CN101369998B - 一种数字削峰方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字削峰方法，该方法包括：接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息确定本时隙内核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；确定核心削峰向量主瓣的宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；接收数字上变频处理后的数字信号，利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。本发明还提供了一种数字削峰装置。采用本发明的方法和装置，利用物理资源块索引来确定核心削峰向量，并且对核心削峰序列的旁瓣进行压缩，利用压缩后的核心削峰向量和预设的门限对数字信号进行削峰可以有效的削除门限以上的所有峰值点，且不会引起峰值再起；同时由于对旁瓣进行压缩可以在削峰后使得BER恶化限制在一定程度内。

Description

一种数字削峰方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种数字削峰方法及装置。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)多载波系统采用了正交频分信道，所以能够在不需要复杂的均衡技术的情况下支持高速无线数据传输，并具有很强的抗衰落和抗符号间干扰的能力，但OFDM系统最主要的缺点是具有较大的峰值平均功率比(PAPR，peak-average powerratio)，它直接影响着整个系统的运行成本和效率。峰均比问题是多载波调制中一个普遍存在的问题。为了克服峰均比过大的问题，现有技术中提出了许多峰值削除的方法，其中以循环限幅滤波算法和子载波保留算法使用的比较普遍。

循环限幅滤波算法属于限幅类技术，实现起来较为简单：即直接对过高的峰值进行限幅；但是该算法是非线性处理，因此会产生带内噪声和带外干扰，需要通过滤波来削除带外限幅噪声，但是滤波后的信号又会导致峰值再生。

子载波保留算法(Tone Reservation，TR)是近年来兴起的降低PAPR的技术，属于概率类技术：它不需要传送边带信息，不引入带内外干扰。而近来，出现了一种扩展后的TR技术，其本质上是一种限幅类技术，它虽然避开了带外干扰，却会产生带内噪声。

在原始的TR方法中，发送端和接受端保留一些载波来生成降低PAPR的信号。假设在N个可用载波中有K个是被保留的载波，定义x是频域数据信号，C＝[C₀，C₁，…，C_K-1]是在保留载波位置的码子。TR方法的目的是找到优化的码子C： $\underset{c}{\min }{\left|\right|x+c\left|\right|}_{\&infin;}=\underset{C}{\min }{\left|\right|X+\hat{Q}C\left|\right|}_{\&infin;}<{\left|\right|x\left|\right|}_{\&infin;},$ 其中，x是X的时域信号，是对应于保留载波Q的N×K阶子阵，Q是N×N的IDFT(Inverse DiscreteFourier Transform，离散傅里叶逆变换)矩阵。

由此，TR的迭代算法可以写成： $x^{i+1}=x^i-\mathrm{\&mu;}\&CenterDot;\underset{\left|x_n^i\right|>A}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&alpha;}}_n^i{p}_n$

其中，i是迭代次数；μ是步长；n是表示x_n超过限幅门限的索引： ${\mathrm{\&alpha;}}_n^i=x_n^i-A\&CenterDot;\exp (j\&CenterDot;\mathrm{angle}\left(x_n^i\right)),$ i是迭代的索引，μ是更新的步长，n是所有超过削峰门限的索引，A是限幅门限；p为峰值降低核心向量，它是一个时域信号，其可以由下式计算： $p=\frac{\sqrt{N}}{K}\hat{Q}{1}_K,$ 1_K是对应于保留载波的宽度为K的全1向量。

以上为原始的TR算法，但是在扩展的TR算法中，保留了除虚子载波以外的全部载波：这种扩展的方法虽然在频谱效率上没有降低，而且核心向量也变成为固定值，但是这种方法的不足就是会在所有可用载波上产生干扰。

现有技术的这两种算法在物理层虽然可以很好的削除峰值，而由于子载波保留算法产生很小的带外干扰，所以效果稍微优于循环限幅滤波算法；但是现有的子载波保留算法仍然存在下面三个缺点：

第一：物理层信号输入到中频以后由于还要经过多级内插滤波，而滤波后会导致峰均比再次提高；

第二：从上述TR的迭代算法公式可以看出，所有超过削峰门限的信号都要一一削除；而一个峰值点附近可能会有大量超过削峰门限的序列，每一次生成削峰序列都要进行大量的计算，如果削峰序列很长，则需要耗费大量的系统资源；

