CN100483959C - 减少峰值对平均值功率比的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种减少反向链路信号的峰值对平均值功率比的方法和系统。基带结构使用峰值加窗实现峰值减少技术。非长方形窗口用于使信号失真。窗口的一实施例是带有峰值减少功能的倒升余弦，它能减少包络的幅度平方与期望的峰值对平均值功率比的幅度平方间的相对差值。可能多次通过峰值减少函数直到获得期望的目标峰值对平均值功率比。

Description

减少峰值对平均值功率比的方法和装置

领域

本发明一般涉及电信，更特定地是涉及减少反向链路信号的峰值对平均值功率比。

背景

包括独立调制信道的通信系统能产生高峰值对平均值功率比。cdma2000(1x)和cdma2000(1x—EV)系统内的反向链路是独立调制信道的例子。反向链路信号是无线通信系统内从订户单元发送到基础设施元件的信号。高峰值对平均值功率比会导致订户单元的RF功率放大器(在此以后称为功率放大器)的效率降低。例如，高峰值对平均值幅度波形对订户单元的发射机的功率放大器有较高的要求，并减少订户单元能操作的最大数据速率或最大范围。这是多个因素产生的结果，最重要的是按定义带有更高的峰值对平均值功率比的波形对同样的平均发射功率发射更大的最大功率。因此，需要带有更大线性范围的功率放大器，而这些类型的功率放大器更贵一些。另外，更大的最大功率需要更多的电流，这会减少订户单元电池寿命。因此，高的峰值对平均值功率比会导致订户单元的电池寿命的减少。

由于减少峰值对平均值功率比能有更长的电池寿命的好处，期望能减少反向链路信号的峰值对平均值功率比。较低的峰值对平均值功率比的另一好处是减少了从功率放大器压制点处的后退量，这导致更大的平均发射功率或更大的范围。功率放大器的幅度和相位非线性性，相应称为AM/AM & AM/PM非线性，导致调制间失真并要求放大器功率放大器的操作大大低于压缩点。功率放大器的1dB输出压制点是一个输出功率电平，在该电平处，增益偏离输出信号增益1dB。例如，1dB的输出压制点是输出功率电平，在该电平处，增加输出功率10dB只会导致输出功率9dB的增加。

减少的峰值对平均值功率比体现为或是更大的范围(即更多的平均输出功率)和/或对给定平均功率电平的增加的电池寿命(峰值功率传输使用更多的电流)。

一个简单的减少峰值对平均值功率比的方法是截断信号使得幅度和相继的峰值对平均值功率比限于一些可接受的最大电平内。由于截断而引起的带宽重增长以及带外泄漏是无线系统的关键问题。带外溢出量确定滤波要求和相邻信道干扰。

时域的截断是将矩阵脉冲与频域内反向链路发射波形的功率谱卷积。因此，截断引入许多带内噪声以及带外寄生发射，因此而不符合“TIA/EIA-98-DRecommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread SpectrumCellular Mobile Station”(IS-98标准)内对寄生发射的规定。

因此，在领域内需要一种方法和装置以减少反向链路信号的峰值对平均值功率比而同时限制带内以及带寄生发射。

概述

在此揭示的示例处理了减少反向链路信号的峰值对平均值功率比需要。减少反向链路信号的峰值对平均值功率比增加了订户单元能成功操作和/或订户单元的覆盖范围/距离以及电池寿命。

在一方面，装置包括峰值对平均值比减少模块以及功率放大器。峰值对平均值比减少模块用于对信号内超出目标阈值的峰值响应而生成减少的峰值对平均值信号，这基于对信号应用减少函数直到峰值减少到或低于目标阈值或减少函数被应用了给定的次数。功率放大器用于放大减少的的峰值对平均值比信号并生成放大后的信号。在一方面，装置是订户单元。在一方面，信号是CDMA信号。在一方面，减少函数是倒升余弦函数。

在一方面，装置包括反向链路调制器，用于提供信道数据、信道增益计算模块耦合到反向链路调制器并用于计算反向链路信道增益、平均模块耦合到信道增益计算模块并用于为反向链路上的独立信道的组合计算平均功率、阈值模块耦合到平均模块并用于使用目标峰值对平均值比和平均功率生成包络阈值、窗口加权模块耦合到阈值模块并用于将峰值减少窗口与波形峰值对准并生成用于与滤波采样相乘的窗口权值，滤波器耦合到反向链路调制器并用于过滤信道数据的n码片(n为整数)采样以生成过滤的采样，以及乘法模块耦合到滤波器并用于使用窗口加权模块来的窗口权值将在n倍的码片速率滤波的采样与对准的峰值窗口相乘以建立带有减少的峰值对平均值功率比的修改的采样。

