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【発明の名称】 非線形補償回路と基地局装置および送信電力クリップ方法
【発明者】 【氏名】岩崎 玄弥
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株式会社内
【要約】 【課題】マルチキャリア増幅方式の場合にも、送信側高出力アンプの非線形特性に対して有効なクリップを行う。

【解決手段】電力変換回路１０1〜１０nではｎ個の入力信号７０1〜７０nの電力値をそれぞれ算出し、加算器４０では、算出されたｎ個の電力値どうしを加算して合成電力値Ｐとする。除算器５０では、予め定められた閾値Ｔを合成電力値Ｐにより除算する。判定回路６０では、除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力し、除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および除算器５０における除算値Ｔ／Ｐの平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された電力値どうしを加算することにより合成電力値を算出する加算手段と、前記合成電力値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し、算出された合成電力値が前記閾値以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、算出された合成電力値が前記閾値より大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記複数の入力信号の合成電力値が前記閾値以下となるような係数をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記係数を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項２】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された電力値どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔを、前記合成電力値Ｐにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ／Ｐとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項３】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された複数の電力値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力する複数の乗算手段と、前記乗算手段からの出力どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出する加算手段と、前記合成電力値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し、算出された合成電力値が前記閾値以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、算出された合成電力値が前記閾値より大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記複数の入力信号の合成電力値が前記閾値以下となるような係数をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記係数を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項４】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された複数の電力値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力する複数の乗算手段と、前記乗算手段からの出力どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔを、前記合成電力値Ｐにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ／Ｐとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項５】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出する複数の振幅変換手段と、前記複数の振幅変換手段において算出された振幅値どうしを加算することにより合成振幅値を算出する加算手段と、前記合成振幅値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し、算出された合成振幅値が前記閾値以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、算出された合成振幅値が前記閾値より大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記複数の入力信号の合成振幅値が前記閾値以下となるような係数をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記係数を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項６】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出する複数の振幅変換手段と、前記複数の振幅変換手段において算出された振幅値どうしを加算することにより合成振幅値Ａを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔ’を、前記合成振幅値Ａにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ’／Ａとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ’／Ａが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ’／Ａが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値Ｔ’／Ａをクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値Ｔ’／Ａを乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