CN101741415B - 一种全球移动通讯系统中削波的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种全球移动通讯系统中削波的方法和装置，该方法包括：根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；根据所述初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在所述峰值搜索范围内确定载波信号对应的噪声信号值；根据所述噪声信号值，对上变频后的载波信号进行滤波；将所述上变频后的各载波信号与相应的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。通过本发明实施例提供的方法，可以较好的降低全球移动通讯系统多载波信号的峰值平均功率比。

Description

一种全球移动通讯系统中削波的方法和装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种全球移动通讯系统中削波的方法和装置。

背景技术

在GSM(Global System for Mobile communications，全球移动通讯系统)多载波系统中，多个GSM信号在数字中频域合路，这样可以大量减低模拟器件的使用，然而却会使数字多载波合路信号的PAPR(Peak to Average PowerRatio，峰值平均功率比)达到较高水平，例如对于6载波GMSK调制信号，PAPR可达7.8dB，对于6载波8PSK调制信号PAPR则可达9dB以上。高PAPR增加了对功放线性度的要求，有必要对GSM多载波信号应用CFR(Crest FactorReduction峰值因子降低技术/削波)技术，降低PAPR，提高功放的效率和输出功率。

GSM协议对信号指标的要求很严格，除了调制精度和频谱方面的限制外GSM协议还规定了时域方面的限制，如对于GMSK(Gaussian FilteredMinimum Shift Keying，高斯滤波最小频移键控)调制，1个时隙内时间-功率波动不得超过平均功率+/-1dB，对于8psk调制，1个时隙内的时间-功率波动最大为24dB。

目前，使用峰值加窗法进行削波，对合路后的信号设置一定门限，信号超过门限的部分作为削波噪声，对噪声加窗抑制带外谱，使最终削波后的信号频谱满足协议要求。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中的削波方法要求的PAPR较高，增加了对器件功率放大线性度的要求，而且没有考虑对载波信号进行时域限制，不满足GSM协议的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种全球移动通讯系统中削波的方法和装置，可以较好的降低GSM多载波信号的PAPR。

一方面，本发明实施例提供了一种全球移动通讯系统中削波的方法，包括：

根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；

根据所述初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；

根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在所述峰值搜索范围内确定载波1信号对应的噪声信号值；

根据所述噪声信号值，对上变频后的载波信号进行滤波；

将所述上变频后的各载波信号与相应的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。

另一方面，本发明实施例提供了一种全球移动通讯系统中削波的装置，包括：

相位获取模块，用于根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；

多载波合路模块，用于根据所述初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；

噪声提取模块，用于根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在所述峰值搜索范围内确定载波信号对应的噪声信号值；

多载波滤波模块，用于根据所述噪声信号值，对上变频后的载波信号进行滤波；

多载波合成模块，将所述上变频后的各载波信号与相应的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的方法，根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；根据初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在峰值搜索范围内大于门限值的载波信号中取最大的峰值作为削波噪声；将上变频后的载波信号的幅值与削波噪声做比较，确定需要去除的使时间-功率指标超标的削波噪声，并滤除带外噪声。由此可以在满足GSM协议规定指标条件下，降低GSM多载波信号的PAPR。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中全球移动通讯系统中削波的方法流程图；

图2是本发明实施例中全球移动通讯系统中削波的方法详细流程图；

图3是本发明实施例中全球移动通讯系统中削波的装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种全球移动通讯系统中削波的方法和装置，可以在满足GSM协议规定指标条件下，降低GSM多载波信号的PAPR。

下面结合附图和具体实施例对本发明实施例提供的全球移动通讯系统中削波的方法和装置进行详细说明。

本发明提出一种全球移动通讯系统中削波的方法，能够在满足GSM协议规定的各项指标下，达到降低GSM多载波信号PAPR的目的。如图1所示，包括：

步骤S101、根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；具体的，按照各载波信号的频率大小排列各载波信号，然后通过查找相位表获取载波信号的初始相位。查找相位表时，排序为1的载波信号的初始相位设置为相位表中第一个相位，以此类推，获取各个载波信号的初始相位；

步骤S102、根据初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；将初始相位以相位控制字的形式发送到数字控制振荡器，配置输出的正弦波的初始相位；或者直接对各载波信号进行相移。

步骤S103、根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在峰值搜索范围内确定载波信号对应的噪声信号值；具体的，载波信号的频率信息与载波信号的峰值密集程度密切相关，所以可以利用载波信号的频率信息确定峰值搜索范围，将这个范围内的峰值与预设的峰值门限值作比较，获取大于该峰值门限值的峰值，并在其中选择最大的峰值作为削波噪声。具体确定峰值搜索范围的方法可以为：求取相邻载波的最大频率间隔，将该值取倒数并乘以预置比例因子作为峰值的搜索区间长度。