在一方面，处理信号的方法包括将信号的峰值与目标阈值相比，如果峰值在目标阈值以上则对峰值应用减少函数直到减少函数在目标阈值或以下以生成减少的峰值对平均值信号，一旦应用了减少函数给定次数后中止减少函数应用。

附图的简要描述

图1是支持多个用户并能实现本发明多方面的示例无线通信网络图；

图2是能实现本发明各个方面的订户单元和基站的简化框图；

图3说明示例CDMA信号；

图4说明用于放大CDMA信号的一般功率放大器的操作特性；

图5说明CDMA信号的频率特性；

图6是功率放大器后退量图；

图7是根据一实施例的减少反向链路信号的峰值对平均值功率比的峰值对平均值减少模块的简化框图；以及

图8示出根据一实施例的峰值窗口的流程图。

详细描述

“示例”一词在此用于仅指“用作例子、实例或说明”。作为“示例”在此描述的任何实施例不一定被理解为最优或优于其它实施例。

订户单元(SU)(也称为订户站、移动站、移动单元、远程站、远程终端、接入终端以及用户设备)可能是移动或静止的，且可能与一个或多个基站(BSs)(又称为基收发机系统(BTSs)、基站收发机、接入点、节点B以及调制解调器池收发机(MPTs)通信

图1是支持多个用户并能实现本发明多方面的示例无线通信网络100的图。出于示例的目的，此处的示例实施例是在CDMA蜂窝通信系统的环境中加以描述。然而，要理解的是本发明也可以应用于其它类型的通信系统，譬如个人通信系统(PCS)、无线本地回路、专用分组小交换机(PBX)或其它已知系统。另外，使用其它公知的多个接入方案譬如TDMA以及FDMA连同其它扩频系统的系统也可能使用在此揭示的方法和装置。

CDMA技术在多址通信系统内的使用在美国专利号4901307以及美国专利号5103459内揭示，前者题为“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATIONSYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”，后者题为“SYSTEM ANDMETHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”，两者同时转让给本发明的受让人并在此引入作为参考。

无线通信网络100一般包括多个订户单元102a—102d、多个基站104a—104c、基站控制器(BSC)106(又称为无线电网络控制器或分组控制功能)、移动站控制器(MSC)或交换机108、分组数据服务节点(PDSN)或网间互联功能(IWF)110、公共交换电话网络(PSTN)112(一般是电话公司)以及分组网络114(一般是因特网)。为简化描述，在此示出了四个订户单元102a—102d、三个基站104a—104c、一个BSC 106、一个MSC 108以及一个PDSN 110、PSTN 112和IP网络114。本领域的技术人员可以理解在无线通信网络100内可以有任何数量的订户单元102、基站104、BSCs、MSCs 108以及PDSNs 110。

无线通信网络100提供为多个小区的通信，每个小区由对应的基站104服务。多个订户单元102散布在系统内。信息信号从订户单元102到基站104传输经过的无线通信信道称为反向链路。每个订户单元102可能与一个或多个基站104在任何时刻在前向或反向链路上通信，这取决于订户单元是否处于软切换。

如图1示出，基站104a与订户单元102a和102b通信，基站104b和订户单元102c通信，基站104c与订户单元102c和102d通信。订户单元102c处于软切换且同时与基站104b和104c通信。

在无线通信网络100内，BSC 106耦合到基站104且可能进一步耦合到PSTN112。一般可以通过MSC 108实现到PSTN 112的耦合。BSC 106提供耦合到它的基站的协调和控制。BSC 106还通过基站104控制在订户单元102间、订户单元102和耦合到PSTN(例常规的电话)112和到分组网络114的用户间的电话呼叫路由。

在一实施例中，无线通信网络100是分组数据服务网络。在一实施例中，BSC 106通过PDSN 110耦合到分组网络。因特网协议(IP)网络是能通过PDSN 110耦合到BSC 106的分组网络的一例。在一实施例中，BSC 106到PDSN 110的耦合可以通过MSC 108获得。

