CN102932304B - 一种收发信号的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种收发信号的方法，该方法包括：对发射信号进行平方律变换处理；对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出。本发明同时公开了一种收发信号的系统，采用本发明的方法及系统，能有效地降低通信信号的峰均比(PAPR)，从而能有效地提高功率放大器(PA)的效率和信噪比。

Description

一种收发信号的方法及系统

技术领域

本发明涉及信号处理技术，特别是指一种收发信号的方法及系统。

背景技术

随着人们通信需求的日益增长，蜂窝移动网技术已由2G发展到了3G，并出现了现在的长期演进(LTE，Long Term Evolution)技术，未来还会发展到4G。

在3G以后的无线通信技术中，采用了频谱效率和抗多径效应性能优越的正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，传输通信信号。OFDM技术为多载波技术，存在固有的峰均比(PAPR，Peak-to-Average Power Ratio)过高的问题，这样，会对功率放大器(PA，Power Amplifier)的线性度提出很高的要求，特别是对于便携式设备而言，这将会大大增加PA的功耗，并会降低发射信号的质量，比如：会产生较大的杂散辐射和邻道泄露。因此，为了解决这个技术问题，人们发明了单载波OFDM技术，即：单载波离散傅里叶变换OFDM(SC-DFT-OFDM，Single Carrier Discrete Fourier TransformOFDM)技术，但是，SC-DFT-OFDM技术的离散傅里叶变换(DFT，Discrete FourierTransform)编码会给基带处理器带来额外的处理能力要求；另外，虽然SC-DFT-OFDM技术可以使PAPR降低3db左右，但是，仍然存在PAPR过高的问题。因此，通信信号的PAPR过高是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种收发信号的方法及系统，能有效地降低通信信号的PAPR。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种发送信号的方法，该方法包括：

对发射信号进行平方律变换处理；

对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出。

上述方案中，所述对发射信号进行平方律变换处理，包括：

对发射信号的绝对值求平均值；

将所述发射信号与所述平均值相除，得到第一信号；

将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号。

上述方案中，所述将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号，为：

如果第一信号大于等于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的正值，作为平方律变换处理后的信号；

如果第一信号小于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的负值，作为平方律变换处理后的信号。

本发明还提供了一种接收信号的方法，该方法包括：

对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理；

对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

上述方案中，所述对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，包括：

对所述模数转换处理后的接收信号的绝对值求平均值；

将所述模数转换处理后的接收信号与所述平均值相除，得到第二信号；

将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号。

上述方案中，所述将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号，为：

如果第一信号大于等于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的正值，作为平方律变换处理后的信号；

如果第一信号小于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的负值，作为平方律变换处理后的信号。

本发明又提供了一种发送信号的装置，该装置包括：平方律变换处理模块及数模转换处理模块；其中，

平方律变换处理模块，用于对发射信号进行平方律变换处理，并将平方律变换处理后的信号发送给数模转换处理模块；

数模转换处理模块，用于收到平方律变换处理模块发送的平方律变换处理后的信号后，对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出。

上述方案中，所述平方律变换处理模块，具体用于：

对发射信号的绝对值求平均值；将所述发射信号与所述平均值相除，得到第一信号；将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号。

本发明还提供了一种接收信号的装置，该装置包括：平方律反变换处理模块及信号处理模块；其中，

平方律反变换处理模块，用于对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，并将处理后的信号发送给信号处理模块；

信号处理模块，用于收到平方律反变换处理模块发送的处理后的信号后，对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

上述方案中，所述平方律反变换处理模块，具体用于：对所述模数转换处理后的接收信号的绝对值求平均值；将所述模数转换处理后的接收信号与所述平均值相除，得到第二信号；将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号。

上述方案中，该装置进一步包括：模数转换处理模块，用于对接收信号进行模数转换处理，并将处理后的接收信号发送给平方律反变换处理模块；

所述模数转换处理模块，还用于接收模数转换处理模块发送的处理后的接收信号。

本发明还提供了一种收发信号的系统，该系统包括：发送信号的装置及接收信号的装置；发送信号的装置进一步包括：平方律变换处理模块及数模转换处理模块；接收信号的装置进一步包括：平方律反变换处理模块及信号处理模块；其中，

