信號處理裝置和信號處理方法
2023-10-11 18:58:29 1
專利名稱：信號處理裝置和信號處理方法
技術領域：
本發明涉及一種信號處理裝置和信號處理方法，具體上涉及在無線通信裝置的信號調製中使用的信號處理裝置和信號處理方法。
背景技術：
在廣泛使用執行數字調製之後，使用數字正交調製方法的無線通信系統的傳統調製部分使用利用帶通濾波器執行帶寬限制的配置。圖1是示出傳統的信號處理裝置的配置的方框圖。在圖1中，信號處理裝置10包括數字調製器11、帶通濾波器12和正交調製器13。
數字調製器11數字地調製傳輸數據，並且向帶通濾波器12輸出所獲得的正交調製信號。帶通濾波器12限制正交調製信號的帶寬並且向正交調製器13輸出所獲得的正交基帶信號。正交調製器13對帶寬限制的正交基帶信號執行正交調製處理，並且輸出所獲得的傳輸調製信號。
但是，在信號(信號點)後面的傳統裝置的帶寬限制調製信號在傳輸時被重疊，並且發生峰值功率。特別是，在由M元正交調製方法調製信號的情況下，通過疊加大信號幅度值而發生大信號幅度值。結果，存在一個問題，即在限制帶寬之後的調製信號的動態範圍被擴大。另外，在處理調製信號的裝置中覆蓋動態範圍的線性度是必要的。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種信號處理裝置和信號處理方法來在限制帶寬之後抑制調製信號的動態範圍。
這樣的目的的實現可以通過從以數字調製方法調製的信號的信號點的轉換確定峰值功率的發生，當確定發生峰值功率時改變在轉換調製信號之前的信號點和在轉換調製信號之後的信號點的相位差，防止大信號幅度的重疊，防止大信號峰值功率的發生。
圖1是示出傳統的信號處理裝置的配置的的方框圖；圖2是示出按照本發明的實施例1的信號處理裝置的配置的方框圖；圖3是圖解按照本發明的實施例1的信號處理裝置的操作示例的流程圖；圖4是圖解16QAM方法的信號點星座的示例的圖；圖5是按照本發明的實施例2的通信裝置的配置的方框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來具體說明本發明的實施例。
(實施例1)圖2是示出按照本發明的實施例1的信號處理裝置的配置的方框圖。圖2的信號處理裝置100主要組成有數字調製器101、調製信號確定部分102、控制信號產生器103、相位控制器104、濾波器105、正交調製器106。
在圖2中，數字調製器101數字調製傳輸數據，並且向調製信號確定部分102和相位控制器104輸出所獲得的調製信號。例如，數字調製器101按照諸如16QAM正交調幅(正交幅度調製)等的所使用調製方法執行基於信號點星座的傳輸信號的映射，並且獲得調製信號。
調製信號確定部分102確定是否從這樣的調製信號的信號點的轉換發生在數字調製器101中調製的調製信號的峰值功率。例如，調製信號確定部分102測量沿著指定的2個連續時間單元持續的信號點的轉換，並且確定當轉換前的信號點和轉換後的信號點是同一相位並且兩個信號點是最大幅度值的時候發生峰值功率。
另外，調製信號確定部分102向控制信號產生器103輸出確定結果。例如，當確定發生峰值功率時，調製信號確定部分102輸出結果「1」，而當確定峰值功率未發生時，調製信號確定部分102輸出確定結果「0」。
控制信號產生器103當按照調製信號確定部分102的確定結果確定發生了峰值功率時向相位控制器104和其他外部部分輸出具有相移的控制信號。另一方面，控制信號產生器103當按照調製信號確定部分102的確定結果確定未發生峰值功率時向相位控制器104輸出沒有相移的控制信號。這樣的相位控制信號是單位矢量，即幅度值「1」(無單位)，並且當幅度值未改變時僅僅改變調製信號的相位。
相位控制器104利用來自控制信號產生器103的控制信號來改變調製信號的相位。例如，相位控制器104將從控制信號產生器103輸出的控制信號與調製信號複數相乘，並且向濾波器105輸出所獲得的調製信號。在調製信號的信號點中，其相位改變的信號點，轉換前的信號點或轉換後的信號點是優選的。
例如，相位控制器104將轉換後的信號點的相位改變90度，並且改變在轉換前的信號點和轉換後的信號點之間的相位差。
結果，當確定發生峰值功率時調製信號轉換前的信號點和轉換後的信號點的相位差改變。另外，當確定未發生峰值功率時調製信號轉換前的信號點和轉換後的信號點的相位差未改變。
濾波器105限制從相位控制器104輸出的調製信號的帶寬。然後，濾波器105向正交調製器106輸出帶寬限制的調製信號來作為正交基帶信號。正交調製器106在執行調製後輸出正交基帶信號。
下面說明按照當前實施例的信號處理裝置的操作。圖3是圖解按照本發明的實施例1的信號處理裝置的操作示例的流程圖。
在步驟(以下簡稱為「ST」)201，在數字調製器101中數字調製傳輸數據。在ST202中，在調製信號確定部分102中確定是否在調製信號中的峰值功率發生。當在調製信號中的峰值功率發生時，進行到ST203，而當在調製信號中的峰值功率未發生時，則跳躍到ST204。
