近年来，作为移动体通信方式，频率资源的利用效率高、频带宽、 能高多路通信的CDMA引人注目。已知在CDMA方式中，任何频道 的基带信号都能利用各个正交的扩散码模拟地向无相关关系的信号扩 散，码被多路发送，多路数一旦增加，发送I、Q信号近似于正规分布 的方式。呈正规性的信号尽管发生概率低，对于平均发送功率来说， 也会发生10dB以上大小的瞬时峰值振幅。一般将这样的信号的瞬时 最大功率和平均功率之比称为峰值系数。
在用无线发送机发送正规性信号的情况下，如果迄今对大的瞬时 峰值振幅还不能确保充分的线性，则在发送频带以外会发生非线性失 真，成为其他系统的干扰波。用电波法规严格地限制其发生量。
在这样的状况下，无线发送机、特别是最后一级的功率放大器不 得不在平均发送功率远远小于饱和输出功率的状态下运转，不能充分 地提高功效，结果存在伴随装置尺寸和运转成本增大的问题。
为了解决这样的问题，设计了使功率放大器高度线性化、能进行 大功率运转的称为失真补偿的各种技术，可是其另一方面，也存在通 过使基带信号的分布形态本身变化，抑制峰值振幅的发生量，能进行 放大器的大功率运转的方法。
在后一种技术的情况下，实际上信号品质劣化，但统计地看峰值 振幅的发生频度非常低，所以对信号品质劣化的影响很小，如果是在 对应于应用系统规定的规格以内的劣化是允许的。
作为最简易的一例，虽然考虑了用限幅电路切掉峰值振幅的方法， 但由于这样会在信号中发生不平滑的折点，所以发生频谱分散。作为 下一种方法，虽然也考虑了用滤波器对限幅电路进行频带限制的方法， 但由于滤波器产生的合并作用，而发生峰值振幅再生的情况。作为解 决这样的问题的技术的现有例，能举出日本专利文献特开平10-126309 号公报中记载的方式。
首先，用图10说明现有技术。图11示出了现有技术的工作波形 例。输入的白色正规性信号首先用限幅器1001提取大振幅分量。在用 滤波器1006对其进行频带限制的情况下，在用滤波器1006进行平滑 时，有时用限幅器1001提取的振幅以上的峰值振幅被再生。这是滤波 器1006的合并作用。因此，将具有与滤波器1006相同或类似特性的 滤波器1002作为参照滤波器用，将其输出信号供给振幅控制部1004。 关于参照滤波器1002中再生的峰值振幅，如果检测到振幅控制部1004 的输出信号为振幅控制部1004的设定值以上的值，则根据超过了设定 值部分的振幅，使输出值下降相当于在后级滤波器1006中发生合并的 期间、即相当于滤波器1006的抽头长度的期间。另一方面，相对的延 迟器1003修正参照滤波器1002中发生的信号延迟。根据振幅控制部 1004的输出，用乘法器1005控制延迟的信号的增益，所以通过适当 地设定振幅控制部的输出值，能使由滤波器1006再生的峰值振幅不超 过阈值。
如上所述，在现有的技术中，通过由限幅器1001进行的大振幅的 提取、以及由振幅控制电路1004进行的降低增益这两个阶段的操作， 来抑制峰值振幅。可是，在后者的操作中，虽然实际上发生峰值振幅 的时间间隔极其微小，但为了防止合并的影响，在相当于滤波器1006 的抽头长度的期间内一律使增益下降，所以存在对信号品质的劣化的 影响增大的问题。另外，在现有的技术中，没有对由多个调制信号和 载波构成的多载波信号加以考虑。

本发明就是为了解决上述现有技术的问题而提出的。在本发明中， 不是象现有技术那样使信号一律沿相当于滤波器的抽头长度的一定区 间变化，而是生成能量集中得极其接近于振幅的修正信号，根据该信 号进行峰值振幅的消除，所以能将对信号品质的劣化的影响抑制得很 小。
具体地说，如图1所示，将输入信号输入给参照滤波器101，观 测进行了频带限制时发生的峰值振幅。其次由振幅控制部104抽出参 照滤波器101的输出超过了设定值A0的部分的波形。其次发生在抽 出波形变为极大值的时刻有与极大值成正比的振幅的脉冲信号，在延 迟器102中使输入信号延迟后，使脉冲信号和时序一致，根据延迟器 102的输出，利用加法器103对脉冲信号进行减法运算并输出。