項７】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出する複数の振幅変換手段と、前記複数の振幅変換手段において算出された複数の振幅値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力する複数の乗算手段と、前記乗算手段からの出力どうしを加算することにより合成振幅値を算出する加算手段と、前記合成振幅値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し、算出された合成振幅値が前記閾値以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、算出された合成振幅値が前記閾値より大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記複数の入力信号の合成振幅値が前記閾値以下となるような係数をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記係数を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項８】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出する複数の振幅変換手段と、前記複数の振幅変換手段において算出された複数の振幅値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力する複数の乗算手段と、前記乗算手段からの出力どうしを加算することにより合成振幅値Ａを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔ’を、前記合成振幅値Ａにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ’／Ａとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ’／Ａが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ’／Ａが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値Ｔ’／Ａをクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値Ｔ’／Ａを乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えた非線形補償回路。
【請求項９】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して高出力アンプにより増幅して送信を行う基地局装置であって、請求項１から７のいずれか１項記載の非線形補償回路と、前記非線形回路によりクリップ処理が施された後の各入力信号にフィルタ処理をそれぞれ施す複数のフィルタと、前記各フィルタによりフィルタリングされた後の各信号をそれぞれ異なる周波数に変換する複数の周波数変換手段と、前記複数の周波数変換手段によりそれぞれ異なる周波数に変換された後の信号を合成するキャリア合成手段と、前記キャリア合成手段により合成されたマルチキャリア信号の増幅を行う増幅手段と、を備えた基地局装置。
【請求項１０】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各電力値どうしを加算することにより合成電力値を算出するステップと、前記合成電力値と予め定められた閾値とを比較するステップと、前記合成電力値が前記閾値以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成電力値が前記閾値より大きい場合には前記複数の入力信号の合成電力値が前記閾値以下となるような係数を前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１１】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各電力値どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出するステップと、前記合成電力値Ｐと予め定められた閾値Ｔとを比較するステップと、前記合成電力値Ｐが前記閾値Ｔ以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成電力値Ｐが前記閾値Ｔより大きい場合には前記閾値Ｔを前記合成電力値Ｐにより除算した除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１２】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各電力値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力するステップと、予め設定された係数が乗算された後の前記各電力値どうしを加算することにより合成電力値を算出するステップと、前記合成電力値と予め定められた閾値とを比較するステップと、前記合成電力値が前記閾値以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成電力値が前記閾値より大きい場合には前記複数の入力信号の合成電力値が前記閾値以下となるような係数をを前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１３】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各電力値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力するステップと、予め設定された係数が乗算された後の前記各電力値どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出するステップと、前記合成電力値Ｐと予め定められた閾値Ｔとを比較するステップと、前記合成電力値Ｐが前記閾値Ｔ以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成電力値Ｐが前記閾値Ｔより大きい場合には前記閾値Ｔを前記合成電力値Ｐにより除算した除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１４】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