CN103546196A - 一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法及装置，用于解决在宽带跳频系统中进行信号处理时，多载波之间功率不平衡，且多载波功率及载波间带宽随时间变化，不能及时更新跳频门限值的问题。方法为：接收下一个跳频周期的跳频序列，从上述跳频序列中获得载波数；根据上述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；根据最大载波带宽，最大功率等级及载波数，调整下一个跳频周期的削峰门限值。采用本发明技术方案，能快速准确地更新跳频门限值，并且有效避免多载波之间功率不平衡，及多载波功率及载波间带宽随时间变化的问题。

Description

一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法及装置。

背景技术

在当前主流通信系统中，GSM（Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统）和EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术）通信系统为应用跳频技术的典型通信系统。在无线通信系统中，主要采用数字中频削峰算法来降低多载波信号合路后的峰均比，实现降低对功率放大器线性度的要求。但是由于在上述系统中，处于最末端的双工器的增益随频率的变化较大，因此，造成了输出信号的严重不准确。为了使多载波信号的输出功率波动维持在预设范围内，对于GSM及EDGE窄带信号，可以在载波合路前根据跳频序列中的各个载波的中心频点对载波增益进行调整，达到补充双工器增益误差的目的。

采用上述方法时，容易引起多载波之间的功率不平衡，例如，当跳频序列包含十个载波时，首先分别对上述十个载波进行增益调整后，采用应用合路后实现的脉冲抵消削峰算法的通信系统对上述十个载波进行合路处理后，能够对双工器波动影响进行补偿，但是，上述方法又会导致输出的多载波之间的功率不平衡。此外，采用上述通信系统对多载波信号进行处理，当系统处于跳频状态时，载波中心频点和载波数随时间变化按照跳频序列发生变化，从而使得载波间功率不平衡的情况随时间变化，载波间最大带宽随时间变化的问题。

现有技术中，采用在任意载波频点发生变化或其载波变化量大于预设值时产生抵消脉冲成型滤波器系数更新启动信号，根据载波功率的变化确定各载波的载波功率加权修正因子值，依次对各载波的原型滤波器系数进行功率加权计算，得到修正后的各载波原型滤波器系数，根据输入的各载波的频率控制字及相位控制字产生各载波频点对应的余弦信号，对同步后的余弦信号和修正后的原型滤波器系数进行时域乘累加处理得到抵消脉冲成型滤波器系数方案，虽然能够解决多载波之间的功率不平衡，及载波间功率不平衡的情况随时间变化，载波间带宽随时间变化的问题，但是却存在由反馈链路估算攻防状态到控制削峰门限值更新存在滞后性，不适用于状态随时间快速变化的跳频应用中的问题。

综上所述，采用脉冲抵消削峰算法进行载波信号处理的宽带跳频系统中，存在多载波之间功率不平衡，且上述功率之间不平衡及载波间带宽随时间变化，不能及时更新跳频门限值的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法及装置，用以解决现有技术中存在的在宽带跳频系统中进行信号处理时，多载波之间功率不平衡，且多载波功率及载波间带宽随时间变化，不能及时更新跳频门限值的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法，包括：

接收下一个跳频周期的跳频序列，从所述跳频序列中获得载波数；

根据所述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；

根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值。

一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整装置，包括：

接收模块，用于接收下一个跳频周期的跳频序列，从所述跳频序列中获得载波数；

计算模块，用于根据所述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；

调整模块，用于根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值。

本发明实施例中，接收下一个跳频周期的跳频序列，从该跳频序列中获得载波数；根据上述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；根据上述最大载波带宽，最大功率等级及载波数，调整下一个跳频周期的削峰门限值。采用本发明技术方案，能够有效避免多载波之间功率不平衡，及多载波功率及载波间带宽随时间变化的问题，且能快速更新跳频门限值。采用本发明技术方案，在宽带跳频系统中对多载波信号进行处理时，能够有效避免多载波之间功率不平衡，及多载波功率及载波间带宽随时间变化的问题，且能快速更新跳频门限值。

