專利名稱:峰值功率抑制裝置和峰值功率抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及峰值功率抑制裝置和峰值功率抑制方法，特別涉及在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex正交頻分復(fù)用)方式的無線發(fā)送裝置中所使用的峰值功率抑制裝置和峰值功率抑制方法。
背景技術(shù)：
近年來，在移動通信中，對高速大容量通信的需求日益增高，因此，例如OFDM方式作為實現(xiàn)它的調(diào)制方式備受矚目。在OFDM方式中，使用在頻率軸上正交配置多個副載波的多載波信號。多載波信號是通過合成多個載波而獲得的，因此有時出現(xiàn)較高的峰值功率。作為表示峰值功率的大小的指標(biāo)，例如使用PAPR(Peak to Average Power Ratio峰均功率比)值，在OFDM方式中，副載波數(shù)越多PAPR值也越大。
以往的抑制峰值功率的方式例如有專利文獻(xiàn)1所記載的所謂消波濾波(Clipping and Filtering)法。參照消波濾波法的動作。圖1是表示以往的實現(xiàn)消波濾波法的峰值功率抑制裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的方框圖。如圖2所示，在發(fā)送信號的振幅值為大于事先設(shè)定的閾值時，該振幅值因消波單元11的消波處理而被限制。從頻率軸上看該處理時，如圖3B所示，對具有圖3A所示的頻譜的發(fā)送信號進(jìn)行消波處理時，在發(fā)送信號的頻帶內(nèi)和頻帶外出現(xiàn)失真分量。由濾波單元12除去有可能對相鄰信道造成干擾的頻帶外失真分量，而獲得具有如圖3C所示的頻譜的發(fā)送信號。
特開2002-185432號公報
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的問題然而，在上述以往的峰值功率抑制裝置中，雖然能夠由濾波處理除去發(fā)送信號的頻帶外失真，但無法通過濾波處理除去發(fā)送信號的頻帶內(nèi)失真，所以頻帶內(nèi)失真依然殘留在發(fā)送信號中。因此有如下問題，即，向通信對方裝置發(fā)送在頻帶內(nèi)殘留著失真分量的信號時，使通信對方裝置的接收差錯率特性惡化。
本發(fā)明的目的為提供一種峰值功率抑制裝置和峰值功率抑制方法，它能夠提高接收端裝置的接收差錯率特性。
解決問題的方案本發(fā)明的峰值功率抑制裝置所采用的結(jié)構(gòu)包括抑制單元，抑制信號的峰值功率；提取單元，提取峰值功率被抑制的信號中的頻帶內(nèi)失真分量；以及除去單元，從峰值功率被抑制的信號中，除去所提取出的頻帶內(nèi)失真分量。
本發(fā)明的峰值功率抑制方法包括抑制步驟，抑制信號的峰值功率；提取步驟，提取峰值功率被抑制的信號中的頻帶內(nèi)失真分量；以及除去步驟，從峰值功率被抑制的信號中，除去所提取出的頻帶內(nèi)失真分量。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提高接收端裝置的接收差錯率特性。
圖1是表示以往的峰值功率抑制裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的方框圖。
圖2是表示發(fā)送信號的振幅值的例子的圖。
圖3是表示以往的峰值功率抑制裝置的發(fā)送信號的頻譜的圖。
圖4是表示本發(fā)明實施方式1的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是表示本發(fā)明實施方式1的發(fā)送信號的頻譜的圖。
圖6是表示本發(fā)明實施方式2的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是表示本發(fā)明實施方式3的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖8是表示本發(fā)明實施方式3的無線發(fā)送裝置的動作的流程圖。
具體實施方式下面，使用附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1)圖4是表示本發(fā)明實施方式1的適用峰值功率抑制裝置的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4的無線發(fā)送裝置100包括消波單元102、濾波單元103、減法電路104、D/A轉(zhuǎn)換器105、變頻單元106、功率放大器107、D/A轉(zhuǎn)換器108、變頻單元109、功率放大器110、減法電路111以及天線112。