第三：如果子载波非连续分配，则按照峰值核心向量公式生成的削峰序列的旁瓣会很高，在削除一个峰值点的同时，高旁瓣会恶化邻近信号的质量，使得BER(Bit Error Rate，误比特率)恶化严重。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的问题是提出一种数字削峰方法和装置，可以有效的进行峰值削除，并且可以避免峰值再起，同时也没有导致BER的恶化。

为解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种数字削峰方法，该方法包括：

接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息确定本时隙内核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；

确定核心削峰向量的主瓣宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；

接收数字上变频处理后的数字信号，利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。

相应的，所述物理资源块的配置信息包括物理资源块的数量和物理资源块索引。

相应的，所述频域响应是通过以下步骤来确定的：

根据系统带宽确定核心削峰向量的宽度，由该宽度确定核心削峰向量中一个物理资源块对应的采样点数，然后再根据物理层发送过来的物理资源块索引来确定本时隙的核心削峰向量的频域响应。

相应的，通过对频域响应做快速傅立叶逆变换得到核心削峰向量。

相应的，所述确定核心削峰向量主瓣的宽度还可通过以下步骤实现：

计算核心削峰向量的峰值点到与其邻近的拐点间的采样点数，以该采样点数作为主瓣宽度的一半；

所述拐点为时域信号的幅度沿所述峰值点下降到再次上升前的最低点。

相应的，将邻近主瓣的多个旁瓣内的信号分别与预设的压缩增益相乘，得到压缩的旁瓣幅值；

所述压缩增益为小于1的正数。

相应的，将所述旁瓣以外的序列的采样点设置为0值。

相应的，根据检测峰值功率点得到向量调节因子，核心削峰向量被向量调节因子调节后生成削峰序列。

相应的，所述门限包括检测门限和限幅门限，所述检测门限小于限幅门限；

利用削峰序列对超过检测门限的峰值信号进行迭代削峰；判断削峰后的信号峰值是否超过所述限幅门限，如果是则返回继续削峰，否则将削峰后的信号输出。

相应的，该方法进一步包括：

在对数字信号进行削峰后对数据进行相位调整。

一种数字削峰装置，该装置包括：核心削峰向量生成单元、旁瓣压缩单元和削峰单元；

所述核心削峰向量生成单元用于根据接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息确定本时隙内核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；

所述旁瓣压缩单元用于确定核心削峰向量主瓣的宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；

所述削峰单元用于接收数字上变频处理后的数字信号，并利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。

相应的，所述核心削峰向量生成单元进一步包括：频域单元和时域单元；

所述频域单元用于根据系统带宽确定核心削峰向量的宽度，由该宽度确定核心削峰向量中一个物理资源块对应的采样点数，然后再根据物理层发送过来的物理资源块索引来确定本时隙的核心削峰向量的频域响应；

所述时域单元用于通过对频域响应做快速傅立叶逆变换得到核心削峰向量。

相应的，所述旁瓣压缩单元进一步包括：用于确定主瓣宽度的主瓣单元；

所述主瓣单元通过计算核心削峰向量的峰值点到与其邻近的拐点间的采样点数，以该采样点数作为主瓣宽度的一半；所述拐点为时域信号的幅度沿所述峰值点下降到再次上升前的最低点。

相应的，所述旁瓣压缩单元进一步包括：

用于将邻近主瓣的多个旁瓣内的信号分别与预设的压缩增益相乘的乘法单元。

相应的，所述削峰单元进一步包括：迭代削峰单元和判断单元；

所述迭代削峰单元用于利用削峰序列对超过检测门限的峰值信号进行迭代削峰；

所述判断单元用于判断削峰后的信号峰值是否超过限幅门限，如果是则迭代削峰单元继续执行削峰，否则将削峰后的信号输出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过利用物理资源块索引来确定核心削峰向量，并且对核心削峰序列的旁瓣进行压缩，利用压缩后的核心削峰向量和预设的门限对数字信号进行削峰可以有效的削除门限以下的所有峰值点，且不会引起峰值再起；同时由于对旁瓣进行压缩可以在削峰后很好的避免BER恶化严重。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图；

