CN101420401B - 时隙削峰方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了时隙削峰方法，包括以下步骤：基带预处理部分对接入的第一信号进行基带预处理，生成第二信号；数字上变频部分对第二信号进行内插滤波及混频处理，生成第三信号；以及根据预先设定的至少两个削峰门限值对第三信号进行时限削峰处理。本发明的时隙削峰系统，包括：基带预处理模块，数字上变频模块，以及削峰模块。通过本发明，在保证系统误差适量幅度指标的前提下，在中频削掉一定的峰均比，来降低功放输入端的峰均比，从而可以降低功放的成本。

Description

时隙削峰方法及系统

技术领域

本发明涉及3G移动通信领域，具体地涉及TD-SCDMA系统进行时隙削峰的方法。

背景技术

随着3G大规模商用日渐临近，时分码分多址(以下简称TD-SCDMA)作为中国自己的3G标准将会成为中国第一个拥有3G牌照的标准，因此TD-SCDMA系统的商用化进程更显紧迫。同时TD-SCDMA的商用前景日益明朗。在将来的TD产品竞争中，对于通信基站设备制造商来说，成本会成为主要关注焦点。现在通信系统使用的功放是工作在线形区，功放类型是AB类功放，效率偏低，对于高峰均比输入信号，要使功放工作在线形区，就必须降低输入信号的平均功率，同时功放输出功率会降低。在保证功放工作在线形的情况下，要想提高功放输出功率，就必须采用大功率的管子，但是大功率的功放管子的成本很高，而且发热量更高。为了在保证相同功率输出的情况下，降低成本，就必须降低输入信号峰均比，由此削峰算法出现了，目前出现各种削峰算法都是单一门限的，对于TD-SCDMA的时分系统的不同时隙不同峰均比的情况就不太适应，而且这种情况是普遍情况，所以不同时隙设定不同门限。

通常削峰只有一个门限值，如AD6633或PM7819，即使有多个门限，但这个门限是针对所有时隙的，如TI的GC1115，如下图1所示。这对于非N频点来说是没有问题的，但对于N频点就有很大的问题。目前所有芯片对于目前时分N频点测试时，性能都会下降。

其中，TD_SCDMA的N频点的特点为：

N频点小区，仅在主载频上发送DWPTS和广播信息(TSOPCCPCH)，多个频点使用一个共同广播；主载频只有一个；

主载频与各个辅载频都使用相同的扰码和基本的midamble码；

辅载频上没有发送时隙(以下简称TSO)与下行导频时隙(以下简称DWPTS)；以及

主载频与辅载频的时隙转换点配置相同。

TD-SCDMA是多天线系统，而且TD-SCDMA体制中应用了智能天线算法。智能天线体制中会对天线进行校准。载波相位旋转降峰均比的效果会受到天线较正的影响，通常是先做载波相位旋转，再做天线较正，如果天线较正算法是对每个天线内部的载波分别较正的，所以会产生一个天线内部载波的附加相位差，这个相位差是由模拟部分的不一致性产生的，设计带宽从10M变到15M这个附加相位差会变得更加突出。但由于天线较正对于天线内载波相位没有约束，所以可将天线较正与载波相位旋转次序颠倒，即先做天线较正，再做载波相位旋转，再设置天线内的载波相位时，将天线较正产生的偏差值考虑进去。这样就可两者得兼。

时隙门限方法：

由于主载频的DWPTS和TSO是全向赋形的，为了提高小区的覆盖，所以主载频的DWPTS与TSO的功率会相应的提高，对于一个主载频的N频点小区，在某种配置下，主载频DWPTS与TSO的功率配置很高，所以对于所有时隙都用同一个削峰门限来做的话，DWPTS和TSO时隙可能会被削得很多，这不利于UE捕获小区信息，同样，如果削峰门限对于TSO和DWPTS比较合适时，常规时隙几乎削不到，这样不利于发挥功放的效率，这也是N频点小区削峰效果不理想的原因。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于，提供一种时隙削峰方法及系统。

根据本发明的时隙削峰方法，包括以下步骤：步骤S202，基带预处理部分对接入的第一信号进行基带预处理，生成第二信号；步骤S204，数字上变频部分对第二信号进行内插滤波及混频处理，生成第三信号；以及步骤S206，根据预先设定的至少两个削峰门限值对第三信号进行时限削峰处理。