如果最终利用频带限制滤波器105对其进行频带限制，则根据线 性电路的叠加原理，根据输入信号发生的峰值振幅、以及根据脉冲信 号发生的脉冲响应振幅的位置和振幅一致，由于相位反相，所以超过 了峰值的振幅分量被消除，能将峰值系数限制在设定值。
另外，在上述的处理中作为进行了脉冲信号的抵消的结果，即使 在峰值限制不完全、残留误差分量的情况下，如图2所示，通过多级 串联连接峰值系数降低装置，能进一步提高峰值限制效果。
附图说明
图1是本发明的第一原理图。
图2是本发明的第二原理图。
图3是本发明的第一实施例。
图4是静区电路203的输入输出特性。
图5是滤波器的脉冲响应例。
图6是脉冲发生电路的实施例。
图7是脉冲发生电路的工作波形例。
图8是本发明的第二实施例。
图9是本发明的第三实施例。
图10是现有技术。
图11是现有技术的工作波形例。
图12是本发明的第四实施例。
图13是本发明的第五实施例。
图14是模拟结果。
图15是振幅控制部的变形例。
图16是本发明的第六实施例。
图17是本发明的第六实施例的振幅控制部。
图18是本发明的第六实施例的多路化部的作用。

以下，根据图3所示的第一实施例和图6所示的脉冲发生电路的 实施例，说明本发明的详细情况。图3表示使用本发明的峰值系数降 低装置的基带信号处理装置。
在图3所示的峰值系数降低装置中，首先利用参照滤波器101a和 101b，分别对具有同样的频谱的正规性基带复数输入信号的实部Ii和 虚部Qi进行频带限制。假设参照滤波器101a和101b的脉冲响应与频 带限制滤波器105a、105b的脉冲响应相同或极其相似。用参照滤波器 101a和101b进行了频带限制的信号还有正规性。
其次，在绝对值电路201中根据进行了频带限制的复数信号，计 算实部和虚部的平方的和，通过取其平方根，生成瞬时振幅分量。在 静区电路203中根据图4所示的输入输出特性，从绝对值电路201的 输出信号输出设定值A0以上的振幅分量。为了实现静区电路203，例 如，从输入信号减去设定值A0，强制地将负的输出变更为零即可。静 区电路203的输出被供给脉冲发生电路。
脉冲发生电路200的输入信号Rded是抽出了复数信号的瞬时振 幅的峰值部分的波形的信号，所以变成呈山形的孤立波连续的波形。
用微分电路601对该波形进行微分运算处理。这里的微分运算处 理是计算连续的两个试样的差，能用脉冲响应串为[1、-i]的简单的FIR 数字滤波器实现。其结果，在信号增加的区域中获得正的输出值，在 信号减少的区域中获得负的输出值。用延迟器603将该输出Rdif延迟 一个试样，如果用乘法器604取得与原信号的积，则只是Rdif从正转 变为负的瞬间的试样变成负的输出，其他全部变成零或正的输出。
其次用负值判断器605对它进行判断，只有在输入了负值的情况 下，如果输出正值的单位振幅、即1，它就成为脉冲信号。例如通过 取出码位的操作，能实现负值判断器605。负值判断器605的输出通 过利用增益电路606，用固定值max(fir·)进行正规化，获得信号Rneg。 如图5所示，固定值max(fir)是频带限制滤波器105的脉冲响应的最 大值，可以预先进行预置。
其次通过用乘法器607求出在延迟器602中使输入信号Rded延 迟了一个试样的输出Rudl和Rneg的积，在峰值振幅中产生最大值的 位置获得具有与最大值成正比的振幅的脉冲信号。
另一方面，通过用除法器202a和202b，将参照滤波器101a和101b 的输出除以绝对值电路201的输出，能求出复数信号If+jQf的余弦分 量和正弦分量。用延迟器204a和204b使它延迟相当于脉冲发生电路 200的处理延迟的时间，与时序一致，通过用乘法器205a和205b求 出与脉冲发生电路200的输出信号的积，进行复数化，能生成复数脉 冲信号lp+jQp。
