CN102265521B

CN102265521B - 使用峰值降低失真来降低功率级的方法和收发器装置

Info

Publication number: CN102265521B
Application number: CN200980151881.4A
Authority: CN
Inventors: B.J.莫里斯; A.T.G.富勒
Original assignee: Apple Computer Inc
Current assignee: Nortel Networks Ltd; Apple Inc
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-12-02
Also published as: CA2745069A1; WO2010073076A1; EP2382716A1; RU2527481C2; EP2382716A4; JP2012515457A; CA2745069C; KR20110098754A; KR101573564B1; CN102265521A; BRPI0923696B1; RU2011129011A; JP5755145B2; BRPI0923696A2; US20100158083A1; US8358680B2

Abstract

本发明提供一种用于使用峰值降低失真来降低与两个或更多输入信号相关联的功率级的技术，该峰值降低失真是从组合信号导出的，该组合信号表示输入信号的组合。

Description

使用峰值降低失真来降低功率级的方法和收发器装置

技术领域

本发明涉及使用峰值降低失真来降低与两个或更多信号相关联的功率级，该峰值降低失真是从组合信号导出的。

背景技术

在通信系统中将功率放大器用于增加信号的功率，以便通过期望的通信介质来传输。通常期望将与放大相关联的失真维持得相对低，并且失真的普遍原因是限幅。当输入信号的峰值超过阈值时，对放大器的输出信号进行限幅，其中在该阈值处无法产生具有期望增益的相应输出信号。代替如实跟踪输入信号的输出信号，有效地将输出信号抑制或限幅到发生限幅的点处放大器的最大能力的水平。当限幅发生时，输出信号以不可控的方式失真，这导致由信号峰值表示的信息丢失并且在传输频谱中引起不希望的噪声。

通常以限幅思想设计功率放大器和周围电路。特别地，功率放大器被设计为避免对大部分(如果不是所有)可能信号进行限幅。这通常需要将功率放大器设计为即使当给定信号的较高峰值不频繁发生时也对此类峰值进行处理。信号峰值越高，则放大器必须越大。增加放大器的大小通常增加了放大器的成本以及降低了放大器的效率，这对于固定和便携式通信系统而言导致了更大的功耗和更短的电池寿命。

峰均功率比(PAPR)对于放大器效率具有影响，并且峰均功率比(PAPR)尤其是当放大给定输入信号以提供放大的输出信号时，功率放大器提供的瞬时峰值功率相对于平均功率的测量值。较高效的放大器比较低效的放大器需要更少的能量来将给定信号放大到某个水平。随着放大器效率的增加，放大信号所需的能量的数量减少，因此降低了通信系统所需的操作功率，这在基站和移动应用两者中都是有优势的。通常，较低PAPR能够实现较高的放大器效率，而较高的PAPR导致较低的放大器效率。因而，设计者经常试图构造导致较低PAPR的更高效的通信系统。

通信系统的PAPR通常是由放大器放大的输入信号的函数。输入信号的峰值和平均幅度与功率放大器在放大输入信号时提供的瞬时峰值功率和平均功率相关。因此，认为相对于总平均幅度而在幅度上具有相对高的瞬时峰值的输入信号是高PAPR信号，而认为相对于总平均幅度而在幅度上具有相对低的瞬时峰值的输入信号是低PAPR信号。输入信号的峰值和平均幅度通常是如何调制输入信号的函数。

现代通信系统中采用的典型调制方案包括频分多址（FDMA）（包括正交频分多址（OFDMA））；码分多址（CDMA）；以及时分多址（TDMA）方案。诸如第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）标准和微波存取全球互通（WiMAX）标准之类的OFDMA系统采用多个独立调制的子载波，这可以导致高PAPR。类似于OFDMA系统，诸如通用移动电信系统（UMTS）之类的CDMA系统采用扩频调制并且也被认为具有高PAPR。诸如全球移动通信系统（GSM）之类的TDMA系统采用恒定功率包络，并且因此具有非常低的PAPR。增强型数据速率GSM演进（EDGE）是非恒定包络并且关于PAPR而通常位于GSM和CDMA或OFDMA系统之间。对于具有相对高的PAPR的系统而言，已经采用技术在努力放大之前降低经调制输入信号的峰值幅度，以降低相关联的PAPR，并且作为结果，可以增加功率放大器的效率。

