专利名称：峰值功率抑制装置以及峰值功率抑制方法
技术领域：
本发明涉及比如对多载波信号等的峰值功率进行抑制的峰值功率抑制装置以及峰值功率抑制方法。
背景技术：
近几年，作为能够实现高速无线传输的通信方式，引人注目的有多载波方式，其能适应多路径，且具有高抗衰性。一般来说，在多载波方式中，由于在时间轴上加算已被重叠在多个载波的发送信号，所以就会产生高峰值功率。为了抑制这类多载波信号的高峰值功率，有时进行限制功率上限的称为削波的处理。
图1是表示通过削波对峰值进行抑制的一般的峰值功率抑制装置的结构示例的方框图。在图1的峰值功率抑制装置中，对在调制单元11生成的调制信号，在削波单元12进行削波。在滤波单元13中，对实施削波的调制信号进行频带限制。经频带限制处理后的调制信号在数字模拟转换单元(D/A转换单元)14进行数字模拟转换，在频率转换单元15转换为高频信号，在发送放大单元16进行放大，然后，经由天线17进行无线发送(例如，参照非专利文献1)。
在上述的峰值功率抑制装置中，通过对调制信号进行削波来限制峰值功率(图2)，并通过由滤波器除去因削波而出现的不需要的频带外的成分，来抑制频谱退化并抑制峰值功率，但是，作为频带外成分的除去结果，超过所限制的功率的上限值(阈值)的峰值功率，有可能会再次发生(图3)。
以往的峰值功率抑制装置中，作为以使再生成的峰值功率降低，从而实现所期望的峰值功率对平均功率的比率(峰值因数)为目的的峰值功率抑制装置，例如，有专利文献1所述的装置。图4是表示这一峰值功率抑制装置的结构示例的方框图。在图4的峰值功率抑制装置中，在包络线检测单元21检测输入信号的包络线；在比较单元22将存储在阈值设定单元23的预先所设定的多个阈值与包络线进行比较；在乘法器25将存储在系数设定单元24、与各个阈值相对应的抑制系数乘上输入信号。据此，能够控制滤波器和放大器输出的峰值因数，并能够抑制不需要的频带外的辐射。
专利文献1日本专利特开2003-298549号公报(第8页、第8图)非专利文献1″Effects of clipping and filtering on the performance ofOFDM″，Li，Xiaodong，IEEE Communications Letters，Vol.2，No.5，pp.131-133，May 1998发明内容发明需要解决的课题但是，在以往的峰值功率抑制装置中，存在着以下的问题。即，在以往的峰值功率抑制装置中，为使所发送的信号带有所期望的功率特性，需要将抑制系数的列表作为表格进行一元性的存储。因此，如果对峰值功率与阈值功率之差较大的信号施加高精确度的功率限制，那么表格的规格将会变大。表格的存储区域随着表格规格的增大而变大，装置的规模也随之增大。但是，接近峰值功率的功率作为瞬间功率发生的概率极低(例如，在10万分之1～100万分之1以下)，因此，即使存储了这类表格，其存储区域的利用效率仍然较低。
再者，在以往的峰值功率抑制装置中，进行只考虑对峰值抑制处理阶段的输入输出功率特性的峰值因数的控制。换而言之，没有进行考虑对其它处理阶段的输入输出功率特性的峰值因数的控制。因此，就会发生输出功率的最大值超过阈值功率的“抑制不足状态”、发生与超过了阈值功率的输入功率相对应的输出功率小于阈值功率的“过剩抑制状态”，所以，不容易实现所期望的峰值因数。
本发明的目的，是提供不需要增大装置规模和降低存储区域的利用效率，就能够简单地实现所希望的峰值因数的峰值功率抑制装置以及峰值功率抑制方法。
解决课题的方法本发明的峰值功率抑制装置采用的结构包括根据规定的抑制系数，对发送信号的峰值功率进行抑制的抑制单元；对通过上述抑制单元抑制峰值功率的发送信号的频带进行限制的限制单元；分别对输入到上述抑制单元的发送信号的输入功率和由上述限制单元输出的发送信号的输出功率进行检测的检测单元；根据检测出的输入功率和输出功率，计算出上述抑制系数的变更量的计算单元；以及根据计算出的变更量，对上述抑制系数进行变更的变更单元。
本发明的峰值功率抑制方法采用的结构包括根据规定的抑制系数，对发送信号的峰值功率进行抑制的抑制步骤；对在上述抑制步骤中抑制峰值功率的发送信号的频带进行限制的限制步骤；分别对在上述抑制步骤中抑制峰值功率前的发送信号的输入功率和在上述限制步骤限制频带后的发送信号的输出功率进行检测的检测步骤；根据在上述检测步骤中检测出的输入功率和输出功率，计算出上述抑制系数的变更量的计算步骤；以及根据在上述计算步骤中计算出的变更量，对上述抑制系数进行变更的变更步骤。
发明的效果根据本发明，不需要增大装置规模和降低存储区域的利用效率，就能够实现所希望的峰值因数。