其次，用延迟器102a和102b使输入信号延迟相当于滤波器101a、 101b、脉冲发生电路200的处理延迟的时间，使时序一致，通过用加 法器103a和103b对复数脉冲信号进行减法运算，结束峰值系数降低 处理。
最后，如果利用频带限制滤波器105a和105b对峰值系数降低处 理部的输出信号进行频带限制，则根据线性电路的叠加原理，输入信 号受到频带限制而出现的峰值振幅分量、以及复数脉冲信号受到频带 限制而出现的脉冲响应分量的峰值和位置一致，由于相位反相，所以 超过了峰值的振幅分量被抑制，能获得将峰值系数限制在设定值的效 果。
另外，图3所示的振幅控制部104能进行各种变形，将其一例示 于图15。在图15中，代替图3中的除法器202a、202b，而采用以下 结构：用乘法器1502将用逆数电路1501求得逆数的结果乘以静区电 路203的输出，即使这样变形也能获得与图3同样的效果。
这里，用图7说明图15的工作。图7是通过模拟图15获得的波 形的一部分。在该例中，将静区电路的设定值A0设定为约2.3，在绝 对值电路201的输出中在两个地方发生设定值A0的超过振幅P1、P2。
其次，脉冲发生电路200的输入变成按照原来的振幅将由静区电 路203获得的设定值的超过部分波形正规化了的波形。延迟器602的 输出是将它延迟了一个试样的波形。
用微分电路601获得对脉冲发生电路200的输入进行了时间微分 的波形。延迟器603的输出是将它延迟了一个试样的波形。
在增益电路606的输出中，在微分电路601的输出和延迟器603 的输出符号不同的位置获得峰值为1/max(fir)的脉冲信号。如果将它乘 以延迟器602的输出，则获得脉冲发生电路的输出信号。
如果将脉冲发生电路200的输出信号乘以将振幅控制部的输入信 号If+jQf延迟了的信号，则变成复数信号(If+jQf)P/r/max(fir·)，进行 复数化。现在考虑用频带限制滤波器105对该复数化了的脉冲信号进 行了处理的情况，在其输出中max(fir)相抵消，变成(If+jQf)P/r。另外 在其振幅峰值中r相抵消，变成P，与静区电路203的设定值超过振 幅P一致。因此，在频带限制滤波器105中进行频带限制处理之前， 用加法器103与预先使输入延迟了的信号相减，根据线性电路的叠加 原理，能消去峰值振幅分量。
其次，用图8说明本发明的第二实施例。在本实施例中，示出了 在图3所示的第一实施例中省略脉冲发生电路200、以及与其对应的 延迟器204a和204b，只进行由增益电路606引起的振幅的正规化处 理的情况。
在图3中在复数输入信号的峰值振幅接近静区电路203的设定值 A0的情况下，静区电路的输出只输出极其接近峰值振幅的一个试样部 分。可是由于静区电路的输出已经变成脉冲信号，所以不仅能进行振 幅的正规化处理，而且能通过省略脉冲发生电路200来简化结构。
其次，用图9说明本发明的第三实施例。本实施例是这样一种结 构，即在本发明的峰值系数降低处理部中附加了：取得参照滤波器 101a、101b的输出的绝对值的绝对值电路901a和901b；取得绝对值 电路901a和901b的和的加法器902；以及根据与静区电路203相同 的设定值A0，如果加法器902的输出在A0以下，便进行使振幅控制 部104停止的控制的控制电路903。
在振幅控制部104中，利用绝对值电路201求复数信号If+jQf的 瞬时振幅分量。这时，关于复数信号，由于三角不等式|If|+|Qf|≥|If+jQf| 成立，所以如果A0≥|If|+|Qf|，则A0≥|If+jQf|成立，所以绝对值电路 201的输出为零，在该状态下不需要使振幅控制部工作，所以使其停 止即可。如果输入信号是正规性的，则使振幅控制部104工作所需要 的时间相对于总体的工作时间的比率极其微小。因此，采用本发明能 降低峰值系数降低处理部的功耗。
