CN101640660A - 生成具有降低波峰因子的多载波通信信号的装备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种生成具有降低波峰因子的多载波通信信号的装备和方法。具体地，公开了一种用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的装备实现高效的功率放大器操作。该装备包括用于输出多个成形基带传输信号的多个成形滤波器(205－n)。然后，多个混合器(210－n)将每个信号与多个复载波信号之一相乘。窗口函数生成器(235)基于未成形基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号。多个窗口输出单元(245－n)输出多个基于减法的限幅窗口信号。然后，至少一个求和单元(260)根据所述多个基于减法的限幅窗口信号和所述多个成形基带传输信号而生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号。

Description

生成具有降低波峰因子的多载波通信信号的装备和方法

技术领域

[0001]本发明总体上涉及移动通信设备，具体但非排他性地，涉及通过降低通信信号的峰值对平均值振幅比来实现功率放大器的高效操作。

背景技术

[0002]在无线通信网络中使用射频(RF)功率放大器进行信号的传输。可以用调幅/调幅(AM/AM)特性来建立固态RF功率放大器的模型，因为调幅/调相(AM/PM)特性通常是可忽略的。随着放大器的输入信号的振幅增大，输出信号将开始在RF放大器的某一水平下饱和。常常将输出信号从线性区移动到饱和区的振幅称为放大器的一分贝(1dB)压缩点。

[0003]已开发了RF功率放大器的不同模型，且这些模型的重要特征是输出信号从线性区移动到饱和区的方式。为了保持线性操作，功率放大器通常从一分贝(1dB)压缩点回退一定数目的dB。所需的回退取决于输入信号的波峰因子(crest factor)(CF)。对于正交频分复用(OFDM)调制，通常使用高于5dB的回退。对于64载波OFDM(64OFDM)信号，典型的回退数目在9-12dB的范围中。

[0004]如本领域的技术人员所已知的，可以将信号的波峰因子(CF)定义为峰值对平均值振幅比。可以根据CF来计算峰值对平均值功率比(PAPR)。诸如OFDM等高CF多载波调制可能对RF功率放大器引起问题，因为放大器需要高线性度来在不失真的情况下再现信号的高峰值功率。

[0005]OFDM的高CF是由在快速傅里叶逆变换(IFFT)中将在不同相位处的单独载波分量加在一起而引起的。当存在许多子载波时，CF相对独立于单独子载波的调制方法。对于实际的32-256子载波OFDM调制，CF还相对独立于子载波的数目。

[0006]如果可以在向RF功率放大器输入信号之前降低信号的CF，则可以减少回退并可以增大平均输出功率。因此已开发了许多CF降低方法。通常，这些方法包括选择性映射，其中产生多个信息等价信号并选择具有最低CF的信号进行传输。部分发射信号技术使用类似的方法，其中生成多个部分信号并发射最有益的线性组合。另外，使用硬性和软性限幅方法来通过去除或降低峰值而限制CF。

附图说明

[0007]为了可以容易地理解本发明并付诸实施，现在将对参照附图而说明的示例性实施例进行参考，在附图中相同的附图标记在单独视图中自始至终指示相同或功能上类似的元素。附图连同以下详细说明一起被并入本说明书并构成本说明书的一部分，并用于进一步说明实施例和解释依照本发明的各种原理和优点，在附图中：

[0008]图1是示出根据现有技术的未采用波峰因子降低技术的多载波发射机的部件的方框图。

[0009]图2是示出根据本发明某些实施例的采用波峰因子降低技术的多载波发射机的部件的方框图。

[0010]图3是示出根据本发明某些实施例的一元(unitary)限幅窗口函数w(t)的生成的图示。

[0011]图4是示出根据本发明某些实施例的限幅窗口信号wm(t)的生成的图示。

[0012]图5包括仿真信号的若干图表，其示出根据本发明某些实施例的窗口输出单元的前馈输出端口的操作。

[0013]图6包括仿真信号的若干图表，其示出根据本发明某些实施例的窗口输出单元的反馈输出端口的操作。

[0014]图7是示出根据本发明某些实施例的用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的方法的一般流程图。

[0015]技术人员将认识到，图中的元素是为简单和明了而示出的，且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元素的尺寸可以相对于其它元素而被放大以帮助改善对本发明的实施例的理解。