在ST203，在相位控制器104中將調製信號改變預定的相位部分。在ST204中，在濾波器105限制調製信號的帶寬。在ST205，在正交調製器106中調製信號進行正交調製。
按照如上所述的本發明的信號處理裝置，有可能從以數字調製方法調製的信號的信號點轉換來確定峰值功率的發生，當信號點轉換是預定的轉換時在確定發生峰值功率之後改變調製信號的轉換前或轉換後的信號點的相位，防止下一個大信號幅度的重疊，防止大信號峰值功率的發生，因此抑制被帶寬調製的調製信號的動態範圍。
而且，在上面的說明中，當在轉換前的信號點和在轉換後的信號點是相同的相位並且兩個信號點是最大的幅度值的時候，特別地，即使確定發生峰值功率也不限制發生峰值功率的條件。
下面說明確定發生峰值功率的示例。圖3[4]是圖解16QAM方法的信號點星座的示例的圖。在圖4中，信號點301-304示出了通過16QAM調製的信號點。
例如，調製信號確定部分102確定發生峰值功率，因為在信號點301是固定的位置(無轉換)的情況下，在轉換前/後的信號點是相同的相位並且兩個信號點是最大的幅度值。類似地，調製信號確定部分102確定發生峰值功率，因為當信號點311是固定位置、信號點321是固定位置或信號點331是固定位置時，在轉換前/後的信號點是相同的相位並且兩個信號點是最大的幅度值。
作為另一個示例，在信號點301或信號點321從信號點301轉換的情況下，當轉換前/後的信號點是相同的相位或180度的相差並且兩個信號點是最大的幅度值時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。類似地，在信號點311或信號點331從信號點311轉換的情況下、在信號點321或信號點301從信號點321轉換的情況下、或在信號點331或信號點311從信號點331轉換的情況下，當轉換前/後的信號點是相同的相位或180度的相差並且兩個信號點是最大的幅度值時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
另外，作為另一個示例，在每個信號點301、302、303分別從信號點301、302、303轉換的情況下、在每個在轉換前/後的信號點分別是最大幅度值的情況下、或在具有信號點之間距離的每個信號點是最靠近所述最大幅度的信號點的情況下，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
類似地，在信號點311、312或313中的任一個從信號點311、312或313中的任一個轉換的情況下、在信號點321、322或323的任一個從信號點321、322或323的任一個轉換的情況下、或在信號點331、332或333的任一個從信號點331、332或333的任一個轉換的情況下，當每個轉換前/後的信號點是最大的幅度值並且具有信號點之間距離的每個信號點是最靠近所述最大幅度的信號點時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
作為另一個示例，在信號點301、302或303中的任一個從信號點301轉換的情況下、或在信號點301從信號點301、302或303轉換的情況下，當任一個轉換前/後的信號點是大幅度的信號點、或者具有信號點之間距離的每個信號點最靠近所述最大幅度的信號點並且任一個轉換前/後的信號點是大幅度的信號點時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
類似地，在信號點311、312或313中的任一個從信號點311轉換的情況下、在信號點311從信號點311、312或313轉換的情況下、在任一個信號點321、322或323從信號點321轉換的情況下、在信號點321從信號點321、322或323轉換的情況下、在任一個信號點331、332或333從信號點331轉換的情況下、或在信號點331從信號點331、332或333轉換的情況下，當每個轉換前/後的信號點具有大幅度、或者具有信號點之間距離的每個信號點最靠近所述最大幅度的信號點時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
作為另一個示例，在信號點301、302、303、321、322或323中的任一個從信號點301、302、303、321、322或323中的任一個轉換的情況下，當每個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點或不同的180度相位的最大幅度的所述信號點和最大幅度的信號點、並且具有信號點之間距離的每個信號點是最靠近所述最大幅度的信號點時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
