CN101834822A - 一种基于峰值消除的峰值抵消方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于峰值消除的峰值抵消方法，包括：通过峰值窗口与削峰滤波器的卷积生成合并削峰脉冲，再利用该合并削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理。本发明还公开了一种峰值抵消装置，包括峰值窗口确定单元、第一削峰滤波器、第二削峰滤波器、第一峰值抵消单元和第二峰值抵消单元。在本发明中，由于合并削峰脉冲是峰值窗口和削峰滤波器的卷积结果，因此无论是在满配置还是非连续配置的OFDM系统中，该削峰脉冲的形状都能够与峰值窗口形状较好地匹配，从而实现良好的削峰效果。

Description

一种基于峰值消除的峰值抵消方法和装置

技术领域

本发明涉及OFDM系统中的峰均比降低技术，特别涉及一种基于峰值消除的峰值抵消方法和装置。

背景技术

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术的应用大大提高了频谱利用率，但是OFDM信号通常具有较高的峰均比(PAPR，Peak to Average Power Ratio)，从而对模拟器件(包括ADC-AanalogDigital Convertor、HPA-High Power Amplifer、发射滤波器等)的线性特性要求很高。当OFDM信号的幅度起伏超过HPA线性放大的动态范围的时候，会产生子载波之间的互调干扰(带内)和带外辐射。因此，降低OFDM信号的PAPR，可以提高功率利用率，增强系统性能。

目前用于降低OFDM信号PAPR的技术主要有三类：第一类是编码方法；第二类是利用不同的加扰序列对OFDM符号进行加权处理，从而选择PAPR较小的OFDM符号来传输；第三类是采用信号预畸变技术。其中前两种技术均需要对协议进行修改，仅有第三种方法对协议没有影响。

以信号畸变为基础的PAPR降低技术的基本原理是，在信号经过放大之前，首先要对功率值大于门限值的信号进行非线性畸变，包括限幅、峰值加窗或者峰值消除等操作。经过以信号畸变为基础的PAPR技术削峰后的信号再经过内插滤波以后通常都会出现峰值再生现象，因此对于这一类峰值降低技术来说，应该在内插滤波以后实现比较好。

在以信号畸变为基础的PAPR降低技术中，循环限幅滤波算法和峰值削除算法是两种最常用方法。其中，峰值抵消削峰算法本质上是一种峰值消除技术。此算法的基本思想是：在OFDM符号的所有采样点中，首先找到采样点的幅度超过门限的峰值窗口，然后找到每个峰值窗口的最大幅度值

在每个峰值窗口，以此最大幅度值为基础，按下式生成需要的削峰脉冲：其中，h为削峰滤波器。将每个峰值窗口的削峰脉冲中存在重叠部分的采样点处的削峰脉冲值进行叠加，将不存在削峰脉冲的采样点处的削峰脉冲值置0，得到合并后的削峰脉冲，将原始的OFDM符号按照采样点与合并后的削峰脉冲取差值，得到削峰处理后的OFDM符号。

从实现角度看，峰值抵消削峰算法既可以在内插滤波之前实现，又可以在内插滤波以后实现，并且具有实现复杂度低的特点。由上述现有的峰值抵消削峰算法可见，当削峰脉冲的形状与原始OFDM符号的脉冲形状相同时，可以实现峰值抵消，从而降低PAPR，并能够保证系统性能。而根据削峰脉冲的形成过程可见，需要削峰滤波器的脉冲形状与原始OFDM符号的脉冲形状相同。因此，对于削峰滤波器的设计，需要使频谱与原始OFDM符号的频谱相同。