示例性PAPR降低技术涉及有意地使给定输入信号（仅根据单个调制方案进行了调制）失真以有效地降低超过给定阈值的那些峰值。在放大之前，移除超过给定阈值的输入信号峰值或对其进行限幅，以形成限幅信号。从输入信号中减去限幅信号以形成失真信号，随后处理该失真信号并且将其应用于输入信号的整体以导致峰值降低。将衰减的失真信号应用于输入信号有效地降低了超过给定阈值的那些峰值。已经证明该PAPR降低技术和其他PAPR降低技术在应用于仅根据单个调制方案调制的信号时是相对成功的。

在现代通信系统中，采用分集技术以更高效地使用传输资源并且降低传输功率级。分集技术通常采用多个天线，通过该多个天线，可以同时传输相同或不同的数据。当同时传输两个或更多信号时，可以有效地组合信号。与组合信号相关联的PAPR可能显著增加，这导致降低的放大器效率。有趣的是，已经独立经受峰值功率降低的信号的组合通常与以下这样的PAPR相关联，该PAPR显著高于与独立进行峰值功率降低的信号中的任一个相关联的PAPR。因此，即使在组合各个信号之前将PAPR降低技术独立地应用于信号中的每个，组合输入信号仍将具有不期望的PAPR。

因而，存在对用于降低与组合信号相关联的PAPR的有效且高效技术的需要。

发明内容

本发明提供一种用于使用峰值降低失真来降低与两个或更多输入信号相关联的功率级的技术，该峰值降低失真从组合信号导出，该组合信号表示输入信号的一个或多个组合。最初，对输入信号进行组合以形成组合信号，并且基于该组合信号，生成峰值降低失真。配置峰值降低失真，使得如果应用于该组合信号的整体，则将降低贯穿该组合信号的过量部分。代替将峰值降低失真直接应用于组合信号，将峰值降低失真应用于输入信号中的每个以提供预调节信号。因此，对应于组合信号中过量部分的每个预调节信号中的那些部分降低了与过量部分超过期望阈值的程度相关的量。

分离电路被配置为接收预调节信号并且基于预调节信号生成多个分离信号。每个分离信号是预调节信号中每个的函数，并且因此，可以具有所有预调节信号的分量。特别地，将从组合信号导出的峰值降低失真应用于输入信号中的每个导致了分离信号中的每个与相对较低的峰均功率比（PAPR）相关联。每个分离信号由功率放大器沿相应的并行放大路径上变频到射频（RF）并且放大，以提供相同数量的放大的RF信号。特别地，分离信号与相对低的总峰值功率相关联，并且因此，相应的经上变频的信号也与相对低的总峰值功率相关联。给定经上变频的信号的相对低的总峰值功率，则系统所需的总功率放大相应地低。可以按大小定制并行路径中的放大器组合，并且该放大器组合可以被配置为利用相对低的峰值功率放大要求并且以相对高效的方式操作。

向组合电路提供放大的RF信号以生成RF输出信号，该RF输出信号直接对应于预调节输入信号中的每个并且表示预调节输入信号的经上变频和放大的版本。分离电路和组合电路提供互补的信号处理函数，使得使用分离函数从预调节信号生成分离信号，该分离函数与用于从放大的RF信号生成RF输出信号的组合函数互补。然后，向天线给出RF输出信号以便传输。

在结合附图阅读以下详细描述之后，本领域技术人员将理解本发明的范围并且认识到其附加的方面。

附图说明

合并于本说明书中并且形成本说明书一部分的附图示出了本发明的多个方面，并且该附图与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明一个实施例的、通信系统的传输电路的框图表示。

图2A和2B一起示出了根据本发明一个实施例的峰值降低失真的应用。

图3是根据本发明一个实施例的峰值功率降低电路的框图表示。

图4示出了具有超过峰值阈值的峰值的组合信号的示例性缩放因子。

图5示出了各种信号的峰均功率比（PAPR）。

具体实施方式

下面阐述的实施例表示使得本领域技术人员能够实现本发明的必要信息，并且示出了实现本发明的最佳模式。在按照附图阅读以下描述时，本领域技术人员将理解本发明的概念并且将认识到此处没有特别陈述这些概念的应用。应该理解这些概念和应用落入本公开和所附权利要求书的范围内。