图1是表示以往的峰值功率抑制装置的结构示例的方框图；图2是表示以往的峰值功率抑制装置的削波单元的输出波形示例的图；图3是表示以往的峰值功率抑制装置的滤波单元的输出波形示例的图；图4是表示以往的峰值功率抑制装置的结构的其它示例的方框图；图5是表示根据本发明实施方式1的无线发送装置的结构的方框图；图6是表示根据本发明实施方式1的无线发送装置的调制单元的结构的方框图；图7是表示根据本发明实施方式1的无线发送装置的削波单元的结构的方框图；图8是表示根据本发明实施方式1的无线发送装置的系数修改信号生成单元的结构的方框图；图9是表示根据本发明实施方式1的无线发送装置的系数修改控制单元的结构的方框图；图10是表示根据本发明实施方式1的无线发送装置的系数设定单元的结构的方框图；图11A是表示使用初始状态的削波系数时的与削波单元对应的输入输出功率特性的图；图11B是表示使用初始状态的削波系数时的与削波单元和滤波单元的组合对应的输入输出功率特性的图；图12A是表示使用最佳削波系数时的与削波单元对应的输入输出功率特性的图；图12B是表示使用最佳削波系数时的与削波单元和滤波单元的组合对应的输入输出功率特性的图；图13是表示出现了抑制不足状态时的与削波单元和滤波单元的组合对应的输入输出功率特性的图；图14是表示出现了过剩抑制状态时的与削波单元和滤波单元的组合对应的输入输出功率特性的图；图15是表示在本发明实施方式1中输入到削波单元的OFDM信号的输入波形的图；图16是表示在本发明实施方式1中由削波单元输出的OFDM信号的输出波形的图；图17是表示在本发明实施方式1中由滤波单元输出的OFDM信号的输出波形的图；图18是表示根据本发明实施方式2的无线发送装置的系数修改信号生成单元的结构的方框图；图19是表示根据本发明实施方式3的无线发送装置的调制单元的结构的方框图；图20是表示根据本发明实施方式4的无线发送装置的调制单元的结构的方框图；以及图21是说明根据本发明实施方式5的无线发送装置的削波动作的流程图。
具体实施例方式
以下，就有关本发明的实施方式，利用附图进行详细的说明(实施方式1)图5是表示运用了根据本发明实施方式1的峰值功率抑制装置的无线发送装置的结构的方框图。
图5的无线发送装置100包括对发送数据进行调制的调制单元101；根据削波系数对调制信号进行削波的削波单元102；具有可以切换的多个输入输出功率特性，并且对经削波处理的调制信号的频带进行限制的滤波单元103；对经频带限制处理的调制信号进行数字模拟转换的D/A转换单元104；对经数字模拟转换的调制信号转换为高频信号的频率转换单元105；对经频率转换的调制信号进行放大的发送放大单元106；对用于削波单元102中的削波的削波系数进行设定和变更的系数设定单元108；进行根据系统(在本实施方式中，是调制单元101和滤波单元103的组合)切换的控制的系统切换单元109；控制削波系数修改的执行及停止的系数修改控制单元110；以及对输入到削波单元102的调制信号的输入功率，和由滤波单元103输出的调制信号的输出功率进行检测，并计算出削波系数的修改量的系数修改信号生成单元111。
另外，图6是表示调制单元101的内部结构的方框图。调制单元101包括具有可以切换的多个调制方式，即具有可以切换的多个的输入输出功率特性，并对发送数据进行一次调制的一次调制单元121；对通过一次调制获得的调制信号进行串行并行转换的串行并行转换单元(S/P转换单元)122；对进行串行并行转换的调制信号，进行逆离散傅立叶转换的逆离散傅立叶转换单元(IDFT单元)123；对进行逆离散傅立叶转换的调制信号，进行并行串行转换的并行串行转换单元(P/S转换单元)124；对进行并行串行转换的调制信号，附加保护间隔的保护间隔附加单元125；以及，对附加在调制信号的保护间隔，进行规定的斜波保护处理的斜波保护处理单元126。即，在本实施方式的调制单元101中，生成OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex，正交频分复用)信号。
另外，图7是表示削波单元102的内部结构的方框图。削波单元102包括对由调制单元101输入的OFDM信号的输入功率进行检测的功率检测单元131；存储规定阈值的阈值存储单元132；从功率检测单元131检测出的输入功率的值减去存储在阈值存储单元132的阈值的第一减法器133；计算第一减法器133的减法结果与由系数设定单元108输入的削波系数相乘的积的第一乘法器134；从存储在阈值存储单元132的阈值，减去第一乘法器134的乘法结果的第二减法器135；按照第一减法器133的减法结果的正负(在本实施方式中，是否为0或0以上)，选择在由功率检测单元131检测出的输入功率和第二减法器135的减算结果中的一方，并将其输出的选择器136；将选择器136的输出除以由功率检测单元131检测出的输入功率的除法器137；将除法器137的除法结果作为权重，将该权重与调制单元101所输入的OFDM信号相乘的第二乘法器138。