对于TD-LTE系统来说，基站发送信号可能是满配置(即所有可用子载波上都有信号)，也可能是非连续配置(即部分可用子载波上没有信号)。而满配置和非连续配置下，OFDM符号的频谱特性会存在较大差异，如果根据不同的频谱特性设计相适应的削峰滤波器，则实时的实现复杂度较高。通常，在TD-LTE系统中的峰值抵消算法中，削峰滤波器的设计都是按照满配置时OFDM符号的频谱来设计的，因此削峰脉冲可以很好的匹配满配置下OFDM符号的峰值脉冲形状，此时具有很好的削峰效果；而当基站发送信号是非连续配置时，削峰脉冲就很难匹配各种情况下的OFDM符号的峰值脉冲形状，在这种情况下，削峰效果很差，就达不到削峰的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于峰值消除的峰值抵消方法和装置，在满配置和非连续配置的OFDM系统中，均能够实现良好的削峰效果。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于峰值消除的峰值抵消方法，包括：

利用由峰值窗口与削峰滤波器卷积而生成的合并削峰脉冲，对OFDM符号进行削峰处理。

较佳地，由峰值窗口与削峰滤波器卷积生成合并削峰脉冲的方式为：

确定峰值窗口，并对峰值窗口中的每个采样点执行如下处理：根据该采样点的瞬时功率signal_pow_i和相位，计算该采样点的削峰权值α_i，将该采样点的削峰权值与削峰滤波器的乘积作为该采样点的削峰脉冲，并与峰值窗口内该采样点的前一采样点的当前合并削峰脉冲相叠加，得到该采样点的当前合并削峰脉冲；

利用合并削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理的方式为：

对峰值窗口中的每个采样点，将该采样点的信号减去该采样点的当前合并削峰脉冲中对应该采样点的脉冲值，得到该采样点削峰后的信号。

较佳地，确定峰值窗口的方式为：对OFDM符号的任一当前采样点，计算当前采样点的瞬时功率signal_pow_i；并根据所述当前采样点及前L-1个采样点的瞬时功率，计算当前平均功率mean_pow_i和当前采样点的峰值窗口判定门限；若当前采样点的信号功率大于当前采样点的峰值窗口判定门限，则当前采样点位于峰值窗口内。

较佳地，所述计算当前采样点的峰值窗口判定门限为：将当前平均功率与预设的TH1的乘积结果作为峰值窗口判定门限。

较佳地，计算采样点的削峰权值α_i的方式为：

其中，TH2为预设的削峰门限，i为每个采样点的索引。

较佳地，通过定点处理确定的方式为：

确定分母信号signal_pow_i的最高有效位；

分别在分子信号mean_pow_i和分母信号signal_pow_i中提取从所述分母信号的最高有效位开始的A个比特，形成修正分子信号mean_pow_i′和修正分母信号signal_pow_i′；

以所述修正分母信号signal_pow_i′为索引，在预设的第一表中查询对应的修正分母信号的倒数；其中，所述第一表中保存signal_pow_i′及与其对应的

且

利用B个比特表示，B＞A；

将在所述第一表中的查询结果

与所述修正分子信号mean_pow_i′相乘，并取乘积结果的高C个比特，作为修正除法结果

其中，C＜B；

以所述修正除法结果

为索引，在预设的第二表中查询对应的开方结果

其中，所述第二表中保存C个比特所表示的

及与其对应的且

利用D个比特表示，D＞C。

较佳地，确定削峰滤波器系数h的方式为：

根据内插前OFDM符号的频谱特性，确定初始向量；

根据过采样率M在初始向量的中间位置添0，得到长度为M×N的采样后向量；其中，N为内插前OFDM符号的采样点数；

对采样后向量进行逆离散傅立叶变换IDFT，并利用窗函数对IDFT结果进行截短，得到削峰滤波器系数h_n。

较佳地，对于任一峰值窗口中的第一个采样点，所述峰值窗口内该采样点的前一采样点的合并削峰脉冲为，所述任一峰值窗口的前一峰值窗口中最后一个采样点的合并削峰脉冲；若所述任一峰值窗口为第一个OFDM符号的第一个峰值窗口，则所述前一采样点的合并削峰脉冲为0序列。