参考图1，根据本发明一个实施例示出了通信设备10的传输路径。针对该示例假设提供了合适的基带电路12和调制函数14，其中基带电路12向调制函数14提供待传输的数据。调制函数14能够根据期望的调制方案调制数据，并且根据分集方案生成两个或更多调制的信号，其中取决于分集的性质，任何给定时间处不同信号的内容可以是相同的或不同的。例如，不同数据同时可以映射到不同输入信号，或相同数据同时可以映射到不同信号。尽管可以使用任何数量的输入信号，但是以下描述使用两个输入信号，将它们标记为I₁和I₂以示出本发明的各种实施例。尽管可以提供任何类型的调制方案，但是仅出于示范的目的假设调制函数14将提供基于正交频分调制（OFDM）的长期演进（LTE）信号，并且因此，输入信号I₁和I₂是OFDM信号。可以在任何给定时间由基带电路12提供相同或不同调制方案的附加输入信号I_x，并且根据本发明的概念对其进行处理。

通常，本发明提供一种用于使用峰值降低失真来降低与两个或更多输入信号I₁和I₂相关联的功率级的技术，该峰值降低失真从组合信号I_C导出，该组合信号I_C表示输入信号I₁和I₂的一个或多个组合。根据输入组合函数f_ic（x）由峰值功率降低（PPR）电路16对输入信号I₁和I₂进行组合以形成组合信号I_C。在示出的实施例中，PPR电路16仅通过对输入信号I₁和I₂求和来组合输入信号I₁和I₂；然而，在根据输入组合函数f_ic（x）进行组合时，可以对输入信号I₁和I₂中任一个或两者独立地加权、相移等以及对它们进行任何组合。例如，可以使用适当的加权因子对不同的输入信号I₁和I₂进行不同的加权，而将输入信号I₁和I₂中的一个或两者相移期望的量。

基于组合信号I_C，生成峰值降低失真。配置该峰值降低失真，使得如果应用于该组合信号I_C的整体，则将降低贯穿该组合信号I_C的过量部分。代替将峰值降低失真直接应用于组合信号I_C，将峰值降低失真应用于输入信号I₁和I₂中的每个以提供相应的预调节信号I₁’和I₂’。对应于组合信号I_C中过量部分的预调节信号I₁’和I₂’中每个的那些部分降低了与过量部分超过期望峰值阈值P_TH的程度直接相关的量。图2A和2B示出了根据本发明一个实施例的此概念。特别地,降低的程度不必是直接的,而是可以以期望的方式进行缩放。

尤其参考图2A,与组合信号I_C的功率级相关地示出了输入信号I₁和I₂的功率级, 组合信号I_C通过对输入信号I₁和I₂求和来形成。对信号中每个信号的功率级规范化，使得峰值阈值P_TH约为5.4。以粗体突出显示超过峰值阈值P_TH的组合信号I_C的三个部分，并且将该三个部分视为过量部分。如将更详细描述的那样，可以基于组合信号I_C中出现的过量部分来生成将应用于输入信号I₁和I₂的峰值降低失真。一旦生成，则将峰值降低失真应用于输入信号I₁和I₂两者以形成预调节信号I₁’和I₂’。

如图2B所示，预调节信号I₁’和I₂’每个中对应于组合信号I_C中过量部分的那些部分已经降低了一个量，该量与组合信号I_C中的过量部分超过峰值阈值P_TH的程度直接相关。已经按照峰值降低失真的应用降低的预调节信号I₁’和I₂’的那些部分以粗体突出显示。该降低的程度和性质通常将对应于组合信号I_C的过量部分超过峰值阈值P_TH的程度；然而，该降低不必如示出的那样精确地跟踪过量部分。例如，在生成峰值降低失真的过程期间可以使用滤波，以降低或移除否则将作为之前信号处理的结果出现在峰值降低失真中的高频分量。此类降低可以导致预调节信号I₁’和I₂’内那些较硬转变的软化，尤其是在已经降低的预调节信号I₁’和I₂’中那些部分的边界处或附近。