另外，图8是表示系数修改信号生成单元111的内部结构的方框图。系数修改信号生成单元111包括对由调制单元101输入的OFDM信号的输入功率进行检测的第一信号功率检测单元141；对与该OFDM信号对应的、且由滤波单元103输出的OFDM信号的输出功率进行检测的第二信号功率检测单元142；存储规定阈值的阈值存储单元143；从第一信号功率检测单元141检测出的输入功率，减去存储在阈值存储单元143的阈值的第一减法器144；从第二信号功率检测单元142检测出的输出功率，减去存储在阈值存储单元143的阈值的第二减法器145；对第一减法器144的减算结果的正负(在本实施方式中，是否大于0)进行判定的正负判定单元146；当第一减法器144的减算结果是正数时，将第二减法器145的减算结果除以第一减法器144的减算结果的除法器147；将除法器147的除法结果与存储在最大值存储单元149的最大值进行比较的大小比较单元148；存储该最大值的最大值存储单元149；当除法器147的除法结果大于存储在最大值存储单元149的最大值时，则以该除法结果更新该最大值并进行设定的最大值设定单元150；在规定的时间间隔内取得存储在最大值存储单元149的最大值的最大值取得单元151；存储规定的反馈系数的反馈系数存储单元152；将最大值取得单元151取得的最大值乘以反馈系数，并将表示该乘法结果的削波系数修改信号输出到系数修改控制单元110的乘法器153；以及接收由系数修改控制单元110输入的停止信号，当接收该停止信号时，使削波系数修改信号的生成动作停止，而当没有接收该停止信号时，则使削波系数修改信号的生成动作执行的动作控制单元154。
另外，图9是表示系数修改控制单元110的内部结构的方框图。系数修改控制单元110包括存储规定阈值的阈值存储单元161；将由系数修改信号生成单元111输入的削波系数修改信号，与存储在阈值存储单元161的阈值进行比较的比较单元162；将得到输入的削波系数修改信号所表示的值小于该阈值的比较结果的次数进行计数，并输出合计值的计数器163；判定计数器163的输出是否超过规定的阈值，当该输出超过阈值时，继续输出1、当没有超过阈值时，继续输出0的判定单元164；当判定单元164的输出值继续为1时，测定其时间长度，当所测定的时间长度为规定长度时输出1、当所测定的时间长度没有规定长度时，总是输出0的定时单元166；输出由外部输入的停止指示信号(表示1或者0)与判定单元164的输出的“或”的OR电路167；当定时单元166的输出变为1时，还原计数器163和停止信号存储单元169所保持的值为0的还原单元165；存储OR电路167的输出，并将其作为停止信号(表示1或者0)，输出到系数修改信号生成单元111的停止信号存储单元169；生成0信号并进行输出的0信号生成单元168；以及，当停止信号存储单元169的输出是1时，选择0信号生成单元168的输出作为削波系数修改信号，而当停止信号存储单元169的输出是0时，选择出自系数修改信号生成单元111的削波系数修改信号，并将所选择的信号输出到系数设定单元108的选择器170。
另外，图10是表示系数设定单元108的内部结构的方框图。系数设定单元108包括对于调制单元101的每个调制方式和滤波单元103的每个输入输出功率特性的组合，作为表格存储事先计算出的削波系数(初始值)的列表，并从该表格中读出与由系统切换单元109输入的系统切换信号对应的削波系数并进行输出的削波系数表格存储单元181；计算存储在削波系数存储单元184的值，和由系数修改控制单元110输入的削波系数修改信号表示的值的和，并进行输出的加法器182；当由系统切换单元109输入系统切换信号时，选择削波系数表格存储单元181的输出，而当系统切换单元109没有输入系统切换信号时，则选择加法器182的输出的选择器183；以及，通过以选择器183的选择值替换原值并存储该选择值，来更新削波系数，并将该选择值作为削波系数输出到削波单元102的削波系数存储单元184。
其次，对包括上述结构的无线发送装置100的动作进行说明。首先，关于削波系数的修改动作进行说明。
首先，在调制单元101中生成OFDM信号，并输入到削波单元102。此时，在系数修改信号生成单元111的第一信号功率检测单元141中，对输入时的OFDM信号的功率(以下称为“瞬间输入功率Pin”)进行检测。