步骤S104、根据所述噪声信号值，对上变频后的载波信号进行滤波；该滤波过程包括：将噪声信号值与对应的上变频后的载波信号的各个幅度峰值相比，若比值大于预设对比门限值，将幅度峰值对应的载波信号点的噪声信号值置为零。去除使时间-功率指标超标的频率点，然后对经过上述处理的削波信号进行滤波，以去除带外噪声使削波号的信号频谱满足协议要求。

步骤S105、将上变频后的各载波信号与相应的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。

通过上述步骤，根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；根据初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在峰值搜索范围内大于峰值门限值的载波信号中取最大的峰值作为削波噪声；将上变频后的载波信号的幅值与削波噪声做比较，确定需要去除的使时间-功率指标超标的削波噪声，并滤除带外噪声。由此可以在满足GSM协议规定指标条件下，降低GSM多载波信号的PAPR。

以下对上面实施例提供的方法进行详细说明，如图2所示，一种GSM系统中削波方法，包括：

步骤S201、根据各载波的频率信息，对载波进行排序；按照各个载波的频率大小，从大到小进行排列。

步骤S202、通过查相位表得到各载波初始相位；根据相位表获取各个载波信号的初始相位，例如某一载波信号按照频率排序后位于第5位，那么可以将相位表中第5位的相位配置为该载波信号的初始相位。

步骤S203、根据初始相位控制数字上变频和合路；将初始相位以相位控制字的形式发送到上变频部分中的NCO(Numerical Controlled Oscillator，数字控制振荡器)并将其配置为输出的正弦信号的初始相位，或直接对各载波信号移相；由于GSM信号每时隙的首尾都有功率爬坡部分，这种对整个时隙移相的操作不会对信号任何指标产生影响；

通过步骤S201至步骤S203对各载波映射不同的初始相位来降低载波信号的PAPR。下面还需要继续进行噪声提取过程：

步骤S204、根据各载波的频率信息获得峰值搜索的范围；以各载波的频率信息为参数，根据预定的计算方式获得峰值搜索的范围，该计算方法可以为：求取相邻载波的最大频率间隔，将该值取倒数并乘以一定比例因子作为峰值的搜索区间长度；

步骤S205、在该峰值搜索的范围内，将载波信号的幅度峰值与预设的峰值门限值进行比较，并提取超过该峰值门限值的幅度峰值中最大的幅度峰值作为噪声信号值。在一定范围内进行搜索，能够避免对多载波信号峰值密集部分产生过削波。由于GSM信号具有窄带特性，峰值的密集程度与各载波频率信息密切相关，因此可以通过载波的频率信息控制峰值的搜索范围。

步骤S206、计算上变频后的各载波信号的幅值；

步骤S207、以奇点检测门限为基准，将削波噪声和上变频后的各载波信号进行比较，剔除其中可能使时间-功率指标超标的削波噪声；将噪声信号值与各载波的幅度峰值进行比较，若二者比值大于预设对比门限值，则将幅度峰值对应的载波信号点的噪声信号值置为零；

步骤S208、去除削波噪声的带外噪声；

步骤S209、各载波的削波噪声相加得到处理后的削波噪声。

本发明实施例提供的方法，将合路后的载波信号中超出预设峰值门限值的峰值提取出来作为削波噪声，削波噪声经过噪声处理模块后与原合路信号的延迟相减，达到降低PAPR的目的。

为实现本发明实施例提供的方法，本发明实施例还提供了一种全球移动通讯系统中削波的装置，如图3所示，包括：

相位获取模块310，用于根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；

多载波合路模块320，用于根据所述初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；

噪声提取模块330，用于根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在所述峰值搜索范围内确定载波信号对应的噪声信号值；

多载波滤波模块340，用于根据所述噪声信号值，对上变频后的载波信号进行滤波；

多载波合成模块350，将所述上变频后的各载波信号与相应的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。

