(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル毎に異なる拡散符号によりスペクトル拡散された複数のチャネルの送信信号から、所定の振幅制限設定値に振幅制限された多重信号を生成し、この多重信号を電力増幅した後送信するスペクトル拡散通信装置において、
各チャネルの送信信号の振幅を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路と、
前記制御信号に基づき各チャネルの送信信号の振幅を可変制御する複数のボリューム回路と、
前記可変制御された各チャネルの送信信号を多重化し、多重信号を生成する送信用多重回路と、
を備え、前記多重信号中の振幅制限設定値を超える部分の振幅を前記設定値以下に振幅制限し、
前記制御信号生成回路は、前記各チャネルの送信信号の平均電力情報と振幅制限設定値とから、前記多重信号の振幅制限にともなう各チャネルの送信信号の電力変動量を補償する制御信号を生成し、前記ボリューム回路は、前記制御信号に基づき、各チャネルの送信信号の振幅を補償するように可変制御する
ことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
【請求項２】
前記多重信号中の振幅制限設定値を超える部分の振幅を前記設定値以下に振幅制限する非線形振幅制限回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項３】
前記制御信号生成回路は、前記各チャネルの送信信号の平均電力情報と振幅制限設定値とから、前記多重信号の振幅制限にともなう各チャネルの送信信号の電力変動量を補償するとともに、前記多重信号中の振幅制限設定値を超える部分の振幅を前記設定値以下に振幅制限できるよう各チャネルの送信信号の振幅を制限する制御信号を生成する
ことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
【請求項４】
各チャネルの送信信号の振幅の補償は、各チャネルの送信信号の平均電力に応じて重み付けされている
ことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項５】
各チャネルの送信信号の振幅の補償は、前記多重信号が振幅制限設定値を超える頻度に応じて時間的に制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤り率特性を劣化させることなく、送信電力を効果的に制御できるスペクトル拡散通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来のスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示している。このような送信部は例えば移動体通信システムの基地局に用いられている。各チャネル１〜Ｎ上の信号は、フレーム組み立て回路１１０１で、各種の制御情報などを付随させた送信フレームフォーマットに組み込まれる。その後、送信フレームフォーマットは、拡散変調回路１１０２で、各チャネルに割り当てられた拡散符号により拡散される。チャネルごとの拡散変調回路１１０２からの拡散された出力は、多重回路１１０３で多重信号として１系統にまとめられ、非線形振幅制御回路１１０４に送られる。
【０００３】
この装置例においては、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)方式等の直交変調方式が用いられているため、チャネルごとの拡散変調回路１１０２の出力及び多重回路１１０３の出力は、Ｉ成分とＱ成分の２系統から成る。非線形振幅制限回路１１０４では、現在多重化されているチャネル数に応じた振幅制限レベルへの振幅制限を行う。振幅制限された多重信号は、Ｄ／Ａ変換回路１１０６によりアナログ信号に変換され、ミキサ１１０７で搬送波発生回路１１０８からの搬送波信号と混合されて変調信号に変換され、送信電力増幅器１１０９で増幅され、送信アンテナ１１１０から送信される。
【０００４】
次に非線形振幅制限回路１１０４の説明を行う。拡散符号として＋１、−１で表される２値の符号を使用した場合、Ｎチャネルが多重化された多重信号は−ＮからＮまでの振幅値を有する。各チャネルの相互相関特性を維持するためには、受信部（図示せず）で逆拡散されるまで、この振幅値を損なうことなく保存する必要がある。しかしチャネル数Ｎが大きい場合には、振幅値の大きな多重信号が生じる確率が小さくなるので、必ずしも振幅値を厳密に保存する必要はない。
【０００５】