另一方面，此时，在削波单元102中，在功率检测单元131检测输入时的OFDM信号的功率(以下称为“瞬间输入功率P”)。再者，瞬间输入功率P与瞬间输入功率Pin实际上是同值。然后，在第一减法器133中，计算检测出的瞬间输入功率P与存储在阈值存储单元132的阈值Pth的差P-Pth。然后，在第一乘法器134中，根据下列算式(式1)，计算出由系数设定单元108内的削波系数存储单元184提供的削波系数a与差P-Pth的积(以下称为“功率修改量Δp”)Δp＝a×(P-Pth)…(式1)然后，在第二减法器135中，通过使用下列算式(式2)从阈值Pth中减去功率修改量Δp，计算出修改功率P’。
P’＝Pth-Δp…(式2)然后，在选择器136中，当差P-Pth≥0时，选择P’并进行输出，当差P-Pth＜0时，选择P并进行输出。然后，在除法器137中，根据选择器136的输出除以瞬间输入功率P，计算出权重。然后，在第二乘法器138中，将计算出的权重乘以由调制单元101输入的OFDM信号。随后，将作为第二乘法器138中的乘法结果的OFDM信号输出到滤波单元103。如上所述，能够得到与使用选择器136的输出值对OFDM信号的功率进行削波时相同的效果。
在滤波单元103中，通过对由削波单元102输入的OFDM信号的频带进行限制，除去在削波单元102中进行削波时产生的不需要的频带外成分。然后，将经频带限制处理的OFDM信号，输出到D/A转换单元104。此时，在系数修改信号生成单元111的第二信号功率检测单元142中，检测进行输出时的OFDM信号的功率(以下称为“瞬间输出功率Pout”)。
在系数修改信号生成单元111中，将第一信号功率检测单元141检测出的瞬间输入功率Pin，输入到第一减法器144，并且将第二信号功率检测单元142检测出的瞬间输出功率Pout，输入到第二减法器145。在第一减法器144中，通过使用下列算式(式3)，计算出瞬间输入功率Pin与存储在阈值存储单元143的阈值Pth的差ΔPin。另一方面，在第二减法器145中，通过使用下列算式(式4)，计算出瞬间输出功率Pout与阈值Pth的差ΔPout。
ΔPin＝Pin-Pth …(式3)ΔPout＝Pout-Pth …(式4)然后，在正负判定单元146中，进行ΔPin是否是正值的判定。当判定是正值时，正负判定单元146使除法器147进行动作。除法器147使用下列的算式(式5)，将第二减法器145的减法结果除以第一减法器144的减法结果。据此，检测削波单元102中的抑制不足状态和过剩抑制状态。即，检测出的抑制不足状态或者过剩抑制状态，表现为与削波单元102和滤波单元103的组合相对应的输入输出功率特性的斜率成分(以下称为“斜率x”)。因此，当计算出与斜率x相对应的修改量时，就能够计算出解除这些状态的削波系数a。
x＝ΔPout/ΔPin…(式5)然后，在大小比较单元148中，将存储在最大值存储单元149的值与斜率x进行比较。比较的结果，当斜率x大时，最大值设定单元150将存储在最大值存储单元149的值更新为斜率x。通过在规定期间继续进行这类处理，来求该规定期间内的斜率x的最大值y。最大值取得单元151以规定的时间间隔，提取存储在最大值存储单元149的最大值y。在乘法器153中，使用下列算式(式6)，将提取出的最大值y乘以存储在反馈系数存储单元152的规定的反馈系数m。该乘算结果是削波系数a的修改量(以下称为“系数修改量Δa”)，并将表示系数修改量Δa的削波系数修改信号输出到系数修改控制单元110。
Δa＝m×y…(式6)在系数修改控制单元110中，对由系数修改信号生成单元111输入的削波系数修改信号，进行后面叙述的系数修改控制，并将经系数修改控制处理的削波系数修改信号，输出到系数设定单元108。
在系数设定单元108中，在加法器182，使用下列算式(式7)，将系数修改控制单元110输入的削波系数修改信号所表示的系数修改量Δa，与存储在削波系数存储单元184的削波系数a相加，成为新的削波系数a。当从系统切换单元109没有输入系统切换信号时，作为加算结果的削波系数a，由选择器183选择，并输出到削波系数存储单元184。削波系数存储单元184当由选择器183输入削波系数a时，使用新输入的削波系数a，更新在此之前所存储的削波系数a，并存储所输入的削波系数a。此时，输入到削波系数存储单元184的削波系数a，作为通过系数修改动作所得到的适当系数，输出到削波单元102的第一乘法器134。