在一实施例中，IP网络114耦合到PDSN 110，PDSN 110耦合到MSC 108，MSC 108耦合到BSC 106以及PSTN 112，且BSC 106通过用于根据任何已知的协议进行话音和/或数据分组传输的有线线路耦合到基站104a—104c，这些协议包括E1、T1、异步传输模式(ATM)、IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。在另一实施例中，BSC 106直接耦合到PDSN 110，还MSC 108不耦合到PDSN 110。在一实施例中，订户单元102a—102d与基站104a—104c通过RF接口通信。

订户单元102a—102d可能更有利地用于实现一个或多个无线分组数据协议。在一实施例中，订户单元102a—102d生成到IP网络114的IP分组并使用点到点协议(PPP)封装IP分组成帧。

订户单元102a—102d可能是各种不同类型的无线通信设备的任何一种，诸如移动电话、连到运行基于IP的Web浏览应用程序的手提电脑的蜂窝电话、带有相关的免提汽车工具包的蜂窝电话、运行基于IP的Web浏览应用程序的个人数字助理(PDA)、包括在便携式电脑内的无线通信模块或固定位置的通信模块，诸如可以在无线本地回路或计量表读取系统内可以找到的。在最一般的实施例中，订户单元可能是任何类型的通信单元。

在无线通信网络100的一般操作期间，基站104a—104c接收并对从处于电话呼叫、Web浏览和其它数据通信的各个订户单元102a—102d来的反向链路信号集解调。每个由给定基站104a—104c接收的反向链路信号在该基站104a—104c内被处理。每个基站104a—104c可能与多个订户单元102a—102d通过调制并发送前向链路信号集合到订户单元102a—102d而进行通信。例如，如图1示出，基站同时与订户单元102a以及102b通信，基站104c同时与订户单元102c和102d通信。产生的分组被转发到BSC 106，它提供呼叫资源分配以及移动管理功能，后者包括管理特定订户单元102a—102d从始发基站104a—104c到目标基站104a—104c的呼叫的软切换。最终，当订户单元102c移到离基站104c很远的地方时，呼叫会切换到另一基站。如果订户单元102c移到离基站104b够近的地方，呼叫会切换到给基站104b。

如果传输是常规的电话呼叫，BSC 106会将接收到的数据路由到MSC 108，后者提供与PSTN 112接口的附加路由服务。如果传输是基于分组的传输诸如对IP网络114的数据呼叫，则MSC 108会将数据分组路由到PDSN 110，它会发送分组到IP网络114。或者，BSC106会将分组直接路由到PDSN 110，后者将分组发送到IP网络114。

系统100可能设计成支持一个或多个CDMA标准诸如(1)“TIA/EIA—95—BMobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-ModeWideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95标准)(2)由名为“3^rdGeneration Partnership Project”(3GPP)的联盟提供的标准，它们体现在一组文档内包括文档号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213以及3G TS25.214(W—CDMA标准)，(3)由名为“3^rd Generation Partnership Project 2”(3GPP2)的联盟提供的标准，它们体现在一组文档内包括文档号C.S0002-A、C.S0005-A、C.S0010-A、C.S0011-A、C.S0024以及C.S0026(cdma2000标准)。在3GPP以及3GPP2文档中，这些全球标准组织(例如TIA、ETSI、ARIB、TTA以及CWTS)将其转换为地区标准并由国际电信联盟(ITU)转换为国际标准。这些标准在此引入作为参考。

图2是支持本发明各个方面的订户单元102和基站104的简化框图。可能在订户单元102和基站间交换特定的通信、话音数据、分组数据和/或消息。可能发送各种类型的消息，诸如用于建立基站104和订户单元102间通信对话的消息以及用于控制数据传输的消息(例如功率控制、数据率信息、确认等)。

对反向链路，在订户单元102处，话音和/或数据(例如从数据源210来的)以及消息(例如从控制器230来的)提供给发射(TX)数据处理器212，它用一个或多个编码方案对数据和消息进行格式化和编码以生成编码后数据。发射数据处理器212包括实现一个或多个编码方案的码发生器。码发生器的输出数字一般称为码片。码片是单个二进制数字。因此，码片是码发生器的输出数字。

每个编码方案可能包括循环冗余校验(CRC)、卷积、Turbo、分组或其它编码的组合或没有任何编码。一般，话音数据、分组数据以及消息用不同的方案被编码，且不同类型的消息还可能以不同方式编码。

