CN100583655C - 功率限制器和使用其的数字无线电发射机 - Google Patents

Abstract

一种功率限制设备，包括函数产生部分和延迟计算部分。所述函数产生部分计算输入信号的功率值，并根据所述计算功率值，产生用于功率限制的加权函数。所述延迟计算部分延迟所述输入信号，并利用由所述函数产生部分产生的所述加权函数执行对所述延迟输入信号的功率限制。

Description

功率限制器和使用其的数字无线电发射机

技术领域

本发明涉及一种数字无线电通信系统的发射机，更具体地，涉及一种用于限制对发射功率放大单元的输入的功率限制单元和一种使用该功率限制单元的发射机。

背景技术

在无线电系统上，从无线电波资源的有效使用的观点来看，需要使发射波对相邻频带的影响最小。尤其是在W-CDMA基站等中，需要尽可能地降低发射机失真，因而追求高度线性。在发射机中，放大器最为紧密地与线性相关。放大器通常随着其越来越靠近其最大输出而具有越来越饱和的输出，从而导致了非线性区域。为了在放大器中获得高度线性，将操作点设置在距离非线性区域足够远的线性区域中的点上。换句话说，由于要在发射机的输出级中设置功率放大单元，使用能够产生比所需输出功率(最大输出)更大的输出功率的放大器，并以对饱和输出功率的显著后退(backoff)进行操作，从而提供线性。即，需要具有比所需额定功率大许多倍的放大能力的功率放大单元。例如，如果需要10dB的后退以获得所需失真特性，则放大器需要输出十倍于所需额定功率的功率。这极大地影响了设备成本，并导致功率消耗的增加，而这并不所需的。因此，需要以最小的后退来操作该系统。

同时，如果输入信号的峰值功率较高，则需要与峰值相对应的动态范围。当在低失真状态下使用发射功率放大单元时，需要取更大的后退，以适合于其在额定功率处进行操作的动态范围。随着峰值功率的降低，动态范围相应地变窄，从而能够减少后退。因此，将用于将峰值功率保持得较低的功率限制单元设置在发射功率放大单元的前一级中。已经采用了一种将限制器用作功率限制单元来限制峰值功率的方法。但是，此方法使提供给功率放大单元的、由限制器对其进行功率限制的信号发生极大的变形。结果，其缺点是功率放大单元的输出信号的边带变宽。

在日本未审公开专利申请(JP-A-Heisei 11-88257)中公开了一种无线电通信系统的峰值控制器。在此传统示例中，计算发射正交基带信号的功率，并根据计算功率值，限制发射正交基带信号的功率。因此，针对一个信道传输，对发射调制信号的峰值进行限制。

在日本未审公开专利申请(JP-A-Heisei 11-136210)中，为了解决限制器阈值电平固定且其不处理码复用信号中的电平改变的问题，利用与码复用信号的电平改变相对应的优化限制器阈值电平来抑制峰值因子，从而提供稳定的发射质量。在此传统示例中，限制器作用于要发送的码复用信号，限制器比率计算部分测量以限制器阈值电平输出信号的时间比率(限制器比率)，以及限制器阈值电平设置部分按照使所测得的限制器比率靠近预定特定限制器比率的方式来调整限制器阈值电平，并将其提供给限制器。

在日本未审公开专利申请(JP-A-Heisei 11-274983)中公开了一种CDMA发射设备。在此传统示例中，以QPSK扩散调制器的输出中的码片为单位，观察I轴和Q轴各分量的变化模式，并利用与特定模式相对应的权重衰减具有特定变化模式的部分的幅度。由此，在保持奈奎斯特传输条件的同时，利用对波形整形之后包络峰值的预测，在波形整形之前，对幅度进行限制。

在日本未审公开专利申请(JP-P2000-106548A)中公开了一种CDMA发射机。在此传统示例中，通过一个符号来检测发射数据的峰值。如果峰值高于发射放大器的输入限制功率，则产生伪符号，从而取消所检测到的峰值，并通过从发射数据中减去伪符号来降低峰值。此外，计算功率校正值，以便补偿由于减去伪符号而导致的功率变化量。