该多载波滤波模块340包括：

幅值获取子模块3401，用于获取上变频后的载波信号的各个幅度峰值；

比较子模块3402，用于将噪声信号值与对应的上变频后的载波信号的各个幅度峰值相比后的比值与预设对比门限值进行比较；

置零子模块3403，用于当所述比较子模块的比较结果为所述比值大于预设对比门限值时，将所述幅度峰值对应的载波信号点的噪声信号值置为零

上述相位获取模块310包括：

排序子模块3101，用于将各载波信号按照载波信号的频率大小进行排列；

查询子模块3102，用于根据排列的顺序通过查找相位表获取各载波信号的初始相位。

上述噪声提取模块330包括：

峰值范围计算子模块3301，用于将相邻载波频率的最大间隔值取倒数，并乘以预置比例因子得到的值作为峰值的搜索范围区间长度；

提取子模块3302，用于在所述峰值搜索范围内搜索幅度峰值大于预设峰值门限值的载波信号，将搜索到的载波信号的幅度峰值中最大的幅度峰值作为所述被搜索到的载波信号对应的噪声信号值。

通过本发明实施例提供的方法和装置，根据各载波信号的频率信息获取各载波信号的初始相位；根据初始相位对各载波信号进行上变频和合路处理；根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在峰值搜索范围内大于门限值的载波信号中最大的峰值作为削波噪声；将上变频后的载波信号的幅值与削波噪声做比较，确定需要去除的使时间-功率指标超标的削波噪声，并滤除带外噪声。由此可以在满足GSM协议规定指标条件下，降低GSM多载波信号的PAPR。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种全球移动通讯系统中削波的方法，其特征在于，包括：

根据各原始载波信号的频率信息获取所述各原始载波信号的初始相位；

根据所述初始相位对各原始载波信号进行上变频和合路处理；

根据各原始载波信号的频率信息确定所述各原始载波信号峰值搜索范围；

并在所述峰值搜索范围内确定所述各原始载波信号对应的噪声信号值；

根据所述噪声信号值以及上变频和合路处理后的各载波信号进行滤波，包括：将所述噪声信号值与对应的上变频和合路处理后的各载波信号的各个幅度峰值相比，若比值大于预设对比门限值，将所述幅度峰值对应的上变频和合路处理后的载波信号点的噪声信号值置为零，去除使时间-功率指标超标的频率点；

将所述上变频和合路处理后的各载波信号与相应的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各原始载波信号的频率信息获取所述各原始载波信号的初始相位，包括：

将各原始载波信号按照载波信号的频率大小进行排列，根据排列的顺序通过查找相位表获取各原始载波信号的初始相位。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各原始载波信号的频率信息确定所述各原始载波信号峰值搜索范围，包括：

将相邻载波频率的最大间隔值取倒数，并乘以预置比例因子得到的值作为峰值的搜索范围区间长度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述峰值搜索范围内确定所述各原始载波信号对应的噪声信号值，包括：

在所述峰值搜索范围内搜索幅度峰值大于预设峰值门限值的各原始载波信号；

将搜索到的各原始载波信号的幅度峰值中最大的幅度峰值作为所述搜索到的各原始载波信号对应的噪声信号值。

5.一种全球移动通讯系统中削波的装置，其特征在于，包括：

相位获取模块，用于根据各原始载波信号的频率信息获取所述各原始载波信号的初始相位；

多载波合路模块，用于根据所述初始相位对各原始载波信号进行上变频和合路处理；

噪声提取模块，用于根据载波信号的频率信息确定载波信号峰值搜索范围，并在所述峰值搜索范围内确定载波信号对应的噪声信号值；

多载波滤波模块，所述多载波滤波模块包括：幅值获取子模块、比较子模置块和置零子模块；

幅值获取子模块，用于获取上变频和合路处理后的各载波信号的各个幅度峰值；

比较子模块，用于将所述噪声信号值与对应的上变频和合路处理后的载波信号的各个幅度峰值相比后的比值与预设对比门限值进行比较；

置零子模块，用于当所述比较子模块的比较结果为所述比值大于预设对比门限值时，将所述幅度峰值对应的上变频和合路处理后的载波信号点的噪声信号值置为零；

多载波合成模块，将所述上变频和合路处理后的各载波信号与所述置零子模块处理后的噪声信号相减得到削波后的多载波信号。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述相位获取模块包括：

排序子模块，用于将各载波信号按照载波信号的频率大小进行排列；

查询子模块，用于根据排列的顺序通过查找相位表获取各载波信号的初始相位。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述噪声提取模块包括：

峰值范围计算子模块，用于将各相邻的原始载波频率的最大间隔值取倒数，并乘以预置比例因子得到的值作为峰值的搜索范围区间长度；

提取子模块，用于在所述峰值搜索范围内搜索幅度峰值大于预设峰值门限值的各原始载波信号，将搜索到的各原始载波信号的幅度峰值中最大的幅度峰值作为所述搜索到的各原始载波信号对应的噪声信号值。

Images