a+Δa＝a…(式7)如上所述，通过进行削波系数a的更新处理，能够简化重复进行的削波系数a的修改处理，从而能够减轻无线发送装置100的整体负载，并且对于与削波单元102以及滤波单元103的组合相对应的输入输出功率特性的伴随时间经过而发生的变动，能够进行跟踪性较好的削波系数a的修改。
可是，当由系统切换单元109输入系统切换信号时，与该系统切换信号所表示的信息对应的削波系数a，由削波系数表格存储单元181输入到选择器183。此时，选择器183选择由削波系数表格存储单元181输入的削波系数a，并输出到削波系数存储单元184。
例如，当变更了调制单元101的调制方式时，则随之切换输入输出功率特性。此时选择与切换后的输入输出功率特性对应的削波系数a。因此，对于调制方式的变更引起的输入输出功率特性的切换，能够跟踪性较好地修改削波系数a。另外，例如，当切换滤波单元103的输入输出功率特性时，也选择与切换后的输入输出功率特性对应的削波系数a。因此，对于滤波单元103的输入输出功率特性的切换，能够跟踪性较好地修改削波系数a。
通过上述的系数修改，削波系数经过最佳化、并进行适当削波的动作，利用OFDM信号的输入输出功率特性图进行说明，就更加明确了。下面，对削波系数从初始值(a＝0)修改成最佳值的状况进行说明。
削波系数a为初始状态即0时，由于在削波单元102以固定的削波电平(阈值Pth)，进行功率限制，所以在与削波单元102相对应的输入输出功率特性中，当瞬间输入功率P超过阈值Pth时输出到滤波单元103的OFDM信号的修改功率P’，为固定的Pth(图11A)。
此时，在与削波单元102以及滤波单元103组合对应的输入输出功率特性中，如图11B所示，在瞬间输入功率P超过阈值Pth的区域中发生斜率成分(这里称为“斜率k”)。该斜率k表示由滤波单元103重新生成的功率成分(在削波单元102中被抑制的功率成分的一部分或者全部)。
为了处理这样的情况，在系数修改信号生成单元111中，通过检测斜率k，计算出可以解除斜率k的系数修改量Δa，而在系数设定单元108中，计算出下一个削波系数a(＝0+Δa)。如上所述，通过反复进行对削波系数a的修改，将求出最佳的削波系数a。
当计算出最佳的削波系数a时，削波单元102前后的输入输出功率特性，如图12A所示，在瞬间输入功率P超过阈值Pth的区域里，具有处于与斜率k相反方向的斜率的成分(以下称为”斜率k’”)。
关于该斜率k’，优选为k’＝-k。此时，即使作为滤波单元103中的滤波处理结果再次生成功率成分，因为k+k’＝0，所以，与削波单元102和滤波单元103组合相对应的输入输出功率特性中，在瞬间输入功率P超过阈值Pth的区域内，瞬间输出功率Pout成为与阈值Pth相等的电平(图12B)。
另外，关于斜率k，存在产生的斜率k有正值的情况，以及有负值的情况。如图13所示，具有正值的斜率k表示削波系数a的现在值小于最佳值，即，表示处于抑制量不够的状态。再者，斜率k的绝对值表示抑制不足状态的程度，且与现在值和最佳值间的偏离(系数的不足部分)成比例。另一方面，如图14所示，具有负值的斜率k表示削波系数a的现在值大于最佳值，即，表示处于抑制量过剩的状态。再者，斜率k的绝对值表示抑制过剩状态的程度，与现在值和最佳值间的偏离(系数的过剩部分)成比例。
因此，通过进行上述系数修改，削波系数a会更接近于最佳值。在本实施方式中，系数修改量Δa是通过对检测出的斜率k的最大值乘以规定的反馈系数m而求出的。即，反馈系数m设定为使削波系数a从检测出的斜率k接近于最佳值的值。
下面，就削波系数a经过最佳化、并进行适当削波时的、OFDM信号的波形变化进行说明。如图15所示，假设调制单元101生成的OFDM信号在时间轴上部分带有超过阈值Pth的瞬间输入功率P(峰值功率)。此时，在削波单元102，对在时间轴上超过阈值Pth的部分(换而言之，就是在瞬间输入功率P超过阈值Pth的时刻)进行削波。削波的结果，如图16所示，这一部分会有Pth-Δp的功率(即，小于阈值Pth的功率)。然后，削波后的OFDM信号被限制频带。功率修改量Δp考虑滤波单元103中再次生成的功率成分的大小。因此，即使作为滤波单元103中滤波处理结果再次生成功率成分，超出阈值Pth部分的瞬间输出功率Pout，最终约等于阈值Pth(图17)。
其次，对系数修改控制单元110中的系数修改控制，进行说明。
首先，系数修改信号生成单元111生成的削波系数修改信号输入到比较单元162以及选择器170。在比较单元162，将削波系数修改信号所表示的系数修改量Δa与存储在阈值存储单元161的阈值ath进行比较。作为比较的结果，当Δa＜ath时输出1，而当Δa≥ath时输出0。计数器163对比较单元162的输出值进行计数，并输出合计的值。