具体实施方式

[0016]在详细描述依照本发明的实施例之前，应注意到，所述实施例主要在于与生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号有关的方法步骤和装备部件的组合。因此，已在附图中用惯用符号适当地表示了所述装备部件和方法步骤，仅示出了与理解本发明的实施例有关的那些特定细节，以免由于对受益于本说明书的本领域技术人员来说显而易见的细节而使得本公开不明显。

[0017]在本文件中，诸如第一和第二、顶部和底部等等关系术语可以仅仅用来将一个实体或动作与另一个实体或动作区别开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何其它变体意图是涵盖非排他性包括，使得包括元素列表的过程、方法、物件、或装备不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出或为此类过程、方法、物件、或装备所固有的其它元素。前面是“包括”的元素在没有更多约束的情况下不排除包括该元素的过程、方法、物件、或装备中的附加相同元素的存在。

[0018]根据一方面，本发明是一种用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的装备。该装备包括用于接收多个未成形基带传输信号并输出对应的多个成形基带传输信号的多个成形滤波器。然后，每个均操作地连接到所述多个成形滤波器之一的多个混合器将所述多个成形基带传输信号的每个信号与多个复载波信号之一相乘。窗口函数生成器基于所述多个未成形基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号。每个均操作地连接到窗口函数生成器和峰值检测器两者的多个窗口输出单元输出多个基于减法的限幅窗口信号。操作地连接到所述多个窗口输出单元和所述多个混合器的至少一个求和单元根据所述多个基于减法的限幅窗口信号和所述多个成形基带传输信号而生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号。

[0019]因此，本发明的某些实施例实现降低从高功率放大器发射的信号的波峰因子(CF)，这又实现更高效的放大器设计和操作。作为部署乘法窗口的替代，本发明的实施例部署不影响频谱包络的减法窗口。由于考虑了每个载波的功率电平，所以可以将由限幅引起的干扰适当地分布到所有载波。此外，由于减法窗口在时域中具有尖锐峰值，所以避免了相邻峰值的不理想限幅。

[0020]参照图1，方框图示出根据现有技术的未采用波峰因子降低技术的多载波发射机100的部件。传输成形滤波器105-1至105-N接收多个未成形基带传输信号(BBTxSig1至BBTxSigN)并输出对应的多个成形基带传输信号(ShpBBTxSig1至ShpBBTxSigN)，其中N对应于未成形基带传输信号的数目。然后，在多个混合器110-1至110-N之一中将每个成形基带传输信号与对应的复载波信号相乘。在数控振荡器(NCO)115-1至115-n中生成复载波信号。然后，在求和单元120中对乘积信号求和以形成最终的传输信号。

[0021]参照图2，方框图示出根据本发明某些实施例的采用波峰因子降低技术的多载波发射机200的部件。传输成形滤波器205-1至205-N接收未成形基带传输信号并输出成形基带传输信号，其中N对应于未成形基带传输信号的数目。然后，在多个混合器210-1至210-N之一中将每个成形基带传输信号与对应的复载波信号相乘。在数控振荡器(NCO)215-1至215-n中生成复载波信号。然后，在求和单元220中对乘积信号求和以形成经求和的传输信号。

[0022]功率检测器225检测未成形基带传输信号的功率电平并向峰值检测器230和窗口函数生成器235输出功率电平信号。窗口函数生成器235基于所述多个未成形基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号。峰值检测器230也通过求和单元220和求和单元240而操作地连接到所述多个混合器210-1至210-N。

[0023]多个窗口输出单元(WOU)245-1至245-M接收来自窗口函数生成器235的限幅窗口信号，而且接收来自峰值检测器230的峰值信号。如下文详细地描述的，“M”表示WOU的所需数目。然后，窗口输出单元245-1至245-M向求和单元250和求和单元255输出多个基于减法的限幅窗口信号。求和单元250被操作地连接到求和单元240，且求和单元255被操作地连接到求和单元260。求和单元260还被操作地连接到先进先出(FIFO)延迟模块265。

[0024]下面提供关于多载波发射机200的上述元素的更多细节。

[0025]关于传输成形滤波器205-1至205-N，BBTxSig1至BBTxSigN表示不同载波上的成形前基带信号(prior-to-shaping baseband signals)。此类信号通常具有高的带外发射。因此，为了改善带宽效率和满足频谱规范，在传输之前需要成形。

