CN101162924A - 一种实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，包括，延迟模块，峰值提取模块，峰值窗产生模块，还包括，削峰时宽提取模块和峰值窗函数存储模块。本发明所述装置，不但克服了现有技术中峰值抵消削峰装置，时域偏差大的缺点，而且与传统的峰值窗削峰装置固定峰值窗宽度相比，通过增加削峰时宽提取模块，获取需削峰的信号时宽，确定需要加的峰值窗函数的宽度，可更精确的进行削峰，削峰效果更好；通过增加峰值窗函数存储模块，根据需削峰的时宽，读取事先存储于峰值窗函数存储模块中的数值，可以得到更为合适的峰值窗函数，不会增加带外频谱泄漏的大小。

Description

一种实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置

技术领域

本发明涉及3G领域的信号削峰装置，具体涉及一种自适应调节峰值窗宽度的峰值窗削峰装置。

背景技术

现在3G、B3G应用逐渐明朗化，由于其信号的非恒包络特性，峰均比比较大，这对功放提出了更高的要求。为了使功放效率更高，因此需要降低信号的峰均比。降低峰均比的有效途径就是削去过高的信号瞬时峰值，目前大体上有两种削峰装置可以降低峰均比：

如图1所示的是一种峰值抵消削峰装置，该装置包括以下模块：

峰值提取模块：该模块判断装置输入信号的瞬时功率是否超过阈值，并且提取一段连续超过阈值的信号中的最大瞬时功率峰值，并将该峰值输送至带通滤波器；

带通滤波器：将峰值提取模块输送来的峰值，进行带通滤波，滤波后的输出信号与经过延迟模块后的输入信号相减，以削去过高的瞬时功率；

延迟模块：该模块为寄存器串联组，一般包括几个至几十个寄存器，装置输入信号经过这些寄存器组后与带通滤波器的输出信号在相位上保持同步，以达到削峰目的。

该峰值抵消削峰装置，由于峰值经过带通滤波器后可很好的控制带外频谱泄漏，并且与装置的输入信号之间为减法操作，不会引起带外频谱泄漏的额外增大，从而使得邻道频谱泄漏较小。

如图2所示的是一种峰值窗削峰装置，该装置包括以下模块：

峰值提取模块：该模块功能与前述的峰值抵消削峰装置相同，都是判断输入信号的瞬时功率是否超过阈值，并且提取一段连续超过阈值的信号中的最大瞬时功率峰值，与前述的峰值抵消削峰装置不同的是提取峰值后，将该峰值输送至峰值窗产生模块；

峰值窗产生模块：该模块是将峰值提取模块输送来的峰值，进行峰值加窗，一般该峰值窗为固定时宽，如32点峰值窗，峰值窗产生模块产生的数据与经过延迟模块后的输入信号相乘，以削去过高的瞬时功率；

延迟模块：该模块功能与前述的峰值抵消削峰装置相同，也为寄存器串联组，装置输入信号经过这些寄存器组后，与峰值窗产生模块的输出信号在相位上保持同步，以达到削峰目的。

上述的峰值窗削峰装置，由于峰值窗宽度一般较峰值抵消削峰装置中的滤波器响应序列长度要短，因此对较短的一段信号加窗使时域误差较小。

目前的这两种削峰装置，存在如下缺点：

(1)由于带通滤波器一般有较长的脉冲响应序列，这造成不只是在瞬时功率最高点处有削峰效应，在一些不该削峰的地方也存在着削峰效应，故峰值抵消削峰装置的时域误差偏高；

(2)由于峰值窗产生模块输出的信号与装置的输入信号之间为时域相乘操作，相当于频域的卷积，使得带外频谱泄漏增大，因此峰值窗削峰装置的邻道频谱泄漏偏高；而且由于采用的传统的窗函数为固定长度，不能适应需削峰信号的时宽变化，峰值窗削峰装置无法对不同时宽的信号进行自适应削峰，从而影响了时域误差特性，因此有必要根据信号的不同情况自适应调节峰值窗时宽，以进行自适应峰值窗削峰。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明针对传统峰值窗削峰装置中的固定峰值窗长度的缺点，提出了可根据信号具体情况，自适应调节峰值窗宽度的峰值窗削峰装置。