然后，判定单元164对计数器163的输出是否超过规定的阈值进行判定。判定的结果，当计数器163的输出超过规定的阈值时，在定时单元166测量其持续的时间。当所测量的持续时间达到规定时间时，经由OR电路167向停止信号存储单元169通知该信息，此外，还要将该信息通知到选择器170。此时，选择器170就选择来自0信号生成单元168的0信号，来替代经输入的削波系数修改信号，将其作为削波系数修改信号，输出到系数设定单元108。即，当系数修改量Δa在规定的时间内稳定地维持低电平状态时，使系数修改量Δa的值为0。据此就不修改削波系数a。因此，当削波系数a在较高准确度的状态处于稳定状态时，能够使削波系数a停止修改处理，能够抑制无线发送装置100整体的消耗功率。
另外，当由外部输入停止指示信号的时候，该信息经由OR电路167通知到停止信号存储单元169，还通知到选择器170。其以后的动作与上述内容相同。
另外，当发生由上述OR电路167向停止信号存储单元169的通知时，停止信号存储单元169将停止信号输出到系数修改信号生成单元111。停止信号是用来使系数修改信号生成单元111停止削波系数修改信号生成动作的信号。停止信号由系数修改信号生成单元111的动作控制单元154接收，此时，动作控制单元154停止上述削波系数修改信号的生成动作。这样，不仅能够以所期望的定时停止系数变更量Δa的计算，而且能够停止削波系数a的修改处理，从而能够控制无线发送装置100整体的消耗功率。
另一方面，当没有发生由上述OR电路167向停止信号存储单元169的通知时，则认为系数修改量Δa没有稳定在低电平状态。因此，由于停止信号存储单元169没有进行停止信号的输出，所以执行系数修改信号生成单元111中的削波系数修改信号的生成动作。另外，系数修改控制单元110的选择器170将由系数修改信号生成单元111输入的削波系数修改信号，原封不动地输出到系数设定单元108。
如上所述，根据本实施方式，由于根据瞬间输入功率P(Pin)和瞬间输出功率Pout，来计算削波系数a的系数修改量Δa，所以不需要使用抑制系数用的庞大表格，考虑与削波单元102和滤波单元103的组合相对应的输入输出功率特性的峰值因数的控制成为可能，还有，可以使用根据作为瞬间实际测量值的瞬间输入功率P(Pin)和瞬间输出功率Pout的削波系数a，因此，不需要增大装置规模和降低存储区域的利用效率，就能够简单地实现所期望的峰值因数。
另外，关于功率差的计算，既可以使用dB为单位，也可以用线性值进行计算。
另外，进行处理的发送数据，既可以是简单的码元列，也可以是码分多址(CDMA)信号。
(实施方式2)图18是表示根据本发明实施方式2的无线发送装置的系数修改信号生成单元的结构的方框图。此外，在本实施方式中说明的无线发送装置具有与实施方式1中说明的图5的无线发送装置相同的基本结构。另外，本实施方式的系数修改信号生成单元也具有与实施方式1中说明的系数修改信号生成单元同样的基本结构。因此，对与实施方式1中已经说明的结构相同或者相对应的结构要素，赋与相同的参照符号，并在这里省略其详细说明。
图18的系数修改信号生成单元111包括实施方式1中说明的第一信号功率检测单元141；第二信号功率检测单元142；阈值存储单元143；第一减法器144；第二减法器145；反馈系数存储单元152；乘法器153；以及动作控制单元154。除此之外，系数修改信号生成单元111还包括存储预先设定的功率范围的范围设定单元203；通过将第一减法器144的减算结果与该功率范围进行比较，来判定该减算结果是否在该功率范围内的比较单元201；在存储在最大值存储单元204的值中，将与第一减法器144的减算结果相对应的值，与第二减法器145的减算结果相互比较大小的大小比较单元202；当作为大小比较单元202的比较结果第二减法器145的减算结果的值大时，更新与第一减法器144的减算结果相对应的最大值存储单元204的值的最大值设定单元206；使第二减法器145的减算结果的最大值与第一减法器144的减算结果相对应，并将其作为表格进行存储的最大值存储单元204；以及以规定的时间间隔，对存储在最大值存储单元204的值进行线形近似的线形近似单元205。
下面，对具有上述结构的系数修改信号生成单元111中的削波系数修改信号的生成动作进行说明。
存储在范围设定单元203的功率范围，例如，被预先设定为能够对瞬间输入功率Pin是否有出现频度比较高的值进行判定的值。此时，当瞬间输入功率Pin具有出现频度比较高的值时，作为第一减法器144的减算结果的差ΔPin就属于这一功率范围。据此，能够仅将出现频度比较高的功率范围作为系数变更量Δa的计算对象，能够减轻计算处理的工作量。