此外，在该方法中，至少两个削峰门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，第一门限值包括时隙0、下行导频时隙以及保护时隙。

此外，在该方法的步骤S206中，还包括以下步骤：第三信号通过坐标旋转数字计算得出幅度信号；将幅度信号与门限值相比较，进行峰值检测并得出缩放因子序列；以及对序列进行滤波，将滤波结果与第三信号相乘，从而得到第四信号。

此外，在该方法中，进行混频处理还必须使载波配置成与基带对称以及降低总带宽。

此外，在该方法中，在进行时隙削峰处理之前，进行相位旋转处理，其中，相位旋转处理包括以下步骤：在中频上设置不同频点的不同相位；以及改变多载波各自数控振荡器频点的初始相位，使各载波之间相位错开，以降低相位之间的相关性。

此外，在该方法的步骤S202中，还包括以下步骤：第一信号通过坐标旋转数字计算得到基带载波的幅值和幅角；将幅值与门限值相比较，如果幅值大于门限值则将门限值代替幅值，如果幅值不大于门限值则保留幅值；将比较结果与幅角通过坐标旋转数字计算得到第二信号。

此外，在该方法中，无论多载波还是单载波，门限值的设立都是在数字上变频后进行合波，然后设置门限值而不区分载波。

此外，该方法用于TD-SCDMA系统。

根据本发明的时隙削峰系统，包括：基带预处理模块，用于对接入的第一信号进行基带预处理以生成第二信号；数字上变频模块，用于对第二信号进行内插滤波及混频处理以生成第三信号；以及削峰模块，用于根据预先设定的至少两个削峰门限值对第三信号进行削峰处理。

此外，在该系统中，至少两个削峰门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，第一门限值包括时隙0、下行导频时隙以及保护时隙。

此外，在该系统中，在削峰模块中进行以下处理：第三信号通过坐标旋转数字计算得出幅度信号；将幅度信号与门限值相比较，进行峰值检测并得出缩放因子序列；以及对序列进行滤波，将滤波结果与第三信号相乘，从而得到第四信号。

此外，在该系统中，数字上变频模块包括根升余弦内插滤波器和级联梳状内插滤波器。

此外，该时隙削峰系统用于TD-SCDMA系统。

通过本发明的上述方面，在保证系统误差适量幅度(即，EVM)指标的前提下，在中频削掉一定的峰均比，来降低功放输入端的峰均比，从而可以降低功放的成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是示出了现有技术的削峰处理中门限设置方式框图；

图2是示出了根据本发明实施例的时隙削峰方法的流程图；

图3是示出了根据本发明实施例的时隙削峰系统的结构示意图；

图4是示出了根据本发明实施例的TD-SCDMA N频点初始相位配置图；

图5是示出了根据本发明实施例的TD-SCDMA N频点配置时隙削峰门限设置方式框图；

图6是示出了根据本发明实施例的基带信号处理框图；

图7是示出了根据本发明实施例的数字上变频处理框图；

图8是示出了根据本发明实施例的数字上变频中细NCO混频的载波配置方式；

图9是示出了根据本发明实施例的TD-SCDMA多载波信号时隙削峰处理框图；以及

图10是示出了根据本发明实施例的时隙削峰处理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2是示出了根据本发明实施例的时隙削峰方法的流程图。

如图2所示，包括以下步骤：步骤S202，基带预处理部分对接入的第一信号进行基带预处理，生成第二信号；步骤S204，数字上变频部分对第二信号进行内插滤波及混频处理，生成第三信号；以及步骤S206，根据预先设定的至少两个削峰门限值对第三信号进行时限削峰处理。

此外，在该方法中，至少两个削峰门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，第一门限值包括时隙0(TSO)、下行导频时隙以及保护时隙。

此外，在该方法的步骤S206中，还包括以下步骤：第三信号通过坐标旋转数字计算得出幅度信号；将幅度信号与门限值相比较，进行峰值检测并得出缩放因子序列；以及对序列进行滤波，将滤波结果与第三信号相乘，从而得到第四信号。

此外，在该方法中，进行混频处理还必须使载波配置成与基带对称以及降低总带宽。

此外，在该方法中，在进行时隙削峰处理之前，进行相位旋转处理，其中，相位旋转处理包括以下步骤：在中频上设置不同频点的不同相位；以及改变多载波各自数控振荡器频点的初始相位，使各载波之间相位错开，以降低相位之间的相关性。