图2是本发明实施例1的流程示意图；

图3是本发明装置的示意图；

图4是本发明实施例2的装置示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想在于：根据物理资源块(Physical Resource Blocks，PRB)索引确定核心削峰向量，然后对核心削峰向量的旁瓣进行压缩，再利用削峰序列和预设的门限对数字信号进行迭代削峰，以达到有效的削除峰值的目的，并且不会引起峰值再起和BER的恶化。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

为了更好理解本发明，首先介绍一下削峰序列时域脉冲主瓣变宽、旁瓣变高的原因。

设置从基带发送过来的信号为

然后通过内插滤波形成高速数据信号，通过复数调制以后形成中频信号x_IF[n]；

具体的，物理层信号过渡到中频信号的处理如下：

${\stackrel{\&OverBar;}{r}}_B\left[n\right]={\left[{\tilde{r}}_B\left[n\right]\right]}_{\&UpArrow;L}$

$x_{\mathrm{mix}}\left[n\right]=\mathrm{conv}\left({\stackrel{\&OverBar;}{r}}_B\right[n],h_{\mathrm{DUC}}[n\left]\right)$

x_IF[n]＝x_mix[n]·exp(-jω_IFn)

数据在DUC处理时经过L倍内插，数据量增加L倍，内插滤波后的信号峰值点与没有内插前会有增加，但是绝大部分峰值的起伏与原始物理层信号保持一致，最大的区别是任意一个峰值点的分布更加紧密和平缓。假设，取物理层信号的发射带宽是BW＝20MHz，物理层信号的速率是f_phy＝30.72MHz，物理层信号通过4倍内插后中频信号速率f_IF＝122.88MHz，这样中频通带带宽对应中频采样速率f_IF的相对带宽 $f=\frac{\mathrm{BW}}{f_{\mathrm{IF}}}$ 变小，此时削峰序列时域脉冲主瓣就会变宽，旁瓣变高，若不经任何处理与峰值信号对削，则信号的BER将会更加恶化。

因此，本发明提出一种数字削峰方法，如图1所示，该方法包括：

接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息确定本时隙内核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；

确定核心削峰向量主瓣的宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；

接收数字上变频处理后的数字信号，利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。

具体的，通过本发明实施例1详细描述本发明的方法，如图2所示；

在一个时隙内PRB的配置是固定的，所以在每一次时隙更换之前，接收物理层发送过来的本时隙关于PRB的配置信息，得到PRB的总数以及PRB索引PRB_INDEX，再根据该索引生成这个时隙的核心削峰向量，其中，预留的子载波数量需要与发送过来信号的子载波的数量对应。

步骤201：根据系统带宽确定核心削峰向量的宽度，同时依据中频的内插倍数，物理层的采样点数和一个PRB对应的子载波个数，来确定核心削峰向量中一个PRB对应的采样点数；

具体的，首先根据系统带宽设置核心削峰向量的宽度为N，则一个PRB对应的采样点数为： ${\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}=N*\frac{{\mathrm{PRB}}_{\mathrm{one}\_\mathrm{phy}}}{L*\mathrm{FFT}\_{\mathrm{SIZE}}_{\mathrm{phy}}},$ 其中，PRB_{one_phy}是一个PRB对应的子载波个数，FFT_SIZE_phy为一定带宽下物理层的采样点数，L是中频的内插倍数；例如20MHZ带宽的信号FFT_SIZE_phy是2048，PRB_{one_phy}是12；因此，PRB满配置时占用的点数为：Nc_all＝N_{PRB_all}*Nc_one，其中N_{PRB_all}为满配置时PRB的总数量。

步骤202：根据物理层发送过来的PRB索引来确定本时隙的核心削峰向量的频域响应，对频域响应做快速傅立叶逆变换(Inverse Fast FourierTransform，IFFT)得到核心削峰向量。

具体的，在确定了中频核心削峰向量的宽度N以后，则核心削峰向量预留的一个PRB点数就确定了。然后接收物理层发送过来的PRB_index_i索引，将需要预留的子载波设置唯一，预留的子载波分为左右两边：左边预留的子载波为 $\begin{array}{c}\mathrm{carr}\_\mathrm{left}((\mathrm{PRB}\_{\mathrm{index}}_i-1)*{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}+1:(\mathrm{PRB}\_{\mathrm{index}}_i)*{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}})\\ =\mathrm{ones}(1,{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}),i=1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;N_{\mathrm{PRB}\_\mathrm{all}}/2\end{array},$ 右边预留的子载波为

carr_right((PRB_index_i-N_{PRB_all}/2-1)*Nc_one+1:(PRB_index_i-N_{PRB_all}/2)*Nc_one)＝ones(1，Nc_one)，i＝N_{PRB_all}/2…N_{PRB_all}