经编码的数据然后提供给调制器(MOD)214并经进一步处理(例如，经覆盖、用短PN序列扩展并用分配给用户终端的长PN序列扰码)。在一实施例中，经编码的数据用Walsh码覆盖、用长PN码扩展，然后用短PN码扩展。扩展数据然后提供给发射机单元(TMTR)216并经调整(例如转变为一个或多个模拟信号、经放大、经滤波并经正交调制)以生成反向链路信号。发射机单元216包括放大一个或多个模拟信号的功率放大器316。反向链路信号通过转换器(D)218路由并通过天线220发射到基站104。

反向链路信号的传输发生在称为传输时间的时段上。传输时间被分为时间单元。在一实施例，传输时间可能被分为帧。在另一实施例中，传输时间可能被分为时隙。时隙是时间段。根据一实施例，数据被分为数据分组，每个数据分组在一个或多个时间单元上发送。在每个时间单元，基站将数据传输导入任何与基站通信的订户单元。在一实施例中，帧可能进一步被分为多个时隙。在另一实施例中，时隙可能进一步被划分。例如，时隙可能被分为半时隙以及四分之一时隙。

在一实施例中，调制器214包括峰值对平均值减少模块，它减少反向链路信号的峰值对平均值功率比。在调制器214内，在对经扩展的数据滤波后定位峰值对平均值减少模块。另一实施例中，峰值对平均值减少模块位于发射机216内。在另一实施例中，峰值对平均值减少模块位于调制器214和发射机216之间。

在基站104处，反向链路信号由天线250接收，通过天线转换器252路由，并提供给接收机单元(RCVR)254，后者对接收到的信号调整(例如，滤波、放大、下变频并数字化)并提供采样。解调器(DEMOD)256接收并处理(例如，解扩展、解覆盖以及导频解调)采样以提供被恢复的符号。解调器256可能实现雷克(rake)接收机，它处理接收到信号的多个实例并生成组合的符号。接收(RX)数据处理器258然后对符号解码以恢复在反向链路上发射的数据和消息。接收到话音/分组数据提供给数据宿260且恢复的消息可能提供给控制器270。解调器256以及RX数据处理器258的处理与在订户单元102处的处理相反。解调器256以及RX数据处理器258可能进一步用于处理通过多个信道接收的传输，多个信道有譬如反向基本信道(R—FCH)以及反向辅助信道(R—SCH)。而且，传输可能同时从多个订户单元102接收，其中每个可能在反向基本信道上、反向辅助信道上或同时在两者上发射。

在前向链路上，在基站104处，声音和/或分组数据(例如从数据源262来的)以及消息(从控制器270来的)经发射(TX)数据处理器264处理(例如经格式化且经编码)，经调制器(MOD)256进一步处理(例如，经覆盖和扩展)，并经发射单元(TMTR)268调整以生成前向链路信号。前向链路信号路由通过天线转换器252并通过天线250发射到订户单元102。

在订户单元102处，前向链路信号由天线220接收，路由通过天线转换器218，并提供给接收机单元222。接收机单元222对接收到的信号调整(例如，下变频、滤波、放大、正交解调并数字化)并提供采样。采样由解调器224经处理(例如解扩展、解覆盖以及导频解调)以提供符号，符号进一步由接收数据处理226经处理(例如经解码并经校验)以恢复在前向链路上发射的数据和消息。恢复的数据提供给数据宿228，恢复的消息可能提供给控制器230。

图3说明示例CDMA信号300。纵轴以伏特代表CDMA信号幅度，横轴代表时间。虚线代表在零电压点以上的最大正信号电压(+Vmax)以及零伏特点以下的负最大信号电压(—Vmax)。CDMA信号300有Vmax电压以上和以下的“峰值”。峰值在图3中示出为阴影。峰值对平均值减少模块去除或减少CDMA信号300内的峰值。

CDMA信号300包括多个单个用户信号，每个用随机序列编码。多个用户和随机序列导致一般在其它通信信号内没有的峰值。为了发射这些峰值而不被嵌位，不仅要D/A转换器(在功率放大器316前使用)有足够的比特以容纳这些峰值，且功率放大器316必须保持在包括峰值幅度的附图范围上线性。