通过应用峰值降低失真降低的输入信号I₁和I₂的部分不必依赖于输入信号I₁和I₂中某些阈值内的峰值或超过输入信号I₁和I₂中某些阈值的任何部分。特别地，已经降低的预调节信号I₁’和I₂’中那些部分的降低量可以与组合信号I_C的相应部分超过峰值阈值P_TH的程度成比例或关于其缩放。本质上，从组合信号I_C导出的峰值降低失真的应用关于输入信号I₁和I₂降低了与预调节信号I₁’和I₂’ 相关联的组合峰值功率。组合峰值功率中的该降低降低了与预调节信号I₁’和I₂’相关联的总峰值功率，并且如将在下面看到的那样，降低了通信设备10的放大需求。

返回到图1，一旦PPR电路16生成了预调节信号I₁’和I₂’，就配置分离电路18以基于预调节信号I₁’和I₂’来生成多个分离信号A、B和C。尽管示出了三个分离信号，但是可以使用任何数量的分离信号并且该任何数量通常将对应于在传输路径中提供的上变频和放大路径的数量。每个分离信号A、B和C是预调节信号I₁’和I₂’中每个的函数，并且因此，可以具有所有预调节信号I₁’和I₂’的分量。分离信号A、B和C可以如下表示：

A = f_s1(I₁’, I₂’)；

B = f_s2(I₁’, I₂’)；以及

C = f_s3(I₁’, I₂’)，其中f_s1(x)、f_s2(x)和f_s3(x)是分离函数，并且可以是相同或不同的函数。

在该示例中，分离函数18将基于如何生成预调节信号I₁’和I₂’来生成分离信号A、B和C。组合输入信号I₁和I₂的性质以已知的方式影响出现在预调节信号I₁’和I₂’中的峰值（包括过量峰值）的位置和程度。优选地按照如何组合预调节信号I₁’和I₂’来配置分离函数f_sn(x)，使得分离信号A、B和C是峰值降低信号，它们中的每一个都与相对低的总峰值功率相关联。每个分离信号A、B和C都被相应的RF上变频电路20（A、B和C）上变频到RF以提供经上变频的信号A_RF、B_RF和C_RF。经上变频的信号A_RF、B_RF和C_RF由相应的功率放大器22（A、B和C）沿并行放大路径放大，以提供相同数量的、经放大的RF信号g_a·A_RF、g_b·B_RF和g_c·C_RF，其中设计功率放大器22（A、B和C）以提供各自的增益g_a 、g_b和g_c。这些增益g_a 、g_b和g_c旨在按照组合电路24提供传输所需的必要放大，这将在下面进行描述。给定与分离信号A、B和C相关联的相对低的总峰值功率，以及因此给定相应的经上变频的信号A_RF、B_RF和C_RF，则降低了总功率放大要求，并且因此允许将被设计以利用降低的功率放大要求并且相对于现有系统以非常高效的方式进行操作的功率放大器22（A、B和C）的组合。

如所指示，组合电路24对放大的RF信号（g_a·A_RF、g_b·B_RF和g_c·C_RF）进行处理以生成RF输出信号O₁和O₂，该RF输出信号O₁和O₂直接对应于预调节信号I₁’和I₂’中的每个并且通常表示预调节信号I₁’和I₂’的经上变频和放大的版本。RF输出信号O₁和O₂是经放大的RF信号g_a·A_RF、g_b·B_RF和g_c·C_RF的函数并且可以如下表示：

O₁ = f_c1（g_a·A_RF,g_b·B_RF,g_c·C_RF）；以及

O₂ = f_c2（g_a·A_RF,g_b·B_RF,g_c·C_RF），其中组合函数f_c1和 f_c2可以是相同的或不同的，而一起基本上与分离函数f_s1、f_s2和f_s3互补。

如所指示，分离电路18和组合电路24提供相关的信号处理函数，其中使用分离函数f_sn（x）根据预调节信号I₁’和I₂’来生成分离信号A、B和C，该分离函数f_sn（x）基本上与组合函数f_cn（x）互补，该组合函数f_cn（x）用于根据经放大的RF信号g_a·A_RF、g_b·B_RF和g_c·C_RF来生成RF输出信号O₁和O₂。由于分离函数f_sn（x）可以与PPR电路16提供的输入组合函数f_ic（x）相关，所以所有分离f_sn（x）、组合f_cn（x）和输入组合f_ic（x）函数中的每个都可以互相关。