同时根据核心削峰向量的点数N和满配置时的子载波点数Nc_all，得到虚子载波(频域为零点)的宽度为vir_sub_length＝N-Nc_all；最后得到了核心削峰向量的频域响应为I_k＝[carr_left vir_sub_length carr_right]；值得注意的是：虚子载波是指满配置时采样点数大于子载波的个数，且总是存在的。

在得到核心削峰向量的频域响应后，对该频域响应做IFFT得到核心削峰向量，其时域表达式为p＝IFFT(I_k)。

步骤203：确定核心削峰向量主瓣的宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；

具体的，可以根据现有技术中的方法来确定主瓣宽度；在主瓣宽度确定后维持主瓣不变，将邻近的K个旁瓣进行压缩，邻近主瓣的K个旁瓣压缩以后幅度将非常小，在本实施例中，K取值一般为5～20；此外，在旁瓣压缩的同时还可以将K个旁瓣以外的核心削峰向量的采样点设置为零值，设置为零值的这些采样点将不参与乘法运算，这样会大大降低后面核心削峰向量自适应调整的运算量。

在本实施例中，由于在频域上预留的子载波数不同，所以对应时域的主瓣的宽度也不同，因此也可以根据PRB的个数设置主瓣宽度；而该确定主瓣宽度的过程可以采用现有技术中的方法，此处不再详述；

但有时候根据PRB的个数不能精确的确定主瓣的宽度，为此，本实施例又提出了根据核心削峰向量中峰值点左右的两个拐点来确定主瓣宽度的方法，具体流程如下：首先根据现有技术得到核心削峰向量的峰值功率点，而核心削峰向量的峰值点一般都在核心削峰向量的中心部分：[max_value，max_pos]＝max(abs(p))，在找到峰值点以后，沿着峰值点往下查找第一个拐点，第一个拐点到峰值点之间这一段就是核心削峰向量主瓣宽度的一半；其中，沿着峰值点信号的幅度一直在下降，下降到一定程度后又开始上升，信号幅度在下降后又上升之间存在极值点即为信号的拐点，在实际仿真中拐点可以通过以下公式定位：

for i＝1:max_lobe

  k＝3；

  if abs_p(max_pos+k+i)＞abs_p(max_pos+i)

    [v，p]＝min(abs_p(max_pos+i:max_pos+k+i))；

    major_lobe_length＝i+p-1；

    break；

  end

end

其中，max_lobe表示的是主瓣的最大长度；

max_pos表示的是峰值功率点的位置；

abs_p表示的是p点的功率，有 $\mathrm{abs}\_p=\sqrt{p_i^2+p_q^2};$

abs_p(max_pos+k+i)＞abs_p(max_pos+i)表示的是沿着峰值点往下查找时，如果没有到达第一个拐点，一定是后面k个采样点的功率数值小于前面功率点的数值；如果到达第一个拐点后，将出现后面k个采样点的数值大于前面功率点的数值，然后在这K个点中寻找最低点；由于k值一般取3，所以3个数值很容易找到最低功率点；

major_lobe_length表示的是主瓣一半的宽度；

因此，在拐点确定后主瓣的宽度可以根据第一个拐点计算得到。需要注意的是，如果主瓣宽度过宽则在削除峰值功率点的同时会影响附近的输入信号，而如果过窄，则无法一次把一个峰值都削除到规定的门限之下。

主瓣宽度确定后，根据削峰序列的峰值点确定主瓣的起点和终点，具体处理如下：

right_point＝mod((max_pos+major_lobe_length)+N，N)；

left_point＝mod((max_pos-major_lobe_length)+N，N)；

其中，mod(x，N)表示的是用N对x取模；

max_pos表示的是峰值功率点的位置；

major_lobe_length表示的是主瓣一半的宽度；

峰值点后面major_lobe_length个采样点为主瓣的终点right_point；峰值点前面major_lobe_length个采样点为主瓣的起点left_point；由此即可确定主瓣的起点和终点。如果主瓣在中间，则主瓣两边的压缩的处理为：将从主瓣起点到峰值点之间的采样点与预设的压缩增益相乘，在将主瓣的峰值点到终点之间的采样点与预设的压缩增益相乘，以此预算来降低旁瓣的幅度，具体为