本发明具体是这样实现的：

一种实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，包括，延迟模块，峰值提取模块，峰值窗产生模块，

所述延迟模块，接收装置的输入信号，其输出与峰值产生模块的输出信号在相位上保持同步；

还包括，削峰时宽提取模块和峰值窗函数存储模块；

所述削峰时宽提取模块，实时提取装置输入信号中一段连续超过瞬时功率阈值的信号时宽，并将时宽信息输送至峰值提取模块；

所述峰值提取模块，查看削峰时宽提取模块输送来信号的瞬时功率是否超过阈值，并且提取一段连续超过阈值的信号中的最大瞬时功率峰值，将峰值输送至峰值窗产生模块；

所述峰值窗产生模块，根据削峰时宽提取模块产生的时宽信息、峰值提取模块产生的瞬时功率峰值，与峰值窗函数存储模块内存储的峰值函数时域值比对，得到相应的峰值窗。

所述削峰时宽提取模块，实时查看装置输入信号是否超过预先设定的瞬时功率阈值，如果探测到一信号超过该阈值，则启动模块中的计数器，直到探测到信号低于该阈值，将计数器数值，即需削峰时宽大小，输送到峰值提取模块，与此同时，透传装置输入信号至峰值提取模块，然后复位计数器。

所述峰值窗产生模块，具体是这样工作的：

当M≥N时，从峰值窗函数存储模块中读取所有的N点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以功率阈值与最大瞬时功率峰值的比值；

当N≥M≥L时，产生M点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以功率阈值与最大瞬时功率峰值的比值，M点数值为从N点存储空间内以间隔[N/M]点的方式等间隔抽取；

当M≤L时，产生L点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以功率阈值与最大瞬时功率峰值的比值，L点数值为从N点存储空间内以间隔[N/L]点的方式等间隔抽取；

其中M为需削峰的信号时宽，N为最大信号时宽，L为最小信号时宽。

所述峰值窗函数存储模块，采用一RAM实现，其存储的峰值函数时域值，是存储峰值窗产生模块在装置工作前，根据系统需求所确定的峰值窗函数数值。

所述峰值窗函数存储模块，存储的峰值窗函数可采用Kaiser窗函数。

附图说明

图1为峰值抵消削峰装置示意图；

图2为传统的峰值窗削峰装置示意图；

图3为自适应峰值窗削峰装置示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明所述装置的具体实施方式进行详细描述。

如附图3所示，本发明所述装置，包括以下如传统峰值窗削峰装置一样的模块：

一峰值提取模块：查看削峰时宽提取模块输送来的信号瞬时功率是否超过阈值，并且提取一段连续超过阈值的信号中的最大瞬时功率峰值，提取峰值后，将该峰值输送至峰值窗产生模块；

一峰值窗产生模块：根据削峰时宽提取模块产生的时宽信息、峰值提取模块产生的瞬时功率峰值，并查找峰值窗函数存储模块得到相应的峰值窗；

一延迟模块：装置输入信号通过寄存器组，与峰值窗产生模块的输出信号在相位上保持同步，以达到削峰目的；

本发明所述装置，还包括：

一削峰时宽提取模块：该模块实时提取装置输入信号中一段连续超过瞬时功率阈值的信号时宽，并将该时宽信息输送至随后的峰值提取模块；

一N点峰值窗函数存储模块：存储归一化的N点峰值窗函数时域值，实际上该模块为一RAM，在装置开始工作前，峰值窗产生模块对该模块写入根据系统需求所事先确定的峰值窗函数数值，工作中，峰值窗产生模块从该模块实时读出峰值窗函数数值。

与图2的传统峰值窗削峰装置不同，图3的自适应峰值窗削峰装置中信号首先输入至削峰时宽提取模块。

削峰时宽提取模块实时察看装置输入信号是否超过预先设定的瞬时功率阈值Q，如果探测到某一个信号超过该阈值Q，则启动模块中的计数器，直到探测到某一个信号低于该阈值Q。削峰时宽提取模块将计数器数值，即需削峰时宽大小，输送到随后的峰值提取模块，随后复位该计数器(即置0)。与此同时，透传输入信号至峰值提取模块。

峰值提取模块也在实时察看输入信号的瞬时功率，当发现某一个信号超过预先设定的瞬时功率阈值Q，则启动瞬时功率记录器，该记录器实现了简单的最大值探测，获取某一段连续超过功率阈值Q的信号中的最大瞬时功率。峰值提取模块将该最大瞬时功率和削峰时宽提取模块发送来的削峰时宽，发送到随后的峰值窗产生模块。请注意装置输入信号不再透传，而在此终结。

至此，峰值窗产生模块获取以下信息：

削峰时宽提取模块通过峰值提取模块透传来的超过功率阈值Q的连续信号时宽M(即需削峰的信号宽度)

