[发明专利]OFDM调制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线发送机，更为详细而言，涉及到OFDM用的无线发送机的调制装置及峰值系数降低装置。

背景技术

在无线通信的领域，人们正在以频率利用效率的提高为目标，研究各种通信方式并加以实用化。作为其一的正交频分复用：OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制方式不受多径延迟波影响，被视为第四代移动通信的首选。

在使用OFDM调制方式的代表性无线发送机中，通过正交调幅：QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等的调制器将发送数据的比特序列进行一次调制，将发送数据按规定数目的比特单位变换为复码元。在作为一次调制器(码元映射器)使用16QAM调制器时，发送数据按4比特单位被变换为QAM的复码元序列。

由码元映射器生成的复码元序列通过串并行变换器按每一规定码元数进行分块。在下面的说明中，用NSC来代表由串并行变换器分块的复码元个数。在从串并行变换器分块输出的NSC个复码元中，添加适当数目的零值码元，以便复码元的总数成为可用2的幂来表达的数目(下面，表述为NFFT)。增加码元个数后的信号模块由逆向快速傅立叶变换(IFFT：Inversed Fast Fourier Transform)装置进行二次调制，将其变换为OFDM码元样本值的NFFT个复数。

在OFDM中，因为在NFFT个正交副载波之中由IFFT装置使之和非零的复码元相对应且频率相互不同的NSC个副载波上调制数据，所以OFDM可以说是多载波调制方式的一种。

就OFDM而言，在原理上，从IFFT装置并行输出的NFFT个复码元值(样本值)通过并串行变换器变换为串行的信号序列，成为复基带OFDM信号。复基带OFDM信号在通过D/A变换器变换成模拟连续信号之后，乘以载波被变换为RF频带的OFDM信号。变为串行信号后的1块量OFDM信号被称为OFDM码元，其长度被称为码元长度。

由RF发送部进行功率放大并发送的OFDM信号因为分为在传播路径中不受到反射的直接波和由传播路径上的障碍物反射的延迟波，到达接收机，所以对于直接波来说，延迟波作为噪声起作用。因此，在OFDM发送机中，为了消除延迟波的影响，要在由NFFT个样本点组成的各OFDM码元中，复制后半部分所属的NCP个样本点，将其插入OFDM码元的前段，形成由NFFT+NCP个样本点组成的冗余化后的OFDM码元。上述冗余部分被称为循环前缀，成为用来消除延迟波影响的保护间隔。只要循环前缀长度NCP大于等于多径延迟波的延迟时间，就可以在OFDM接收机侧，消除延迟波的影响。

并串行变换器将这样得到的NFFT+NCP个样本点变换成串行信号。另外，从RF发送部发送的OFDM信号因为在码元间信号不连续，有发送频谱扩大的趋势，所以在插入保护间隔(循环前缀)之后，要使用适当的窗函数对码元间的连接部分进行锥形处理，使信号平滑连续。另外，还根据需要，设置频带限制滤波器，抑制发送频谱的扩大。

根据OFDM方式，在发送码元的调制中使用了频率不同的多个副载波，各发送码元能当作相互不相关的随机信号。因此，众所周知，根据中心极限定理，信号分布近似于正态分布，发送波的峰值系数(最大功率和平均功率之比)也达到10dB～12dB。OFDM的调制信号由RF发送机的功率放大器进行放大并送波，但是一般来说，在放大器的线性区域上有限制，若是大功率输出则发生饱和。因此，在功率放大器对于发送信号的峰值振幅发生饱和时，在发送波形上产生畸变，造成向发送频带外，特别是邻近的频率频带使功率泄漏。因为该泄漏功率按照无线电法规被严格限制，所以在OFDM的发送机中，难以在功率放大器的额定输出之前，充分提高发送功率。

为了解决这种问题，有效的是降低发送信号的峰值系数。这里的降低峰值系数意味着，在发送输出中允许少许的波形品质恶化也就是噪声的附加来抑制峰值振幅的那种信号波形处理。作为降低峰值系数的以往技术之一，例如在日本特开2003-124824号(专利文献1)中提出了一种峰值系数降低装置，该峰值系数降低装置以CDMA的基带信号为对象，在振幅的峰值为最大值的采样点上生成脉冲状的修正信号，并通过具有和基带频带限制滤波器相同的频率响应的滤波器对该信号进行波形整形，并从基带信号减去该信号。上述修正信号因为是在原来的信号中没有的成分，所以对于发送信号来说作为噪声进行处理，但是因为修正信号的频带通过滤波器掩蔽在发送频谱的范围内，所以能防止向发送频带外的噪声泄漏。