この性質を利用して発生頻度の少ない大振幅の部分を計算機シミュレーションから得られた最適な振幅制御レベルで切り捨てることにより、誤り率特性の劣化を抑えつつ電力増幅器１１０９の所要ダイナミックレンジを低く設定することが可能になり、消費電力とコストの低減を図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の非線形振幅制限回路を用いたスペクトル拡散通信装置では、各チャネルの信号が全て等電力の場合しか考慮されておらず、チャネルの電力にばらつきがある場合の非線型振幅制限よる影響については考慮されていない。一方、スペクトル拡散通信装置においては遠近問題が存在するため、チャネル容量を一定に保つために基地局から離れた遠方の移動機用チャネルには大電力を配分し、基地局の近傍の移動機用チャネルには小電力を配分して送信するといった、チャネル毎の送信電力制御が必要不可欠な技術となっている。
【０００７】
このようなチャネル毎の送信電力制御下において、上記従来例に示すような各チャネルへの均一な振幅制限を行うと、各チャネルの拡散符号の相互相関特性の劣化による影響が、小電力を配分されたチャネルほど大きく、そのために小電力チャネルの誤り率が著しく劣化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、チャネル毎の送信電力制御下でも効果的な振幅制限を行うことができ、送信電力増幅器のダイナミックレンジを低く設定しても誤り率劣化を起こすことなく低消費電力化を図ることのできるスペクトル拡散通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスペクトル拡散通信装置においては、チャネル毎に異なる拡散符号によりスペクトル拡散された複数のチャネルの送信信号から、所定の振幅制限設定値に振幅制限された多重信号を生成し、この多重信号を電力増幅した後送信するに際し、各チャネルの送信信号の振幅を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路と、前記制御信号に基づき各チャネルの送信信号の振幅を可変制御する複数のボリューム回路と、前記可変制御された各チャネルの送信信号を多重化し、多重信号を生成する送信用多重回路とを備え、前記多重信号中の振幅制限設定値を超える部分の振幅を前記設定値以下に振幅制限し、前記制御信号生成回路は、前記各チャネルの送信信号の平均電力情報と振幅制限設定値とから、前記多重信号の振幅制限にともなう各チャネルの送信信号の電力変動量を補償する制御信号を生成し、前記ボリューム回路は、前記制御信号に基づき、各チャネルの送信信号の振幅を補償するように可変制御するようにしたものである。
また、前記多重信号中の振幅制限設定値を超える部分の振幅を前記設定値以下に振幅制限する非線形振幅制限回路を備えたものである。
【００１０】
また、前記制御信号生成回路は、前記各チャネルの送信信号の平均電力情報と振幅制限設定値とから、前記多重信号の振幅制限にともなう各チャネルの送信信号の電力変動量を補償するとともに、前記多重信号中の振幅制限設定値を超える部分の振幅を前記設定値以下に振幅制限できるよう各チャネルの送信信号の振幅を制限する制御信号を生成するようにしたものである。
【００１１】
また、各チャネルの送信信号の振幅の補償は、各チャネルの送信信号の平均電力に応じて重み付けされているようにしたものである。
【００１２】
また、各チャネルの送信信号の振幅の補償は、前記多重信号が振幅制限設定値を超える頻度に応じて時間的に制御されるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１のスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示している。図１において、１０１は各チャネル１〜Ｎ毎の信号を、各種の制御情報などを付随させた送信フレームフォーマットに組み込むフレーム組み立て回路、１０２はフレームに組み立てられた送信信号に拡散変調を施す拡散変調回路、１０３は拡散変調された送信信号の送信電力制御を行うために各チャネル毎に重み付けを行う多値化回路である。
【００１４】
１０４は後述する制御信号生成回路１０８に基準となるタイミングを供給する基準制御タイミング回路、１０５は制御信号生成回路１０８に各チャネルの平均電力等の電力情報を与える各チャネル平均電力制御回路、１０６は多重化されるチャネル数及び各チャネルの平均電力から振幅制限設定値を計算し制御信号生成回路１０８に送出する振幅制限値設定回路である。
【００１５】
１０７は多値化された複数の送信信号を多重化し、制御用の多重信号として制御信号生成回路１０８に出力する制御用多重回路、１０８は制御用の多重信号、各チャネルの平均電力情報、振幅制限設定値をもとに制御信号を生成し、後述するボリューム回路１１０へ出力する制御信号生成回路、１０９は前記の制御信号生成のために生じた遅延時間だけ各チャネルの信号を遅らせ制御信号と送信信号の同期をとる遅延回路、１１０は制御信号により各チャネルの送信信号の振幅の増減を行うボリューム回路である。