在消波單元102，作為抑制手段，對發(fā)送信號中的閾值以上的振幅分量進(jìn)行消波處理。由此抑制發(fā)送信號的峰值功率。在濾波單元103，對消波單元102的輸出信號進(jìn)行濾波處理，以除去發(fā)送信號中的頻帶外失真分量。在D/A轉(zhuǎn)換器105將濾波單元103的輸出信號從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換到模擬信號。在變頻單元106對D/A轉(zhuǎn)換器105的輸出信號進(jìn)行頻率變換，從基帶信號變換到RF(Radio Frequency)頻帶信號。在功率放大器107，作為屬于主發(fā)送系統(tǒng)的第一放大單元，對變頻單元106的輸出信號進(jìn)行放大處理。在減法電路104，作為提取單元，從濾波單元103的輸出信號減去原本的發(fā)送信號，即進(jìn)行消波處理之前的發(fā)送信號，以提取發(fā)送信號的頻帶內(nèi)失真分量。在D/A轉(zhuǎn)換器108，將減法電路104的輸出信號即頻帶內(nèi)失真分量，從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換到模擬信號。在變頻單元109，對從D/A轉(zhuǎn)換器108輸出的信號進(jìn)行頻率變換，從基帶信號變換到RF頻帶信號。在功率放大器110，作為屬于副發(fā)送系統(tǒng)的第二放大單元，對變頻單元109的輸出信號進(jìn)行放大處理。在減法電路111，作為除去單元，從功率放大器107的輸出信號減去功率放大器110的輸出信號，由此從發(fā)送信號除去頻帶內(nèi)失真分量。將已除去頻帶內(nèi)失真分量的發(fā)送信號從天線112無線發(fā)送出去。
接著，使用圖5A～圖5E說明包括上述結(jié)構(gòu)的無線發(fā)送裝置100的動作。
被輸入到消波單元102的發(fā)送信號具有例如圖5A所示的頻譜。因而發(fā)送信號在消波單元102被施以消波處理。通過該處理，規(guī)定的閾值以上的振幅分量受到限制，從而抑制峰值功率。這里，基于設(shè)計上決定的PAPR值而決定上述閾值。例如，PAPR值為6dB時，將比平均信號功率高6dB的值設(shè)定為閾值。由此，如圖5B所示，就被消波的發(fā)送信號而言，在頻帶內(nèi)和頻帶外分別包含失真分量。
被消波的發(fā)送信號在濾波單元103受到濾波處理。如圖5C所示，通過該處理只除去了頻帶外失真分量。在此時，發(fā)送信號中還殘留著頻帶內(nèi)失真分量。
對從濾波單元103輸出的發(fā)送信號，在D/A轉(zhuǎn)換器105和變頻單元106分別進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換處理和頻率變換處理，然后在功率放大器107進(jìn)行放大。
另一方面，在減法電路104中，從濾波單元103的輸出信號中減去原本的發(fā)送信號。其結(jié)果，如圖5D所示，提取了發(fā)送信號中的頻帶內(nèi)失真分量。將所提取出的頻帶內(nèi)失真分量在功率放大器110放大。另外，副發(fā)送系統(tǒng)中的功率放大器110僅用于放大頻帶內(nèi)失真分量，因此與主發(fā)送系統(tǒng)的功率放大器107相比，輸出特性較小的放大器就可以。
然后，在減法電路111，從作為功率放大器107的輸出信號的發(fā)送信號減去作為功率放大器110的輸出信號的頻帶內(nèi)失真分量。由此，從發(fā)送信號除去了頻帶內(nèi)失真分量。其結(jié)果，所獲得的發(fā)送信號具有例如圖5E所示的頻譜。
這樣，根據(jù)本實施方式，由于從被抑制峰值功率的發(fā)送信號中除去頻帶內(nèi)失真分量，因此能夠提高接收端裝置的接收差錯率特性。
另外，根據(jù)本實施方式，因為從經(jīng)放大的發(fā)送信號中除去頻帶內(nèi)失真分量，所以有時因頻帶內(nèi)失真分量的除去，在時間軸上重新出現(xiàn)峰值功率而使得PAPR值增大。但是，PAPR值在功率放大器107的輸入級被抑制為設(shè)定值以下即可。因此，即使PAPR值在功率放大器107的后級增大，也能夠防止對功率放大器107的補(bǔ)償設(shè)定造成影響，該補(bǔ)償設(shè)定是指為了保持功率放大器107的線性而設(shè)定表示最大振幅電平和飽和電平的差的補(bǔ)償值。