[0026]输入到成形滤波器105-1至105-N的信号可以表示为：

s_i(t)，(i＝1，2，…N)

其中i是载波的下标，t是时间，且N是信号的总数。

[0027]如本领域的技术人员所已知的，在数字上变频器(DUC)处理中确定成形滤波器105-1至105-N的系数，并基于系统标准来确定成形滤波器105-1至105-N的系数。例如，考虑

表示成形滤波器105-1至105-N的一元脉冲响应。

是h_i(t)的时间跨度，其中h_i(t)在t＝0处达到峰值。这又意味着：

$h_i\left(0\right)=\underset{-T_i^{\mathrm{Shp}}\≤t\≤T_i^{\mathrm{Shp}}}{\max }\left\{h_i\left(t\right)\right\}=1$ 公式1

[0028]如果所有基带传输信号具有相同的调制方案和带宽，则对于所有下标i，

可以是相同的。然而，其不排除h_i(t)随下标i而变(例如h_i(t)≠h_j(t)当i≠j)。因此，由以下公式来确定成形滤波器105-1至105-N的输出：

$S_{\mathrm{SPi}}\left(t\right)=s_i\left(t\right)*h_i\left(t\right)=\underset{-T_{\mathrm{SLi}}}{\overset{T_{\mathrm{SRi}}}{\∫}}{s}_i(t-\mathrm{\τ})h_i(\mathrm{\τ}+T_{\mathrm{SRi}})\mathrm{d\τ}$ 公式2

其中i＝1至N，且τ是积分中所使用的时间变量。

[0029]数控振荡器(NCO)215-1至215-N是数字上变频器(DUC)处理的一部分。每个NCO 215-1至215-N生成低杂散复载波(low spurcomplex carrier)以便将每个基带信号调制至不同的基带频率偏移。可以对具有不同频率偏移的结果信号求和，然后用单个RF合成器将其向上变频至射频。

[0030]可以如下解释NCO 215-1至215-N的输出：

${\mathrm{NCO}}_o=e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}t}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_i}$ 公式3

其中i是载波的下标(index)，f_i(i＝1，2，…N)表示基数频率，且

是第i个NCO的初始相位偏移。

[0031]混合器210-1至210-N用来将第i个成形基带传输信号(ShpBBTxSig1至ShpBBTxSigN)与第i个复载波信号相乘，如以下公式所示：

$\mathrm{MixerOutp}{\mathrm{ut}}_i=s_{\mathrm{SPi}}\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}t}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_i}$ 公式4

[0032]求和单元220简单地将来自混合器210-1至210-N的所有输出信号求和。因此由以下公式来定义求和单元220的输出：

$S_{\mathrm{sum}}\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s}_{\mathrm{SPi}}\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}t}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_i}$ 公式5

[0033]部署功率检测器225以测量未成形基带传输信号(BBTxSig1至BBTxSigN)形式的每个载波的长期平均功率。本领域的技术人员应认识到，如果预先确定了每个载波的功率，则可以省略功率检测器225。如果每个载波的平均功率是P_i(i＝1，2，…，n)，则：

P_i＝E{|s_i(t)|²}                公式6

例如，如果可以从多载波发射机200的码分多址(CDMA)信号生成模块(未示出)获得每个载波的功率，则可以从多载波发射机200中省略功率检测器225。

[0034]窗口函数生成器235用来生成用于降低波峰因子的限幅(即抵消)窗口信号。窗口函数生成器235基于符合以下公式的一元限幅窗口函数而生成限幅窗口信号：

$w\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i}{h}_i\left(t\right)e^{-2\mathrm{\π}{f}_{i}f}/\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i},(-T_W\≤t\≤T_W)$ 公式7

其中w(t)是时(t)域中的一元限幅窗口函数，P_i是多个未成形基带传输信号之一的平均功率，h_i是多个成形滤波器之一的一元脉冲响应，N是基带传输信号的总数，且T_w是响应的时间段，其中 $T_W=\underset{i}{\max }\left\{T_i^{\mathrm{Shp}}\right\}.$