其次，用图12说明本发明的第四实施例。图12所示的本发明的 无线发送机由以下部分构成：用扩散码至少使一个以上的数字调制信 号扩散的扩散部1201；使扩散了的信号多路化的多路化部1202；对多 路化部的输出信号过多取样的内插器1203；本发明的峰值系数降低装 置100；对峰值系数降低装置的输出信号进行频带限制的频带限制滤 波器105；将数字输出信号变换成模拟信号的数字-模拟变换器1204； 进行模拟输出信号的平滑化的滤波器1205；将信号频带从基带向高频 变换的频率调制部1206；将信号放大到规定的功率的功率放大器 1207；以及控制部1208。
作为数字调制信号扩散·多路化的结果，在遵从正规分布的信号 的情况下，有10dB以上的峰值系数。
在作为不用本发明的峰值系数降低装置100的一例，用补偿(饱 和输出和平均输出的比)为10dB的功率放大器1207发送这样的性质 的信号的情况下，由于用功率放大器使超过10dB的振幅分量饱和， 所以在输出信号中发生饱和失真。这时，一般来说信号的频谱宽，所 以宽的部分的频谱变成对发送频带以外、例如对相邻频道的干扰波。 该干扰波极其接近于发送频带，所以难以用滤波器进行消除。因此， 功率放大器1207有必要根据信号的峰值系数降低平均输出功率，在低 失真的状态下运转，妨碍装置的高效率化。
另一方面，如果采用本发明的实施例，则利用峰值系数降低装置 100的工作，预先将峰值系数降低到10dB以内，在功率放大器1207 中使振幅不达到饱和输出功率，能防止饱和失真的发生，所以能高效 率地使装置运转。
另外，通过由控制部1208供给峰值系数降低装置的设定值A0， 能进行对应于安装的功率放大器1207的特性精细的控制。
其次用图13说明本发明的第五实施例。图13中示出的本发明的 无线发送机的特征在于：将作为输入输出特性而具有功率放大器1207 的非线性输入输出特性的逆函数的数字预失真装置1200配置在图12 所示的频带限制滤波器105和数字·模拟变换器1204之间。在功率放 大器1207的输入输出特性中，除了输出功率的饱和以外，在单调增加 区域中具有非线性的情况居多。在使用这样的功率放大器的情况下， 虽然能采用图12中的实施例，防止饱和失真的发生，但会发生基于非 线性的失真。因此，通过将作为输入输出特性而具有功率放大器1207 的非线性输入输出特性的逆函数的数字预失真装置1200配置在频带 限制滤波器105和数字·模拟变换器1204之间，峰值系数降低装置 100对饱和失真起作用，数字预失真装置1200对非线性失真起作用， 所以其结果，能对峰值系数以下的振幅分量完全线性化，在原理上能 防止失真的发生。
这里，用图14说明本发明的峰值系数降低装置和现有技术的模拟 结果。假设输入信号为对16384点的复数正规分布信号进行了4倍过 多取样的信号，滤波器中使用为CDMA基带滤波器用设计的74抽头 的滤波器，将无处理即过多取样后进行了频带限制的情况、以及现有 的技术、关于本发明获得的复数信号的绝对值绘制成图。关于本发明 用图2所示的结构，级数为两级，初级采用图3所示的结构，后级采 用图8所示的结构。关于信号品质的劣化，本发明和现有技术都用
sqrt[∑{(10-Ii)^2+(Qo-Qi)^2}/N]/sqrt[li^2+Qi^2]/N]
表示的调制精度统一为3％的条件。模拟的结果，现有技术的峰值 系数为7.90dB，与此不同，在本发明中为7.40dB，获得了0.5dB的改 善效果，确认了本发明的有效性。
其次，用图16说明本发明的第六实施例。图16是将本发明的峰 值系数降低装置扩展到多载波系统的情况的实施例，具体地说明等失 调三载波系统时的例，但本发明不特别限定失调频率及载波数。
首先，将三系统的基带复数输入信号分别分支出来，用参照滤波 器对一者进行频带限制。但是，由于后级的载波重叠，为了防止取样 率不足，再进行由过多取样电路1601进行的利用内插器增加取样率的 过多取样处理、以及由平滑滤波器1602进行的将不需要的图像频率除 去的平滑化处理。