在日本未审公开专利申请(JP-P200-244452A)中公开了一种CDMA无线电基站。在此传统示例中，减少了在向共用放大器提供具有较大载波数和重数的调制信号从而使单独的发射功率较高时所产生的失真。针对每个载波，根据多个信道的复用载波信号的输入，计算瞬时功率和平均功率，并根据此瞬时功率和平均功率，设置限制电平。控制限制器，从而使每个载波均在所设置的限制电平内，以校正其幅度。因此，当每个载波中的重数较高时，降低了共用放大器中所产生的失真水平，并在重数较低时，减小了接收侧的错误率。

在日本未审公开专利申请(JP-P2001-86094A)中公开了一种发射系统。在此传统示例中，对放大器的线性进行补偿的区域较小，并获得了较高的效率和较低的功率消耗。为此，将校正部分设置在CDMA系统中的ROF部分的前级处。计算瞬时功率，并将计算值与预先设置的上限值进行比较。如果计算值超过上限值，则将计算值检测为瞬时峰值。只在超过上限值时，有选择地执行幅度校正。

根据日本未审公开专利申请(JP-P2001-285088A)，对将多个信号相加而获得的信号进行总体调制。延迟通过将多个信号相加而获得的信号的输出，根据延迟相加信号预测峰值，并根据预测峰值，将延迟信号的输出控制为预定电平。

根据日本未审公开专利申请(JP-P2001-298409A)，在包括至少两个服务(如语音通信服务和数据通信服务等)的蜂窝通信中，针对每个服务，设置功率电平的最小值和最大值。通过每个服务的最小值和最大值来限制功率电平，并单独调整不同服务的质量。

根据日本未审公开专利申请(JP-P2001-339361A)，在多载波通信中，在防止发射效率降低的同时抑制峰值功率。将信息信号的一个序列转换为信息信号的多个序列，并将信息信号的多个序列中的每一个叠加在序列专用载波上，以产生多载波信号。检测多载波信号的峰值功率，并将其与阈值进行比较。如果峰值功率超过阈值，则通过将用于保持峰值功率较低的信号叠加到这些载波中特定的一个(而不是信息信号)上来抑制峰值。因此，重新产生多载波信号，以抑制峰值。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提出一种功率限制设备，能够减少在限制对功率放大单元的输入信号的峰值功率时所产生的失真。

本发明的另一目的是提出一种功率限制设备，其中通过限制峰值功率，使动态范围较窄，且将后退保持较小。

本发明的另一目的是提出一种便宜的发射机，其中减小了用于确保发射机所需的线性的后退，并减少了功率消耗。

在本发明的一个方案中，一种功率限制设备，包括：函数产生部分，用于计算输入信号的功率值，并根据计算功率值，产生用于功率限制的加权函数；以及延迟计算部分，用于延迟输入信号，并利用由所述函数产生部分产生的所述加权函数执行对所述延迟输入信号的功率限制。

这里，所述函数产生部分针对通过以超过阈值的所述计算功率值的峰值位置为中心、将预定时间段加在所述峰值位置的前后而获得的加权时间段，产生所述加权函数。

此外，于所述加权函数具有如下确定的衰减系数，所述功率限制后所述计算功率值的所述峰值是所述阈值，而且所述加权时间段内除所述峰值以外的其他计算功率值是所述阈值或更小。

在这种情况下，所述加权函数F(t)表示如下：

F(t)＝1-A*cos(π*t/T)，如果|t|≤T/2

＝1，如果|t|＞T/2

其中T是所述加权时间段，以及A是所述衰减系数。

所述函数产生部分检测超过所述阈值的所述计算功率值的多个峰，针对所述多个峰中的每一个设置所述加权时间段，产生所述加权函数F，在所述加权函数中，确定所述衰减系数，从而使所述多个峰中的每一个的数值均为所述阈值，并通过将所述加权函数F相乘来产生所述加权函数。

此时，所述函数产生部分包括：功率计算电路，用于计算所述计算功率值；窗口产生电路，用于确定所述窗口时间段；阈值设置电路，用于任意设置用于功率限制的所述阈值；最大值检测电路，用于在由所述窗口产生电路产生的所述窗口时间段内，监视所述功率计算电路的输出，并检测从所述功率计算电路输出的、超过了由所述阈值设置电路设置的所述阈值的所述计算功率值的所述峰值；以及加权函数产生电路，用于确定针对功率限制的所述加权时间段和所述衰减系数，并产生所述加权函数。所述延迟操作部分包括：延迟电路，用于将所述输入信号延迟监视所述窗口时间段内的所述输入信号所需的时间段；以及乘法电路，用于以由所述加权函数产生电路产生的所述加权函数对由所述延迟电路延迟的所述输入信号进行加权。