類似地，在信號點311、312、313、331、332或333中的任一個從信號點311、312、313、331、332或333中的任一個轉換的情況下，當每個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點或不同的180度相位的最大幅度的信號點和最後的最大幅度的信號點、並且具有信號點之間距離的每個信號點是最靠近所述最大幅度的信號點時，調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
作為另一個示例，在信號點301、302、303、321、322或323中的任一個從信號點301或321轉換的情況下、或在信號點301或321從信號點301、302、303、321、322或323中的任一個轉換的情況下，因為每個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點或不同的180度相位的最大幅度的信號點和最大幅度的信號點、並且具有信號點之間距離的每個信號點是最靠近所述最大幅度的信號點、而且任一個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點，因此調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
類似地，在信號點311、312、313、331、332或333中的任一個從信號點311或311轉換的情況下、或在信號點311或331從信號點311、312、313、331、332或333中的任一個轉換的情況下，因為每個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點或不同的180度相位的最大幅度的所述信號點和最大幅度的信號點、並且具有信號點之間距離的每個信號點是最靠近所述最大幅度的信號點、而且任一個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點，因此調製信號確定部分102確定發生峰值功率。
另外，本實施例的信號處理裝置使用的信號的數字調製方法不是被具體限制的，發生峰值功率的任何其他調製方法也是可能的，例如可以使用正交調幅方法的16QAM、64QAM等。
當數字正交調幅方法的幅度的大信號點持續時，防止了峰值功率的大信號的發生，並且抑制了在限制帶寬之後的調製信號的動態範圍。
而且，雖然在上述的說明中解釋了一個示例，其中當確定發生峰值功率時調製信號確定部分102輸出確定結果「1」，而當確定未發生峰值功率時調製信號確定部分102輸出確定結果「0」，但是如果可以通過任何可以良好地識別兩個狀態的信號來區別確定結果，則可以使用任何種類的值。
而且，雖然在上述的說明中的操作是當使得相位控制信號的幅度值是「1」的時候僅僅改變相位而不是改變調製信號的幅度值，但是，不限於此，可以使用大於或等於1的相位控制信號的任何幅度值來改變調製信號的相位，只要可以放大或衰減調製信號的幅度值。
而且，雖然在上述的說明中給出了調製信號的90度的相移，但是相移量不限於此。例如，可以使用調製信號的135度相移。因為，在通過將相位移動135度等來改變相位之後的信號點不與當使用16QAM等、M元正交調幅的情況下的其他信號點重疊，則有可能區別未改變的信號點和改變的信號點，並且可以發送相位。
另外，優選的是，相位的改變量是即使當相位改變量和峰值功率都不必固定時可以降低峰值功率的改變量。
而且，在本實施例中，雖然假定當確定未發生峰值功率時調製信號的在轉換之前的信號和轉換之後的信號之間的相位差不改變，但是，相位的改變方法不限於此。例如，當確定未發生峰值功率時，優選的是調製信號的在轉換之前的信號點和轉換之後的信號點的相位被指定為相位。
(實施例2)圖5是按照本發明的實施例2的通信裝置的配置的方框圖。圖5的通信裝置400主要組成是實施例的1的信號處理裝置100，無線傳輸部分401，相位信息傳輸部分402。
信號處理裝置100數字調製傳輸數據，從利用數字調製方法調製的信號點的信號點轉換確定峰值功率的發生，並且當確定發生峰值功率時改變在轉換之前的信號點和在轉換之後的信號點的相差。另外，信號處理裝置100向無線傳輸部分401發送所調製的信號，並且向相位信息傳輸部分402輸出調製信號的相位改變的信息。
無線傳輸部分401發送從信號處理裝置100輸出和被轉換為射頻的調製信號。相位信息傳輸部分402發送在被編碼、調製和轉換為射頻之後的從信號處理裝置100輸出的調製信號的相變的信息。
按照本發明的通信裝置，從利用數字調製方法調製的信號點的信號點轉換確定峰值功率的發生，在信號點轉換是指配的轉換的情況下在確定發生峰值功率之後改變在轉換之前的信號點或在轉換之後的信號點的相差，因此，防止大信號幅度的重疊，於是有可能防止大信號峰值功率的發生和在限制帶寬之後抑制調製信號的動態範圍。結果，通信裝置可以抑制傳輸信號的動態範圍。