P(1:left_point)＝P(1:left_point)*compress_gain；

P(right_point:end)＝P(right_point:end)*compress_gain；

其中compress_gain为压缩增益，在本实施例中压缩增益为小于1的正数，通常设置为0.1左右。

步骤204：接收数字上变频处理后的数字信号，利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰；其中，根据检测峰值功率点得到向量调节因子，核心削峰向量被向量调节因子调节后生成削峰序列；

具体的，核心削峰向量生成以后，接收来自数字上变频DUC发送过来的数字信号，找到所有大于本次检测门限信号峰值点的位置，在时域将核心削峰向量的峰值点循环移位到匹配的位置，同时根据向量调节因子生成本次峰值功率点的削峰序列，将各个峰值功率点对应的削峰序列进行叠加，生成总体削峰序列进行削峰；由于削峰序列的时域与接收信号的时域匹配，因此在对每一个峰值点进行峰值的削除同时，峰值点周围超过门限的信号也可被降低到门限以下；

查找所有超过检测门限D的峰值点，具体处理为peak(|x_n|²＞D_i)，D_i表示多级削峰时的不同检测门限；本发明方法还涉及限幅门限A，该限幅门限A为削峰的最低标准，因此其与检测门限D的关系可以表示为D1＞D2…Dz＞A，由此可以看出最后一级检测门限仍然大于限幅门限：

利用核心削峰向量和检测门限D对超过检测门限的数字信号进行迭代削峰，处理如下：

$x^{i+1}=x^i-\mathrm{\&mu;}\&CenterDot;\underset{\mathrm{peak}({\left|x_n\right|}^2>\mathrm{Di})}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&alpha;}}_n^i\&CenterDot;P_n,1<i\&le;Z$

其中i是表示第i级削峰，Z表示的是总的削峰级数，D_i表示的是这一级削峰的检测门限，n是表示输入数字信号x_n超过限幅门限的索引，μ为削峰的步长0＜μ≤1，α是对核心削峰向量P的向量调节因子，α_n ⁱ表示第i级第n个峰值的向量调节因子，其中 ${\mathrm{\&alpha;}}_n^i=x_n^i-A\&CenterDot;\exp (j\&CenterDot;\mathrm{angle}\left(x_n^i\right)),$ 由于α是一个复数，P_n也是一个复数，所以α_n ⁱ·P_n可以完成一次复数调制，而

则表示第i级总的削峰序列，由此可知，一次削峰就可以对所有超过本级检测门限的信号进行峰值的削除。

此外，从上述查找超过检测门限D的公式可以看出，本方法削峰之前是寻找所有超过检测门限的峰值点，而不是简单的查找超过检测门限的所有功率点。

这样，在削峰之后大峰值的信号峰值将被完全削除，而小峰值信号将会以很低的概率出现，因此不会对系统造成影响，不仅减少了对输入信号峰值的过度削除，同时也加快了削峰的速度。

此外，在通过本级削峰以后，判断是否还有超过限幅门限A的峰值信号，如果有则继续削峰，否则传送削峰以后的数据。

此外，步骤205：在对数字信号进行削峰后对数据进行相位调整；

具体的，为了更好的降低削峰的复杂度，在本实施例中数字削峰之后进行数字振荡器NCO的处理；由于NCO的处理只是对原始数据进行相位的调整，调整的相位是-jω₁，且由于|exp(-jω₁)|＝1，因此该处理后不会对削峰后的数据幅度构成影响，具体处理如下：

(I+jQ)·exp(-jω₁)＝(I+jQ)·(cosω₁-jsinω₁)＝

(I·cosω₁+Q·sinω₁)+(Q·cosω₁-I·sinω₁)·j

经过这样的处理后，在生成削峰序列时就无需再进行相位的调整，从而简化了削峰处理的流程。

容易看出，采用本发明的方法进行数字削峰，对于不同的子载波配置的OFDM信号，其所有超过门限的峰值都可以被有效的削除，并且可以避免峰值再起，同时使得BER的恶化限制在一定程度。