其次在振幅控制部中，抽出多载波化了的信号的振幅分量超过了 设定值A0的部分的波形，在其达到极大时刻利用振幅分量发生使峰 值正规化了的脉冲信号。通过将该脉冲信号乘以输入信号，获得复数 脉冲信号。
这里，用图17说明振幅控制部的结构例。在振幅控制部中，用正 交变换器1701对平滑滤波器的输出信号进行复数乘法运算，通过用载 波重叠器1702进行加法合成，变换成多载波化了的单一的复数信号。 其次，与图15完全相同，取出其振幅(abs)。该振幅信息利用具有 图4所示的输出特性静区电路dz，只取出设定值A0的超过部分波形 后，通过乘以振幅的倒数(rcp)进行正规化。脉冲发生电路imp在正 规化了的静区电路dz的输出波形变成极大的时刻，发生具有与极大值 成正比的振幅的脉冲信号。脉冲发生电路虽然采用与图6相同的结构， 但假设频带限制滤波器101的脉冲响应最大值为max(fir)、过多取样 电路1601的过多取样率为n、平滑滤波器1602的脉冲响应最大值为 max(fi1)，增益电路606的增益设定为1/(max(fir)max(fil)n)。
如果将脉冲发生电路的输出信号乘以使输入信号延迟了一个试样 的信号，则在峰值振幅中发生极大值的时刻，获得具有与极大值成正 比的振幅的脉冲信号。
其次，虽然进行用延迟器1609使输入信号延迟后的信号和脉冲信 号的减法运算，但使输入信号延迟了的信号和复数脉冲信号的取样率 不同，不能直接进行减法运算，所以有必要通过减少试样，降低复数 脉冲信号的取样率。可是，只减少试样时信号呈脉冲，所以有可能随 着脉冲发生的位置的不同而失败。
作为其对策，如果预先提高输入复数信号的取样率，则频带限制 滤波器必须实现高取样率，有必要使滤波器的抽头长度几乎与过多取 样率成倍增加，难以实现。因此，通过在减少试样处理的前一阶段增 加使用多路化部1603进行的多路化处理，避免了失败的问题。用图 18对其进行说明。
首先，图18(a)是复数脉冲信号。是由本来的实数部分、虚数部分 构成的三系统的信号，所以具有6个要素，但简单地进行了图示。如 果用抽头系数为[11…1](n个)这样的fir滤波器构成的多路化部1603 对该复数脉冲信号进行处理，则如图18(b)所示，能连续地输出n个复 数脉冲信号。如果用降低取样电路1604将其降低为1/n的试样，则如 图18(c)所示，n个中只取一个，所以能避免失败的问题。
其次在图16中，用延迟器1609将输入信号延迟从参照滤波器至 降低取样电路1604的路径的处理延迟时间，使脉冲信号和时序一致， 从延迟器1609的输出信号中减去复数脉冲信号。
最后用频带限制滤波器对该减法运算的结果进行频带限制，再进 行由过多取样电路1605进行的过多取样处理和由平滑滤波器1606进 行的平滑处理。如果用延迟器1611将载波信号延迟从振幅控制部至平 滑滤波器1606的路径的处理延迟时间，用正交变换器1607对平滑滤 波器的输出信号进行复数乘法运算，用载波重叠器1608进行加法合 成，则根据线性电路的叠加原理，三载波合成信号的峰值振幅、以及 由脉冲信号发生的脉冲响应振幅的位置和振幅一致，相位反相，所以 在输出信号中能抑制超过了峰值的振幅分量，能将峰值系数限制在设 定值。
另外，在向本实施例所示的多载波系统扩展的峰值系数降低装置 中，与图2相同，通过构成多级串联连接结构，能进一步提高峰值限 制效果。
如上所述，在现有的技术中使信号一律在相当于滤波器的抽头长 度的期间变化，与此不同，在本发明中由于使用脉冲性的信号，所以 消除峰值振幅时只对峰值振幅极近处有影响，能将对信号品质的劣化 的影响抑制得很小。因此，在与现有技术同等的信号品质劣化的情况 下，能使峰值系数的降低效果更大。另外，利用本发明，即使对多载 波信号也能降低峰值系数。