[0035]参照图3，示图示出了根据本发明的某些实施例的w(t)的生成。如果由窗口输出单元245-1至245-M直接使用一元限幅窗口函数w(t)，则多载波发射机200可以实现限幅信号的低带外发射。然而，在某些情况下，可能存在长限幅窗口，并因此而存在需要更复杂的发射机的高处理延迟时间。这是因为窗口输出单元245-1至245-M的所需数目和处理延迟时间随着限幅窗口的长度而线性地增加。因此，在多载波发射机200的带外发射水平与延迟/复杂性之间的折衷是有用的。可以通过进一步在w(t)上施加修改窗口(表示为w_h(t)(-T_m≤t≤T_m))来实现此类折衷。例如，所述修改窗口可以是汉宁窗或修改凯撒窗。可以通过从标准凯撒窗减去最小值并使峰值为一元来获得修改的凯撒窗。因此，可以如下定义限幅窗口信号w_m(t)的最终版本：

w_m(t)＝w(t)·w_h(t)(-T_m≤t≤T_m)∩(T_m＜T_W)        公式8

[0036]参照图4，示图示出了根据本发明的某些实施例的限幅窗口信号w_m(t)的生成。这里，可以通过选择适当的参数T_m来实现带外发射和处理延迟/复杂性之间的权衡。应基于复杂性、带外发射要求和允许处理延迟来确定T_m的选择。如上所述，直接部署w(t)可以实现低带外发射，但是还导致高复杂性和处理延迟。随着T_W降低，处理延迟和复杂性也降低，但带外发射增加。

[0037]可以通过硬件或软件来计算限幅窗口信号w_m(t)。在生成w_m(t)的系数之后，可以将其存储在多载波发射机200的随机存取存储器(RAM)(未示出)中。然后，每个窗口输出单元245-1至245-M可以访问RAM以检索w_m(t)的系数。

[0038]峰值检测器230监视从求和单元240输出的信号S_fbk(t)，该信号是具有限幅反馈的发射信号的未延迟版本。峰值检测器230确定是否存在具有超过限幅阈值T_clp的幅度的峰值。峰值检测器230还确定限幅窗口的加权系数，其中该加权系数等于：

$\left(\right|S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)|-T_{\mathrm{clp}})\·\frac{S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)}{\left|S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)\right|},$ 其中，t_p是检测到峰值时的时间。

此外，当需要将峰值限幅时，峰值检测器230可以分配“空闲”窗口输出单元245-n(即窗口输出单元245-1至245-M中的当前不在进行输出的窗口输出单元)。然后，峰值检测器230向空闲窗口输出单元245-n发送加权系数和限幅指示，以便实现高利用效率。

[0039]由于每个载波的平均功率通常缓慢地改变，并且由于每个载波的频率偏移在操作期间通常不显著改变，所以在某些情况下不需要执行w(t)或w_m(t)的实时计算。相反，可以通过硬件或软件来实现非实时计算。

[0040]w_m(t)的构造促使其在时域中具有尖锐峰值，这避免远离峰值的那些点的不期望限幅，并大大降低引起限幅信号中的额外峰值的概率。

[0041]如果期待高波峰因子(CF)降低，则可能需要一级以上的限幅。在此类情况下，可以添加或复用FIFO延迟模块265、峰值检测器230、以及窗口输出单元245-1至245-M以提供附加限幅级。

[0042]窗口输出单元245-1至245-M具有两种主要功能。第一，窗口输出单元245-1至245-M基于从峰值检测器230接收到的请求来生成基于减法的限幅窗口信号。第二，窗口输出单元245-1至245-M生成用来防止过度限幅的“早(early)”限幅反馈信号S_fbk(t)。对应地，前馈输出端口和反馈输出端口被包括在每个窗口输出单元245-1至245-M中。

[0043]为了说明窗口输出单元245-1至245-M的功能，考虑峰值检测器230在时间t_p检测超过限幅阈值的峰值。因此将向“空闲”窗口输出单元245-n发送指示，而且也将向窗口输出单元245-n发送如上计算的加权系数。在窗口输出单元245-n接收到限幅指示之后，窗口输出单元245-n随后开始输出限幅窗口。可以由以下乘积来表示限幅窗口：

$\left(\right|S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)|-T_{\mathrm{clp}})\·\frac{S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)}{\left|S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)\right|}\·w_m(t-t_p-T_m)$

根据以上乘积，很明显，窗口输出单元245-n输出以从峰值检测器230接收到的加权系数调节的一元限幅窗口。

[0044]参照图5，仿真信号的若干图表示出根据本发明某些实施例的所述多个窗口输出单元245-1至245-M的前馈输出端口的操作。所述仿真信号基于等功率的八载波CDMA 2000系统。