图4说明用于放大CDMA信号的一般功率放大器316的操作特性。例如，功率放大器可能在发射机216内。横轴代表输入信号功率(P_in)，以及纵轴表示输出信号功率(P_out)。如果P_in低于最大功率电平(Pmax)，则功率放大器316以线性方式操作，其中P_in的增加与在线性区域402内示出的Pout成正比增加匹配。如果Pin在Pmax以上，则功率放大器316以非线性方式操作，其中Pin的增长不与Pout成正比增长相匹配。Pout在非线性操作范围内较不理想。线404示出理想线性线。线406示出代表功率放大器316的非线性区域的实际线。

Pmax能根据各个因子设定，譬如(1)最糟信道配置情况，(2)带内对带外信号功率比、温度，即在冷启动时较低，比特能量对干扰以及噪声之比E_b/I_o，(3)用于测量波形保真度的IS—97工业标准Rho度量和/或(4)其它合适的度量。Pmax能在系统操作时根据正在进行的期望度量的测量和相应的Pmax的调整而被调整以优化性能。

将图3和图4一起看，值得注意的是图3的Vmax电压电平对应图4的Pmax。因此，在+Vmax以上和—Vmax以下的峰值会使Pmax以上的功率放大器316进入非线性操作范围。当处于非线性范围内，功率放大器316出现降低保真度和增加噪声这些不期望的性能。峰值对平均值功率减少消除或减少了功率放大器316在非线性范围内的操作。

图5说明CDMA信号300的频率特性。纵轴代表信号功率，以及横轴代表频率。期望的“带内”信号功率502包括在由中心频率508以上和以下的拐角频率504和506所定义的带宽503内。拐角频率504在中心频率508以上，且拐角频率506位于中心频率508之下。示例带宽是在中心频率周围的1.25MHz带宽。信号功率在带宽外下降很厉害，但仍存在一些不希望的“带外”信号功率，在图5内以阴影示出。带外信号功率是不希望的，这是因为它代表与相邻频带内的其它信号干扰的浪费的功率。功率放大器316当其处于非线性范围时，生成较大的带外信号功率。在图5的阴影的带外功率上面的虚线代表当未使用峰值对平均值功率减少而生成的增加的带外信号功率。

一起考虑图3到5，可以理解图3上的CDMA信号峰值驱使功率放大器316超过图4的Pmax，并引起功率放大器316生成图5的虚线示出的不期望的带外信号功率。峰值对平均值减少模块减少CDMA信号峰值并将带外信号功率对应到图5的阴影区域。该减少一般通过使功率放大器316在更高功率电平处操作而抵消。最好，功率放大器316在更高的功率电平处有更大的范围或容量，但不生成不可容忍的带外信号功率。

图6是功率放大器316后退量图。横轴是，输入功率单位为dB，纵轴是输出功率，单位为dB。线604示出理想线性线，其中输入功率的增加与输出功率的增加匹配。然而，线606示出了功率放大器316的非线性区域的实际线，其中输入功率的增加不与输出功率的相应增加匹配。输入功率的余量增加与输出功率内的相同的增加匹配。由于输入功率从点608增加到点610，输出功率的增加比输入功率的增加少1dB(如长度612所示)。点610是功率放大器316的1dB压制点。当对反向链路信号应用减少了的峰值对平均值功率比算法时，压制点610后退至点608。输入后退是输入功率量的减少，输出后退是输出功率量的减少。

图7是根据一实施例的峰值对平均值减少模块800的简化框图。峰值对平均值减少模块800可能实现为减少反向链路信号的峰值对平均值功率比的基带结构。峰值对平均值减少模块800可能使用峰值加窗实现信号失真技术。该技术有利地符合了IS—98标准和cdma2000标准提出的寄生发射要求，且留给功率放大器816失真一些裕量。另外，该技术符合cdma2000标准内的rho规定。Rho规定规定了最大可获得信噪比(SNR)。Rho是信号质量的测量。

在一实施例中，可能使用非长方形窗口使信号失真。窗口可能是带有峰值减少的倒升余弦，该减少是信号包络和期望的峰值对平均值功率比之差的函数。该技术引入了最大可以等于窗口大小的延时的延时。信号包络是信号的幅度。

在一实施例中，基带结构800位于调制器214内。在另一实施例中，基带结构800位于调制器214和发射机216之间。在另一实施例中，基带结构800位于发射机功率放大器816之前的发射机216内。