较佳地，对于峰值窗口中的任一采样点，在执行所述得到该采样点削峰后信号的操作后，该方法进一步包括：

a、判断所述任一采样点的削峰处理次数是否未达到预设的最大迭代次数，若是，则执行下一采样点的削峰权值和当前合并削峰脉冲的计算以及削峰处理的操作，否则，执行步骤b；

b、计算所述任一采样点削峰后信号的瞬时功率，当根据削峰后信号的瞬时功率确定所述任一采样点削峰后的信号位于峰值窗口内时，根据所述削峰后信号的瞬时功率和相位，计算所述任一采样点新的削峰权值，将该新的削峰权值与削峰滤波器的乘积作为所述任一采样点新的削峰脉冲，并与所述任一采样点的当前合并削峰脉冲相叠加，得到所述任一采样点新的当前合并削峰脉冲；将所述任一采样点削峰后的信号减去所述任一采样点新的当前合并削峰脉冲中对应该采样点的脉冲值，得到该采样点当前削峰后的信号，并返回步骤a。

较佳地，在内插滤波后，执行所述利用削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理的操作。

一种基于峰值消除的峰值抵消装置，包括：

峰值窗口确定单元，用于确定峰值窗口；

第一削峰滤波器，用于将峰值窗口内所有采样点的正交分量构成的序列与削峰滤波器进行卷积，并将卷积结果输出到第一峰值抵消单元；

第一峰值抵消单元，用于在外界输入的内插后OFDM符号的正交分量中，减去与该正交分量相对应的所述第一削峰滤波器输出的卷积结果，并输出峰值抵消结果；

第二削峰滤波器，用于将峰值窗口内所有采样点的同相分量构成的序列与削峰滤波器进行卷积，并将卷积结果输出到第二峰值抵消单元；

第二峰值抵消单元，用于在外界输入的内插后OFDM符号的同相分量中，减去与该同相分量相对应的所述第二削峰滤波器输出的卷积结果，并输出峰值抵消结果。

较佳地，所述峰值窗口确定单元接收内插滤波器输出的OFDM符号。

由上述技术方案可见，本发明中，通过峰值窗口与削峰滤波器的卷积生成合并削峰脉冲，再利用该合并削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理。由于合并削峰脉冲是峰值窗口和削峰滤波器的卷积结果，因此无论是在满配置还是非连续配置的OFDM系统中，该削峰脉冲的形状都能够与峰值窗口形状较好的匹配，从而实现良好的削峰效果。

附图说明

图1为本发明实施例中基于峰值消除的峰值抵消方法具体流程图。

图2为本发明实施例中基于峰值消除的峰值抵消装置具体结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：使生成的峰值脉冲，能够较好地匹配各种载波配置下的峰值窗口，从而保证各种载波配置下的削峰效果。

具体地，在本发明中，首先通过峰值窗口与削峰滤波器卷积生成合并削峰脉冲，再利用生成的合并削峰脉冲对OFDM符号进行峰值抵消，从而实现降低PARP的目的。相比于现有技术中，仅依据峰值窗口中的最大值的幅值和相位信息得到削峰脉冲，从而使得对削峰脉冲与峰值窗口的匹配，只能依赖于对削峰脉冲的设计要求。在本发明中，由于合并削峰脉冲本身在生成时，即是峰值窗口与削峰滤波器的卷积，因此，生成的合并削峰脉冲本身已经带有峰值窗口的特性，而峰值窗口本身即表明不同载波配置下的OFDM符号中峰值脉冲的形状，带有峰值窗口特性的峰值脉冲自然能够较好地匹配各种载波配置下的OFDM符号中峰值脉冲的形状，实现较好的削峰效果。

其中，通过峰值窗口与削峰滤波器的卷积生成合并削峰脉冲时，本发明给出的优选方式为：依次对确定的峰值窗口中的每个采样点进行处理，根据该采样点的瞬时功率signal_pow_i和相位计算该采样点的削峰权值α_i；并将削峰权值α_i与削峰滤波器的乘积作为该采样点的削峰脉冲，再与峰值窗口内该采样点的前一采样点的合并削峰脉冲相叠加，得到该采样点的合并削峰脉冲，该合并削峰脉冲即为对OFDM符号进行削峰处理的削峰脉冲。在对每个采样点进行的处理中，削峰权值是根据各个采样点自身的瞬时功率和相位值得到的，而并非背景技术中所描述的，根据峰值窗口中最大值采样点的功率值和相位得到，因此，每个采样点的削峰权值及峰值脉冲的值均直接反映了该采样点自身的信号特性。换言之，通过上述依次对峰值窗口中每个采样点的处理，使得每个采样点的削峰权值与削峰滤波器首先相乘，再将所有相乘结果取和的操作，也就实现了峰值窗口与削峰滤波器的卷积。