特别地，由功率放大器22（A、B和C）提供的增益g_a 、g_b和g_c可以考虑将由组合电路24提供的信号数量的任何减少。在该示例中，将三个放大的RF信号g_a·A_RF、g_b·B_RF和g_c·C_RF组合为两个输出信号O₁和O₂。取决于分别由分离电路18和组合电路24提供的分离函数f_s1（x）和组合函数f_c1（x），这些增益g_a 、g_b和g_c可以是相同的或不同的。向相应的天线26给出RF输出信号O₁和O₂以便传输。特别地，可以向一个或多个相应的天线26提供RF输出信号O₁和O₂中的每个以便传输。

分离电路18或其他相关联的电路可以将预失真技术用于对分离信号A、B和C进行预失真，以解决沿上变频和放大路径注入的任何非线性处理特性。输出信号O₁和O₂可以被反馈给分离电路18并且用于识别并解决这些非线性处理特性。对于与并行放大电路相关的其它信息和相关的处理而言，参考于2008年3月28日提交的、共同转让的美国专利申请号12/058,027，其名称为AMPLIFIER PRE-DISTORTION SYSTEMS AND METHODS，通过引用将该公开合并于此。

参考图3，根据一个实施例提供示例性PPR电路16的功能框图。该实施例使用峰值降低失真降低了两个输入信号I₁和I₂的峰值功率，该峰值降低失真是使用特定过程从组合信号I_C导出的。特别地，本发明不限于该示例并且本领域技术人员将认识到用于基于组合信号I_C来生成峰值降低失真的其他技术。

最初地，根据输入组合函数f_ic（x）来组合输入信号I₁和I₂，以通过组合过程28形成组合信号I_C。尽管输入组合函数f_ic（x）可以对输入信号I₁和I₂中的任一个或所有采用加权因子或相移，但是这里的示例假设将输入信号相加在一起而不进行加权或应用相移。因此，f_ic（x）= I₁+I₂。特别地，组合信号I_C可以表示输入信号I₁和I₂的单个组合或多个组合，诸如f_ic1（x）= I₁+I₂以及f_ic2（x）= I₁-I₂。向缩放生成函数30提供组合过程28的输出，如一个或多个信号，该一个或多个信号表示组合信号I_C。

缩放因子生成函数30使用组合信号I_C来生成缩放因子SF，生成缩放因子SF与组合信号I_C的峰值超过给定峰值阈值P_TH的量相关。对于超过峰值阈值P_TH的组合信号I_C的部分，缩放因子SF本质上用于与组合信号I_C超过峰值阈值P_TH的程度相关地降低输入信号I₁和I₂的相应部分。组合信号I_C中不超过峰值阈值P_TH的那些部分的缩放因子SF可以相对固定，并且在该示例中是一（unity）（SF = 1）。在图4中关于组合信号I_C中的信号峰值以图形示出了示例性缩放因子SF。该峰值在大约时间t=0.5和3.5之间超过了峰值阈值P_TH（为4），并且在大约时间t=0.5之前和大约时间t=3.5之后小于峰值阈值P_TH。假设针对时间t=0、1、2、3和4确定缩放因子SF(t)并且计算如下：

如果I_C(t)≤P_TH,则SF(t)=1；以及

如果I_C(t)＞P_TH,则SF(t)=P_TH/I_C(t)，其中I_C(t)是组合信号I_C在时间t处的幅度。

对于图4所示示例而言，t=0、1、2、3和4的缩放因子SF(t)如下：

SF(0)=1；

SF(1)=P_TH/I_C(1)=4/5=0.8；

SF(2)=P_TH/I_C(2)=4/6=~0.67;

SF(3)=P_TH/I_C(3)=4/5=0.8；以及

SF(4)=1。

然后，这些缩放因子SF可以如下以时间对齐的方式有效地应用于输入信号I₁和I₂中的每个，其中缩放因子SF(t)在时间t处被应用于输入信号I₁(t)和I₂(t)中的每个。尽管未示出延迟函数，但是确保以时间对齐的方式提供由PPR电路16提供的信号处理是优选的。对于输入信号I₁，经由乘法函数32以时间对齐的方式将缩放因子SF应用于输入信号I₁，以提供经缩放的信号S₁，其中S₁ = I₁·SF。而且，缩放因子SF不必与组合信号I_C的相应部分超过峰值阈值P_TH的程度成比例或相等。