【００１６】
１１１は多値化された複数チャネルの送信信号を符号分割多重化する送信用多重回路、１１２は送信電力増幅器１１６のダイナミックレンジ不足を補うよう振幅制限を行う非線型振幅制限回路、１１３はディジタル信号である多重信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路、１１５は前記アナログ信号と搬送波発生回路１１４からの搬送波信号とを混合し、変調信号を出力するミキサ、１１６はミキサ１１５により混合された送信信号を増幅する送信電力増幅器、１１７は送信アンテナである。
【００１７】
次にこの実施の形態１の動作について説明する。本実施の形態においては、ＱＰＳＫ方式等の直交変調方式を用いるため、チャネルごとの拡散変調回路１０２、多値化回路１０３、遅延回路１０９、ボリューム回路１１０、送信用多重回路１１１、制御用多重回路１０７及び制御信号生成回路１０８の出力は、Ｉ成分とＱ成分の２系統から成る。各々のチャネル１〜Ｎ上の信号は、フレーム組み立て回路１０１で、各種の制御情報などを付随させた送信フレームフォーマットに組み込まれる。その後、送信フレームフォーマットは、拡散変調回路１０２で、各々のチャネルに割り当てられた拡散符号により拡散される。
【００１８】
拡散された送信信号は、多値化回路１０３においてそのチャネルの所要電力となるよう、信号の増幅または減衰の重み付けの操作を施される。多値化回路を経て重み付けされた信号は、遅延回路１０９と制御用多重回路１０７に分岐される。制御用多重回路１０７に入力した信号は、Ｉ，Ｑそれぞれの系統にまとめられ制御用多重信号として制御信号生成回路１０８に送られる。
【００１９】
一方、各チャネル平均電力制御回路１０５では、現在送信している各チャネルの平均電力の制御・監視という本来の制御に加え、制御信号生成回路１０８に各チャネルの平均電力情報を出力する。また、振幅制限値設定回路１０６では、総送信チャネル数と各チャネルの平均電力から最適な振幅制限値を計算し、制御信号生成回路１０８と非線型振幅制限回路１１２とに振幅制限設定値を出力する。
【００２０】
制御信号生成回路１０８では、基準制御タイミング回路１０４からの基準タイミング単位で、制御用多重信号、各チャネルの平均電力情報、振幅制限設定値等の情報から、非線型振幅制限を行うことによる各チャネルの電力変動量である電力損失量の計算を行う。そしてこの計算に基づき失われる電力の補償量を求め、制御信号としてボリューム回路１１０に出力する。
【００２１】
一方、多値化回路１０３から出力された送信信号は、遅延回路１０９にて制御信号生成回路１０８での制御信号生成に要する時間だけ遅延され出力される。ボリューム回路１１０では、遅延された送信信号に対し、基準タイミング時間にわたって前記制御信号生成回路１０８からの制御信号に基づいた振幅値の補償を行う。その後、振幅値の補償された送信信号は、送信用多重回路１１１でＩ，Ｑそれぞれの系統にまとめられる。
【００２２】
非線型振幅制限回路１１２では、振幅制限値設定回路１０６より指定される振幅制限値に従い符号分割多重された多重信号の振幅制限を行う。振幅制限された多重信号は、Ｄ／Ａ変換回路１１３によりアナログ信号に変換され、ミキサ１１５で搬送波発振回路１１４からの搬送波信号と混合されて変調信号に変換され、送信電力増幅器１１６で増幅され、送信アンテナ１１７より送信される。
【００２３】
次に、制御信号生成回路１０８について説明する。スペクトル拡散通信方式を用いた送信装置において送信電力制御を行う場合、各チャネルで電力のばらつきが生じるため送信用多重回路１１１では大電力信号チャネルと小電力信号チャネルが多重されることになる。このような多重信号を振幅制限するとき、全チャネルが等電力である場合と同様な振幅制限を行うと、小電力信号チャネルほど振幅制限による相互相関特性が損なわれる影響が大きく、そのチャネルの誤り率特性が著しく劣化することが計算機シミュレーションにより確認されている。
【００２４】
以下、非線型振幅制限による小電力信号チャネルの劣化とその補償方法を、Ｉ系のみに限定した簡単な例を用いて定性的に説明する。図２は従来の方式による振幅制限の説明図である。図２（ａ）は、ＣＨ０、ＣＨ１、ＣＨ２の３チャネルの１ビットデータをチップ長（拡散符号長）１６の異なる拡散符号１周期を用いて拡散し、拡散符号の“０”を“−１”、“１”を“１”と見なしてそれぞれに一定の振幅を重み付けした後、チャネルの多重化を行ったことを示している。
【００２５】