所述输入信号可以是复数基带信号，所述输入信号也可以是中频信号。

一种数字无线电发射机，包括前述功率限制设备之一，以及一种包括所述数字无线电发射机的数字无线电基站。或者，一种数字无线电移动台可以包括所述数字无线电发射机。

在本发明的另一方案中，通过以下步骤实现了一种输入信号的功率限制方法，包括：计算来自所述输入信号的功率值；确定用于监视所述计算功率值的窗口时间段；设置阈值；在所述窗口时间段内监视所述计算功率值，以检测所述计算功率值超过所述阈值的峰值；确定加权时间段和衰减系数，并产生加权函数；将所述输入信号延迟所述窗口时间段；以及将所述加权函数与所述延迟输入信号相乘。

在产生所述加权函数时，确定所述加权时间段，使其具有通过以所述计算功率值的所述峰值位置为中心、将预定时间段加在所述峰值位置的前后而获得的时间段。此外，在产生所述加权函数时，按照如下方式确定所述衰减系数，功率限制后所述计算功率值的所述峰值是所述阈值，而且所述加权时间段内除所述峰值以外的其他计算功率值是所述阈值或更小。

此外，在产生所述加权函数时，产生以下函数F：

F(t)＝1-A*cos(π*t/T)，如果|t|≤T/2

＝1，如果|t|＞T/2

其中T是所述加权时间段，以及A是所述衰减系数。

通过检测超过所述阈值的所述计算功率值的多个峰来实现对最大值的检测。通过以下步骤来实现所述加权函数的产生：针对所述多个峰中的每一个设置所述加权时间段；确定所述衰减系数，从而使所述多个峰值中的每一个均为所述阈值；利用所述衰减系数，确定针对所述加权时间段的所述加权函数；以及根据已确定加权函数的乘积来产生所述加权函数。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施例的数字无线电通信系统的发射机的结构的示意图；

图2是示出了用在图1所示的发射机中的功率限制单元的结构的示意图；

图3A和3B是示出了功率限制中输入和输出功率波形的示例的示意图；

图4是示出了根据本发明第二实施例的数字无线电通信系统的发射机的结构的示意图；

图5是示出了用在图4所示的发射机中的功率限制单元的结构的示意图；以及

图6A和6B是示出了功率限制中输入和输出功率波形的示例的示意图。

具体实施方式

将参照附图，详细描述使用了本发明的功率限制单元的发射机。

[第一实施例]

图1是示出了根据本发明第一实施例的数字无线电通信系统的发射机的结构的示意图。发射机包括发射波形整形滤波器101、具有函数产生部分102a和延迟计算部分102b的功率限制单元102、正交调制单元103、频率转换单元104、发射功率放大单元105和发射天线106。

输入发射信号100是由同相信号(通常称为Ich)和正交信号(通常称为Qch)构成的复数基带信号，并将其提供给发射波形整形滤波器101。发射波形整形滤波器101对复数基带信号100进行波形整形，并将整形后的复数基带信号201输出给功率限制单元102。在功率限制单元102中，函数产生部分102a根据整形后的复数基带信号的功率计算值，产生用于功率限制的加权函数。延迟计算部分102b利用加权函数对延迟后的整形复数基带信号执行功率限制操作，并向正交调制单元103输出操作结果。正交调制单元103对功率限制后的复数信号中的同相信号和正交信号执行正交调制，以形成中频信号，并将其发送给频率转换单元104。频率转换单元104对正交调制信号执行频率转换，以形成高频信号。通过发射功率放大单元105对频率转换后的高频信号进行功率放大，然后，从天线106作为无线电波信号辐射出去。

将参照图2来描述本发明第一实施例中的功率限制单元的结构。在功率限制单元102中，函数产生部分102a包括窗口产生电路204、阈值设置电路205、功率计算电路203、最大值检测电路206和加权函数产生电路207。延迟计算部分102b包括延迟电路208和乘法电路209。

将整形后的复数基带信号201提供给延迟电路208和功率计算电路203。延迟电路208将整形后的复数基带信号201延迟预定窗口的预定时间(T_w)。同时，功率计算电路203计算整形后的复数基带信号201的功率值，作为复数信号的矢量和，并向最大值检测电路206输出计算功率值。