由上述方式得到每个采样点的合并削峰脉冲后，利用该合并削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理具体可以为：对峰值窗口中的每个采样点，将该采样点的信号减去该采样点的合并削峰脉冲中对应该采样点的脉冲值，得到该采样点削峰后的信号。

下面通过具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

图1为本发明实施例中基于峰值消除的峰值抵消方法具体流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤101，将第一个OFDM符号中的第一个采样点作为当前采样点，即i＝1。

在本实施例中，从第一个采样点开始，依次对OFDM符号中的每个采样点进行处理，从而实现确定峰值窗口、计算合并峰值脉冲以及进行削峰处理的操作。其中，i表示当前采样点的索引号，本步骤将i设置为1，即从第一个采样点开始处理。

步骤102，计算当前采样点的瞬时功率signal_pow_i。

计算当前采样点瞬时功率的方式可以采用现有的各种方式，例如：

其中，I_i表示当前采样点的同相分量，Q_i表示当前采样点的正交分量。

步骤103，根据当前采样点及前L-1个采样点的瞬时功率，计算当前平均功率mean_pow_i。

本步骤中用于计算当前平均功率。其中，L为预先设置的常数，L的取值根据系统的时延和复杂度要求进行设定。由于该平均功率的计算需要L个采样点的瞬时功率，因此，对于i＜L的采样点，确定当前平均功率时需要额外考虑。

本实施例中给出一种处理方式：根据系统的设计指标等状况，预先设置一个平均功率值X，对于i＜L的采样点，将预设的平均功率值X作为这些采样点的当前平均功率mean_pow_i，用于后续的处理。

当然，也可以采用其他的方式，例如：在信号起始的前L-1个采样点，不进行削峰处理，在积累到L个采样点处时(即从第一个OFDM符号的第L个采样点开始执行本流程，在步骤101中将第一个OFDM符号的第L个采样点作为当前采样点)，开始按照本流程的方式进行削峰处理。或者，可以在前L-1个采样点中，将到当前采样点为止的所有采样点的平均功率作为当前平均功率。其他的确定前L-1个采样点的当前平均功率的方式在这里就不再一一赘述。

步骤104，根据当前采样点的瞬时功率和当前平均功率的关系，判断当前采样点是否为峰值窗口内的采样点，若是，则执行步骤105，否则执行步骤10。

具体判断当前采样点是否为峰值窗口的方式可以采用现有的方式，本实施例中具体方式为：计算当前采样点的峰值窗口判定门限TH1×mean_pow_i，若当前采样点的瞬时功率大于峰值窗口判定门限TH1×mean_pow_i，则确定当前采样点位于峰值窗口内，否则，确定当前采样点不在峰值窗口内。

对于峰值窗口内的采样点，需要通过步骤105～107来计算对应的合并峰值脉冲，进而利用该合并峰值脉冲进行削峰处理；对于峰值窗口外的采样点，不需要进行削峰处理，而直接执行步骤108输出该采样点的信号。

步骤105，计算当前采样点的削峰权值α_i。

本步骤中，对于峰值窗口内的采样点，计算该采样点的削峰权值，从而确定削峰脉冲。本发明中，每个采样点削峰权值的确定是根据当前采样点进行的，而与背景技术中描述的根据峰值窗口中最大值的采样点进行确定不同。因此，该削峰权值的确定反映了当前采样点的特性。具体确定削峰权值的方式为：

其中，TH2为预设的削峰门限，可以预先根据PAPR和EVM的目标值通过仿真来确定。由上式可见，当前采样点的削峰权值的幅值是根据当前采样点的瞬时功率和当前平均功率确定的，相位则与当前采样点相同，充分反映了当前采样点的信号特性。