この信号がダイナミックレンジを損なわれることなく送信され、受信機においてそれぞれのチャネルで各チャネルの拡散符号を用いて復調されたとすると、相関値は各チャネルの重み付けした値に比例するため図２（ｂ）に示す値となる。図２（ｃ）は、この多重信号の１部分に対し、上位１ビットの削除（上位１ビットを削除すると、本来＋８レベルの信号は＋４と半分になる）により振幅制限した場合の多重信号の復調を行った例であり、小電力信号であるＣＨ１の相関値が他の２つのチャネルに対して、より劣化していることが分かる。
【００２６】
次に本発明の場合について説明する。図３は本実施の形態１の方式による振幅制限の説明図である。いま、図２（ｃ）に示すように多重信号の一部に対して拡散符号の単位で振幅制限を行う。この結果ＣＨ１の相関値は劣化する。しかし本実施の形態の場合は、各チャネルの信号の重み付けに際し、図３に示すように小電力信号であるＣＨ１に対しては本来の重み付け（＝１）に加え、補償量（＝５／４）を加味して振幅制限の補償制御を行った。その結果、図２の従来の場合に比べ、相関値の劣化量が改善されていることが分かる。また、ＣＨ１に対する振幅制限の補償制御によるＣＨ０、ＣＨ２の相関値への影響は、ＣＨ１の改善量と比較すると非常に小さな値となっていることが分かる。
【００２７】
このように小電力信号に対しては、重み付けに際し、振幅制限される信号区間（例えば拡散符号周期などの基準タイミングで設定された区間）内で前記重み付けに加えさらに振幅の補償を行うことにより、振幅制限による小電力信号の誤り率の劣化を改善することができる。
【００２８】
この例では振幅制限がＣＨ１に対して損失となる場合について説明した。しかし、これとは逆に振幅制限の効果が、復調後の相関値の過剰（電力変動量が＋）となって現れることがある。この場合、この過剰成分は他チャネルへの妨害要素となる。従ってこの場合はＣＨ１の相関値の過剰分を求め、過剰分をキャンセルするよう振幅を減衰制御すればよい。また基準タイミングで設定された区間内で振幅制限個所が複数個存在する場合には、振幅制限されたそれぞれの個所について、ＣＨ１の損失となるか過剰となるかを求め、それらを積分した結果が負であれば損失分を増幅、正であれば過剰分を減衰するようＣＨ１の振幅制御をボリューム１１０で行う。
【００２９】
以下、制御信号生成回路の細部の構成について説明する。図４は、この発明の実施の形態１における制御信号生成回路の１チャネル当たりの構成を示している。４０１は該当チャネルの信号に補償制御を行うか否かを決定するゲート回路、４０２はゲート回路４０１からの多重信号を逆拡散する逆拡散回路、４０３は逆拡散された多重信号の振幅制限値からの超過量を検出する振幅制限値超過量検出回路、４０４は前記超過量を基準タイミング内で積分し平均値を計算し、制御信号を生成する積分・平均値回路である。
【００３０】
次に制御信号生成回路の細部の動作を説明する。制御用多重回路１０７から出力される多重信号はゲート回路４０１に入力する。このゲート回路では各チャネル平均電力制御回路１０５からのイネーブル信号により多重信号を遮断または通過させ、自チャネルに補償制御を行うか否かを決定する。ゲート回路を通過した多重信号は逆拡散回路４０２において、拡散変調回路１０２で送信時に自チャネルのデータの拡散を行った拡散符号により、基準タイミング毎に逆拡散を施される。この操作により多重信号は、拡散符号が“０”のときは反転し、“１”のときは非反転した波形（逆拡散波形）に変換される。
【００３１】
振幅制限値超過量検出回路４０３では基準タイミング内で逆拡散波形と振幅制限値とを比較し、逆拡散波形が振幅制限値を超えていればその超過量を検出する。超過量は逆拡散回路４０２において逆拡散されているため正または負の値で得られ、また逆拡散された信号が振幅制限値を下回る場合は超過量無しであるため０の値が出力される。積分・平均回路４０４では得られた超過量を基準タイミング内で積分を行い、基準タイミングの時間で平均する。以上の操作により振幅制限による自チャネルの損失または過剰量の基準タイミング内での平均値が得られ、この値を制御信号として自チャネルのボリューム回路１１０に出力する。
【００３２】
ボリューム回路では基準タイミング単位で、制御信号が正の値であれば減衰制御を、負の値であれば増幅制御を制御信号の指定する値に応じて行う。以上の制御を全送信チャネルについて行うことにより、振幅制限の補償制御を実現することができる。
【００３３】
この実施の形態１の発明は、以上のように構成されており、各信号チャネルの電力に応じて各チャネル毎に「振幅制限の補償」を行うようにしたので、小電力信号チャネルの誤り率の劣化を防ぐことができるという効果がある。