可以将表示用于确定是否进行功率限制的判据的阈值P_th设置为任意值。阈值设置电路205根据情况保存阈值，并将阈值通知给最大值检测电路206和加权函数产生电路207。

最大值检测电路206从功率计算电路203接收计算功率值，并观察由窗口产生电路204产生的窗口，以检测与超过由阈值设置电路205所通知的阈值P_th的计算功率值相对应的最大峰值。向加权函数产生电路207发送检测到的最大值P_p、窗口中与最大峰值相对应的时刻t_p、以及计算功率值超过阈值P_th的时间段(t_s到t_e)。

加权函数产生电路207根据来自最大值检测电路206的最大峰值和由阈值设置电路205设置的阈值P_th来计算衰减系数A。而且，加权函数产生电路207参照由窗口产生电路204产生的窗口的时间，根据与由最大值检测电路206发送过来的最大峰值相对应的时刻以及计算功率值超过阈值的时间段，设置加权时间段T。此外，加权函数产生电路207产生作为衰减系数A、加权时间段T和最大值时刻t_p的函数的加权函数，并向乘法电路209发送所述加权函数。

另一方面，延迟电路208将整形后的复数基带信号201延迟窗口时间T_w，然后向乘法电路209输出延迟信号201，作为延迟后的复数基带信号。乘法电路209将延迟后的复数基带信号与加权函数相乘，并输出功率限制输出信号202。

图3A和3B示出了功率限制单元的输入和输出功率波形的示例。将利用这些波形来描述窗口中包括单一最大值时功率限制单元的操作示例。向图2的功率限制单元102提供输入复数基带信号201。功率计算电路203执行输入复数基带信号201的功率计算。同时，由延迟电路208延迟输入复数基带信号201。功率计算电路203的输出对应于输入功率值Pi(t)。

在由窗口产生电路产生的窗口T_w的时间段内，最大值检测电路206观察超过阈值P_th的输入功率值Pi的最大峰值是否存在。在图3A中，超过阈值P_th的最大峰值是位于窗口内相关时刻T_p的最大值P_p。最大值检测电路206向加权函数产生电路207发送时刻t_p、最大峰值P_p和功率值超过阈值P_th的阈值超过时间段ts到te。

加权函数产生电路207根据由最大值检测电路206检测到的窗口内的最大值点的相关时刻t_p、最大值P_p、功率值超过阈值P_th的阈值超过时间段t_s到t_e、以及由阈值设置电路设置的阈值P_th，产生加权函数F(t)。衰减系数A根据最大值P_p和阈值P_th表示如下：

A＝1-P_th/P_p

以最大值点为中心设置加权时间段T。此外，将加权时间段T设置为至少包含阈值超过时间段t_s到t_e的时间段，从而使加权之后的输出在加权时间段内不超过所述阈值。

例如，作为设置加权时间段的一种方法，确定间隔t_s和t_e的端点中距最大值点更远的端点t_x，并按照平滑功率变化的方式，将两倍于t_x的时间段设置为最大值点t_p前后的加权时间段，即(t_p±(t_p-t_x)×2)。因此，加权时间段T表示如下：

T＝Max(t_p-t_s，t_e-t_p)×4

同时，作为设置加权时间段的另一方法，除了作为用于限制输入功率的判据的阈值以外，预先确定用于设置加权时间段的阈值(时间段设置阈值)，并使用其间计算功率值超过时间段设置阈值的时间段。例如，假设其间计算功率值超过时间段设置阈值的时间段的端点为t_s和t_e。确定时间段的端点t_s和t_e中距最大值点t_p更远的端点t_x，并将最大值点t_p前后具有t_x时间段的时间段设置为加权时间段。即，假定：

T＝Max(t_p-t_s，t_e-t_p)×2

将加权时间段设置在t_p±(t_p-t_x)中。当已经确定衰减系数A和加权时间段T时，如下确定加权函数F(t)：

F(t)＝1-A*cos(π*(t-t_p)/T)，如果|t-t_p|≤T/2

＝1，如果|t-t_p|＞T/2

按照这种方式，可以设置功率限制后的最大值，从而使其变为与阈值P_th相同的数值。

加权函数产生电路207根据由窗口产生电路204产生的窗口的定时，与延迟后的输入信号同步地输出加权函数F(t)，作为乘法电路209的另一输入。乘法电路209将由延迟电路208延迟了窗口时间(T_w)的复数信号与由加权函数产生电路207产生的加权函数相乘，并输出结果，作为功率限制复数信号。假设延迟后的复数信号的计算功率值为P′_i(t)，则输出信号的计算功率值P_o(t)表示如下：