步骤106，计算当前采样点的削峰脉冲，并与前一采样点的当前合并削峰脉冲叠加，得到当前采样点的当前合并削峰脉冲。

通过步骤105已经得到当前采样点的削峰权值，将该削峰权值与削峰滤波器相乘，得到当前采样点的削峰脉冲，即α_i×h。然后，再将该削峰脉冲与峰值窗口内前一采样点的合并削峰脉冲reduce_sum′进行叠加，得到当前采样点的当前合并峰值脉冲，即reduce_sum_i＝reduce_sum′+α_i×h。其中，若当前采样点为某一峰值窗口中的非第一个采样点，则峰值窗口内当前采样点的前一采样点的当前合并削峰脉冲为，索引号为i-1的采样点的当前合并削峰脉冲；若当前采样点为某一峰值窗口A中的第一个采样点，则峰值窗口内其前一采样点的当前合并削峰脉冲为，峰值窗口A的前一个峰值窗口的最后一个采样点的当前合并削峰脉冲，当前采样点为第一个OFDM符号的第一个峰值窗口中的第一个采样点，则峰值窗口内当前采样点的前一采样点的当前合并削峰脉冲为0序列。

由本步骤可见，任一采样点B的当前合并峰值脉冲为，从第一个OFDM符号的第一个采样点开始到该采样点为止，其中所有峰值窗口中各个采样点的削峰脉冲α_i×h之和，即以采样点B为序列结尾时，所有峰值窗口与削峰滤波器的卷积结果。其中，削峰滤波器系数h可以利用现有的方式确定，或者，利用本实施例后面给出的一组特定的削峰滤波器系数h。

步骤107，利用当前采样点的当前合并削峰脉冲进行削峰处理，更新当前采样点的信号，并执行步骤109。

其中，具体更新方式为：在当前采样点的信号中，减去当前采样点的当前合并削峰脉冲中与当前采样点对应的脉冲值。即x_i′＝x_i-reduce_sum_i(j)，其中，j表示当前合并削峰脉冲reduce_sum_i中与当前采样点对应的脉冲值的索引号。

步骤108，直接输出当前采样点的信号，并执行步骤109。

步骤109，判断当前采样点是否为最后一个采样点，若是，则结束本流程，否则，将下一个采样点作为当前采样点，即i＝i+1，并返回步骤102。

在本步骤，即完成了对当前采样点的处理，接下来如果仍存在未处理的采样点，则进行下一个采样点的处理，否则意味着已经完成了整个OFDM信号的削峰处理，结束本流程。

由上述方法的具体实施过程可见，通过步骤105～106所生成的合并削峰脉冲，采用了峰值窗与削峰滤波器卷积的方式，这使得生成的合并削峰脉冲可以很好的匹配各种载波配置条件下的峰值窗形状。在载波连续或非连续配置情况下，均可获得较好的削峰性能。此特点非常适合于TD LTE系统的基站发射信号。为了防止峰值再生，这里采用了两个门限TH1和TH2，具体两个门限的取值设置可以根据对削峰后星座点的偏移情况和PAPR的降低程度要求进行。并且，为避免峰值再生，优选地，上述图1所示的方法在内插操作后执行。

在上述实施例中，削峰滤波器系数h可以采样现有的方式确定，这里，给出一种优选的削峰滤波器系数h：

步骤1，根据内插前OFDM符号的频谱特性，确定初始向量I_N；

确定的初始向量与内插前OFDM符号的频谱相一致。例如在TD LTE系统，确定初始向量时，即根据内插前OFDM符号中频域有效载波的个数K，确定初始向量I_N＝(0，I^K/₂，0，0，…，0，I^K/₂)，其中I^K/₂是维数为K/2的全1向量；N为内插前OFDM符号的采样点数，K为满配置下的子载波数，即K＝1200。