经缩放的信号S₁的对应于组合信号I_C中超过峰值阈值P_TH的部分的那些部分将与相应的缩放因子SF相关地降低。在该示例中，与组合信号I_C中不超过峰值阈值P_TH的部分相对应的经缩放的信号S₁的那些部分一般而言是不受影响的。本领域技术人员将认识到可以将转变性缩放有效地应用于平滑输入信号I₁的那些部分之间的转变，输入信号I₁的那些部分对应于组合信号I_C中超过峰值阈值P_TH的部分以及不超过峰值阈值P_TH的部分。而且，可以根据输入信号I₁和I₂的单个组合或根据输入信号I₁和I₂的多个组合来生成缩放因子。例如，可以针对多个组合中的每个生成中间缩放因子，并且可以通过相乘等来组合中间缩放因子以形成总缩放因子SF，该总缩放因子SF经由乘法函数32以时间对齐方式应用于输入信号I₁以提供经缩放的信号S₁。当组合输入信号I_C包括多个信号时，该多个信号中的每个可以与相同或不同的峰值阈值相关联。

一旦生成，则将经缩放的信号S₁在求和函数34处以时间对齐方式从输入信号I₁中减去，以生成峰值信号P₁，其中P₁ =I₁- S₁ = I₁ -( I₁·SF))。峰值信号P₁表示将用于对输入信号I₁连同由之前处理引起的任何其他噪声或瞬态进行失真的信号。峰值信号P₁由滤波器36滤波以移除任何不期望的噪声和瞬态，从而生成失真信号D₁，在求和函数38处将该失真信号D₁从输入信号I₁中减去以生成预调节信号I₁’。在该实施例中，失真信号D₁表示应用于输入信号I₁以生成预调节信号I₁’的峰值降低失真。滤波器36可以是用于降低或移除高频分量的低通滤波器，否则，作为之前处理的结果，该高频分量将出现在失真信号D₁中并且最终出现在预调节信号I₁’中。此类降低可以导致预调节信号I₁’内那些较硬转变的软化，尤其是在预调节信号I₁’中对应于输入信号I₁中已经降低的部分的那些部分的边界处或附近。滤波程度将对应于那些较硬转变被软化的程度。正如输入信号I₁，经由乘法函数40将缩放因子SF以时间对齐方式应用于输入信号I₂以提供经缩放的信号S₂，其中S₂=I₂·SF。将按照相应的缩放因子SF来降低经缩放的信号S₂的那些部分，所述经缩放的信号S₂的那些部分对应于组合信号I_C中超过峰值阈值P_TH的部分。而且，与组合信号I_C中不超过峰值阈值P_TH的部分相对应的经缩放的信号S₂的那些部分一般而言是不受影响的。可以将转变性缩放有效地应用于平滑输入信号I₂的那些部分之间的转变，所述输入信号I₂的那些部分对应于组合信号I_C中超过峰值阈值P_TH的部分以及不超过峰值阈值P_TH的部分。

然后，将经缩放的信号S₂在求和函数42处以时间对齐方式从输入信号I₂中减去，以生成峰值信号P₂，其中P₂ =I₂- S₂ = I₂ -( I₂·SF))。峰值信号P₂由滤波器44滤波以移除任何不期望的噪声和瞬态，从而生成相应的失真信号D₂，在求和函数46处将该失真信号D₂从输入信号I₂中减去以生成预调节信号I₂’。失真信号D₂表示应用于输入信号I₂以生成预调节信号I₂’的峰值降低失真。

然后，向分离电路18传送结果得到的预调节信号I₁’和I₂’以便进行如上所述的处理。如所指示，可以以该方式处理任何数量的输入信号I_x，其中基于这些输入信号I_x的组合生成峰值降低失真并且将其单独地应用于输入信号I_x中的每个。

本发明实际上适用于任何通信系统，在该通信系统中，经由相应的天线26同时传输输入信号。本发明可在同时支持码分多址（CDMA）、OFDM、TDMA方案或它们的任何组合的通信系统中应用。而且，可以在应用前述概念的一个或多个概念之前，在一个或多个输入信号I_x上提供现有的PAPR技术的应用。