【００３４】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図について説明する。実施の形態１（図１）では、多重信号の振幅制限を非線形振幅制限回路１１２で行っていたが、この実施の形態２では、ボリューム回路にて振幅の補償とともに振幅制限も同時に行うようにした。図５はこの発明の実施の形態２のスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示している。図５において、５０１は各チャネル毎に設けられたフレーム組み立て回路、５０２はフレームに組み立てられた送信信号に拡散変調を施す拡散変調回路、５０３は送信電力制御を行うために各チャネル毎に重み付けを行う多値化回路である。
【００３５】
５０４は後述する制御信号生成回路５０８に各種タイミングを供給する基準制御タイミング回路、５０５は制御信号生成回路５０８に各チャネルの平均電力等の電力情報を与える各チャネル平均電力制御回路、５０６は多重化されるチャネル数及び各チャネルの平均電力から振幅制限設定値を計算し制御信号生成回路５０８に送出する振幅制限値設定回路である。
【００３６】
５０７は多値化された複数の送信信号を多重化し、制御信号生成回路５０８に出力する制御用多重回路、５０８は多重化された信号、各チャネルの平均電力情報、振幅制限設定値をもとに、振幅制限による補償を行うための制御信号を生成し、ボリューム回路５１０へ出力する制御信号生成回路、５０９は制御信号生成のために生じた遅延時間だけ各チャネルの信号を遅らせ制御信号と送信信号の同期をとる遅延回路、５１０は制御信号により各チャネルの振幅の増減を行うボリューム回路である。
【００３７】
５１１は多値化された複数チャネルの送信信号を符号分割多重化する送信用多重回路、５１２はディジタルの多重信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路、５１３はミキサ、５１４は搬送波発生回路、５１５はミキサ５１３により混合された送信信号を増幅する送信電力増幅器、５１６は送信アンテナである。
【００３８】
次にこの実施の形態２の動作について説明する。本実施の形態においてはＱＰＳＫ方式等の直交変調方式を用いるため、チャネルごとの拡散変調回路５０２、多値化回路５０３、遅延回路５０９、ボリューム回路５１０、送信用多重回路５１１、制御用多重回路５０７、制御信号生成回路５０８の出力はＩ成分とＱ成分の２系統から成る。各々のチャネルはフレーム組み立て回路５０１により各種の制御情報を付随させた送信フレームフォーマットに組み込まれた後、拡散変調回路５０２でそのチャネルに割り当てられた拡散符号により拡散される。
【００３９】
拡散された送信信号は送信電力制御を行うために、多値化回路５０３においてそのチャネルの所要の電力となるよう信号の増幅または減衰制御を施される。多値化回路５０３を経て重み付けされた信号は遅延回路５０９と制御用多重回路５０７に分岐する。制御用多重回路５０７に入力した信号はＩ，Ｑそれぞれの系統にまとめられ制御信号生成回路５０８に送られる。
【００４０】
一方、各チャネル平均電力制御回路５０５では現在送信している各チャネルの平均電力の制御・監視を行うと同時に制御信号生成回路５０８に各チャネルの平均電力情報を出力する。また、振幅制限値設定回路５０６では総送信チャネル数と各チャネルの平均電力から最適な振幅制限値を計算し、制御信号生成回路５０８に振幅制限設定値を出力する。
【００４１】
制御信号生成回路５０８では多重信号、各チャネルの平均電力情報、振幅制限設定値等の情報から、非線型振幅制限を行うための各チャネルの拡散符号単位での所要減衰量と、基準タイミング単位での振幅制限による各チャネルの電力損失量の計算を行い、失われる電力の補償量を制御信号としてボリューム回路５１０に出力する。
【００４２】
一方、多値化回路５０３から出力され遅延回路５０９に入力した送信信号は制御信号生成に要する時間だけ遅延され、ボリューム回路５１０に出力される。ボリューム回路５１０では制御信号に従い、振幅制限の補償制御である基準タイミング単位での補償量に応じた振幅の増減と、振幅制限制御である拡散符号単位での振幅の増減を行う。振幅制限及び振幅制限の補償をされた信号は、送信用多重回路５１１でＩ，Ｑそれぞれの系統にまとめられる。
【００４３】
その後、多重信号はＤ／Ａ変換回路５１２によりアナログ信号に変換され、ミキサ５１３で搬送波発生回路５１４からの搬送波信号と混合されて変調信号に変換され、送信電力増幅器５１５で増幅され、送信アンテナ５１６より送信される。
【００４４】
次に、制御信号生成回路５０８の細部の構成について説明する。図６は、この発明の実施の形態２における制御信号生成回路の１チャネル当たりの構成を示している。６０１は該当チャネルの信号に補償制御を行うか否かを決定するゲート回路、６０２はゲート回路６０１からの多重信号を逆拡散する逆拡散回路、６０３は逆拡散された多重信号の振幅制限値からの超過量を検出する振幅制限値超過量検出回路、６０５は前記超過量を基準タイミング内で積分し平均値を計算する積分・平均回路、６０４は超過量を総チャネル数で除算する除算回路、６０７は積分を行っている基準時間だけ前記除算回路出力を遅延させる遅延回路、６０６は遅延回路出力と積分平均出力とを重ね合わせる重ね合わせ回路である。