平方律变换处理模块，用于对发射信号进行平方律变换处理，并将平方律变换处理后的信号发送给数模转换处理模块；

数模转换处理模块，用于收到平方律变换处理模块发送的平方律变换处理后的信号后，对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出；

平方律反变换处理模块，用于对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，并将处理后的信号发送给信号处理模块；

信号处理模块，用于收到平方律反变换处理模块发送的处理后的信号后，对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

上述方案中，所述接收信号的装置进一步包括：模数转换处理模块，用于对接收信号进行模数转换处理，并将处理后的接收信号发送给平方律反变换处理模块；

所述模数转换处理模块，还用于接收模数转换处理模块发送的处理后的接收信号。

本发明提供的收发信号的方法及系统，在对发射信号进行数模转换处理之前，对发射信号进行平方律变换处理，之后再对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理；在对接收信号进行模数转换处理后，对模数转换处理后的信号进行平方律反变换处理，之后对平方律反变换处理后的信号进行后续处理，如此，能有效地降低通信信号的PAPR，从而能有效地提高PA的效率和信噪比。

另外，本发明提供的技术方案，还具有运算量要求低、对现有通信系统的改动较小，不增加额外负担、以及便于实现的优点。

附图说明

图1为本发明发送信号的方法流程示意图；

图2为本发明接收信号的方法流程示意图；

图3为实施例收发信号的方法流程示意图；

图4为本发明发送信号的装置结构示意图；

图5为本发明接收信号的装置结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：对发射信号进行平方律变换处理，之后对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出；对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，之后对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明发送信号的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：对发射信号进行平方律变换处理；

具体地，对发射信号的绝对值求平均值；

将所述发射信号与所述平均值相除，得到第一信号；

将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号。

其中，所述对发射信号的绝对值求平均值，如果用公式表达，则有E＝∑|T[n]|/N；其中，T[n]表示发射信号序列，发射信号共有n个序列，|T[n]|表示T[n]的绝对值序列，∑|T[n]|表示对绝对值序列的N个绝对值求和，N表示运算的长度，可以依据需要设置N的取值，比如：N的取值可以为一个OFDM符号中的样点数。

所述将所述发射信号与所述平均值相除，得到第一信号，如果用公式表达，则有T1[n]＝T[n]/E；其中，T[n]表示所述发射信号，E表示发射信号的绝对值的平均值。

所述将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号，具体为：

如果第一信号大于等于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的正值，作为平方律变换处理后的信号；

如果第一信号小于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的负值，作为平方律变换处理后的信号。

其中，上述处理的目的为：保证平方律变换处理前的信号与平方律变换处理后的信号的极性相同。

所述将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号，如果用公式表达，则有：如果T1[n]≥0，则如果T1[n]＜0，则其中，T1[n]表示所述第一信号，|T1[n]|表示T1[n]的绝对值。

步骤102：对平方律变化处理后的信号进行数模转换处理，并发出；

这里，本步骤的具体实现为现有技术，这里不再赘述。

本发明还提供了一种接收信号的方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：对接收信号进行模数转换处理；

这里，本步骤的具体实现为现有技术，这里不再赘述。

步骤202：对模数转换处理后的信号进行平方律反变换处理；

具体地，对所述模数转换处理后的信号的绝对值求平均值；

将所述模数转换处理后的信号与所述平均值相除，得到第二信号；

将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号。

其中，所述对所述模数转换处理后的信号的绝对值求平均值，如果用公式表达，则有E1＝∑|R2[n]|/N；其中，R2[n]表示模数转换处理后的信号序列，|R2[n]|表示R2[n]的绝对值序列，∑|R2[n]|表示对绝对值序列的N个绝对值求和，N表示运算的长度，可以依据需要设置N的取值，比如：N的取值可以为一个OFDM符号中的样点数。这里，发射端与接收端采用相同的N值进行平方律变换处理与平方律反变换处理；发射端与接收端已事先约定N的取值。

将所述模数转换处理后的信号与所述平均值相除，得到第二信号，如果用公式表达，则有R1[n]＝R2[n]/E1；其中，R2[n]表示模数转换处理后的信号，E1表示所述模数转换处理后的信号的绝对值的平均值。

所述将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号，具体为：

如果第二信号大于等于零，则取所述第二信号的平方，作为平方律反变换处理后的信号；

如果第二信号小于零，则取所述第二信号的平方的负数，作为平方律反变换处理后的信号。

其中，上述处理的目的为：保证平方律反变换处理前的信号与平方律反变换处理后的信号的极性相同。

所述将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号，如果用公式表达，则有：如果R1[n]≥0，则R[n]＝R1[n]*R1[n]；如果R1[n]＜0，则R[n]＝-R1[n]*R1[n]；其中，R1[n]表示所述第二信号。

步骤203：对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

这里，所述后续处理包括：信道估计、解调、解扰等等处理；本步骤的具体实现为现有技术，这里不再赘述。

下面结合实施例对本发明再作进一步详细的描述。

本实施例收发信号的方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤301：发射机获得待处理的信号；

这里，所述待处理的信号为：进行数模转换处理之前的信号，来自发射机，可以表示为离散数字信号T[n]。

步骤302：发射机对T[n]进行平方律变换处理；

具体地，对T[n]的绝对值求平均值；

将T[n]与所述平均值相除，得到T1[n]；

如果T1[n]≥0，则根据公式：得到平方律变换处理后的信号；如果T1[n]＜0，则根据公式：得到平方律变换处理后的信号。

其中，所述对T[n]的绝对值求平均值，就是指：根据公式：E＝∑|T[n]|/N，对T[n]的绝对值求平均值；

所述将T[n]与所述平均值相除，得到T1[n]，如果用公式表达，则为：T1[n]＝T[n]/E。

步骤303：发射机对运算后的信号进行数模转换处理，并发出，之后执行步骤304。

步骤304：接收机对接收信号进行模数转换处理。

步骤305：接收机对进行模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，得到信号R[n]；

这里，将进行模数转换处理后的接收信号表示为R2[n]。

本步骤的具体实现，包括以下步骤：

对R2[n]的绝对值求平均值；

将R2[n]与所述平均值相除，得到R1[n]；

如果R1[n]≥0，则根据公式：R[n]＝R1[n]*R1[n]，得到R[n]；如果R1[n]＜0，则根据公式：R[n]＝-R1[n]*R1[n]，得到R[n]。

其中，对R2[n]的绝对值求平均值，就是指：根据公式：E1＝∑|R2[n]|/N，对R2[n]的绝对值求平均值；

所述将R2[n]与所述平均值相除，得到R1[n]，如果用公式表达，则为：R1[n]＝R2[n]/E1。

步骤306：对进行平方律还原运算后的信号进行后续常规处理；

这里，所述进行后续常规处理是指：跟现有技术处理过程完全相同的处理，包括：信道估计、解调、解扰等处理。

为实现上述发送信号的方法，本发明还提供了一种发送信号的装置，如图4所示，该装置包括：平方律变换处理模块41及数模转换处理模块42；其中，

平方律变换处理模块41，用于对发射信号进行平方律变换处理，并将平方律变换处理后的信号发送给数模转换处理模块42；

数模转换处理模块42，用于收到平方律变换处理模块41发送的平方律变换处理后的信号后，对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出。

其中，所述平方律变换处理模块41，具体用于：

对发射信号的绝对值求平均值；将所述发射信号与所述平均值相除，得到第一信号；将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号。

为实现上述接收信号的方法，本发明还提供了一种接收信号的装置，如图5所示，该装置包括：平方律反变换处理模块51及信号处理模块52；其中，

平方律反变换处理模块51，用于对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，并将处理后的信号发送给信号处理模块52；

信号处理模块52，用于收到平方律反变换处理模块51发送的处理后的信号后，对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

其中，所述平方律反变换处理模块51，具体用于：对所述模数转换处理后的接收信号的绝对值求平均值；将所述模数转换处理后的接收信号与所述平均值相除，得到第二信号；将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号。

该装置还可以进一步包括：模数转换处理模块53，用于对接收信号进行模数转换处理，并将处理后的接收信号发送给平方律反变换处理模块51；

所述模数转换处理模块51，还用于接收模数转换处理模块53发送的处理后的接收信号。

基于上述发送信号的装置及接收信号的装置，本发明还提供了一种收发信号的系统，该系统包括：发送信号的装置及接收信号的装置；发送信号的装置进一步包括：平方律变换处理模块及数模转换处理模块；接收信号的装置进一步包括：平方律反变换处理模块及信号处理模块；其中，

平方律变换处理模块，用于对发射信号进行平方律变换处理，并将平方律变换处理后的信号发送给数模转换处理模块；

数模转换处理模块，用于收到平方律变换处理模块发送的平方律变换处理后的信号后，对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出；

平方律反变换处理模块，用于对模数转换处理后的接收信号进行平方律反变换处理，并将处理后的信号发送给信号处理模块；

信号处理模块，用于收到平方律反变换处理模块发送的处理后的信号后，对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

以上所述，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。

Claims (9)

1.一种发送信号的方法，其特征在于，该方法包括：

对发射信号的绝对值求平均值，将所述发射信号与所述平均值相除得到第一信号，并将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号；

对所述平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号，为：

如果第一信号大于等于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的正值，作为平方律变换处理后的信号；

如果第一信号小于零，则取所述第一信号的绝对值进行开平方运算后的负值，作为平方律变换处理后的信号。

3.一种接收信号的方法，其特征在于，该方法包括：

对模数转换处理后的接收信号的绝对值求平均值，将所述模数转换处理后的接收信号与所述平均值相除得到第二信号，并将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号；

对所述平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号，为：

如果第二信号大于等于零，则取所述第二信号的平方，作为平方律反变换处理后的信号；

如果第二信号小于零，则取所述第二信号的平方的负数，作为平方律反变换处理后的信号。

5.一种发送信号的装置，其特征在于，该装置包括：平方律变换处理模块及数模转换处理模块；其中，

平方律变换处理模块，用于对发射信号的绝对值求平均值，将所述发射信号与所述平均值相除得到第一信号，并将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号，并将所述平方律变换处理后的信号发送给数模转换处理模块；

数模转换处理模块，用于收到平方律变换处理模块发送的平方律变换处理后的信号后，对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出。

6.一种接收信号的装置，其特征在于，该装置包括：平方律反变换处理模块及信号处理模块；其中，

平方律反变换处理模块，用于对模数转换处理后的接收信号的绝对值求平均值，将所述模数转换处理后的接收信号与所述平均值相除得到第二信号，并将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号，并将处理后的信号发送给信号处理模块；

信号处理模块，用于收到平方律反变换处理模块发送的处理后的信号后，对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：模数转换处理模块，用于对接收信号进行模数转换处理，并将处理后的接收信号发送给平方律反变换处理模块；

所述平方律反变换处理模块，还用于接收模数转换处理模块发送的处理后的接收信号。

8.一种收发信号的系统，其特征在于，该系统包括：发送信号的装置及接收信号的装置；发送信号的装置进一步包括：平方律变换处理模块及数模转换处理模块；接收信号的装置进一步包括：平方律反变换处理模块及信号处理模块；其中，

平方律变换处理模块，用于对发射信号的绝对值求第一平均值，将所述发射信号与所述第一平均值相除得到第一信号，并将所述第一信号的绝对值进行开平方运算，得到平方律变换处理后的信号，并将所述平方律变换处理后的信号发送给数模转换处理模块；

数模转换处理模块，用于收到平方律变换处理模块发送的平方律变换处理后的信号后，对平方律变换处理后的信号进行数模转换处理，并发出；

平方律反变换处理模块，用于对模数转换处理后的接收信号的绝对值求第二平均值，将所述模数转换处理后的接收信号与所述第二平均值相除得到第二信号，并将所述第二信号进行平方运算，得到平方律反变换处理后的信号，并将处理后的信号发送给信号处理模块；

信号处理模块，用于收到平方律反变换处理模块发送的处理后的信号后，对平方律反变换处理后的信号进行后续处理。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述接收信号的装置进一步包括：模数转换处理模块，用于对接收信号进行模数转换处理，并将处理后的接收信号发送给平方律反变换处理模块；

所述平方律反变换处理模块，还用于接收模数转换处理模块发送的处理后的接收信号。