反向链路调制器802提供信道数据给信道增益计算模块804。信道增益计算模块804计算任何给定配置内的反向链路信道增益。配置是反向链路上独立信道的组合。例如，在带有四个反向链路信道的配置中，每个用独立的Walsh码覆盖，信道增益计算模块804标定四个反向链接信道。因此，在带有导频信道、数据请求(DRC)信道、确认(ACK)信道以及话务信道的cdma2000系统内，根据一实施例，信道增益计算模块804计算导频信道、DRC信道、ACK信道和话务信道的增益。本领域内的技术人员可知任何数据信道均可由信道增益计算模块804计算。

在一实施例中，平均模块806根据反向链路配置计算下半个时隙的以dB为单位的平均功率P_av。阈值模块808接收目标峰值对平均值功率比作为输入，这是以dB为单位的期望峰值对平均值功率比，并用目标峰值对平均值功率比和平均功率P_av生成包络阈值。窗口加权模块810将窗口用峰值对准并生成实际窗口权值用于相乘滤波后的采样。

脉冲成形滤波器812连续以码片速率n(n为类型整数)对来自反向链路调制器802的采样滤波。在一实施例中，脉冲成形滤波器812是有限脉冲响应(FIR)滤波器。滤波器812采样其输入，即信道数据的n码片采样，以生成一码片速率的多个m采样速率(m是类型整数)的输出采样。因此，滤波器生成持续期为n x m码片的输出采样。例如，如果码片速率为四，滤波器812以六的采样速率过采样，然后滤波器的输出采样是持续的24码片。

乘法模块814用峰值加窗算法，将滤波后采样即从滤波器812来的输出采样使用从窗口加权模块810来的实际窗口权值乘以校准后的峰值窗口，以建立修改后的采样。峰值窗口算法应用到滤波器812输出采样。

在一实施例中，滤波器812以四倍码片速率过采样其输入以生成四倍码片速率(chipx4)的输出采样。在一实施例中，对准的峰值窗口可能是w(w为整数)chipx4采样宽。例如，对准的峰值窗口可能是1、2、4、8或16chipx4采样宽。变量“w”可以是任何合理(对应用合理)的整数，且不限于二的幂数。

如果达到目标峰值对平均值功率比，则反向链路信号被传送到发射机216内的功率放大器。如果修改后的采样有大于期望峰值对平均值功率比的峰值对平均值功率比，则重新应用峰值加窗算法。在一实施例中，对给定窗口内的采样重新应用峰值加窗算法。在另一实施例中，对相邻窗口的采样重新应用峰值加窗算法。重新应用峰值加窗算法直到获得目标峰值对平均值功率比或更低的峰值对平均值功率比或达到最大迭代次数。

在一实施例内，在HDR(1x—EVDO)情况下，平均信号功率在半时隙的边界上改变，因此为TX数据处理器212预先得知。类似地，在另一实施例中，在1x—voice(cdma2000)中，平均功率在帧边界处改变。因此，平均功率在反向链路信号的传输前获知，并用于与单个采样的幅度平方比较。在cdma2000(1x—EV)实施例中，增益每半时隙改变。本领域的技术人员可以理解平均信号功率能在任何边界上改变。

峰值对平均值减少模块800使用峰值加窗以减少反向链路信号的峰值对平均值功率比。峰值对平均值减少模块800处理反向链路信号的窗口。在一实施例中，减少窗口内带有最大包络的峰值。

在一实施例中，窗口是倒升余弦窗口。在一实施例中，倒升余弦窗口定义为1-a(cos²x)，其中 $x=(-\frac{\mathrm{\π}}{2}+\frac{\mathrm{\π}}{w},\frac{\mathrm{\π}}{2})$ ，步长为且“w”为窗口长度即窗口大小。窗口为“w”采样长。

在一实施例中，峰值对平均值减少模块800实现的功率减少算法包括六个基本步骤。步骤一，选择目标峰值对平均值(dB)P_target。步骤二，根据反向链路配置计算平均功率P_av。在步骤三每“w”采样重复、步骤四和步骤五。在步骤四和五，当前“w”采样的基带IQ采样根据修改后的包络而被修改。

在步骤四，计算“window size”的最大峰值对半时隙平均值P_{hs_max}。E_av是对应平均功率P_av的平均包络值。E_av使用平均功率P_av计算。E_{hs_max}是对应最大峰值对半时隙平均值P_{hs_max}的包络值。E_{hs_max}使用最大峰值对半时隙平均值P_{hs_max}计算。

P_{current_max}以及E_{current_max}相应是当前“w”采样的最大峰值对平均值功率比和最大包络。

在步骤五，如果最大峰值对平均值功率比大于目标峰值对平均值功率比(如果(P_{current_max}>P_target))，则功率减少函数P_redn作为倒升余弦计算。