步骤2，根据过采样率M，在初始向量的中间位置添零，得到一个长度为M×N维的采样后向量I_M×N；

仍以TD LTE系统为例，假定过采样率为3，则在初始向量I_N＝(0，IK/2，0，0，…，0，I^K/₂)的中间位置添0，得到长度为3N的采样后向量I_3N＝(0，I^K/₂，0，0，…，0，I^K/₂)。

步骤3，对步骤2中得到的采样后向量I_M×N进行IDFT变换，得到时域向量h＝IDFT(I_M×N)。

步骤4，用窗函数对时域向量h截短，得到所需要的滤波器系数h_n；

其中窗函数的窗长可根据信号频谱和实现复杂度两方面的要求取折中。

经仿真证明，通过上述方式得到的削峰滤波器系数h，应用于上述图1所示的峰值抵消方法中时，相比于现有其他的滤波器设计方法得到的滤波器系数，能够获得更好的削峰效果。在上述确定削峰滤波器系数h的过程中，虽然步骤1确定初始向量时，是根据满配置下的频谱特性进行设定，但是由于前述本发明中当前合并削峰脉冲是根据峰值窗口与削峰滤波器的卷积得到，因此尽管峰值滤波器是根据满配置的频谱特性设定，但对于系统性能没有影响。同时，由于过采样率对于一个系统是确定的，不会实时变化，因此只需要一组削峰滤波器的系数，即能够达到较好的削峰效果。

另外，在利用硬件实现图1所示的峰值抵消方法时，还需要进一步考虑计算复杂度和时延等问题。其中，在步骤105中计算削峰权值时，涉及到计算的过程。在硬件实现中，除法和开方运算的实现复杂度较大，为进一步降低图1所示的峰值抵消方法的实现复杂度，本发明给出一种在硬件实现

时的优选处理方式，该处理方式应用于定点处理系统中。

具体地，首先，确定分母信号signal_pow_i的最高有效位；

然后，分别在分子信号mean_pow_i和分母信号signal_pow_i中提取从所述分母信号的最高有效位开始的A个比特，形成修正分子信号mean_pow_i′和修正分母信号signal_pow_i′；

接下来，以所述修正分母信号signal_pow_i′为索引，在预设的第一表LUT1中查询对应的修正分母信号的倒数；其中，第一表LUT1中保存signal_pow_i′及与其对应的

且利用B个比特表示，B＞A；

将在第一表LUT1中的查询结果

与修正分子信号mean_pow_i′相乘，并取乘积结果的高C个比特，作为修正除法结果其中，C＜B；

以修正除法结果

为索引，在预设的第二表LUT2中查询对应的开方结果

其中，第二表LUT2中保存C个比特所表示的

及与其对应的

且

利用D个比特表示，D＞C。

其中，A、B、C、D的取值设定，可以根据系统硬件平台的状况，在计算复杂度与系统性能上取平衡点。在本实施例中，设置LUT1的输入比特为4比特，输出比特为8比特；LUT2的输入比特为4比特，输出比特为6比特。即，A＝C＝4，B＝8，D＝6。一方面，使得硬件实现的复杂度大大降低，另一方面，对系统性能影响很小。

在上面的实施例中，对于每个峰值窗口内的采样点，均进行了一次削峰处理，一般来讲，这样的处理可以实现较好的削峰效果。更进一步地，为实现更好的削峰效果，进一步降低系统的PARP，可以对峰值窗口内的经削峰后功率值仍然较大的采样点进行多次削峰处理。具体可以在步骤107中更新当前采样点的信号后进一步包括：

步骤107a，判断当前采样点的削峰处理次数是否未达到预设的最大迭代次数，若是，则执行步骤109，否则，执行步骤107b；

步骤107b，计算当前采样点削峰后信号的瞬时功率；

步骤107c，根据削峰后信号的瞬时功率判断削峰后的信号是否位于峰值窗口内，若是，则执行步骤107d；否则，执行步骤109；

其中，判断削峰后的信号是否位于峰值窗口内的方式与前述确定峰值窗口的方式类似，区别仅在于，利用削峰后信号的瞬时功率和当前平均功率的关系来进行判断。

步骤107d，根据削峰后信号的瞬时功率和相位，计算当前采样点新的削峰权值，将该新的削峰权值与削峰滤波器的乘积作为当前采样点新的削峰脉冲，并与当前采样点的当前合并削峰脉冲相叠加，得到当前采样点新的当前合并削峰脉冲；