P_o(t)＝P′_i(t)*F(t-t_p)

如图3B中的输出功率P_o(t)所示，将最大值P′_p功率限制为与阈值P_th相同的值(P′_p＝P_th)。输出中的最大值点的时刻t_p是窗口内的相关时刻，相对于输入时刻、窗口内的相关时刻t_p，将绝对时刻延迟了窗口时间T_w。如上所述，功率限制单元102可以将超过阈值的输入功率信号限制为阈值或更小，并将功率限制后的输入功率信号输出到正交调制单元103。

[第二实施例]

图4是示出了根据本发明第二实施例的数字无线电通信系统的发射机的结构的示意图。向与第一实施例等同或对应的组件分配相同的参考数字，以省略对其的详细描述。发射机包括发射波形整形滤波器101、正交调制单元103、由函数产生部分402a和延迟计算部分402b构成的功率限制单元402、频率转换单元104、发射功率放大单元105和发射天线106。

在正交调制单元103中通过发射波形整形滤波器101将发射信号100转换为中频信号501，并将其发送到功率限制单元402。功率限制单元402利用由函数产生部分402a产生的加权函数，通过延迟计算部分402b执行功率限制操作，并将功率限制后的中频信号发送给频率转换单元104。频率转换单元104将其转换为高频信号，并由发射功率放大单元105对该信号的功率进行放大，然后，将放大后的信号从天线106辐射出去。

图5示出了本发明第二实施例中的功率限制单元的结构。功率限制单元402具有函数产生部分402a和延迟计算部分402b。函数产生部分402a包括窗口产生电路204、阈值设置电路205、功率计算电路503、最大值检测电路206和加权函数产生电路207。延迟计算部分402b包括延迟电路508和乘法电路509。在图4所示的结构中，将功率限制单元402设置在正交调制单元103和频率转换单元104之间，而且功率限制单元402的输入信号是中频信号501。

将输入中频信号501提供给延迟电路508和功率计算电路503。延迟电路508将中频信号501延迟预定窗口的预定时间(T_w)，并将其作为延迟后的中频信号输出给乘法电路509。功率计算电路503计算输入中频信号501的功率值，并向最大值检测电路206输出计算功率值。代替严格意义上的功率值，可以使用与如信号的最大幅度或平均幅度等功率相对应的数值。在这种情况下，来自将阈值设置为确定判据的阈值设置电路205的输出值、以及使用功率计算电路503的输出和加权函数产生电路207中的功率值的最大值检测电路206中的功率值具有相同的测量结果。同时，阈值设置电路205将阈值P_th确定为用于施加功率限制的判据，并将阈值P_th发送给最大值检测电路206和加权函数产生电路207。

最大值检测电路206从功率计算电路503接收计算功率值，并观察由窗口产生电路204产生的窗口，以检测与超过由阈值设置电路205所设置的阈值P_th的计算功率值相对应的最大峰值点。而且，最大值检测电路206向加权函数产生电路207发送检测到的最大峰值、最大峰值的时刻、以及计算功率值超过阈值的时间段。加权函数产生电路207基于窗口时间，根据从最大值检测电路206发送过来的最大峰值、最大峰值的时刻以及计算功率值超过阈值的时间段、和由阈值设置电路205设置的阈值中的每一个，产生加权函数，并向乘法电路509发送所述加权函数。乘法电路509将来自延迟电路508的延迟中频信号与加权函数相乘，并输出功率限制输出信号。

将利用图6A和6B所示的输入和输出功率波形的示例来描述窗口中包括多个最大值时功率限制单元的操作示例。向图5的功率限制单元402提供输入中频信号501。功率计算电路503对中频信号501进行功率计算，并由延迟电路508对其进行延迟。功率计算电路503的输出对应于图6A所示的计算功率值P_i(t)。