【００４５】
次に制御信号生成回路の細部の動作を説明する。制御用多重回路５０７から出力される多重信号はゲート回路６０１に入力する。この回路では各チャネル平均電力制御回路５０５からのイネーブル信号により多重信号を遮断または通過させ、自チャネルに振幅制限および補償制御を行うか否かを決定する。ゲート回路を通過した多重信号は逆拡散回路６０２において、拡散変調回路５０２で送信時に自チャネルのデータの拡散を行った拡散符号により、基準タイミング毎に逆拡散を施される。この操作により多重信号は、拡散符号が“０”のときは反転し、“１”のときは非反転した波形に変換される。
【００４６】
振幅制限値超過量検出回路６０３では基準タイミング内で逆拡散波形と振幅制限値とを比較し、逆拡散波形が振幅制限値を超えていればその超過量を検出する。超過量は逆拡散回路６０２において逆拡散されているため正または負の値で得られ、また逆拡散された信号が振幅制限値を下回る場合は超過量無しであるため０の値が出力される。従って振幅制限値超過量検出回路の出力波形は拡散符号単位で振幅が“０”または振幅制限値超過分の振幅を持った波形となる。
【００４７】
振幅制限値超過量検出回路の出力波形は除算回路６０４と積分・平均回路６０５に分岐される。積分・平均回路６０５では、得られた超過量を基準タイミング内で積分を行い、基準タイミングの時間で平均する。この操作により振幅制限による自チャネルの損失または過剰量の基準タイミング内での平均値が得られる。
【００４８】
一方、除算回路６０４では超過量を総送信チャネル数で割ることにより、多重信号が振幅制限値を超えるタイミングにおいて振幅制限値を超えないための１チャネル当たりの所要振幅を算出し、遅延回路６０７において積分時間である基準タイミングの時間だけ遅延させる。積分・平均回路６０５と遅延回路６０７の出力は、基準タイミングに同期したタイミングで重ね合わせ回路６０６において波形の重ね合わせをされ、制御信号として各チャネルのボリューム回路５１０に出力される。
【００４９】
ボリューム回路では拡散符号単位で制御信号が正の値であれば減衰制御を、負の値であれば増幅制御を制御信号の指定する値だけ行う。以上の制御を全送信チャネルについて行うことにより、振幅制限及び振幅制限の補償制御を実現することができる。
【００５０】
この実施の形態２の発明は、以上のように構成されており、ボリューム回路にて、各信号チャネルの電力に応じて各チャネル毎の「振幅制限」および「振幅制限の補償」を行うようにしたので、小電力信号チャネルの誤り率の劣化を防ぐことができるという効果がある。また非線形振幅制限回路が不要となり構成が簡略化されるという効果がある。
【００５１】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図について説明する。図７はこの発明の実施の形態３のスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示している。図７において、制御信号生成回路７０８以外の構成は前述した実施の形態１と同様の構成及び動作を行うため、以下制御信号生成回路７０８について説明を行う。
【００５２】
図８は、この発明の実施の形態３における制御信号生成回路７０８の１チャネル当たりの構成を示している。８０１は該当チャネルの信号に補償制御を行うか否かを決定するゲート回路、８０２は多重信号を逆拡散する逆拡散回路、８０３は多重信号の振幅制限値からの超過量を検出する振幅制限値超過量検出回路、８０４は超過量を基準タイミング内で積分し平均値をとる積分・平均回路、８０５はチャネル平均電力制御回路７０５から送られる各チャネル平均電力情報と総送信電力情報とから自チャネルの重み係数を計算する重み係数計算回路、８０７は積分・平均回路８０４の出力に重み係数を乗算する乗算回路である。
【００５３】
次に制御信号生成回路の細部の動作を説明する。制御用多重回路７０７から出力される多重信号はゲート回路８０１に入力する。この回路では各チャネル平均電力制御回路７０５からのイネーブル信号により多重信号を遮断または通過させ、自チャネルに補償制御を行うか否かを決定する。ゲート回路８０１を通過した多重信号は逆拡散回路８０２において、拡散変調回路７０２で送信時に自チャネルのデータの拡散を行った拡散符号により、基準タイミング毎に逆拡散を施される。この操作により多重信号は、拡散符号が“０”のときは反転し、“１”のときは非反転した波形に変換される。
【００５４】