按照本實施例的通信裝置，而且，可以通過發送在信號處理裝置中調製的信號的相差的改變量的信息來省略在接收側中的相變的確定操作。
另外，本發明不限於上述的實施例，在不與本發明的範圍不同的情況下，可以進行各種改變。例如，雖然在上述的實施例中說明了信號處理裝置和通信裝置的執行，但是不限於此，可以將這樣的信號處理方法作為軟體執行。
例如，預先在ROM(只讀存儲器)中存儲執行上述信號處理方法的程序，這樣的程序可以由CPU(中央處理器)處理。
而且，在可以由計算機讀取的存儲介質中存儲執行上述信號處理方法的程序，在存儲介質中所存儲的程序被記錄在計算機RAM(隨機存取存儲器)，並且計算機可以根據所述程序執行處理。
從上述的說明可以清楚地看出，並且按照信號處理裝置和信號處理方法，從利用數字調製方法調製的信號點的信號點轉換確定峰值功率的發生，在信號點轉換是指配的轉換的情況下在確定發生峰值功率之後改變在轉換之前的信號點或在轉換之後的信號點的相差，因此，防止大信號幅度的重疊，於是有可能防止大信號峰值功率的發生和在限制帶寬之後抑制調製信號的動態範圍。
本申請基於2001年3月6日提交的日本專利申請第2001-061317號的優先權，在此將其整體內容明確引入作為參考。
產業上的應用本發明可以應用到處理調製信號的通信裝置和無線通信裝置。
權利要求
1.一種信號處理裝置，包括確定部分，它從通過數字調製方法調製的信號的信號點的轉換來確定峰值功率的產生；相位控制部分，它根據所述確定結果控制限制帶寬的所述信號的相位。
2.按照權利要求1的信號處理裝置，其中所述相位控制部分改變在轉換之前的信號點和在轉換之後的信號點的相差。
3.按照權利要求1的信號處理裝置，其中所述相位控制部分改變當發生峰值功率時的調製信號的在轉換之前的信號點和在轉換之後的信號點的相差，並且在除了峰值功率發生的情況之外的其他確定結果情況中，調製信號的相位變為預定的相位。
4.按照權利要求1的信號處理裝置，其中所述相位控制部分改變當發生峰值功率時的調製信號的在轉換之前的信號點和在轉換之後的信號點的相差，並且在除了峰值功率發生的情況之外的其他確定結果情況中，調製信號的相位不改變。
5.按照權利要求1的信號處理裝置，其中當轉換前/後的信號點是相同的相位並且兩個信號點是最大的幅度值的時候，所述確定部分確定峰值功率的發生。
6.按照權利要求1的信號處理裝置，其中當轉換前/後的信號點是相同的相位或180度的相差並且兩個信號點是最大的幅度值的時候，所述確定部分確定發生峰值功率。
7.按照權利要求1的信號處理裝置，其中，當轉換前/後的信號點是最大幅度的信號點或信號點之間的距離是所述最大幅度信號點的信號點到任一個最接近信號點的時候，所述確定結果部分確定發生峰值功率。
8.按照權利要求1的信號處理裝置，其中，在每個轉換前/後的信號點是最大幅度的信號或最大幅度的所述信號和最大幅度並且具有180度相差的信號點、以及具有信號點之間距離的所述任一個最接近信號點和所述任一個信號點的情況下，所述確定部分確定產生峰值功率。
9.按照權利要求7的信號處理裝置，其中，當在轉換前/後的信號點是最大幅度的信號時，所述確定部分確定峰值功率發生。
10.按照權利要求1的信號處理裝置，其中所述相位控制部分將調製信號的相位改變預定的旋轉角度。
11.按照權利要求1的信號處理裝置，其中所述確定部分確定以數字正交調製方法調製的信號的轉換，並且所述相位控制部分控制所述信號的相位。
12.按照權利要求1的信號處理裝置，其中所述相位控制部分將單位矢量與調製信號相乘。
13.一種通信裝置，包括信號處理裝置和發送在所述信號處理裝置中處理的調製信號的傳輸部分，其中所述信號處理裝置包括確定部分，它從通過數字調製方法調製的信號的信號點的轉換來確定峰值功率的產生；相位控制部分，它根據所述確定結果控制限制帶寬的所述信號的相位。
14.按照權利要求13的通信裝置，包括相位信息傳輸部分，用於發送在所述信號處理裝置中的調製信號的相差的改變量的信息。
15.一種信號處理方法，其中，在確定利用從利用數字調製方法調製的信號點的信號點轉換產生峰值功率的情況下，改變帶寬限制的調製信號的轉換前信號點和轉換後信號點的相位。
全文摘要
數字調製器(101)數字調製傳輸數據。調製信號確定部分(102)從這個調製信號的信號點的轉換確定是否發生峰值功率。控制信號產生器(103)當確定發生峰值功率時輸出相移相位控制信號，並且當確定未發生峰值功率時輸出非相移相位控制信號。相位控制器(104)利用從控制信號產生器(103)輸出的控制信號來改變調製信號的相位。濾波器(105)限制從相位控制器(104)輸出的調製信號的區域。正交調製器(106)調製從濾波器(105)輸出的調製信號。
文檔編號H04L27/34GK1496640SQ0280612
公開日2004年5月12日 申請日期2002年3月5日 優先權日2001年3月6日
發明者松岡昭彥, 村上豐 申請人:松下電器產業株式會社