最大值检测电路206在窗口时间T_w内观察计算功率值P_i，以检测超过阈值P_th的最大峰值。在图6A中，存在两个最大峰：最大峰P₀和最大峰P₁。最大峰P₀具有位于窗口内相关时刻t_p0的最大峰值P_p0，以及最大峰P₁具有位于窗口内相关时刻t_p1的最大峰值P_p1。最大值检测电路206向加权函数产生电路207发送最大峰值的数据(最大峰P₀的时刻t_p0和最大峰值P_p0、最大峰P₁的时刻t_p1和最大峰值P_p1)和计算功率值超过阈值的时间段的数据(最大峰P₀的端点时刻t_s0和t_e0、最大峰P₁的端点时刻t_s1和t_e1)。加权函数产生电路207首先确定针对窗口中每个最大峰P₀和P₁的加权函数。对于最大峰P₀，利用最大峰值数据(时刻t_p0、最大峰值P_p0)和计算功率值超过阈值的时间段数据(t_s0、t_e0)，确定加权函数F₀(t)。衰减系数A₀根据最大值P_p0和阈值P_th表示如下：

A₀＝1-P_th/P_p0

类似于第一实施例那样确定以最大峰为中心的加权时间段T₀，并将加权后的输出设置在该时间段中，从而使其不超过所述阈值。根据衰减系数A₀和加权时间段T₀，如下确定最大峰P₀的加权函数F₀(t)：

F₀(t)＝1-A₀*cos(π*(t-t_p0)/T₀)，如果|t-t_p0|≤T₀/2

＝1，如果|t-t_p0|＞T₀/2

其中A₀＝1-P_th/P_p0。功率限制之后最大峰P₀的最大峰值P′_p0变为与阈值P_th相同的值(P′_p0＝P_th)。

类似地，如下确定最大峰P₁的加权函数F₁(t)：

F₁(t)＝1-A₁*cos(π*(t-t_p1)/T₁)，如果|t-t_p1|≤T₁/2

＝1，如果|t-t_p1|＞T₁/2

其中A₁＝1-P_th/P_p1。功率限制之后最大峰P₁的最大峰值P′_p1变为与阈值P_th相同的值(P′_p1＝P_th)。

当窗口中包括多个最大峰时，最终的加权函数为针对最大峰的加权函数的乘积。因此，加权函数产生电路207所产生的最终加权函数表示如下：

F(t)＝F₀(t-t_p0)*F₁(t-t_p1)

当存在更多最大值时，按照相同的方式确定最终加权函数。

将所产生的加权函数F(t)根据由窗口产生电路204产生的窗口的定时，与延迟后的输入信号同步地输出到加权函数产生电路207。按照这种方式，乘法电路509将由延迟电路508延迟了窗口时间(T_w)的中频信号与由加权函数产生电路207产生的加权函数相乘，并输出结果，作为功率限制中频信号。假设延迟后的中频信号的计算功率值为P′_i(t)，则输出信号的计算功率值P_o(t)表示如下：

P_o(t)＝P′_i(t)*F(t-t_p)

＝P′_i(t)*F₀(t-t_p0)*F₁(t-t_p1)

如图6B中的输出功率P_o(t)所示，可以由功率限制单元402将每个最大值功率限制为与阈值P_th相同的值。

图6A和6B示出了在窗口中存在两个最大值的情况。但是，在检测到三个或更多个最大值的情况下，按照相同的方式，向乘法电路发送针对最大值的加权函数的乘积，作为由加权函数产生电路所产生的加权函数。如果检测到n个最大值，则通过下式表示加权函数：

F(t)＝F₀(t-t_p0)*F₁(t-t_p1)*…*F_i(t-t_pi)*…*F_n-1(t-t_pn-1)

F_i(t)＝1-A_i*cos(π*(t-t_pi)/T_i)，如果|t-t_pi|≤T_i/2

＝1，如果|t-t_pi|＞T_i/2

其中A_i＝1-P_th/P_pi，i＝0，1，…，n-1。

因此，功率限制单元402将超过阈值且包含多个最大峰的输入信号的功率限制为阈值或更小，并将其输出到频率转换单元104。

根据本发明，能够减少在限制对功率放大单元的输入信号的峰值功率时所发生的失真。

如上所述，根据本发明，能够通过限制峰值，使动态范围变窄，并减小后退。

此外，根据本发明，能够提供一种便宜的数字无线电发射机，通过确保发射机所需的线性的减小后退的操作来降低功率消耗。这种数字无线电发射机(未示出)可以用在数字无线电基站(未示出)或数字无线电移动台(未示出)处。

Claims (15)