振幅制限値超過量検出回路８０３では基準タイミング内で逆拡散波形と振幅制限値とを比較し、逆拡散波形が振幅制限値を超えていればその超過量を検出する。超過量は逆拡散回路８０２において逆拡散されているため正または負の値で得られ、また逆拡散された信号が振幅制限値を下回る場合は超過量無しであるため０の値が出力される。積分・平均回路８０４では得られた超過量を基準タイミング内で積分を行い、基準タイミングの時間で平均される。
【００５５】
送信するチャネル数が多い場合には、ゲート回路８０１により選択される補償制御を受ける小電力信号チャネルの中でも電力のばらつきが生じているため、チャネルの平均電力の相対的な大きさによって重み係数を変化させることにより、優れた補償制御を実現することができる。重み係数計算回路８０５では補償制御を受けるチャネルの中で、自チャネルの平均電力が相対的に大きければ小さな重み係数を、相対的に小さければ大きな重み係数を０から１の間の値で出力する。乗算回路８０６では重み係数と積分・平均回路出力を乗算し、この値を制御信号として自チャネルのボリューム回路７１０に出力する。
【００５６】
この実施の形態３の発明は、以上のように構成されており、各信号チャネルの電力に応じて各チャネル毎の「振幅制限の補償」を重み付けし、精度良く補償を行うようにしたので、より効率的に小電力信号チャネルの誤り率の劣化を防ぐことができるという効果がある。
【００５７】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図について説明する。図９はこの発明の実施の形態４のスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示している。図９において、制御信号生成回路９０８と基準制御タイミング回路９０４以外は前述した実施の形態１と同様の構成及び動作を行うため、以下制御信号生成回路９０８及び基準制御タイミング回路９０４について説明を行う。
【００５８】
図１０は、この発明の実施の形態４における制御信号生成回路９０８の１チャネル当たりの構成を示している。１００１は当該チャネルの信号に補償制御を行うか否かを決定するゲート回路、１００２は多重信号を逆拡散する逆拡散回路、１００３は多重信号の振幅制限値からの超過量を検出する振幅制限値超過量検出回路、１００４は超過量を基準タイミング内で積分し平均値をとる積分・平均回路、１００５は多重信号が振幅制限値を超える回数を基準タイミング内でカウントする検出回数カウンタである。
【００５９】
次に制御信号生成回路の細部の動作を説明する。制御用多重回路９０７から出力される多重信号はゲート回路１００１に入力する。この回路では各チャネル平均電力制御回路９０５からのイネーブル信号により多重信号を遮断または通過させ、自チャネルに補償制御を行うか否かを決定する。ゲート回路１００１を通過した多重信号は逆拡散回路１００２において、拡散変調回路９０２で送信時に自チャネルのデータの拡散を行った拡散符号により、基準タイミング毎に逆拡散を施される。この操作により多重信号は、拡散符号が“０”のときは反転し、“１”のときは非反転した波形に変換される。
【００６０】
振幅制限値超過量検出回路１００３では基準タイミング内で逆拡散波形と振幅制限値とを比較し、逆拡散波形が振幅制限値を超えていればその超過量を検出する。超過量は逆拡散回路１００２において逆拡散されているため正または負の値で得られ、また逆拡散された信号が振幅制限値を下回る場合は超過量無しであるため０の値が出力される。積分・平均回路１００４では得られた超過量を基準タイミング内で積分を行い、基準タイミングの時間で平均される。
【００６１】
検出回数カウンタ１００５では逆拡散信号が振幅制限値を超えた回数を基準タイミング内でカウントし、タイミング生成制御信号として基準制御タイミング回路９０４に出力する。
【００６２】
送信電力制御時に多重数が少なく、また総送信電力自体も低い場合、多重信号の持つダイナミックレンジは送信電力増幅器９１６の有するダイナミックレンジに対して相対的に低くなるため、逆拡散信号が振幅制限値設定回路９０６により設定された振幅制限値を超える回数は基準タイミング内において減少する。基準制御タイミング回路９０４ではタイミング生成制御信号の値により検出回数が少なければ基準タイミングを時間的に広げる、あるいは間欠的に補償制御を行うよう基準タイミングを生成する等の処理を行う。上記の制御を行うことにより、振幅制限の補償制御の精度を保ちつつ、回路の処理量を低減することができ消費電力を抑えることができる。
【００６３】
この実施の形態４の発明は、以上のように構成されており、各信号チャネルの電力に応じて各チャネル毎の「振幅制限の補償」行うようにしたので、小電力信号チャネルの誤り率の劣化を防ぐことができるという効果がある。また、「振幅制限の補償」を時間的に制御するようにしたので、回路の消費電力を低減することができるという効果がある。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ダイナミックレンジの低い送信電力増幅器を用い、多重信号の振幅制限を行った場合でも、各チャネルの電力に応じて各チャネルの「振幅制限の補償」を行うようにしたので、小電力チャネルの誤り率の劣化を防ぐことができるという効果がある。