(實施方式2)圖6是表示本發(fā)明實施方式2的適用峰值功率抑制裝置的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，圖6的無線發(fā)送裝置200與在實施方式1說明的無線發(fā)送裝置100具有相同的基本結(jié)構(gòu)，因此對相同的結(jié)構(gòu)元素賦予相同的參照標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
無線發(fā)送裝置200包括D/A轉(zhuǎn)換器201、變頻單元202、減法電路203以及功率放大器204，以代替在實施方式1說明的減法電路104、D/A轉(zhuǎn)換器108、變頻單元109以及功率放大器110，還添加有衰減電路205。
在D/A轉(zhuǎn)換器201，原本的發(fā)送信號被從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換到模擬信號。在變頻單元202，將D/A轉(zhuǎn)換器201的輸出信號從基帶信號變換到RF頻帶信號。
在衰減電路205，使功率放大器107的輸出信號衰減。在作為提取單元的減法電路203，，從功率放大器107的輸出信號減去變頻單元202的輸出信號，從而提取出發(fā)送信號中的頻帶內(nèi)失真分量。這時，也提取出功率放大器107的非線性失真分量。在功率放大器204，作為屬于副發(fā)送系統(tǒng)的第二放大單元，放大減法電路203的輸出信號。
也就是說，在實施方式1在基帶進(jìn)行頻帶內(nèi)失真分量的提取處理，相對于此，在本實施方式，在RF頻帶進(jìn)行該處理。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的無線發(fā)送裝置200的動作。
在衰減電路205，使功率放大器107的輸出信號衰減。從衰減的信號中，減去分別在D/A轉(zhuǎn)換器201和變頻單元202進(jìn)行了D/A轉(zhuǎn)換處理和頻率變換處理的發(fā)送信號。其結(jié)果，提取出發(fā)送信號的頻帶內(nèi)失真分量。并且，這時也提取出在主發(fā)送系統(tǒng)的功率放大器107所發(fā)生的非線性失真。
在功率放大器204中，將所提取的頻帶內(nèi)失真分量和非線性失真分量放大。副發(fā)送系統(tǒng)中的功率放大器204僅用于放大對頻帶內(nèi)失真分量和非線性失真分量，因此與主發(fā)送系統(tǒng)的功率放大器107相比，輸出特性較小的放大器就可以。
然后在減法電路111，從作為功率放大器107的輸出信號的發(fā)送信號，減去作為功率放大器204的輸出信號的頻帶內(nèi)失真分量和非線性失真分量。由此，從發(fā)送信號除了頻帶內(nèi)失真分量之外還除去了非線性失真分量。
這樣，根據(jù)本實施方式，由于提取放大的發(fā)送信號的頻帶內(nèi)失真分量，因此不僅能夠提取因峰值功率的抑制而發(fā)生的頻帶內(nèi)失真分量，還能夠提取因功率放大器107的放大而發(fā)生的非線性失真分量，并且能夠除去提取出的兩種失真分量，從而能夠進(jìn)一步提高接收端裝置的接收差錯率特性。
(實施方式3)圖7是表示本發(fā)明實施方式3的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，圖7的無線發(fā)送裝置300與在實施方式1說明的無線發(fā)送裝置100具有相同的基本結(jié)構(gòu)，因此對相同的結(jié)構(gòu)元素賦予相同的參照標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
無線發(fā)送裝置300除了無線發(fā)送裝置100的結(jié)構(gòu)之外，還包括功率計算單元301、判定單元302以及電源控制單元303。
在作為測定單元的功率計算單元301，，測定頻帶內(nèi)失真分量的功率。在判定單元302判定測定出的功率是否超過閾值。
在作為控制單元的電源控制單元303，，功率放大器110的電源基于判定單元302的判定結(jié)果而被控制。更具體地說，基于因消波而發(fā)生的頻帶內(nèi)失真分量的功率量，進(jìn)行或停止副發(fā)送系統(tǒng)的功率放大器110的動作。在頻帶內(nèi)失真分量的功率量大于以滿足規(guī)定的差錯率的方式而設(shè)定的閾值時，使功率放大器110進(jìn)行放大動作，小于閾值則使其停止放大動作。
接著，使用圖8說明包括上述結(jié)構(gòu)的無線發(fā)送裝置300的動作。
首先，將原本的發(fā)送信號和濾波單元103的輸出信號輸入到減法電路104，并提取頻帶內(nèi)失真分量(步驟S501)。然后，將從減法電路104輸出的頻帶內(nèi)失真分量輸入到功率計算單元301。在功率計算單元301計算頻帶內(nèi)失真分量的功率量(步驟S502)。功率量的計算方法例如有對1OFDM碼元時間的失真分量信號進(jìn)行積分的方法。