步骤107e，将当前采样点削峰后的信号减去当前采样点新的当前合并削峰脉冲中对应该采样点的脉冲值，得到该采样点当前削峰后的信号，并返回步骤107a。

如上所述，在对当前采样点进行削峰处理后，若削峰后的信号仍然位于削峰窗口内，则可以继续对当前采样点进行削峰处理，直到达到最大迭代次数。这里，最大迭代次数可以是根据系统信号的统计特性预先设置的，也可以是在削峰处理的过程中实时调整的，例如，在当前采样点的每次削峰处理后，实时计算削峰后的PARP等参数值，若达到系统要求，则结束当前采样点的削峰处理，否则，再次进行当前采样点的削峰处理；即，通过间接方式实现了实时调整最大迭代次数的目的。

本发明实施例中还给出了一种基于峰值消除的峰值抵消装置，可以用于实施上述本发明的峰值抵消方法。图2为该装置的具体结构图。如图2所示，该装置包括：

峰值窗口确定单元，用于确定峰值窗口；

第一削峰滤波器，用于将峰值窗口内所有采样点的正交分量构成的序列与削峰滤波器进行卷积，并将卷积结果输出到第一峰值抵消单元；

第一峰值抵消单元，用于在外界输入的内插后OFDM符号的正交分量中，减去与该正交分量相对应的所述第一削峰滤波器输出的卷积结果，并输出峰值抵消结果；

第二削峰滤波器，用于将峰值窗口内所有采样点的同相分量构成的序列与削峰滤波器进行卷积，并将卷积结果输出到第二峰值抵消单元；

第二峰值抵消单元，用于在外界输入的内插后OFDM符号的同相分量中，减去与该同相分量相对应的所述第二削峰滤波器输出的卷积结果，并输出峰值抵消结果。

由上述可见，在本发明提供的装置中，将当前采样信号的正交分量和同相分量分别进行削峰处理。当系统中允许对当前采样点进行多次削峰处理时，即设置有最大迭代次数，则可以在第一和第二峰值抵消单元后再级联一组由峰值窗口确定单元、第一和第二削峰滤波器、第一和第二峰值抵消单元构成的处理组，以对当前采样点进行多次的削峰处理。其中，该处理组中各个单元的操作与前述相同名称单元的相互连接关系与操作均相同。如前所述，为避免峰值再生，优选地，上述装置位于内插滤波器之后。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (12)

1.一种基于峰值消除的峰值抵消方法，其特征在于，该方法包括：

利用由峰值窗口与削峰滤波器卷积而生成的合并削峰脉冲，对OFDM符号进行削峰处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

由峰值窗口与削峰滤波器卷积生成合并削峰脉冲的方式为：

确定峰值窗口，并对峰值窗口中的每个采样点执行如下处理：根据该采样点的瞬时功率signal_pow_i和相位，计算该采样点的削峰权值α_i，将该采样点的削峰权值与削峰滤波器的乘积作为该采样点的削峰脉冲，并与峰值窗口内该采样点的前一采样点的当前合并削峰脉冲相叠加，得到该采样点的当前合并削峰脉冲；

利用合并削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理的方式为：

对峰值窗口中的每个采样点，将该采样点的信号减去该采样点的当前合并削峰脉冲中对应该采样点的脉冲值，得到该采样点削峰后的信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定峰值窗口的方式为：对OFDM符号的任一当前采样点，计算当前采样点的瞬时功率signal_pow_i；并根据所述当前采样点及前L-1个采样点的瞬时功率，计算当前平均功率mean_pow_i和当前采样点的峰值窗口判定门限；若当前采样点的信号功率大于当前采样点的峰值窗口判定门限，则当前采样点位于峰值窗口内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算当前采样点的峰值窗口判定门限为：将当前平均功率与预设的TH1的乘积结果作为峰值窗口判定门限。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算当前采样点的削峰权值α_i的方式为：