[0045]可以通过施加于第一峰值的限幅窗口对超过限幅阈值的两个相邻峰值进行限幅，以便将两个峰值降至限幅阈值以下。然而，使用来自前馈输出端口的前向输出支路来对S_fbk(t)的延迟版本进行限幅，同时峰值检测器230监视发射信号的未延迟版本。这意味着如果未向峰值检测器230提供“早”反馈，则可能引起“过度限幅”。因此，从窗口输出单元245-1至245-M提供限幅反馈输出。

[0046]在被激活时，由以下乘积来定义反馈支路的输出：

$\left(\right|S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)|-T_{\mathrm{clp}})\·\frac{S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)}{\left|S_{\mathrm{fbk}}\left(t_p\right)\right|}\·w_m(t-t_p).$

该输出是前向支路输出信号的“较早”版本。

[0047]参照图6，仿真信号的若干图表示出根据本发明某些实施例的所述多个窗口输出单元245-1至245-M的反馈输出端口的操作。所述仿真信号基于等功率的八载波CDMA 2000系统。

[0048]在被激活之后，窗口输出单元245-1至245-M输出整个系列的限幅窗口，然后再次返回“空闲”模式。在“空闲”模式下，窗口输出单元245-1至245-M的输出是零。

[0049]FIFO延迟模块265将求和信号S_fbk(t)延迟适当的时间以补偿由峰值检测器230和限幅窗口引入的延迟。每个窗口输出单元245-1至245-M试图在每次被激活时只抵消一个峰值。如上所述，由于在2_Tm的时间跨度期间可能发现一个以上的峰值超过限幅阈值，所以可以同时从S_fbk(t)中减去一个以上的限幅窗口，因此可能需要一个以上的窗口输出单元245-1至245-M。基于目标CF降低、限幅窗口长度、以及发射信号特征来确定所需窗口输出单元245-1至245-M的数目(M)。

[0050]在峰值检测器230检测到S_fbk(t)信号中的峰值之前，窗口输出单元245-1至245-M不开始输出。理论上，应使限幅窗口的中心与S_fbk(t)信号中所检测的峰值对准。然而，在被激活之后，窗口输出单元245-1至245-M的输出需要时间T_m来到达其最大幅度。这意味着在窗口输出单元245-1至245-M的前向输出与S(t)之间存在T_m的延迟。因此，为了与限幅窗口对准，S(t)被延迟T_m。FIFO延迟模块265因此将S(t)延迟T_m以匹配限幅信号的延迟。

[0051]最后，求和单元260的输出是具有降低的波峰因子的多载波通信信号，其为与将延迟传输信号与所述多个基于减法的限幅窗口信号的和相加的和。

[0052]参照图7，一般流程图示出根据本发明某些实施例的用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的方法700。在步骤705，根据多个未成形基带传输信号而生成多个成形基带传输信号。例如，传输成形滤波器105-1至105-N接收未成形基带传输信号(BBTxSig1至BBTxSigN)并输出成形基带传输信号(ShpBBTxSig1至ShpBBTxSigN)。

[0053]在步骤710，确定所述多个未成形基带传输信号的功率电平。例如，部署功率检测器225以测量未成形基带传输信号(BBTxSig1至BBTxSigN)形式的每个载波的长期平均功率。替换地，如上所述，如果预先确定了每个载波的功率，则可以省略功率检测器225。

[0054]在步骤715，将所述多个成形基带传输信号的每个信号与多个复载波信号之一相乘。例如，使用混合器210-1至210-N来将成形基带传输信号(ShpBBTxSig1至ShpBBTxSigN)与从数控振荡器(NCO)115-1至115-n接收到的复载波信号相乘。

[0055]在步骤720，基于所述多个基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号。例如，基于从一元限幅窗口函数w(t)导出的所述多个未成形基带传输信号(BBTxSig1至BBTxSigN)的功率电平而生成限幅窗口信号w_m(t)。

[0056]在步骤725，根据限幅窗口信号和所述多个成形基带传输信号的峰值功率电平而生成多个基于减法的限幅窗口信号。例如，窗口输出单元245-1至245-M基于从峰值检测器230接收到的请求来生成基于减法的限幅窗口信号。