附图说明

图1为本发明实施例中应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整装置结构示意图；

图2为本发明实施例中在宽带跳频系统中调整削峰门限值的详细流程图。

具体实施方式

为了解决在宽带跳频系统中进行载波信号处理时，多载波之间功率不平衡，且多载波功率及载波间带宽随时间变化，不能及时更新跳频门限值的问题。本发明实施例中，接收下一个跳频周期的跳频序列，从该跳频序列中获得载波数；根据上述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；根据上述最大载波带宽，最大功率等级及载波数，调整下一个跳频周期的削峰门限值。采用本发明技术方案，在宽带跳频系统中对多载波信号进行处理时，能够有效避免多载波之间功率不平衡，及多载波功率及载波间带宽随时间变化的问题，且能快速更新跳频门限值。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图1所示，本发明实施例中，应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整装置包括接收模块10、计算模块11和调整模块12，其中，

接收模块10，用于接收下一个跳频周期的跳频序列，从该跳频序列中获得载波数；

计算模块11，用于根据上述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；

调整模块12，用于根据上述最大载波带宽，最大功率等级及载波数，调整下一个跳频周期的削峰门限值。

基于上述技术方案，参阅图2所示，本发明实施例中，在宽带跳频系统中调整削峰门限值的详细流程如下：

步骤200：接收下一个跳频周期的跳频序列，从该跳频序列中获得载波数。

在宽带跳频系统中，当整个跳频流程开始以后，接收下一个跳频周期的跳频序列。该跳频序列中包含每一个载波分别对应的频点（中心频点或绝对频点）及载波数目。在宽带跳频系统中，通常可以提前接收到1~3个跳频周期的跳频序列，即在当前跳频周期，可以接收到当前1~3个跳频周期后的跳频周期的跳频序列。例如，当前跳频周期为跳频周期1，跳频周期1以后的跳频周期均以阿拉伯数字编号，依次递增，在当前跳频周期1时，可以接收到跳频周期2，跳频周期3和跳频周期4的跳频序列。

在宽带跳频系统中，不同跳频应用环境对应于不同跳频周期，例如，在帧跳频中，一个跳频周期对应一个GSM帧，时间长度为4.615毫秒；在时隙跳频中，一个跳频周期对应一个GSM时隙，时间长度为577微秒。

步骤210：根据上述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级。

具体为：

a、计算上述下一个跳频周期对应的最大载波带宽。

根据上述跳频序列确定下一个跳频周期中各载波分别对应的频点的最大值和最小值。由于跳频序列中包含各个载波分别对应的频点，因此，将上述各个载波分别对应的频点进行排序后得到最大值或最小值，或者对上述各个载波分别对应的频点依次进行两两比较，最终得到上述各个载波对应的频点的最大值和最小值。

计算上述最大值与最小值的差值，得到下一个跳频周期对应的最大载波带宽。此处，设跳频序列中的载波数目为n，其中，n≥2，计算各个载波分别对应的频点的最大值和最小值的差值，即下一个跳频周期对应的最大载波带宽可以采用下述公式进行计算：

BW＝max(C₀,C₁,…,C_n)-min(C₀,C₁,…,C_n)        （1）

其中，BW为最大载波带宽；C₀,C₁,…,C_n为各个载波分别对应的频点。

例如，当前跳频序列中，包含3个载波，分别为a1，a2和a3，且上述载波a1，a2和a3对应的频点分别为12.5MHz，14MHz和13MHz，则对载波a1，a2和a3对应的频点进行排序，得到各个载波分别对应的频点的最大值为载波a2对应的14MHz，各个载波分别对应的频点的最小值为载波a1对应的12.5MHz，因此，根据公式（1）可以得到下一个跳频周期对应的最大载波带宽为14MHz-12.5MHz=1.5MHz。

b、计算上述下一个跳频周期对应的输出功率等级。

根据上述跳频序列测量下一个跳频周期中每一个频点分别对应的实际输出功率。使用一个固定功率的点频信号测量每个频点对应的实际输出功率，由于上述点频信号具有固定的功率，因此，对每个频点进行测量即可得到每个频点对应的实际输出功率。

测量得到每一个频点的实际输出功率后，分别计算下一个跳频周期中每一个频点的实际输出功率与对应的标准输出功率的差值，得到每一个频点的功率相对值。上述标准输出功率为已知值，将上述实际输出功率与标准输出功率进行取差值处理后，得到每一个频点对应的功率相对值，该功率相对值可以为一个正数，可以为负数，也可以为零。

将上述各个频点的功率相对值转化为功率等级，方法为，将获得的各个频点的功率相对值构成的功率相对值取值范围按照预设规律划分为若干集合。上述各个频点的功率相对值为不完全相同的值，因此，各个频点的功率相对值对应一个功率相对值取值范围，将这一功率相对值取值范围进行划分，得到若干集合，例如，通常情况下，较佳的，将上述功率相对值取值范围平均划分为8或16个集合；将每一个集合分别对应不同的功率等级。对比上述所有功率等级，确定其中的最大功率等级。