各振幅値どうしを加算することにより合成振幅値を算出するステップと、前記合成振幅値と予め定められた閾値とを比較するステップと、前記合成振幅値が前記閾値以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成振幅値が前記閾値より大きい場合には前記複数の入力信号の合成振幅値が前記閾値以下となるような係数を前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１５】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各振幅値どうしを加算することにより合成振幅値Ａを算出するステップと、前記合成振幅値Ａと予め定められた閾値Ｔ’とを比較するステップと、前記合成振幅値Ａが前記閾値Ｔ’以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成振幅値Ａが前記閾値Ｔ’より大きい場合には前記閾値Ｔ’を前記合成振幅値Ａにより除算した除算値Ｔ’／Ａを前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１６】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各振幅値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力するステップと、予め設定された係数が乗算された後の前記各振幅値どうしを加算することにより合成振幅値を算出するステップと、前記合成振幅値と予め定められた閾値とを比較するステップと、前記合成振幅値が前記閾値以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成振幅値が前記閾値より大きい場合には前記複数の入力信号の合成振幅値が前記閾値以下となるような係数を前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【請求項１７】 複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための送信電力クリップ方法であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出するステップと、算出された前記各振幅値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力するステップと、予め設定された係数が乗算された後の前記各振幅値どうしを加算することにより合成振幅値Ａを算出するステップと、前記合成振幅値Ａと予め定められた閾値Ｔ’とを比較するステップと、前記合成振幅値Ａが前記閾値Ｔ’以下の場合には、前記複数の入力信号をクリップさせずにそのまま出力し、前記合成振幅値Ａが前記閾値Ｔ’より大きい場合には前記閾値Ｔ’を前記合成振幅値Ａにより除算した除算値Ｔ’／Ａを前記複数の入力信号のそれぞれに乗算することによりクリップさせてから出力するステップと、を備えた送信電力クリップ方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベースバンドフィルタの手前で信号振幅を意図的にクリップすることにより、平均電力に対する瞬時電力の比率を抑え、増幅器に要求される線形性の上限レベルを低く抑えるための非線形補償回路および送信電力クリップ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のディジタル移動体通信においては、対干渉能力を高めるためＣＤＭＡ通信方式が用いられることが多くなってきている。
【０００３】ＣＤＭＡ通信方式では、平均電力に比して瞬時電力が高くなるため、送信スペクトルの広がりを抑え隣接チャネル漏洩電力を低減するためには、非常に高い出力レベルまで送信側高出力電力アンプの線型性を保つことが必要となる。このため、アンプの構成が大きくなり、高価で消費電力も大きくなってしまっている。
【０００４】そこで、ベースバンドフィルタの手前で信号振幅を意図的にクリップすることにより、平均電力に対する瞬時電力の比率を抑え、増幅器に要求される線形性の上限レベルを低く抑える手法が用いられている。こうすることによって、線形性の悪いアンプでの送信スペクトルの広がりを抑えることができる。これにより、送信機の変調精度の特性は劣化するが、システムとしてこの劣化を許容するように設計することで、システムとしてのコストを低減している。図８にそのような構成の従来の非線形補償回路を示す。この従来の非線形補償回路は、電力変換回路１１０と、判定回路１６０と、クリップ回路１２０とから構成されている。
【０００５】電力変換回路１１０は、入力信号７０の電力値を算出して判定回路１６０に出力する。判定回路１６０では、電力変換回路により求められた電力値と、予め定められた閾値との比較を行い、電力値が閾値以上の場合にはクリップ動作をオンする旨をクリップ制御信号としてクリップ回路１２０に出力し、電力値が閾値より小さい場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号によりクリップ回路１２０に出力する。クリップ回路１２０では、電力値が閾値以上の場合、位相はそのままで振幅が閾値と等しくなるように入力信号７０を変換し、電力値が閾値より小さい場合は入力信号７０をそのまま出力する。
【０００６】このような従来の非線形補償回路によれば、入力信号７０の振幅は予め定められた閾値より大きくなることはなく、かならず閾値以下となるようなクリップ処理が行われる。
【０００７】しかし、複数の周波数の信号を１つのアンプで増幅する、いわゆるマルチキャリア増幅方式に対しこの方式を適用すると、図９のような構成となるが、この場合には十分な効果が得られない。この手法ではベースバンドのフィルタの手前でクリッピングを行うため、キャリア毎にクリッピングを行うことになるが、キャリア多重後は信号がベクトル合成されるため、クリッピングの効果が失われてしまい、高出力アンプ５の非線形性の影響を十分回避できないためである。
【０００８】例えば、図１０に示すように、キャリア毎の信号の平均電力を０ｄＢとし、各キャリア毎に瞬時電力が６ｄＢ以上の信号にクリップがかかるようにしたとする。これを２キャリア合成すると、合成後の信号の平均電力は３ｄＢとなるが、クリッピングのかかった点の合成瞬時電力はベクトル合成となるため最大１２ｄＢとなり、合成後の平均電力に対して９ｄＢ高くなり、クリッピングの効果が低減されてしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の非線形補償回路では、各キャリア毎にクリッピングを行ってからキャリア多重を行うことになるため、マルチキャリア増幅方式を用いた場合に十分な効果を得ることができないという問題点があった。