此外，在该方法的步骤S202中，还包括以下步骤：第一信号通过坐标旋转数字计算得到基带载波的幅值和幅角；将幅值与门限值相比较，如果幅值大于门限值则将门限值代替幅值，如果幅值不大于门限值则保留幅值；将比较结果与幅角通过坐标旋转数字计算得到第二信号。

此外，在该方法中，无论多载波还是单载波，门限值的设立都是在数字上变频后进行合波，然后设置门限值而不区分载波。

此外，该方法用于TD-SCDMA系统。

图3是示出了根据本发明实施例的时隙削峰系统的结构示意图。

如图3所示，包括：基带预处理模块302，用于对接入的第一信号进行基带预处理以生成第二信号；数字上变频模块304，用于对第二信号进行内插滤波及混频处理以生成第三信号；以及削峰模块306，用于根据预先设定的至少两个削峰门限值对第三信号进行削峰处理。

此外，在该系统中，至少两个削峰门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，第一门限值包括时隙0、下行导频时隙以及保护时隙。

此外，在该系统中，在削峰模块中进行以下处理：第三信号通过坐标旋转数字计算得出幅度信号；将幅度信号与门限值相比较，进行峰值检测并得出缩放因子序列；以及对序列进行滤波，将滤波结果与第三信号相乘，从而得到第四信号。

此外，在该系统中，数字上变频模块包括根升余弦内插滤波器和级联梳状内插滤波器。

此外，该时隙削峰系统用于TD-SCDMA系统。

在中频的NCO中，因为N频点的特点，所以多载波数据之间相关性很强，改变多载波各自NCO频点的初始相位，降低各载波之间相位错开，降低相关性，从而达到降低峰均比的目的，实现了削峰。

图4是示出了根据本发明实施例的TD-SCDMA N频点初始相位配置图。

如图4所示，对于TD-SCDMA的6载波，初始相位分别为Φ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ5、Φ6，不旋转时，Φ1＝Φ2＝Φ3＝Φ4＝Φ5＝Φ6；旋转时，Φ1＝Φ2、Φ3＝Φ4、Φ5＝Φ6，Φ1、Φ3、Φ5相位不一样。

由于功放有个特点，性能随带宽的增加而下降，反之，如果将带宽减少，其性能会提高，实际测试表明，功放对于TD-SCDMA的单载波和连续六载波，在同样的峰均比和无线指标都满足的前提下，同一功放，对于单载输出的功率比六载要高2.5dB左右。这也为N频点小区，不同时隙设不同的削峰门限留下了条件。所以对于N频点小区，对于TSO和DWPTS，采用一个门限TH1。

图5是示出了根据本发明实施例的TD N频点配置时隙削峰门限设置方式框图。

如图5所示，对于其它的时隙采用另外一个门限TH2，一般情况下TH1门限值要高于TH2门限值。两个门限的切换在16个chip内完成，到中频，如果采用48倍内插和61.44M的输出采样速率，就有16*48＝768个61.44M的时钟内切换完成。

图6是示出了根据本发明实施例的基带信号处理框图；图7是示出了根据本发明实施例的数字上变频处理框图；图8是示出了根据本发明实施例的数字上变频中细NCO混频的载波配置方式；图9是示出了根据本发明实施例的TD-SCDMA多载波信号时隙削峰处理框图；以及图10是示出了根据本发明实施例的时隙削峰处理框图。

下面结合图6至图10进行详细描述。

该时隙信号处理系统包括基带预处理部分，数字中频上变频部分，时隙削峰处理部分以及频谱搬移部分。

首先TD-SCDMA的信号进入基带预处理部分。先将基带信号经过坐标旋转数字计算(即，CORDIC)运算得到基带载波的幅值与幅角。将幅值与设置的载波幅值门限值相比较，如果大于门限值就用设定的门限值代替幅值，否则保留原来的幅值，再将新幅值与原来的幅角送过去做反CORDIC运算得到新的I，Q数据。这里的门限值Threshold1，是载波独立的。

经过基带预处理的信号，进入数字上变频(DUC)部分。完成内插滤波、混频。如果输出数据率是61.44M，则由根升余弦内插滤波器(即，SRRC)进行4倍内插，再由级联梳状内插滤波器(即，CIC)进行12内插，共48倍内插，输出的数据速率是61.44M。如果输出速率改变，则相应的改变内插的倍数就可以得到需要的输出数据率。其中，SRRC是根升余弦内插滤波器，CIC是级联梳状内插滤波器。