基于上述思想，本发明提供一种数字削峰装置，如图3所示，该装置包括：核心削峰向量生成单元301、旁瓣压缩单元302和削峰单元303；

所述核心削峰向量生成单元301用于根据接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息确定本时隙内核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；

所述旁瓣压缩单元302用于确定核心削峰向量主瓣的宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；

所述削峰单元303用于接收数字上变频处理后的数字信号，并利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。

下面通过具体实施例2来详细描述本发明的装置，如图4所示：

所述核心削峰向量生成单元301还可包括：频域单元3011和时域单元3012；

所述频域单元3011用于根据系统带宽确定核心削峰向量的宽度，由该宽度确定核心削峰向量中一个物理资源块对应的采样点数，然后再根据物理层发送过来的物理资源块索引来确定本时隙的核心削峰向量的频域响应；

首先，用户可以根据系统带宽在频域单元3011中设置核心削峰向量的宽度为N，然后频域单元3011再根据一定带宽下物理层采样点数FFT_SIZE_phy，中频内插倍数L及一个PRB对应的子载波数量PRB_{one_phy}确定一个PRB对应的采样点数为 ${\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}=N*\frac{{\mathrm{PRB}}_{\mathrm{one}\_\mathrm{phy}}}{L*\mathrm{FFT}\_{\mathrm{SIZE}}_{\mathrm{phy}}},$ 因此，PRB满配置时占用的采样点数为：Nc_all＝N_{PRB_all}*Nc_one，其中N_{PRB_all}为满配置时PRB的总数量；在确定了中频核心削峰向量的宽度N以后，频域单元3011即可确定核心削峰向量预留的一个PRB对应的采样点数；

然后，频域单元3011接收物理层发送过来的PRB_index_i索引，并将需要预留的子载波设置唯一，该子载波分为左右两边：很容易可知左边的子载波为 $\begin{array}{c}\mathrm{carr}\_\mathrm{left}((\mathrm{PRB}\_{\mathrm{index}}_i-1)*{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}+1:(\mathrm{PRB}\_{\mathrm{index}}_i)*{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}})\\ =\mathrm{ones}(1,{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}),i=1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;N_{\mathrm{PRB}\_\mathrm{all}}/2\end{array},$ 右边的子载波为 $\begin{array}{c}\mathrm{carr}\_\mathrm{right}((\mathrm{PRB}\_{\mathrm{index}}_i-N_{\mathrm{PRB}\_\mathrm{all}}/2-1)*{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}+1:(\mathrm{PRB}\_{\mathrm{index}}_i-N_{\mathrm{PRB}\_\mathrm{all}}/2)*{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}})\\ =\mathrm{ones}(1,{\mathrm{Nc}}_{\mathrm{one}}),i=N_{\mathrm{PRB}\_\mathrm{all}}/2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;N_{\mathrm{PRB}\_\mathrm{all}}\end{array},$ 同时，频域单元3011再根据核心削峰向量的点数N和满配置时的子载波点数Nc_all，得到虚子载波(即频域为零点)的宽度为vir_sub_length＝N-Nc_all；最后可以得到核心削峰向量的频域响应为I_k＝[carr_left vir_sub_length carr_right]；

所述时域单元3012用于通过对频域响应做快速傅立叶逆变换得到核心削峰向量。

在所述频域单元3011得到核心削峰向量的频域响应后，时域单元3012再对该频域响应做IFFT从而得到核心削峰向量，其时域表达式为p＝IFFT(I_k)。

所述旁瓣压缩单元302可以利用现有技术确定主瓣宽度，在主瓣宽度确定后维持主瓣不变，将邻近的K个旁瓣进行压缩，邻近主瓣的K个旁瓣压缩以后幅度将非常小，在本实施例中，K取值一般为5～20；此外，旁瓣压缩单元302在旁瓣压缩的同时还可以将K个旁瓣以外的核心削峰向量的采样点设置为零值，设置为零值的这些采样点将不参与乘法运算，这样会大大降低后面核心削峰向量自适应调整的运算量。