在一实施例中，P_redn被设定为1-a(cos²x)，其中 $a=\left(\frac{E_{\mathrm{current}\_\max }-E_{\mathrm{av}}}{E_{\mathrm{current}\_\max }}\right)$ 。系数“a”缩放功率减少函数的幅度。系数“a”根据当前“w”采样的包络值和平均功率的包络值间之差产生功率减少函数的幅度。功率减少函数P_redn是由功率减少算法处理的当前“w”采样的峰值减少函数。

Em_od是在峰值对平均值减少后当前“w”采样的修改后包络。修改后的包络E_mod是最大包络E_{current_max}和功率减少函数P_redn的乘积(E_mod＝E_{current_max}·P_redn)。

在步骤六，重复步骤四和五直到没有采样有高于期望的目标峰值的峰值。因此，通过实现多次峰值减少函数直到获得期望的目标峰值对平均值功率比。

图8示出根据一实施例的峰值窗口的流程图。实现峰值减少使得对产生相对期望包络偏离最多的包络的码片实现最大减少(由目标峰值对平均值功率比确定)。

在步骤902，选择dB为单位的目标峰值对平均值功率比。由于是在半时隙开始前确定哪个信道在下半时隙内发射，根据一实施例在发射数据处理器212内的订户单元数字信号处理器此时能知道发射的平均功率(根据选择的配置)。在步骤904，对下半个时隙，计算每个信道的反向链路增益。

在步骤906，计算下半时隙的平均功率P_av以及对应P_av的包络值E_av。根据反向链路配置计算平均功率P_av。P_av的计算用到话务对导频比、DRC对导频比、确认对导频比、导频功率以及每半时隙从话务信道、导频信道、确认信道以及数据请求信道来的码片数。包络值E_av使用平均功率P_av计算。

在步骤908，进行测试以确定在半时隙内是否还有任何采样。如果半时隙内没有采样，则在步骤909，采样提供给功率放大器316，控制流程进行到步骤904。如果在半时隙还有更多采样，则在步骤910选择另一窗口。在步骤912，计算P_{current_max}和E_current。P_{current_max}和E_curren，分别是当前的峰值对平均值功率比和“w”采样的包络值。在步骤913，检查峰值加窗的迭代数N_p以确定它是否小于峰值开窗的最大迭代数N_m。如果峰值加窗的迭代数不小于峰值加窗的最大迭代数，则控制流程进行到步骤908。如果峰值开窗的迭代数小于峰值开窗的最大迭代数，则在步骤914处，将P_{current_max}与P_target比较。P_{current_max}是当前w采样的最大峰值对平均值功率比。如果P_{current_max}不大于P_target，则控制流程进行到步骤908。如果P_{current_max}大于P_targe，，则倒升余弦系数在步骤916处根据以下等式计算：

$a=\left(\frac{E_{\mathrm{current}\_\max }-E_{\mathrm{av}}}{E_{\mathrm{current}\_\max }}\right)$

在步骤918处，计算峰值减少函数P_redn。P_redn是当前“w”采样的峰值减少函数，并设定为1-a(cos²x)。在步骤920，计算峰值对平均值减少后的当前“w”采样的修改后包络E_mod。E_mod被设定为E_current×P_redn。E_mod是当前采样E_current的一个个采样和峰值减少窗口P_redn相乘。

只有当当前半时隙内没有更多的采样时，控制流程进行到步骤909，且将采样提供给发射机216的功率放大器316。采样连续提供给发射机216的功率放大器316。

在步骤920，进行检查以确定窗口内的任何采样是否有高于期望的目标峰值的峰值。因此，实现多次峰值减少函数直到获得期望的目标峰值对平均值功率比。如果当前采样的峰值高于期望的目标峰值，则控制流程进行到步骤下一组w个采样，即N在步骤924处增加，控制流程进行到步骤908。如果当前采样峰值低于或处在期望目标峰值，则中止峰值加窗算法。采样结果提供给发射机216的功率放大器316。

方法步骤可以在不偏离本发明范围下进行交换。当实施例使用时隙时，值得注意的是本发明不需要峰值加窗算法以时隙划分，因此可应用于不划分时隙的系统。

本领域内的技术人员可以理解信息和信号可能使用各种不同的科技和技术表示。例如，上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片最好由电压、电路、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子、或它们的任意组合来表示。