数字上变频进行第一次混频合路，对于频点配置有两个条件：即要求载波配置成基带对称；以及总带宽尽量小。

要求经过数字上变频处理后的数据，进入时隙削峰处理，算法的原理是将合路后的中频信号通过CORDIC算法求出幅度信号，然后与设置的门限值相比，求出缩放因子序列，对这个序列进行滤波，然后将滤波后的信号与原来的I，Q数据相乘，就得到削峰后的I，Q数据。滤波器设计对于削峰效果有很大的影响。滤波器长度加大有利于改善削峰后的ACLR，但会恶化EVM指标，反之，滤波器长度减少会改善EVM，但会恶化ACLR，所以这是一个权衡。

综上所述，通过本发明，在保证系统误差适量幅度(即，EVM)指标的前提下，在中频削掉一定的峰均比，来降低功放输入端的峰均比，从而可以降低功放的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种时隙削峰方法，包括以下步骤：

步骤S202，基带预处理部分对接入的第一信号进行基带预处理，生成第二信号，其中包括以下步骤：所述第一信号通过坐标旋转数字计算得到基带载波的幅值和幅角；将所述幅值与设置的载波幅度门限相比较，如果所述幅值大于所述载波幅度门限则将所述载波幅度门限代替所述幅值，如果所述幅值不大于所述载波幅度门限则保留所述幅值；将比较结果与所述幅角通过反坐标旋转数字计算得到所述第二信号；

步骤S204，数字上变频部分对所述第二信号进行内插滤波及混频处理，生成第三信号；以及

步骤S206，根据预先设定的至少两个削峰门限值对所述第三信号进行时限削峰处理，其中，所述至少两个削峰门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，时隙0、下行导频时隙以及保护时隙采用所述第一门限值进行削峰处理。

2.根据权利要求1所述的时隙削峰方法，其特征在于，在所述步骤S206中，还包括以下步骤：

所述第三信号通过坐标旋转数字计算得出幅度信号；

将所述幅度信号与所述削峰门限值相比较，进行峰值检测并得出缩放因子序列；以及

对所述序列进行滤波，将滤波结果与所述第三信号相乘，从而得到第四信号。

3.根据权利要求1所述的时隙削峰方法，其特征在于，进行所述混频处理还必须使载波配置成与基带对称以及降低总带宽。

4.根据权利要求1所述的时隙削峰方法，其特征在于，在进行所述时隙削峰处理之前，进行相位旋转处理，其中，所述相位旋转处理包括以下步骤：

在中频上设置不同频点的不同相位；以及

改变多载波各自数控振荡器频点的初始相位，使各载波之间相位错开，以降低所述相位之间的相关性。

5.根据权利要求1至4任一项所述的时隙削峰方法，其特征在于，无论多载波还是单载波，所述载波幅度门限的设立都是在数字上变频后进行合波，然后设置所述载波幅度门限而不区分载波。

6.一种时隙削峰系统，包括：

基带预处理模块，用于对接入的第一信号进行基带预处理以生成第二信号，其中，在所述基带预处理模块进行以下处理：所述第一信号通过坐标旋转数字计算得到基带载波的幅值和幅角；将所述幅值与载波幅度门限相比较，如果所述幅值大于所述载波幅度门限则将所述载波幅度门限代替所述幅值，如果所述幅值不大于所述载波幅度门限则保留所述幅值；将比较结果与所述幅角通过反坐标旋转数字计算得到所述第二信号；

数字上变频模块，用于对所述第二信号进行内插滤波及混频处理以生成第三信号；以及

削峰模块，用于根据预先设定的至少两个削峰门限值对所述第三信号进行削峰处理，其中，所述至少两个削峰门限值包括第一门限值和第二门限值，其中，时隙0、下行导频时隙以及保护时隙采用所述第一门限值进行削峰处理。

7.根据权利要求6所述的时隙削峰系统，其特征在于，在所述削峰模块中进行以下处理：

所述第三信号通过坐标旋转数字计算得出幅度信号；

将所述幅度信号与所述削峰门限值相比较，进行峰值检测并得出缩放因子序列；以及

对所述序列进行滤波，将滤波结果与所述第三信号相乘，从而得到第四信号。

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