所述旁瓣压缩单元302还可包括：用于确定主瓣宽度的主瓣单元3021；

所述主瓣单元3021通过首先根据现有技术得到核心削峰向量的峰值功率点，而该峰值点在削峰序列的中心部分：[max_value，max_pos]＝max(abs(p))，在找到峰值点以后，沿着峰值点往下查找第一个拐点，然后主瓣单元3021再以第一个拐点到峰值点之间这一段确定为削峰序列主瓣宽度的一半；其中，沿着峰值点信号的幅度一直在下降，下降到一定程度后又开始上升之间存在极值点即为信号的拐点，在主瓣单元3021中可以通过以下方法定位拐点：

for i＝1:max_lobe

  k＝3；

  if abs_p(max_pos+k+i)＞abs_p(max_pos+i)

    [v，p]＝min(abs_p(max_pos+i:max_pos+k+i))；

    major_lobe_length＝i+p-1；

    break；

  end

end

其中，max_lobe表示的是主瓣的最大长度；

max_pos表示的是峰值功率点的位置；

abs_p表示的是p点的功率，有 $\mathrm{abs}\_p=\sqrt{p_i^2+p_q^2};$

abs_p(max_pos+k+i)＞abs_p(max_pos+i)表示的是沿着峰值点往下查找时，如果没有到达第一个拐点，一定是后面k个采样点的功率数值小于前面功率点的数值；如果到达第一个拐点后，将出现后面k个采样点的数值大于前面功率点的数值，然后在这K个点中寻找最低点；由于k值一般取3，所以3个数值很容易找到最低功率点；

major_lobe_length表示的是主瓣一半的宽度；因此，主瓣单元3021在确定拐点后即可根据第一个拐点得到主瓣的宽度。

所述旁瓣压缩单元302还可进一步包括：用于将邻近主瓣的多个旁瓣内的信号分别与预设的压缩增益相乘的乘法单元3022；

所述乘法单元3022在主瓣单元3021确定了主瓣宽度后，再根据削峰序列的峰值点确定主瓣的起点和终点，具体处理如下：

right_point＝mod((max_pos+major_lobe_length)+N，N)；

left_point＝mod((max_pos-major_lobe_length)+N，N)；

其中，mod(x，N)表示的是用N对x取模；

max_pos表示的是峰值功率点的位置；

major_lobe_length表示的是主瓣一半的宽度；

峰值点后面major_lobe_length个采样点为主瓣的终点right_point；峰值点前面major_lobe_length个采样点为主瓣的起点left_point；由此即可确定主瓣的起点和终点；

然后，乘法单元3022再将从主瓣起点到峰值点之间的采样点与预设的压缩增益相乘，将主瓣的峰值点到终点之间的采样点与预设的压缩增益相乘，以此预算来降低旁瓣的幅度，具体为

P(1:left_point)＝P(1:left_point)*compress_gain；

P(right_point:end)＝P(right_point:end)*compress_gain；

此外，用户可以根据需要预先在乘法单元终设置压缩增益compress_gain的数值，而在本实施例终，压缩增益设置为小于1的正数，具体为0.1左右。

所述削峰单元303在核心削峰向量生成以后，接收来自数字上变频DUC发送过来的数字信号，找到所有大于本次检测门限信号峰值点的位置，在时域将核心削峰向量的峰值点循环移位到匹配的位置，同时根据向量调节因子生成本次峰值功率点的削峰序列，将各个峰值功率点对应的削峰序列进行叠加，生成总体削峰序列进行削峰；

所述削峰单元303还可包括：迭代削峰单元3031和判断单元3032；

所述迭代削峰单元3031用于利用削峰序列对超过检测门限的峰值信号进行迭代削峰；

迭代削峰单元3031首先查找所有超过检测门限D的峰值点，具体处理为peak(|x_n|²＞D_i) D_i表示多级削峰时的不同检测门限；然后利用利用核心削峰向量和检测门限D对超过检测门限的数字信号进行迭代削峰，处理如下：

$x^{i+1}=x^i-\mathrm{\&mu;}\&CenterDot;\underset{\mathrm{peak}({\left|x_n\right|}^2>\mathrm{Di})}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&alpha;}}_n^i\&CenterDot;P_n,1<i\&le;Z$

其中i是表示第i级削峰，Z表示的是总的削峰级数，D_i表示的是这一级削峰的检测门限，n是表示输入数字信号x_n超过限幅门限的索引，μ为削峰的步长0＜μ≤1，α是对核心削峰向量P的向量调节因子，α_n ⁱ表示第i级第n个峰值的向量调节因子，其中 ${\mathrm{\&alpha;}}_n^i=x_n^i-A\&CenterDot;\exp (j\&CenterDot;\mathrm{angle}\left(x_n^i\right)),$ 由于α是一个复数，P_n也是一个复数，而

