ５０４）。逆に、電力量が閾値以下の場合には（Ｓ５０３：ＮＯ）、電力増幅器１１０の増幅動作を停止させるべく、電源制御部３０３は、電力増幅器１１０の電源をオフにする（ステップＳ５０５）。この操作により、受信側装置の受信誤り率特性を向上する効果を保ちつつ、電力増幅器１１０を常時動作させる場合に比較して、無線送信装置３００の消費電力を削減することができる。
【００３８】
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【００３９】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００４０】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００４１】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００４２】
本明細書は、２００４年８月３０日出願の特願２００４−２５０５２３に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のピーク電力抑圧装置およびピーク電力抑圧方法は、携帯電話や無線ＬＡＮなどで使用されるＯＦＤＭ方式の無線送信装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来のピーク電力抑圧装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】送信信号の振幅値の例を示す図
【図３】従来のピーク電力抑圧装置に係る送信信号のスペクトルを示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る送信信号のスペクトルを示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置における動作を示すフロー図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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