1、一种功率限制设备，包括：

函数产生部分，用于计算输入信号的功率值，并根据所述计算功率值，产生用于功率限制的加权函数；以及

延迟计算部分，用于延迟所述输入信号，并利用由所述函数产生部分产生的所述加权函数执行对所述延迟输入信号的功率限制；

其中所述函数产生部分针对通过将预定时间段加在超过阈值的所述计算功率值的每个峰值位置的前后作为中心而获得的加权时间段，产生所述加权函数。

2、根据权利要求1所述的功率限制设备，其特征在于所述加权函数具有如下确定的衰减系数，所述功率限制后的所述计算功率值的所述峰值等于所述阈值，而且所述加权时间段内除所述峰值以外的计算功率值是所述阈值或更小。

3、根据权利要求2所述的功率限制设备，其特征在于所述加权函数F(t)表示如下：

F(t)＝1-A*cos(π*t/T)，如果|t|≤T/2

    ＝1，如果|t|＞T/2

其中T是所述加权时间段，以及A是所述衰减系数。

4、根据权利要求2所述的功率限制设备，其特征在于所述函数产生部分检测超过阈值的所述计算功率值的多个峰，针对所述多个峰中的每一个设置加权时间段，产生所述加权函数F，其中在所述加权函数F中，确定所述衰减系数，从而使得所述多个峰中的每一个峰的数值均为所述阈值，并通过与所述加权函数F相乘产生所述加权函数。

5、根据权利要求1至4之一所述的功率限制设备，其特征在于所述函数产生部分包括：

功率计算电路，用于计算所述计算功率值；

窗口产生电路，用于确定所述窗口时间段；

阈值设置电路，用于任意设置用于功率限制的所述阈值；

最大值检测电路，用于在由所述窗口产生电路产生的所述窗口时间段内，监视所述功率计算电路的输出，并检测从所述功率计算电路输出的、超过了由所述阈值设置电路设置的所述阈值的所述计算功率值的所述峰；以及

加权函数产生电路，用于确定用于功率限制的所述加权时间段以及所述衰减系数，并产生所述加权函数，而且

所述延迟操作部分包括：

延迟电路，用于将所述输入信号延迟监视所述窗口时间段内的所述输入信号所需的时间段；以及

乘法电路，用于以所述加权函数产生电路产生的所述加权函数对由所述延迟电路延迟的所述输入信号进行加权。

6、根据权利要求1到4之一所述的功率限制设备，其特征在于所述输入信号是复数基带信号。

7、根据权利要求1到4之一所述的功率限制设备，其特征在于所述输入信号是中频信号。

8、一种数字无线电发射机，包括根据权利要求1至4之一所述的功率限制设备。

9、一种数字无线电基站，包括根据权利要求8所述的数字无线电发射机。

10、一种数字无线电移动台，包括根据权利要求8所述的数字无线电发射机。

11、一种输入信号的功率限制方法，包括：

计算来自所述输入信号的功率值；

确定用于监视所述计算功率值的窗口时间段；

设置阈值；

在所述窗口时间段内监视所述计算功率值，以检测所述计算功率值超过所述阈值的峰值；

确定加权时间段和衰减系数，并产生加权函数；

将所述输入信号延迟所述窗口时间段；以及

将所述加权函数与所述延迟输入信号相乘。

12、根据权利要求11所述的功率限制方法，其特征在于产生所述加权函数包括：

确定通过将预定时间段加在所述计算功率值的峰的位置的前后作为中心而获得的时间段，作为所述加权时间段。

13、根据权利要求11所述的功率限制方法，其特征在于产生所述加权函数包括：

确定所述衰减系数，从而使得功率限制后的所述计算功率值的所述峰值是所述阈值，并且所述加权时间段内除了所述峰值之外的所述计算功率值是所述阈值或更小。

14、根据权利要求13所述的功率限制方法，其特征在于所述加权函数包括：

F(t)＝1-A*cos(π*t/T)，如果|t|≤T/2

    ＝1，如果|t|＞T/2

其中T是所述加权时间段，以及A是所述衰减系数。

15、根据权利要求13所述的功率限制方法，其特征在于检测所述峰值包括：

检测超过所述阈值的所述计算功率值的多个峰；以及

产生所述加权函数包括：

针对所述多个峰中的每一个设置所述加权时间段；

确定所述衰减系数，从而使所述多个峰值中的每一个均为所述阈值；

利用所述衰减系数，确定针对所述加权时间段的所述加权函数；以及

根据已确定加权函数的乘积来产生所述加权函数。

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