【００６５】
また、多重信号の振幅制限を非線形振幅制限回路で行うのではなく、ボリューム回路にて、各チャネルの電力に応じて各チャネルの「振幅制限」および「振幅制限の補償」を行うようにしたので、小電力チャネルの誤り率の劣化を防止できるとともに、非線形振幅制限回路が不要となり構成が簡略化されるという効果がある。
【００６６】
また、多重信号の中に比較的多くの小電力信号チャネルが含まれている場合には、各チャネルの電力に応じて各チャネル毎に「振幅制限の補償」を重み付けすることにより精度良く補償を行うようにしたので、より効率的に小電力チャネルの誤り率の劣化を防ぐことができるという効果がある。
【００６７】
また、多重数が少なく振幅制限の実施される頻度が少ない場合には、「振幅制限の補償」を時間的に制御するようにしたので、回路の消費電力を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
【図２】  従来の装置による振幅制限による小電力チャネルへの影響を示した説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による振幅制限による小電力チャネルへの影響を補償する過程を示した説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態１による制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図５】  この発明の実施の形態２によるスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図７】  この発明の実施の形態３によるスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
【図８】  この発明の実施の形態３による制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図９】  この発明の実施の形態４によるスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
【図１０】  この発明の実施の形態４による制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】  従来のスペクトル拡散通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１、５０１、７０１、９０１  フレーム組み立て回路、
１０２、５０２、７０２、９０２  拡散変調回路、
１０３、５０３、７０３、９０３  多値化回路、
１０４、５０４、７０４、９０４  基準制御タイミング回路、
１０５、５０５、７０５、９０５  各チャネル平均電力制御回路、
１０６、５０６、７０６、９０６  振幅制限値設定回路、
１０７、５０７、７０７、９０７  制御用多重回路、
１０８、５０８、７０８、９０８  制御信号生成回路、
１０９、５０９、７０９、９０９  遅延回路、
１１０、５１０、７１０、９１０  ボリューム回路、
１１１、５１１、７１１、９１１  送信用多重回路、
１１２、７１２、９１２  非線型振幅制限回路、
１１３、５１２、７１３、９１３  Ｄ／Ａ変換回路、
１１４、５１４、７１４、９１４  搬送波発生回路、
１１５、５１３、７１５、９１５  ミキサ、
１１６、５１５、７１６、９１６  送信電力増幅器、
１１７、５１６、７１７、９１７  送信アンテナ、
４０１、６０１、８０１、１００１  ゲート回路、
４０２、６０２、８０２、１００２  逆拡散回路、
４０３、６０３、８０３、１００３  振幅制限値超過量検出回路、
４０４、６０５、８０４、１００４  積分・平均回路、
６０４  除算回路、６０６  重ね合わせ回路、６０７  遅延回路、
８０５  重み係数計算回路、８０６  乗算回路、
１００５  検出回数カウンタ。
整理番号 = 123456-JP-01                                    ( 18 / 1 )
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【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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