【００１０】本発明の目的は、マルチキャリア増幅方式の場合にも、送信側高出力アンプの非線形特性に対して有効なクリップを行うことができる非線形補償回路および送信電力クリップ方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の非線形補償回路は、複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された電力値どうしを加算することにより合成電力値を算出する加算手段と、前記合成電力値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し、算出された合成電力値が前記閾値以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、算出された合成電力値が前記閾値より大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記複数の入力信号の合成電力値が前記閾値以下となるような係数をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記係数を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えている。
【００１２】また、本発明の他の非線形補償回路は、複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された電力値どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔを、前記合成電力値Ｐにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ／Ｐとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えている。
【００１３】本発明によれば、マルチキャリア合成後の電力に近い値であるマルチキャリアの各キャリアの合計電力に基づいてクリッピングを行うようにしているので、合成後の電力に対してより有効なクリッピングを行うことができ、送信スペクトルの広がりを抑えることができる。
【００１４】また、本発明の他の非線形補償回路は、複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の電力値をそれぞれ算出する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段において算出された複数の電力値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力する複数の乗算手段と、前記乗算手段からの出力どうしを加算することにより合成電力値Ｐを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔを、前記合成電力値Ｐにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ／Ｐとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値の平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を乗算して出力する複数のクリップ手段とを備えている。
【００１５】本発明によれば、電力変換手段において算出された複数の電力値に予め設定された係数を乗算してから合成するようにしているので、増幅手段の増幅特性に周波数による変動がある場合でも、マルチキャリアの合成電力を求める際にキャリア毎に重み係数を乗算して、周波数による変動を吸収してより理想的なクリッピングを行うことができる。
【００１６】さらに、本発明の他の非線形補償回路は、複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出する複数の振幅変換手段と、前記複数の振幅変換手段において算出された振幅値どうしを加算することにより合成振幅値Ａを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔ’を、前記合成振幅値Ａにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ’／Ａとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ’／Ａが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ’／Ａが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値Ｔ’／Ａをクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値Ｔ’／Ａを乗算して出力するクリップ手段とを備えている。
【００１７】さらに、本発明の他の非線形補償回路は、複数の入力信号をそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段により増幅して送信を行う際に、前記増幅手段の非線形性を補償するための非線形補償回路であって、複数の入力信号の振幅値をそれぞれ算出する複数の振幅変換手段と、前記複数の振幅変換手段において算出された複数の振幅値に対して、予め設定された係数をそれぞれ乗算して出力する複数の乗算手段と、前記乗算手段からの出力どうしを加算することにより合成振幅値Ａを算出する加算手段と、予め定められた閾値Ｔ’を、前記合成振幅値Ａにより除算する演算を行い、該演算結果を除算値Ｔ’／Ａとして出力する除算手段と、前記除算手段からの除算値Ｔ’／Ａが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号として出力し、前記除算値Ｔ’／Ａが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および前記除算値Ｔ’／Ａをクリップ制御信号として出力する判定手段と、前記判定手段からのクリップ制御信号に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号をそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には前記複数の入力信号に前記除算値Ｔ’／Ａを乗算して出力するクリップ手段とを備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態の非線形補償回路を用いた基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】本実施形態における基地局装置は、非線形補償回路１と、フィルタ２1〜２nと、周波数変換回路３1〜３nと、キャリア合成回路４と、高出力アンプ５とから構成されている。