另外，在线形近似单元205中，对于存储在最大值存储单元204的值，进行线形近似。根据该线形近似，将抑制不足状态和过剩抑制状态，作为一次函数的斜率成分(即斜率y)来计算。另外，作为线形近似的方法，例如，虽然列举了最小平方法，但是并不受此限制。
如上所述，根据本实施方式，因为对抑制不足状态和过剩抑制状态进行线形近似，所以，能够从线形近似的结果(斜率y)有效地导出适当的削波系数a。
另外，进行处理的发送数据，既可以是简单的码元列，也可以是码分多址(CDMA)信号。
(实施方式3)图19是表示根据本发明实施方式3的无线发送装置的调制单元的结构的方框图。另外，本实施方式的无线发送装置具有与实施方式1中说明的图5的无线发送装置相同的基本结构。据此，对与实施方式1中说明的结构相同或者相对应的结构要素，赋与相同的参照符号，并省略其详细说明。
图19的调制单元101包括将作为串行数据的发送数据转换为1个或1个以上(在本实施方式中，是n个)的并行数据的S/P转换单元301；对发送数据的每个并行数据分别进行扩频处理的扩频单元302-1、302-2、302-3、...、302-n；对于各个扩频单元302-1～302-n的扩频处理结果，分别进行调制处理的调制器303-1、303-2、303-3、...、303-n；以及对各个调制器303-1～303-n的调制结果进行合成的合成单元304。
在具有上述结构的调制单元101中，通过在扩频单元302-1～302-n中对转换成并行数据的发送数据进行扩频，来扩大各个并行数据的信号频带宽度。然后，在各个调制器303-1～303-n中，以各个扩频单元302-1～302-n的输出，对具有不同频率的信号进行调制。然后，在合成单元304中合成该调制结果，并作为直接扩频多载波信号输出到削波单元102。
如上所述，根据本实施方式，在对峰值因数较大的直接扩频多载波信号进行无线发送的情况下，能够容易地实现所期望的峰值因数。
另外，进行处理的发送数据，既可以是简单的码元列，也可以是码分多址(CDMA)信号。
(实施方式4)图20是表示根据本发明实施方式4的无线发送装置的调制单元的结构的方框图。另外，本实施方式的无线发送装置具有与实施方式1中说明的图5的无线发送装置相同的基本结构。据此，对与实施方式1中说明的结构相同或者相对应的结构要素，赋与相同的参照符号，并省略其详细说明。
图20的调制单元101包括将作为串行数据的发送数据转换为1个或1个以上(在本实施方式中，是n个)的并行数据的S/P转换单元401；对于发送数据的每个并行数据分别进行调制处理的调制器402-1、402-2、402-3、...、402-n；以及对各个调制器402-1～402-n的调制结果进行合成的合成单元403。
在具有上述结构的调制单元101中，在各个调制器402-1～402-n以发送数据的各个并行数据，对具有不同频率的信号进行调制。然后，在合成单元403，合成该调制结果，并作为多载波信号输出到削波单元102。
如上所述，根据本实施方式，在对峰值因数较大的多载波信号进行无线发送的情况下，能够容易实现所期望的峰值因数。
另外，进行处理的发送数据，既可以是简单的码元列，也可以是码分多址(CDMA)信号。
(实施方式5)图21是用来说明根据本发明实施方式5的无线发送装置的削波处理动作的流程图。另外，本实施方式的无线发送装置，具有与实施方式1中说明的无线发送装置相同的基本结构。因此，省略对各个结构要素的详细说明。
在步骤ST1000中，对调制信号的1样本(处理样本)检测瞬间输入功率P。另外，该调制信号是时间离散性(数字)的调制信号。
然后，在步骤ST1010中，利用阈值Pth，计算出检测出的瞬间输入功率P与阈值Pth的差P-Pth。然后，在步骤ST1020中，对差P-Pth的正负进行判定。当差P-Pth不是正值时，结束对该样本的处理流程。另一方面，当差P-Pth为正值时，进入步骤ST1030。
在步骤ST1030中，利用计算出的削波系数a，计算出差P-Pth与削波系数a的积。以此计算出作为抑制电平的功率修改量Δp。然后，在步骤ST1040中，利用阈值Pth，通过从阈值Pth减去功率修改量Δp，来计算作为削波单元102的输出功率的修改功率P’。
然后。在步骤ST1050中，通过计算修改功率P’与瞬间输入功率P的比，得到削波权重。随后，在步骤ST1060中，使用得到的削波权重乘以处理样本，将原来的调制信号的瞬间功率转换为P’。
另外，削波系数a是，例如，按照上述实施方式中所说明的方法，利用一次函数的形式，自适应地求出的值，以使与削波单元102及滤波单元103的组合对应的输入输出功率特性可实现意图的峰值因数。