参考图5，给出了示出特定信号概率的曲线图，该特定信号具有在OFDMA/LTE信号的所定义均方根（RMS）功率级之上的峰值。在曲线图上绘出的五个曲线表示了在RMS功率级之上的峰值功率级将针对不同信号发生的概率。曲线A表示与还未被提供峰值功率降低的输入信号I₁或I₂中的任一个相关联的PAPR。曲线B表示与已经对其独立应用了峰值功率降低的输入信号I₁或I₂中的任一个相关联的PAPR。特别地，针对已经被提供了峰值功率降低的输入信号I₁或I₂中的任一个的PAPR显著低于与还未被提供峰值功率降低的输入信号I₁或I₂中的任一个相关联的PAPR。曲线C表示与经峰值功率降低的输入信号I₁和I₂的组合相关联的PAPR,其中已经针对输入信号I₁和I₂独立应用峰值功率降低。特别地，针对经独立峰值功率降低的输入信号的组合的PAPR显著大于针对独立峰值功率降低的输入信号I₁或I₂中的任一个的PAPR。如图所示，组合已经被独立峰值功率降低的信号经常使采用峰值功率降低的益处无效。

曲线D表示与已经经受峰值功率失真的预调节信号I₁’和I₂’中的任一个相关联的PAPR，该峰值功率失真是根据本发明的概念从组合信号I_C中导出的。与预调节信号I₁’和I₂’的组合相关联的PAPR由组合信号I_C的PAPR表示，其由曲线E提供。虽然针对预调节信号I₁’和I₂’中的任一个的PAPR孤立地相对高地出现，但是针对预调节信号组合的PAPR是所有曲线中最低的。因而，本发明能够提供以下这样的组合信号，即该组合信号关于现有技术提供的PAPR具有显著改进的PAPR。

可以在一个或多个处理器或适当的专用集成电路中提供基带电路12、调制函数14、PPR电路16、分离电路18以及RF上变频电路20。组合电路24可以由一个多个组合器提供，该所述组合器被配置为关于由分离电路18提供的函数提供互补函数。

本领域技术人员将认识到对本发明实施例的改进和修改。认为所有此类改进和修改在此处所公开的概念和之后的权利要求书的范围内。

Claims

1.一种使用从组合信号导出的峰值降低失真来降低与两个或更多信号相关联的功率级的方法，包括：

·接收多个输入信号，每个所述输入信号都是经调制的通信信号；

·组合所述多个输入信号中的每个以提供组合信号；

·基于所述组合信号生成峰值降低失真，其中，生成所述峰值降低失真包括识别超过峰值阈值的所述组合信号的过量部分以及与所述组合信号的过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地生成失真信号；以及

·将所述峰值降低失真应用于所述多个输入信号中的每个以提供多个预调节信号，其中，应用所述峰值降低失真包括将所述失真信号应用于所述多个输入信号中的每个，使得所述多个输入信号中的每个的第一部分根据所述组合信号的过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地降低，所述多个输入信号中的每个的第一部分对应于所述组合信号的过量部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述失真信号包括与所述过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地生成针对所述过量部分的第一缩放因子，并且基于所述第一缩放因子针对所述多个输入信号中每个的所述第一部分生成所述失真信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

·生成所述失真信号还包括针对不超过所述峰值阈值的所述组合信号的那些部分生成固定的缩放因子，并且基于所述固定的缩放因子针对所述多个输入信号中每个的第二部分生成所述失真信号，所述多个输入信号中每个的第二部分对应于所述组合信号的不超过所述峰值阈值的部分；以及

·应用所述峰值降低失真还包括将所述失真信号应用于所述多个输入信号中的每个，使得所述多个输入信号中每个的第二部分由所述固定的缩放因子缩放。

4.根据权利要求2所述的方法，其中针对所述多个输入信号中每个输入信号的第一部分生成所述失真信号包括：

·与所述过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地生成针对所述过量部分的第一缩放因子；

·将所述输入信号与所述第一缩放因子相乘以生成经缩放的信号；以及

·将所述经缩放的信号从所述输入信号中减去以生成峰值信号，其中应用所述失真信号包括将所述峰值信号从所述输入信号中减去。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述峰值信号在从所述输入信号中被减去之前被滤波。

6.根据权利要求1所述的方法，其中根据普通调制方案来调制所述多个输入信号的第一信号，其中所述普通调制方案是以下之一：频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)以及时分多址(TDMA)方案。

7.根据权利要求6所述的方法，其中对所述输入信号进行调制以采用分集方案，使得不同数据被同时映射到所述输入信号中的不同输入信号，或公共数据被同时映射到不同信号。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述普通调制方案是正交频分多址(OFDMA)方案。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