则表示第i级总的削峰序列，由此可知，迭代削峰单元3031一次削峰就可以对所有超过本级检测门限的信号进行峰值的削除；

所述判断单元3032在迭代削峰单元3031完成本次削峰后，判断削峰后的信号峰值是否超过限幅门限A，如果是则指示迭代削峰单元3031继续执行削峰，否则将削峰后的信号输出；其中，该限幅门限A为削峰的最低标准，因此其与检测门限D的关系可以表示为D1＞D2…Dz＞A，由此可以看出最后一级检测门限仍然大于限幅门限。

可以看出，采用本发明的装置进行数字削峰，能够将一个峰值点以及其周围超过门限的所有信号都被削除在门限以下，大大减少了运算量节省了系统资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数字削峰方法，其特征在于，该方法包括：

接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息，所述物理资源块的配置信息包括物理资源块的数量和物理资源块索引；

根据系统带宽确定核心削峰向量的宽度，由该宽度确定核心削峰向量中一个物理资源块对应的采样点数，然后再根据物理层发送过来的物理资源块索引来确定本时隙的核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；

确定核心削峰向量的主瓣宽度，将邻近主瓣的多个旁瓣内的信号分别与预设的压缩增益相乘，得到压缩的旁瓣幅值；

接收数字上变频处理后的数字信号，根据检测峰值功率点得到向量调节因子，核心削峰向量被向量调节因子调节后生成削峰序列，利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过对频域响应做快速傅立叶逆变换得到核心削峰向量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定核心削峰向量主瓣的宽度还可通过以下步骤实现：

计算核心削峰向量的峰值点到与其邻近的拐点间的采样点数，以该采样点数作为主瓣宽度的一半；

所述拐点为时域信号的幅度沿所述峰值点下降到再次上升前的最低点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述压缩增益为小于1的正数，将所述旁瓣以外的序列的采样点设置为0值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述门限包括检测门限和限幅门限，所述检测门限小于限幅门限；

利用削峰序列对超过检测门限的峰值信号进行迭代削峰；判断削峰后的信号峰值是否超过所述限幅门限，如果是则返回继续削峰，否则将削峰后的信号输出。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

在对数字信号进行削峰后对数据进行相位调整。

7.一种数字削峰装置，其特征在于，该装置包括：核心削峰向量生成单元、旁瓣压缩单元和削峰单元；

所述核心削峰向量生成单元用于根据接收物理层发送过来的物理资源块的配置信息确定本时隙内核心削峰向量的频域响应，并根据该频域响应生成核心削峰向量；所述核心削峰向量生成单元包括：频域单元和时域单元；

所述频域单元用于根据系统带宽确定核心削峰向量的宽度，由该宽度确定核心削峰向量中一个物理资源块对应的采样点数，然后再根据物理层发送过来的物理资源块索引来确定本时隙的核心削峰向量的频域响应；

所述时域单元用于通过对频域响应做快速傅立叶逆变换得到核心削峰向量；

所述旁瓣压缩单元用于确定核心削峰向量主瓣的宽度，再对邻近主瓣的多个旁瓣进行压缩；所述旁瓣压缩单元进一步包括：用于将邻近主瓣的多个旁瓣内的信号分别与预设的压缩增益相乘的乘法单元；

所述削峰单元用于接收数字上变频处理后的数字信号，根据检测峰值功率点得到向量调节因子，核心削峰向量被向量调节因子调节后生成削峰序列，并利用削峰序列对超过预设门限的信号进行削峰。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述旁瓣压缩单元进一步包括：用于确定主瓣宽度的主瓣单元；

所述主瓣单元通过计算核心削峰向量的峰值点到与其邻近的拐点间的采样点数，以该采样点数作为主瓣宽度的一半；所述拐点为时域信号的幅度沿所述峰值点下降到再次上升前的最低点。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述削峰单元进一步包括：迭代削峰单元和判断单元；

所述迭代削峰单元用于利用削峰序列对超过检测门限的峰值信号进行迭代削峰；

所述判断单元用于判断削峰后的信号峰值是否超过限幅门限，如果是则迭代削峰单元继续执行削峰，否则将削峰后的信号输出。

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