如上所述，根据本实施方式，基于利用一次函数的形式自适应的求出的最佳的削波系数a进行削波，当对大峰值因数的调制信号进行无线发送时，能够容易实现所期望的峰值因数。
本说明书根据2004年3月22日申请的日本专利特愿第2004-082906号。其内容全部包含于此作为参考。
工业实用性本发明的峰值功率抑制装置及其峰值功率抑制方法，具有不需要增大装置规模以及降低存储区域的利用效率，就能够简单地实现所期望的峰值因数的效果，适合用于例如对多载波信号等的峰值功率的抑制。
权利要求
1.一种峰值功率抑制装置，包括抑制单元，根据规定的抑制系数，对发送信号的峰值功率进行抑制；限制单元，对通过上述抑制单元抑制峰值功率的发送信号的频带进行限制；检测单元，分别对输入到上述抑制单元的发送信号的输入功率，以及由上述限制单元输出的发送信号的输出功率进行检测；计算单元，根据检测出的输入功率以及输出功率，计算出上述抑制系数的变更量；以及变更单元，根据计算出的变更量，对上述抑制系数进行变更。
2.如权利要求1所述的峰值功率抑制装置，其中，上述计算单元具有状态值计算单元，根据检测出的输入功率以及输出功率，计算表示在上述抑制单元的峰值功率抑制的不足状态和过剩状态中的至少一方的数值；并且根据计算出的数值，进行上述抑制系数的变更量的计算。
3.如权利要求2所述的峰值功率抑制装置，其中，上述状态值计算单元通过对检测出的输入功率以及输出功率进行规定的线形近似，来进行上述数值的计算。
4.如权利要求2所述的峰值功率抑制装置，其中，上述计算单元具有判定单元，判定检测出的输入功率是否在规定的范围内；并且上述状态值计算单元，在检测出的输入功率以及输出功率中，根据上述范围内的输入功率以及与该输入功率相对应的输出功率，来进行上述数值的计算。
5.如权利要求1所述的峰值功率抑制装置，其中，上述变更单元，具有更新单元，根据计算出的变更量，更新上述抑制系数。
6.如权利要求1所述的峰值功率抑制装置，还包括调制单元，具有可变的输入输出功率特性；其中，上述变更单元，具有存储单元，作为系数表格存储与上述输入输出功率特性对应的抑制系数；并且当上述调制单元的输入输出功率特性被切换时，根据存储在上述存储单元的系数表格，变更上述抑制系数。
7.如权利要求1所述的峰值功率抑制装置，其中，上述限制单元具有可变的输入输出功率特性；上述变更单元，具有存储单元，作为系数表格存储与上述输入输出功率特性对应的抑制系数；并且当上述限制单元的输入输出功率特性被切换时，根据存储在上述存储单元的系数表格，变更上述抑制系数。
8.如权利要求1所述的峰值功率抑制装置，其中，上述变更单元，具有接收单元，接收表示停止变更量计算的停止信号；并且当接收上述停止信号时，停止变更量的计算。
9.如权利要求1所述的峰值功率抑制装置，还包括稳定检测单元，检测计算出的变更量稳定地在小于规定电平的状态；以及发送单元，在检测出计算出的变更量的稳定情况时，将上述停止信号发送到上述接收单元。
10.一种具有如权利要求1所述的峰值功率抑制装置的无线发送装置。
11.一种峰值功率抑制方法，包括抑制步骤，根据规定的抑制系数，对发送信号的峰值功率进行抑制；限制步骤，对在上述抑制步骤抑制峰值功率的发送信号的频带进行限制；检测步骤，分别对在上述抑制步骤抑制峰值功率前的发送信号的输入功率，以及在上述限制步骤限制频带后的发送信号的输出功率进行检测；计算步骤，根据在上述检测步骤检测出的输入功率以及输出功率，计算出上述抑制系数的变更量；以及变更步骤，根据在上述计算步骤计算出的变更量，对上述抑制系数进行变更。
全文摘要
提供一种不需要增大装置规模以及降低存储区域的利用效率，就能够简单地实现所希望的峰值因数的峰值功率抑制装置。在该装置中，削波单元(102)根据削波系数(a)抑制发送信号的峰值功率。滤波单元(103)对通过削波单元(102)抑制峰值功率的发送信号的频带进行限制。系数修改信号生成单元(111)分别对输入到削波单元(102)的发送信号的瞬间输入功率(Pin)，以及由滤波单元(103)输出的瞬间输出功率(Pout)进行检测。另外，系数修改信号生成单元(111)根据瞬间输入功率(Pin)，以及瞬间输出功率(Pout)，计算出削波系数(a)的系数变更量(Δa)。系数设定单元(108)根据计算出的系数变更量(Δa)，变更削波系数(a)。
文档编号H04J1/00GK1934814SQ20058000917
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月16日 优先权日2004年3月22日
发明者上田真司 申请人:松下电器产业株式会社