·生成多个分离信号，所述多个分离信号是所述多个预调节信号中每个的第一函数；

·独立地对所述多个分离信号中的每个进行上变频和放大以提供多个射频信号；以及

·生成多个输出信号，所述多个输出信号是所述多个射频信号中每个的第二函数，其中所述第二函数与所述第一函数互补。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一函数彼此相同，并且所述第二函数彼此相同。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述多个预调节信号来生成放大的射频信号，并且经由多个天线中相应的一个天线同时传输所述多个射频信号中的每个。

12.根据权利要求9所述的方法，其中组合所述多个输入信号中的每个，使得使用所述第一函数生成的所述多个分离信号中的每个是峰值降低信号。

13.一种通信系统中的收发器装置，包括：

·峰值功率降低PPR电路，其适于：

·组合所述输入信号中的每个以提供组合信号；

·基于所述组合信号生成峰值降低失真，其中，为了生成所述峰值降低失真，所述PPR电路还适于识别超过峰值阈值的所述组合信号的过量部分以及与所述组合信号的过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地生成失真信号；以及

·将所述峰值降低失真应用于所述多个输入信号中的每个以提供多个预调节信号，其中，为了应用所述峰值降低失真，所述PPR电路还适于将所述失真信号应用于所述多个输入信号中的每个，使得所述多个输入信号中每个的第一部分根据所述组合信号的过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地降低，所述多个输入信号中每个的第一部分对应于所述组合信号的过量部分；

·分离电路，其适于生成多个分离信号，所述多个分离信号是所述多个预调节信号中每个的第一函数；

·多个并行路径，在所述多个并行路径中，上变频电路对所述多个分离信号中的每个进行上变频并且功率放大器对所述多个分离信号中的每个进行放大以提供相应的多个射频信号；以及

·组合电路，其适于生成多个输出信号，所述多个输出信号是所述多个射频信号中每个的第二函数，其中所述第二函数与所述第一函数互补。

14.根据权利要求13所述的收发器装置，其中为了生成所述失真信号，所述PPR电路还适于与所述过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地生成针对所述过量部分的第一缩放因子，并且基于所述第一缩放因子针对所述多个输入信号中每个的所述第一部分生成所述失真信号。

15.根据权利要求14所述的收发器装置，其中：

·为了生成所述失真信号，所述PPR电路还适于针对不超过所述峰值阈值的所述组合信号的那些部分生成固定的缩放因子，并且基于所述固定的缩放因子针对所述多个输入信号中每个的第二部分生成所述失真信号，所述多个输入信号中每个的第二部分对应于所述组合信号的不超过所述峰值阈值的部分；以及

·为了应用所述峰值降低失真，所述PPR电路还适于将所述失真信号应用于所述多个输入信号中的每个，使得所述多个输入信号中每个的第二部分由所述固定的缩放因子缩放。

16.根据权利要求14所述的收发器装置，其中为了针对所述多个输入信号中每个输入信号的第一部分生成所述失真信号，所述PPR电路还适于：

·与所述过量部分超过所述峰值阈值的程度相关地生成针对所述过量部分的所述第一缩放因子；

17.根据权利要求16所述的收发器装置，其中所述峰值信号在从所述输入信号中被减去之前被滤波。

18.根据权利要求13所述的收发器装置，其中根据普通调制方案来调制所述多个输入信号的第一信号，其中所述普通调制方案是以下之一：频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)以及时分多址(TDMA)方案。

19.根据权利要求18所述的收发器装置，其中对所述输入信号进行调制以采用分集方案，使得不同数据被同时映射到所述输入信号中的不同输入信号，或公共数据被同时映射到不同信号。

20.根据权利要求18所述的收发器装置，其中所述普通调制方案是正交频分多址(OFDMA)方案。

21.根据权利要求13所述的收发器装置，其中所述第一函数彼此相同，并且所述第二函数彼此相同。

22.根据权利要求13所述的收发器装置，其中组合所述多个输入信号中的每个，使得使用所述第一函数生成的所述多个分离信号中的每个是峰值降低信号。

23.根据权利要求13所述的收发器装置，其中经由多个天线中相应的一个天线同时传输所述多个射频信号中的每个。