【００２１】本実施形態の送信電力クリップ方法は、マルチキャリアとして同一の高出力アンプ５で増幅される複数の信号７０1〜７０nを、ベースバンド信号の状態で独立にクリップするのではなく、各信号の関係を考慮してクリップをかけるものである。具体的には、ベースバンド領域でのフィルタ入力前の各信号を電力合成し、この合成電力に対して閾値を設け、閾値を越えた場合にクリップをかけるようにしたのもである。しかし、クリップとしての信号振幅制限は各信号毎に行う必要がある。そこで、合成信号電力と閾値との比を算出し、この比の平方根を各信号の振幅に乗ずることにより各信号に対し均等に振幅の制限をかけ、かつ合計電力に対しても一定のレベルで電力制限がかかるようにする。
【００２２】この基地局装置では、入力信号７０1〜７０nは、非線形補償回路１に入力されてクリップ処理が施された後にフィルタ２1〜２nにおいて各信号毎にフィルタリングされた後、周波数変換回路３1〜３nによりそれぞれ異なる周波数に変換され、その後キャリア合成回路４において互いに合成されてマルチキャリア信号となり、高出力アンプ５で増幅される。
【００２３】この非線形補償回路１は、複数の入力信号７０1〜７０nをそれぞれ異なる周波数に変換してから合成して増幅手段である高出力アンプ５により増幅して送信を行う際に、この高出力アンプ５の非線形性を補償するためのものである。
【００２４】次に、図１中の非線形補償回路１の構成を図２に示す。本実施形態の非線形補償回路は、図２に示すように、ｎ個の電力変換回路１０1〜１０nと、加算器４０と、除算器５０と、判定器６０と、ｎ個のクリップ回路２０1〜２０nとを備えている。
【００２５】電力変換回路１０1〜１０nは、ｎ個の入力信号７０1〜７０nの電力値をそれぞれ算出している。加算器４０は、電力変換回路１０1〜１０nにおいて算出された電力値どうしを加算することにより合成電力値Ｐの算出を行っている。除算器５０は、予め定められた閾値Ｔを、加算器４０により算出された合成電力値Ｐにより除算する演算を行い、その演算結果を除算値Ｔ／Ｐとして出力している。
【００２６】判定回路６０は、除算器５０からの除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力し、除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および除算器５０における除算値Ｔ／Ｐの平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力する。
【００２７】本実施形態の非線形補償回路では、除算器５０が除算値Ｔ／Ｐを算出し、判定回路６０がその除算値Ｔ／Ｐに基づいてクリップ動作を行うか否かの判定を行っていたが、算出された合成電力値Ｐが予め定めれた閾値Ｔ以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号８０として出力し、算出された合成電力値Ｐが予め定めれた閾値Ｔより大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および入力信号の合成電力値Ｐが閾値Ｔ以下となるような係数をクリップ制御信号８０として出力するようにしてもよい。
【００２８】クリップ回路２０1〜２０nは、判定回路６０からのクリップ制御信号８０に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には入力信号７０1〜７０nをそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には入力信号７０1〜７０nに除算値Ｔ／Ｐの平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を乗算して出力する。
【００２９】次に、本実施形態の非線形補償回路によって行われる送信電力クリップ方法を図３のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００３０】ｎ波の入力信号７０1〜７０nは、それぞれ同相成分と直交成分の２系列からなる信号として表される。この段階では各信号はチップ周波数の信号である。ここで、以下の説明では、ｎ波のそれぞれ２系列の入力のうちｋ番目の信号を複素数によりＰk＋ｊＱkと表現する。
【００３１】入力信号７０1〜７０nは、先ず電力変換回路１０1〜１０nにそれぞれ入力されて電力値が算出される（ステップ３０１）。そして、電力変換回路１０1〜１０nにおいて算出されたｎ個の電力値は、加算器４０に入力されて加算されることにより１つの値である合成電力値Ｐとなる（ステップ３０２）。この合成電力値Ｐは以下に示す計算式により算出される。
【００３２】
【数１】

【００３３】次に、除算器５０では、予め定められた閾値Ｔを、加算器４０により算出された合成電力値Ｐにより除算する演算を行い、その演算結果を除算値Ｔ／Ｐとして出力している。そして、判定回路６０では、除算器５０からの除算値Ｔ／Ｐが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力し、除算値Ｔ／Ｐが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および除算器５０における除算値Ｔ／Ｐの平方根（Ｔ／Ｐ）1/2をクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力する。つまり、合成電力値Ｐと閾値Ｔとを比較して、合成電力値Ｐが閾値Ｔより大きい場合には、クリップ動作が行われ、合成電力値Ｐが閾値Ｔ以下の場合にはクリップ動作は行われない（ステップ３０３）。
【００３４】クリップ回路２０1〜２０nでは、判定回路６０からのクリップ制御信号８０に従い、クリップ動作をオフする旨の指示を入力した場合には入力信号７０1〜７０nをそのまま出力し、クリップ動作をオンする旨の指示を入力した場合には入力信号７０1〜７０nに除算値Ｔ／Ｐの平方根（Ｔ／Ｐ）1/2を乗算して出力する（ステップ３０４）。
【００３５】ここで、クリップ回路２０1〜２０nからの出力をＰk’＋ｊＱk’と表すと、このＰk’＋ｊＱk’は以下の式のように表される。
【００３６】
【数２】

【００３７】以上のようにしてクリップ処理された信号は、図１のようにそれぞれ信号毎にフィルタリングされた後周波数変換され、その後互いに合成されてマルチキャリア信号となり高出力アンプ５で増幅される。