[0057]最后，在步骤730，根据所述多个基于减法的限幅窗口信号和成形基带传输信号而生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号。例如，从求和单元260输出具有降低的波峰因子的多载波通信信号。

[0058]因此，本发明的优点包括实现降低从高功率放大器发射的信号的波峰因子(CF)，这又实现更高效的放大器设计和操作。结果得到的限幅信号具有有效频谱，因为一元限幅窗口函数w(t)具有与S_sum(t)相同的频谱包络，且w_m(t)的频谱包络类似于S_sum(t)的频谱包络，即使w_m(t)具有附加带外发射。由于考虑了每个载波的功率电平，所以可以将由限幅引起的干扰适当地分布到所有载波。此外，由于减法窗口在时域中具有尖锐峰值，所以避免了相邻峰值的不理想限幅。

[0059]如本领域的普通技术人员将理解的那样，本文所描述的波峰因子降低(CFR)装备和方法不限于多载波CDMA系统，而是可以应用于其它多载波系统或在其它多载波系统中执行，所述其它多载波系统在使用以下技术中的至少一个的通信网络中操作：宽带码分多址(WCDMA)技术、时分-同步码分多址(TD-SCDMA)技术、以及微波存取全球互通(Wimax)技术。此外，本发明的讲授内容还可适用于采用具有不同调制带宽的不同载波的混合式系统。

[0060]应认识到，本文所描述的本发明的实施例可以由一个或多个常规处理器和唯一存储的程序指令组成，所述唯一存储的程序指令控制所述一个或多个处理器与某些非处理器电路相结合地实现如本文所描述的生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的某些、大部分、或全部功能。所述非处理器电路可以包括但不限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源电路、以及用户输入设备。同样地，可以将这些功能解释为用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的方法的步骤。替换地，可以由不具有存储的程序指令的状态机或在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现某些或全部功能，在ASIC中，每个功能或某些功能的一些组合被实现为定制逻辑。当然，可以使用两种方法的组合。因此，本文已描述了用于这些功能的方法和装备。此外，可以预期本领域的普通技术人员虽然可能进行了由例如可用时间、当前技术、以及经济方面的考虑所激发的重大努力和许多设计选择，但在受到本文所公开的构思和原理的引导时，将容易地能够用最少的实验来生成此类软件指令和程序及IC。

[0061]在前述说明书中，已描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的普通技术人员认识到，在不脱离随附权利要求所阐述的本发明范围的情况下，可以进行各种修改和变更。因此，应将说明书和附图视为说明性而非限制性的，并且意图将所有此类修改包括在本发明的范围内。不应将益处、优点、问题的解决方案、或可以引起任何益处、优点、或解决方案发生或变得更加明显的任何元素理解为任何或所有权利要求的关键、所需、或本质特征或元素。仅仅由包括在本申请的待决期间进行的任何修改的随附权利要求及那些权利要求的所有等价物来限定本发明。

Claims (20)

1.一种用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的装备，包括：

多个成形滤波器，用于接收多个未成形基带传输信号并输出对应的多个成形基带传输信号；

多个混合器，每个被操作地连接到所述多个成形滤波器之一，用于将所述多个成形基带传输信号的每个信号与多个复载波信号之一相乘；

窗口函数生成器，用于基于所述多个未成形基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号；

峰值检测器，被操作地连接到所述多个混合器；

多个窗口输出单元，每个被操作地连接到所述窗口函数生成器和所述峰值检测器，用于输出多个基于减法的限幅窗口信号；以及

至少一个求和单元，被操作地连接到所述多个窗口输出单元和所述多个混合器，用于根据所述多个基于减法的限幅窗口信号和所述多个成形基带传输信号而生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号。

2.如权利要求1所述的装备，其中，所述窗口函数生成器基于符合以下公式的一元限幅窗口函数而生成所述限幅窗口信号：

$w\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i}{h}_i\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}t}/\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i},(-T_W\≤t\≤T_W)$

其中w(t)是时(t)域中的一元限幅窗口函数，P_i是多个未成形基带传输信号之一的平均功率，h_i是所述多个成形滤波器之一的一元脉冲响应，N是基带传输信号的总数，且T_w是响应的时间段。