本领域的技术人员还可以理解，这里揭示的结合这里描述的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。

硬件和软件的可互换性，各种说明性的组件、方框、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计约束。技术人员可以以多种方式对每个特定的应用实现所描述的功能，但该种实现决定不应引起任何从本发明范围的偏离。

各种用在此的说明性实施例揭示的逻辑框、模块和电路的实现或执行可以用：通用处理器、数字信号处理器(DSP)或其它处理器、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或任何以上的组合以实现在此描述的功能。处理器最好是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个结合DSP内核的微处理器或任何该种配置。

在此用实施例揭示的方法步骤或算法可能直接在硬件内、处理器执行的软件模块或两者的组合内执行。软件模块可以驻留于RAM存储器、快闪(flash)存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的其它任何形式的存储媒体中。一示范处理器最好耦合到处理器使处理器能够从存储介质读取写入信息。或者，存储介质可能整合到处理器。处理器和存储介质可驻留于专用集成电路ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端内。或者，处理器和存储介质可以驻留于用户终端的离散元件中。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (14)

1.一种用于减少信号的峰值对平均值比的装置，其特征在于包括：

用于将信号的峰值与一目标阈值相比较的装置；

用于在峰值超出目标阈值时通过对峰值连续应用一减少函数而生成减少的峰值对平均值比信号的装置，所述减少函数是倒升余弦函数，所述倒升余弦是1-a(cos²x)，其中 $a=\left(\frac{E_{\mathrm{current}\_\max }-E_{\mathrm{av}}}{E_{\mathrm{current}\_\max }}\right),$ E_av是和当前时段的平均功率对应的平均包络值，E_{current_max}是当前窗口的信号包络的最大值；以及

用于在峰值减少到或低于目标阈值时停止减少函数的应用的装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在当应用减少函数达给定次数时停止应用所述减少函数。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，装置是订户单元。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，信号是CDMA信号。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时段为半时隙。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述减少的峰值对平均值比信号由一功率放大器进一步放大。

7.一种装置，其特征在于包括：

反向链路调制器，用于提供信道数据；

信道增益计算模块，耦合到所述反向链路调制器，并用于计算反向链路信道增益；

平均模块，耦合到所述信道增益计算模块，并用于计算反向链路上信道的平均功率；

阈值模块，耦合到所述平均模块，并用于使用信号的目标峰值对平均值比以及所述平均功率来生成包络阈值；

窗口加权模块，耦合到所述阈值模块，并用于将窗口与信号峰值对准，并生成用于与经滤波的采样相乘的窗口权值；

滤波器，耦合到所述反向链路调制器，并用于对信道数据的n码片采样滤波以生成经滤波的采样，其中n是一整数；以及

乘法模块，耦合到所述滤波器，并用于使用来自窗口加权模块的窗口权值将所述经滤波的采样与对准的峰值窗口相乘，以建立有减少的峰值对平均值功率比的经修改的采样。

8.一种处理信号的方法，其特征在于包括：

将信号峰值与目标阈值相比，以及

应用一减少函数，其中所述减少函数是倒升余弦函数，所述倒升余弦是1-a(cos²x)，其中 $a=\left(\frac{E_{\mathrm{current}\_\max }-E_{\mathrm{av}}}{E_{\mathrm{current}\_\max }}\right),$ E_av是与当前时段的平均功率对应于的平均包络值，且E_{current_max}是当前窗口的信号包络的最大值，如果峰值在目标阈值之上，则连续对峰值应用减少函数，以生成减少的峰值对平均值比信号；以及

当峰值处在或低于目标阈值时停止应用减少函数。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于还包括，一旦应用了减少函数达给定的次数，则停止减少函数的应用。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于还包括，放大减少的峰值对平均值比信号，以生成放大的信号。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述信号是CDMA信号。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法由订户单元实现。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于还包括，发射放大后的信号。

14.一种处理信号的方法，其特征在于包括：

计算反向链路上信号的增益值；

计算反向链路上信道的平均功率电平；

使用信号的目标峰值对平均值比以及平均功率电平来生成包络阈值；

将窗口与信号峰值对准；

生成用于与信道的经滤波的采样相乘的窗口权值；

对信道数据的n码片采样滤波，以生成经滤波的采样，其中n是一整数；以及

用窗口权值将经滤波的采样与对准后的峰值窗口相乘，以建立带有减少的峰值对平均值功率比的经修改的采样。

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