其中，TH2为预设的削峰门限，I_i和Q_i分别为当前采样点的同相分量和正交分量，i为当前采样点的索引。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过定点处理确定的方式为：

确定分母信号signal_pow_i的最高有效位；

分别在分子信号mean_pow_i和分母信号signal_pow_i中提取从所述分母信号的最高有效位开始的A个比特，形成修正分子信号mean_pow_i′和修正分母信号signal_pow_i′；

以所述修正分母信号signal_pow_i′为索引，在预设的第一表中查询对应的修正分母信号的倒数；其中，所述第一表中保存signal_pow_i′及与其对应的

且利用B个比特表示，B＞A；

将在所述第一表中的查询结果

与所述修正分子信号mean_pow_i′相乘，并取乘积结果的高C个比特，作为修正除法结果

其中，C＜B；

以所述修正除法结果

为索引，在预设的第二表中查询对应的开方结果

其中，所述第二表中保存C个比特所表示的

及与其对应的

且

利用D个比特表示，D＞C。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定削峰滤波器系数h_n的方式为：

根据内插前OFDM符号的频谱特性，确定初始向量；

根据过采样率M在初始向量的中间位置添0，得到长度为M×N的采样后向量；其中，N为内插前OFDM符号的采样点数；

对采样后向量进行逆离散傅立叶变换IDFT，并利用窗函数对IDFT结果进行截短，得到削峰滤波器系数h_n。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于任一峰值窗口中的第一个采样点，所述峰值窗口内该采样点的前一采样点的合并削峰脉冲为，所述任一峰值窗口的前一峰值窗口中最后一个采样点的合并削峰脉冲；若所述任一峰值窗口为第一个OFDM符号的第一个峰值窗口，则所述前一采样点的合并削峰脉冲为0序列。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于峰值窗口中的任一采样点，在执行所述得到该采样点削峰后信号的操作后，该方法进一步包括：

a、判断所述任一采样点的削峰处理次数是否未达到预设的最大迭代次数，若是，则执行下一采样点的削峰权值和当前合并削峰脉冲的计算以及削峰处理的操作，否则，执行步骤b；

b、计算所述任一采样点削峰后信号的瞬时功率，当根据削峰后信号的瞬时功率确定所述任一采样点削峰后的信号位于峰值窗口内时，根据所述削峰后信号的瞬时功率和相位，计算所述任一采样点新的削峰权值，将该新的削峰权值与削峰滤波器的乘积作为所述任一采样点新的削峰脉冲，并与所述任一采样点的当前合并削峰脉冲相叠加，得到所述任一采样点新的当前合并削峰脉冲；将所述任一采样点削峰后的信号减去所述任一采样点新的当前合并削峰脉冲中对应该采样点的脉冲值，得到该采样点当前削峰后的信号，并返回步骤a。

10.根据权利要求1到9中任一所述的方法，其特征在于，在内插滤波后，执行所述利用削峰脉冲对OFDM符号进行削峰处理的操作。

11.一种基于峰值消除的峰值抵消装置，其特征在于，该装置包括：

峰值窗口确定单元，用于确定峰值窗口；

第一削峰滤波器，用于将峰值窗口内所有采样点的正交分量构成的序列与削峰滤波器进行卷积，并将卷积结果输出到第一峰值抵消单元；

第一峰值抵消单元，用于在外界输入的内插后OFDM符号的正交分量中，减去与该正交分量相对应的所述第一削峰滤波器输出的卷积结果，并输出峰值抵消结果；

第二削峰滤波器，用于将峰值窗口内所有采样点的同相分量构成的序列与削峰滤波器进行卷积，并将卷积结果输出到第二峰值抵消单元；

第二峰值抵消单元，用于在外界输入的内插后OFDM符号的同相分量中，减去与该同相分量相对应的所述第二削峰滤波器输出的卷积结果，并输出峰值抵消结果。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述峰值窗口确定单元接收内插滤波器输出的OFDM符号。

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