3.如权利要求1所述的装备，其中，所述窗口输出单元还生成限幅反馈信号。

4.如权利要求1所述的装备，还包括功率检测器，该功率检测器被操作地连接到所述多个成形滤波器和所述窗口函数生成器，用于检测所述多个未成形基带传输信号的功率电平。

5.如权利要求1所述的装备，还包括被操作地连接到所述多个混合器的先进先出延迟模块，用于延迟求和信号，该求和信号是通过将与所述多个复载波信号之一相乘的所述多个成形基带传输信号中的每一个相加而生成的。

6.如权利要求5所述的装备，其中，所述具有降低的波峰因子的多载波通信信号是所述先进先出延迟模块的输出信号与来自所述多个窗口输出单元的输出信号的和相加的和。

7.如权利要求1所述的装备，其中，该装备在使用以下技术中的至少一个的通信网络中操作：码分多址技术、宽带码分多址技术、时分-同步码分多址技术、以及微波存取全球互通技术。

8.一种用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的方法，该方法包括：

根据多个未成形基带传输信号而生成多个成形基带传输信号；

确定所述多个未成形基带传输信号的功率电平；

将所述多个成形基带传输信号的每个信号与多个复载波信号之一相乘；

基于所述多个基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号；

根据所述限幅窗口信号和所述多个成形基带传输信号的峰值功率电平而生成多个基于减法的限幅窗口信号；以及

根据所述多个基于减法的限幅窗口信号并且根据所述成形基带传输信号而生成具有降低的波峰因子的所述多载波通信信号。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述限幅窗口信号基于以下公式：

$w\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i}{h}_i\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}t}/\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i},(-T_W\≤t\≤T_W)$

其中w(t)是时(t)域中的一元限幅窗口函数，P_i是多个未成形基带传输信号之一的平均功率，h_i是所述多个成形滤波器之一的一元脉冲响应，N是基带传输信号的总数，且T_w是响应的时间段。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述窗口输出单元还生成限幅反馈信号。

11.如权利要求8所述的方法，还包括：在生成所述限幅窗口信号之前检测所述多个未成形基带传输信号的功率电平。

12.如权利要求8所述的方法，还包括：通过延迟求和信号而生成延迟传输信号，该求和信号是通过将与所述多个复载波信号之一相乘的所述多个成形基带传输信号中的每一个相加而生成的。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述具有降低的波峰因子的多载波通信信号是所述延迟传输信号与所述多个基于减法的限幅窗口信号的和相加的和。

14.如权利要求8所述的方法，其中，在使用以下技术中的至少一个的通信网络中执行所述方法：码分多址技术、宽带码分多址技术、时分-同步码分多址技术、以及微波存取全球互通技术。

15.一种用于生成具有降低的波峰因子的多载波通信信号的装备，包括：

用于根据多个未成形基带传输信号而生成多个成形基带传输信号的装置；

用于确定所述多个未成形基带传输信号的功率电平的装置；

用于将所述多个成形基带传输信号的每个信号与多个复载波信号之一相乘的装置；

用于基于所述多个基带传输信号的功率电平而生成限幅窗口信号的装置；

用于根据所述限幅窗口信号和所述多个成形基带传输信号的峰值功率电平而生成多个基于减法的限幅窗口信号的装置；以及

用于根据所述多个基于减法的限幅窗口信号和根据所述成形基带传输信号而生成具有降低的波峰因子的所述多载波通信信号的装置。

16.如权利要求15所述的装备，其中，所述限幅窗口信号基于以下公式：

$w\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i}{h}_i\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}t}/\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_i},(-T_W\≤t\≤T_W)$

其中w(t)是时(t)域中的一元限幅窗口函数，P_i是所述多个未成形基带传输信号之一的平均功率，h_i是所述多个成形滤波器之一的一元脉冲响应，N是基带传输信号的总数，且T_w是响应的时间段。

17.如权利要求15所述的装备，其中，所述窗口输出单元还生成限幅反馈信号。

18.如权利要求15所述的装备，还包括用于在生成所述限幅窗口信号之前检测所述多个成形基带传输信号的功率电平的装置。

19.如权利要求15所述的装备，还包括用于通过延迟求和信号来生成延迟传输信号的装置，该求和信号是通过将与所述多个复载波信号之一相乘的所述多个成形基带传输信号中的每一个相加而生成的。

20.如权利要求15所述的装备，其中，所述具有降低的波峰因子的多载波通信信号是所述延迟传输信号与所述多个基于减法的限幅窗口信号的和相加的和。

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