從功率計算單元301輸出的功率量被輸入到判定單元302。在判定單元302判定功率量是否大于閾值(步驟S503)。這里，例如基于事先由仿真測試獲得的失真分量功率量對差錯率特性而設(shè)定該閾值以使差錯率為一定的水平以下。判定單元302的判定結(jié)果被輸入到電源控制電源303。在功率量大于閾值時(S503“是”)，電源控制單元303接通功率放大器110的電源，以使功率放大器110執(zhí)行放大動作(步驟S504)。相反地，在功率量為閾值以下時(S503“否”)，電源控制單元303關(guān)斷功率放大器110的電源，以使功率放大器110停止放大動作(步驟S505)。通過該操作，在能夠保持提高接收端裝置的接收差錯率特性的效果的同時，與常時動作功率放大器110的情況相比能夠削減無線發(fā)送裝置300的消耗功率。
另外，用于上述各實施方式的說明中的各功能塊通?？蓪崿F(xiàn)為LSI，它是一種集成電路。這些塊既可是每個塊分別集成到一個芯片，或者可以是一部分或所有塊集成到一個芯片。
雖然此處稱為LSI，但根據(jù)集成程度，可以被稱為IC、系統(tǒng)LSI、超級LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。
另外，實現(xiàn)集成電路化的方法不僅限于LSI，也可使用專用電路或通用處理器實現(xiàn)之。在LSI制造后可利用可編程的FPGA(Field Programmable GateArray)，或者可以使用可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接和設(shè)定的可重構(gòu)處理器。
再者，隨著半導(dǎo)體的技術(shù)進(jìn)步或隨之派生的其它技術(shù)的出現(xiàn)，如果能夠出現(xiàn)替代LSI集成電路化的新技術(shù)，當(dāng)然可利用新技術(shù)進(jìn)行功能塊的集成化。存在著適用生物技術(shù)等的可能性。
本說明書是根據(jù)2004年8月30日申請的日本專利申請第2004-250523號。其內(nèi)容全部包含于此。
工業(yè)實用性本發(fā)明的峰值功率抑制裝置和峰值功率抑制方法可適用于在便攜電話和無線LAN等中所使用的OFDM方式的無線發(fā)送裝置等。
權(quán)利要求
1.一種峰值功率抑制裝置，包括抑制單元，抑制信號的峰值功率；提取單元，提取峰值功率被抑制的信號的頻帶內(nèi)失真分量；以及除去單元，從峰值功率被抑制的信號中，除去所提取的頻帶內(nèi)失真分量。
2.如權(quán)利要求
1所述的峰值功率抑制裝置，其中，還包括第一放大單元，放大峰值功率被抑制的信號；以及第二放大單元，放大所提取出的頻帶內(nèi)失真分量，所述除去單元從由所述第一放大單元放大的信號中，除去由所述第二放大單元放大的頻帶內(nèi)失真分量。
3.如權(quán)利要求
2所述的峰值功率抑制裝置，其中，所述提取單元提取由所述第一放大單元放大的信號的頻帶內(nèi)失真分量。
4.如權(quán)利要求
2所述的峰值功率抑制裝置，其中，還包括測定單元，測定所提取出的頻帶內(nèi)失真分量的功率；以及控制單元，在所測定出的功率為規(guī)定電平以上時，進(jìn)行所述第二放大單元對所述頻帶內(nèi)失真分量的放大處理，另一方面，在所測定出的功率為所述規(guī)定電平以下時，停止所述第二放大單元對所述頻帶內(nèi)失真分量的放大處理。
5.一種無線發(fā)送裝置，包括如權(quán)利要求
1所述的峰值功率抑制裝置。
6.一種峰值功率抑制方法，包括抑制步驟；抑制信號的峰值功率；提取步驟；提取峰值功率被抑制的信號中的頻帶內(nèi)失真分量；除去步驟；從峰值功率被抑制的信號中，除去所提取的頻帶內(nèi)失真分量。
專利摘要
提供峰值功率抑制裝置，它能夠提高接收端裝置的接收差錯率特性。在該裝置中，消波單元(102)通過對所輸入的信號進(jìn)行消波處理而抑制信號的峰值功率。減法電路(104)提取峰值功率被抑制的信號中的頻帶內(nèi)失真分量。減法電路(111)通過從峰值功率被抑制的信號中減去所提取出的頻帶內(nèi)失真分量，從而除去在峰值功率被抑制的信號的頻帶內(nèi)殘留的失真分量。
文檔編號H04B1/707GK1993913SQ200580026645
公開日2007年7月4日 申請日期2005年8月16日
發(fā)明者高林真一郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan