CN103368886A - 动态削峰方法和装置以及数字预失真处理系统 - Google Patents

动态削峰方法和装置以及数字预失真处理系统 Download PDF

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Abstract

一种动态削峰方法和装置，通过统计预定时间内通信信号的信号功率值，再根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值，通过实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除，以保证通信信号的峰均比在一个预定的固定范围。本发明还公开了一种数字预失真处理系统，通过所述的动态削峰装置使得通信信号的峰均比在一个预定的固定范围，从而确保DPD互调波动在预定范围内，能有效的防止DPD在峰均比快速变化的情况下出现频谱溢出，从而提高通信质量。

Description

动态削峰方法和装置以及数字预失真处理系统
技术领域
本发明涉及通信信息处理领域，特别是涉及一种动态削峰方法和装置以及数字预失真处理系统。
背景技术
在通信系统当中功放所带来的非线性失真问题已经引起了越来越多的关注，尤其是现代通信技术都是多载波通信信号通信，增加了通信信号的峰均比，高峰均比意味着通信信号的功率波动范围很大，当输入通信信号很大的时候，往往容易使功放进入饱和区或者截止区，产生严重的非线性失真，所以应用的时候往往要将功率回退以确保功放的线性，此方法实现简单但成本高效率低，而且在线性度要求很高的场合完全靠回退功率是不够的。与其相比，数字预失真(DPD)由于成本低、生产方便、功放效率高等优点逐步成为通信系统线性化技术的主流。
在实际通行过程中为了提高通信质量需要不停的更新DPD系数，然而并不是每一组数据都适合做DPD运算，当DSP用不合适的数据来做预失真运算时会导致DPD对消性能恶化，影响通信质量，所以需要根据功放特性对数据进行严格的挑选，保证DPD更新系数时的交调波动在预计范围以内。在实际通信中通信信号功率值经常发生变化，从而导致峰均比发生变化，在高峰均比下DPD很难挑选到合适的数据，且导致DPD更新系数后出现溢出。
发明内容
基于此，有必要针对现有的通信过程中峰均比不断发生变化导致导致DPD更新系数后出现溢出影响通信质量的问题，提供一种能够有效稳定峰均比的动态削峰方法和装置以及包括所述动态削峰的数字预失真处理系统。
一种动态削峰方法，包括步骤:
统计预定时间内通信信号的信号功率值；
根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值；
实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
在其中一个实施例中，一种动态削峰装置，包括功率统计单元、门限值选择单元和脉冲削峰单元；
所述功率统计单元用于统计预定时间内通信信号的信号功率值；
所述门限值选择单元用于根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值；
所述脉冲削峰单元用于实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
在其中一个实施例中，一种数字预失真处理系统，包括所述的动态削峰装置、选数模块、预失真系数计算模块和预失真模块；
所述选数模块根据预定规则选择经过所述的动态削峰装置处理的通信信号数据；
所述预失真系数计算模块将所述通信信号数据根据预失真多项式计算预失真系数；
所述预失真模块根据所述预失真系数对通信信号数据进行预失真处理。
上述动态削峰方法和装置，通过统计预定时间内通信信号的信号功率值，再根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值，通过实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除，以保证通信信号的峰均比在一个预定的固定范围。通过上述动态削峰方法和装置，能有效的防止因高峰均比导致频谱溢出，提高了通信质量。
上述数字预失真处理系统，包括所述的动态削峰装置、选数模块、预失真系数计算模块和预失真模块。通过所述选数模块根据预定规则选择经过所述的动态削峰装置处理的通信信号数据，由所述预失真系数计算模块将所述通信信号数据根据预失真多项式计算预失真系数，再由所述预失真模块根据所述预失真系数对通信信号数据进行预失真处理。上述数字预失真处理系统，通过所述的动态削峰装置使得通信信号的峰均比在一个预定的固定范围，从而确保DPD互调波动在预定范围内，能有效的防止DPD在峰均比快速变化的情况下出现频谱溢出，从而提高通信质量。
附图说明
图1为动态削峰方法其中一种实施例的方法流程图；
图2为动态削峰方法其中另一种实施例的方法流程图；
图3为动态削峰装置其中一种实施例的单元信号走向图；
图4为动态削峰装置其中另一种实施例的单元信号走向图；
图5为数字预失真处理系统其中一种实施例的模块信号走向图。
具体实施方式
如图1所示，一种动态削峰方法，包括步骤:
步骤S110，统计预定时间内通信信号的信号功率值；在本实施例中，可以通过功率统计模块对通信信号进行采集统计，获取预定时间内的信号功率值，所述的预定时间内可以优选lOms。
步骤S120，根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值；在本实施例中，可以根据功率统计模块统计的功率大小选择对应的削峰门限值，同时将削峰门限值下发给可以进行峰值检测的功能模块，用于对削峰门限值进行选择的功能模块可以预先存储一个关于不同功率对应的削峰门限值，具体的门限对应值根据实际测试所得的内容表，便于后续功能模块对通信信号的峰值进行检测；
步骤S130，实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。在本实施例中，可以通过实时的检测通信信号的峰值，在根据峰值门限值产生与所述对应的削峰脉冲，通过削峰脉冲将大于削峰门限值的通信信号的峰值进行消除，完成对通信信号的动态削峰，确保不会因高峰均比导致频谱溢出，峰均比是一种对波形的测量参数，等于波形的振幅除以有效值所得到的一个比值。
上述动态削峰方法，通过统计预定时间内通信信号的信号功率值，再根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值，通过实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除，以保证通信信号的峰均比在一个预定的固定范围。通过上述动态削峰方法和装置，能有效的防止因高峰均比导致频谱溢出，提高了通信质量。
如图2所示，在其中一个实施例中，所述的动态削峰方法，所述步骤5130具体包括步骤:
步骤S132，实时检测通信信号的峰值；在本实施例中，可以采用检测通信信号的峰值的峰值检测单元对通信信号的峰值进行实时检测，确保不断的实时获取通信信号的峰值。
步骤5134，当实时检测的通信信号的峰值大于削峰门限值时，通过当前通信信号峰值减去削峰门限值得到削峰脉冲值；在本实施例中，对于实时检测的通信信号的峰值小于削峰门限值时，可以不做处理，而对实时检测的通信信号的峰值大于削峰门限值时，可以通过削峰脉冲生成单元以当前通信信号峰值减去削峰门限值得到削峰脉冲值。
步骤5136，将所述削峰脉冲值与经过时延的通信信号峰值对齐并做差，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。在本实施例中，可以通过时延做差单元将所述削峰脉冲值与经过时延的通信信号峰值对齐并做差，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除，确保通信信号的峰值小于与其所匹配的削峰门限值，从而确保不会因高峰均比导致频谱溢出，进一步确保DPD互调波动在预定范围内，能有效的防止DPD在峰均比快速变化的情况下出现频谱溢出，从而提高通信质量。
在其中一个实施例中，所述的动态削峰方法，在所述步骤S110之前，还包括步骤:通过改变通信信号功率值的大小的方式测试通信信号功率值与削峰门限值的对应关系。在本实施例中，还可以通过改变通信信号功率值的大小的方式测试通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，并将测量得到的有关数据存储到门限值选择单元，以便后续功能单元进行调用。
如图3所示，在其中一个实施例中，一种动态削峰装置，包括功率统计单元210、门限值选择单元220和脉冲削峰单元230；
所述功率统计单元210用于统计预定时间内通信信号的信号功率值；
所述门限值选择单元220用于根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值；
所述脉冲削峰单元230用于实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
上述动态削峰装置，通过统计预定时间内通信信号的信号功率值，再根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值，通过实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除，以保证通信信号的峰均比在一个预定的固定范围。通过上述动态削峰方法和装置，能有效的防止因高峰均比导致频谱溢出，提高了通信质量。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述的动态削峰装置，所述脉冲削峰单元包括峰值检测单元232、削峰脉冲生成单元234和时延做差单元236；
所述峰值检测单元232用于实时检测通信信号的峰值；
所述削峰脉冲生成单元234用于当实时检测的通信信号的峰值大于削峰门限值时，通过当前通信信号峰值减去削峰门限值得到削峰脉冲值；
所述时延做差单元236用于将所述削峰脉冲值与经过时延的通信信号峰值对齐并做差，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
在其中一个实施例中，所述的动态削峰装置，还包括功率与削峰门限值对应关系测试单元；所述功率与削峰门限值对应关系测试单元通过改变通信信号功率值的大小的方式测试通信信号功率值与削峰门限值的对应关系。
由于所述的动态削峰装置其他部分技术特征与上述方法相同，在此不予赘述。
如图5所示，在其中一个实施例中，一种数字预失真处理系统，包括所述的动态削峰装置310、选数模块320、预失真系数计算模块330和预失真模块340；
所述选数模块320根据预定规则选择经过所述的动态削峰装置310处理的通信信号数据；在本实施例中，可以采用所述选数模块320对经过所述动态削峰装置310处理之后的通信信号数据，经过所述动态削峰装置310处理的通信信号能够有效确保不同信号功率值的稳定性，可以确保DPD互调波动在0.5db左右。
所述预失真系数计算模块330将所述通信信号数据根据预失真多项式计算预失真系数；在本实施例中，可以将所述选数模块320选择的通信信号数据，采用预失真多项式计算得到预失真系数，本实施例中的所述预失真系数计算模块330可以根据DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)软核等计算出来的预失真系数。
所述预失真模块340根据所述预失真系数对通信信号数据进行预失真处理。在本实施例中，所述预失真模块可以根据DSP、FPGA软核等计算出来的预失真系数来完成预失真功能，以增强功放的线性和提高功放效率。
上述数字预失真处理系统，包括所述的动态削峰装置、选数模块、预失真系数计算模块和预失真模块。通过所述选数模块根据预定规则选择经过所述的动态削峰装置处理的通信信号数据，由所述预失真系数计算模块将所述通信信号数据根据预失真多项式计算预失真系数，再由所述预失真模块根据所述预失真系数对通信信号数据进行预失真处理。上述数字预失真处理系统，通过所述的动态削峰装置使得通信信号的峰均比在一个预定的固定范围，从而确保DPD互调波动在预定范围内，能有效的防止DPD在峰均比快速变化的情况下出现频谱溢出，从而提高通信质量。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种动态削峰方法，其特征在于，包括步骤:
统计预定时间内通信信号的信号功率值；
根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值；
实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
2.根据权利要求1所述的动态削峰方法，其特征在于，所述实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除的步骤具体包括步骤:
实时检测通信信号的峰值；
当实时检测的通信信号的峰值大于削峰门限值时，通过当前通信信号峰值减去削峰门限值得到削峰脉冲值；
将所述削峰脉冲值与经过时延的通信信号峰值对齐并做差，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
3.根据权利要求1或2所述的动态削峰方法，其特征在于，在所述统计预定时间内通信信号的信号功率值的步骤之前，还包括步骤:通过改变通信信号功率值的大小的方式测试通信信号功率值与削峰门限值的对应关系。
4.一种动态削峰装置，其特征在于，包括功率统计单元、门限值选择单元和脉冲削峰单元；
所述功率统计单元用于统计预定时间内通信信号的信号功率值；
所述门限值选择单元用于根据预先测试得到的通信信号功率值与削峰门限值的对应关系，确定与统计通信信号的信号功率值相匹配的削峰门限值；
所述脉冲削峰单元用于实时检测通信信号的峰值，根据削峰门限值产生削峰脉冲，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
5.根据权利要求4所述的动态削峰装置，其特征在于，所述脉冲削峰单元包括峰值检测单元、削峰脉冲生成单元和时延做差单元；
所述峰值检测单元用于实时检测通信信号的峰值；
所述削峰脉冲生成单元用于当实时检测的通信信号的峰值大于削峰门限值时，通过当前通信信号峰值减去削峰门限值得到削峰脉冲值；
所述时延做差单元用于将所述削峰脉冲值与经过时延的通信信号峰值对齐并做差，将大于削峰门限值通信信号的峰值消除。
6.根据权利要求4或5所述的动态削峰装置，其特征在于，还包括功率与削峰门限值对应关系测试单元；所述功率与削峰门限值对应关系测试单元通过改变通信信号功率值的大小的方式测试通信信号功率值与削峰门限值的对应关系。
7.一种数字预失真处理系统，其特征在于，包括上述权利要求4-5任意一项所述的动态削峰装置、选数模块、预失真系数计算模块和预失真模块；
所述选数模块根据预定规则选择经过所述的动态削峰装置处理的通信信号数据；
所述预失真系数计算模块将所述通信信号数据根据预失真多项式计算预失真系数；
所述预失真模块根据所述预失真系数对通信信号数据进行预失真处理。
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