峰值提取模块发送来的该时宽中信号最大瞬时功率峰值P，得到需削峰的信号时宽M值与最大峰值P值后，峰值窗产生模块有以下处理过程：

当M≥N时，从N点峰值窗函数存储模块中读取所有的N点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以Q/P，虽然N点峰值窗无法覆盖M点信号，但由于一般来说，N的取值充分考虑了M大于N的发生概率，因此该情况的发生概率极小；

当N≥M≥L(L为设定的最小窗函数时宽，L保证了可满足系统对峰值窗削峰装置的最低性能要求)时，产生M点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以Q/P，M点数值为从N点存储空间内以间隔[N/M]([.]运算符为取整运算)点的方式等间隔抽取；

当M≤L时，产生L点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以Q/P，L点数值为从N点存储空间内以间隔[N/L]点的方式等间隔抽取。

峰值窗函数最小时宽L能保证满足系统带外频谱泄漏的最低要求，并且使时域误差损失降低到尽可能低的程度。

N点峰值窗函数存储模块存储的窗函数可选用Kaiser窗，Kaiser窗函数w(n)|1≤n≤N，有以下表达形式：

$w\left(n\right)=\frac{I_0\left[\mathrm{\β}\sqrt{1-{(\frac{2n}{N-1}-1)}^2}\right]}{I_0\left(\mathrm{\β}\right)}$

$I_0\left(x\right)=1+\underset{k=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{\left[\frac{{(x/2)}^k}{k!}\right]}^2$

Kaiser窗函数可以通过调节β参数来满足不同的系统指标，主要是最大允许频谱旁瓣滚降，通过该指标可确定峰值窗函数存储模块中的N点峰值窗时域值。

当要求最大允许频谱旁瓣滚降为-60dbc，可通过查表得知β＝5.658，可设定信号连续超过阈值Q的最大时宽为N＝128点，这样就可通过以上Kaiser窗公式得到相应的峰值窗函数w(n)|1≤n≤128。

Claims (5)

1.一种实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，包括，延迟模块，峰值提取模块，峰值窗产生模块，

所述延迟模块，接收装置的输入信号，其输出与峰值产生模块的输出信号在相位上保持同步；

其特征在于，还包括，

削峰时宽提取模块和峰值窗函数存储模块；

所述削峰时宽提取模块，实时提取装置输入信号中一段连续超过瞬时功率阈值的信号时宽，并将时宽信息输送至峰值提取模块；

所述峰值提取模块，查看削峰时宽提取模块输送来信号的瞬时功率是否超过阈值，并且提取一段连续超过阈值的信号中的最大瞬时功率峰值，将峰值输送至峰值窗产生模块；

所述峰值窗产生模块，根据削峰时宽提取模块产生的时宽信息、峰值提取模块产生的瞬时功率峰值，与峰值窗函数存储模块内存储的峰值函数时域值比对，得到相应的峰值窗。

2.如权利要求1所述的实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，其特征在于：

所述削峰时宽提取模块，实时查看装置输入信号是否超过预先设定的瞬时功率阈值，如果探测到一信号超过该阈值，则启动模块中的计数器，直到探测到信号低于该阈值，将计数器数值，即需削峰时宽大小，输送到峰值提取模块，与此同时，透传装置输入信号至峰值提取模块，然后复位计数器。

3.如权利要求1所述的实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，其特征在于：

所述峰值窗产生模块，具体是这样工作的：

当M≥N时，从峰值窗函数存储模块中读取所有的N点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以功率阈值与最大瞬时功率峰值的比值；

当N≥M≥L时，产生M点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以功率阈值与最大瞬时功率峰值的比值，M点数值为从N点存储空间内以间隔[N/M]点的方式等间隔抽取；

当M≤L时，产生L点峰值窗数值，峰值窗中的各数值都乘以功率阈值与最大瞬时功率峰值的比值，L点数值为从N点存储空间内以间隔[N/L]点的方式等间隔抽取；

其中M为需削峰的信号时宽，N为最大信号时宽，L为最小信号时宽。

4.如权利要求1所述的实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，其特征在于：

所述峰值窗函数存储模块，采用一RAM实现，其存储的峰值函数时域值，是存储峰值窗产生模块在装置工作前，根据系统需求所确定的峰值窗函数数值。

5.如权利要求4所述的实现自适应调节峰值窗宽度的削峰装置，其特征在于：

所述峰值窗函数存储模块，存储的峰值窗函数可采用Kaiser窗函数。

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