【００３８】本実施形態の非線形補償回路では、マルチキャリアの各キャリアの合計電力に基づいてクリッピングを行う。従って、従来の非線形補償回路と比較してマルチキャリア合成後の電力に近い値を用いているので、合成後の電力に対してより有効なクリッピングを行うことができ、送信スペクトルの広がりを抑えることができる。
【００３９】次に、本実施形態の非線形補償回路によって得られる効果を図４、図５を用いて説明する。クリッピングをかけることにより、送信信号の変調精度は劣化するが、従来技術の場合と本実施形態の場合では、図４のようにクリッピングの閾値と変調精度の関係が異なってくる。一般に送信機には変調精度の規格が定められているので、変調精度が同じとなるクリッピングの閾値としたときの送信スペクトルを比較する必要がある。図５に、変調精度の劣化が同様となるときのマルチキャリア信号の高出力アンプの出力におけるスペクトラムを、従来技術と本実施形態の場合についてそれぞれ示す。クリップ処理を行わない場合に比べ、従来技術ではスペクトラムの裾のレベルがあまり改善していないのに対し、本実施形態の場合では大きな改善が見られることがわかる。
【００４０】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態の非線形補償回路について説明する。
【００４１】本発明の第２の実施形態の非線形補償回路の構成を図６に示す。本実施形態の非線形補償回路は、図２に示した第１の実施形態の非線形補償回路に対して、電力変換回路１０1〜１０nと加算器４０との間に、ｎ個の乗算器３０1〜３０nをそれぞれ設けるようにしたのもである。
【００４２】乗算器３０1〜３０nは、電力変換回路１０1〜１０nにおいて算出されたｎ個の電力値に対して、係数ｗ1〜ｗnをそれぞれ乗算して出力している。本実施形態における加算器４０は、乗算器３０1〜３０nからの出力どうしを加算することにより合成電力値Ｐの算出を行っている。本実施形態における除算器５０、判定回路６０、クリップ回路２０1〜２０nの動作は、上記で説明した第１の実施形態の非線形補償回路と同様であるためその説明は省略する。
【００４３】本実施形態の非線形補償回路において算出される合成電力値Ｐは、以下のような式により表される。
【００４４】
【数３】

【００４５】ここで、乗算器３０1〜３０nにおいて電力値のそれぞれに乗算される係数ｗ1〜ｗnは、高出力アンプ５の増幅特性における周波数変動を打ち消すように設定される。このようにすることにより、本実施形態の非線形補償回路によれば、高出力アンプ５の増幅特性に周波数による変動がある場合でも、マルチキャリアの合成電力を求める際にキャリア毎に重み係数ｗkを乗算して、周波数による変動を吸収してより理想的なクリッピングを行うことができる。つまり、高出力アンプ５の周波数特性の逆の特性となるように、係数ｗkを設定することにより、高出力アンプ５の周波数特性を補正してフラットにすることができる。
【００４６】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の実施形態の非線形補償回路について説明する。
【００４７】本発明の第３の実施形態の非線形補償回路の構成を図７に示す。本実施形態の非線形補償回路は、上記で説明した第２の実施形態の非線形補償回路に対して、電力変換回路１０1〜１０nを振幅変換回路９０1〜９０nに置き換え、判定回路６０を判定回路６２に置き換えるようにしたものである。
【００４８】振幅変換回路９０1〜９０nは、ｎ個の入力信号７０1〜７０nの振幅値（電力値の平方根）をそれぞれ算出している。
【００４９】乗算器３０1〜３０nは、振幅変換回路９０1〜９０nにおいて算出されたｎ個の振幅値に対して、係数ｗ1〜ｗnをそれぞれ乗算して出力している。本実施形態における加算器４０は、乗算器３０1〜３０nからの出力どうしを加算することにより合成振幅値Ａの算出を行っている。除算器５０は、予め定められた閾値Ｔ’を、加算器４０により算出された合成振幅値Ａにより除算する演算を行い、その演算結果を除算値Ｔ’／Ａとして出力している。
【００５０】判定回路６２は、除算器５０からの除算値Ｔ’／Ａが１以上の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号８２によりクリップ回路２０1〜２０nに出力し、除算値Ｔ’／Ａが１より小さい場合にはクリップ動作をオンする旨および除算器５０における除算値Ｔ’／Ａをクリップ制御信号８０によりクリップ回路２０1〜２０nに出力する。
【００５１】本実施形態の非線形補償回路では、除算器５０が除算値Ｔ’／Ａを算出し、判定回路６２がその除算値Ｔ’／Ａに基づいてクリップ動作を行うか否かの判定を行っていたが、算出された合成振幅値Ａが予め定めれた閾値Ｔ’以下の場合にはクリップ動作をオフする旨をクリップ制御信号８２として出力し、算出された合成振幅値Ａが予め定めれた閾値Ｔ’より大きい場合にはクリップ動作をオンする旨および入力信号の合成振幅値Ａが閾値Ｔ’以下となるような係数をクリップ制御信号８２として出力するようにしてもよい。
【００５２】ここで、クリップ回路２０1〜２０nからの出力をＰk”＋ｊＱk”と表すと、このＰk”＋ｊＱk”は以下の式のように表される。
【００５３】
【数４】

【００５４】本実施形態の非線形補償回路では、入力信号７０1〜７０nの振幅値に基づいてクリップ動作を行うか否かの判定を行っている以外は、上記で説明した第２の実施形態の非線形補償回路と同様であり、得られる効果もまた同様である。さらに、本実施形態は、第２の実施形態の非線形補償回路に対して振幅値を用いるようにしたものであるが、第１の実施形態の非線形補償回路に対しても同様な変更を行うことにより振幅値を用いてクリップ動作を行うか否かの判定を行うようにすることもできる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、マルチキャリア増幅方式の場合にも、送信側高出力アンプの非線形特性に対して有効なクリップ手段を提供することができるという効果を得ることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目７番１号
【出願日】 平成１３年１２月５日（２００１．１２．５）
【代理人】 【識別番号】１０００８８３２８
【弁理士】
【氏名又は名称】金田 暢之 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−１７４３７０（Ｐ２００３−１７４３７０Ａ）
【公開日】 平成１５年６月２０日（２００３．６．２０）
【出願番号】 特願２００１−３７１７１７（Ｐ２００１−３７１７１７）