本发明实施例中，还可以采用上述方法预先计算宽带内所有频点对应的功率相对值，并将上述功率相对值构成的功率相对值取值范围划分为若干集合，并进行存储，当确定某跳频周期载波对应频点后，即可快速得出该频点对应的功率等级。

例如，对于包含3个载波a1，a2和a3的跳频序列，测量得到上述载波对应频点的实际输出功率分别为P_1实际，P_2实际和P_3实际，载波a1，a2和a3对应频点的标准输出功率分别为P_1标准，P_2标准和P_3标准，计算上述各个频点对应实际输出功率和标准输出功率的差值，得到上述各个频点的功率相对值k₁，k₂和k₃，即k₁=P_1实际-P_1标准，k₂=P_2实际-P_2标准，k₃=P_3实际-P_3标准，其中，k₂>k₁>k₃。则上述各个频点对应的功率相对值对应的功率相对值范围为（k₂，k₃），对上述功率相对值范围进行平均划分，此处平均划分为8个集合，每一个集合对应一个功率等级，此处8个集合对应的功率等级分别为P₁，P₂，…，P₈，确定载波a1，a2和a3分别对应频点对应的功率相对值k₁，k₂和k₃分别处于上述哪个集合中，该集合对应的功率等级即为载波a1，a2和a3分别对应频点对应的功率等级，如k₁对应功率等级P₁，k₂对应功率等级P₈，k₃对应功率等级P₂，则上述载波a1，a2和a3分别对应频点对应的最大功率等级值P₈。

步骤220：根据上述最大载波带宽，最大功率等级及载波数，调整下一个跳频周期的削峰门限值。

在宽带跳频系统中，当前跳频周期与下一个跳频周期之间存在保护时隙，为了不影响通信系统对载波信号的正常处理流程，本发明实施例中，在当前跳频周期与下一个跳频周期之间的保护时隙，调整下一个跳频周期的削峰门限值；具体调整方式如下：

首先，根据下一个跳频周期对应的最大带宽及载波数，由实验总结得到的经验公式计算下一个跳频周期对应的初始削峰门限值。

例如，上述经验公式可以用下述公式表示：

Th_初始＝f(BW,n)                （2）

其中，Th_初始为初始削峰门限值；BW为最大载波带宽；n为下一个跳频周期的载波数。

另外，本发明实施例中，也可以在系统运行的初始状态，将宽带跳频系统中带宽内所有频点对应的最大载波带宽及载波数利用公式（2）计算得到初始削峰门限值，将上述最大载波带宽及载波数与初始削峰门限值对应关系整理列表并存储在预设位置。当计算获得某跳频周期对应的最大载波带宽及载波数，即可直接通过最大载波带宽及载波数快速查询到相应的初始削峰门限值并将上述初始削峰门限值进行显示。

其次，根据最大功率等级对初始削峰门限值进行调整，得到下一个跳频周期的削峰门限值。

例如，采用下述公式对初始削峰门限值进行调整，得到削峰门限值：

其中，Th为削峰门限值；P_max为最大功率等级。

本发明实施例中，得到下一个跳频周期的削峰门限值后，将延时一段时间输出，确保在不影响当前跳频周期的基础下，在当前跳频周期与下一个跳频周期之间的保护时隙将当前跳频周期的削峰门限值调整为下一个跳频周期的削峰门限值。

例如，在GSM时隙跳频应用中，一个跳频周期对应时长为GSM时隙长度，为557微秒，此时的延时时间为550微秒，确保能够在当前跳频周期与下一个跳频周期之间的保护时隙将当前跳频周期的削峰门限值调整为下一个跳频周期的削峰门限值；在GSM帧跳频应用中，一个跳频周期对应时长为GSM帧时长，为4.615毫秒，此时的延时时间为4.595毫秒，确保能够在当前跳频周期与下一个跳频周期之间的保护时隙将当前跳频周期的削峰门限值调整为下一个跳频周期的削峰门限值。

在采用数字中频削峰算法的系统中应用本发明技术方案，能够在下一个跳频周期到达时，当该跳频周期中合路后信号峰均比高于削峰门限值时，将上述信号峰均比调整为低于削峰门限值，使每个跳频周期的信号峰均比保持在最佳值。本发明实施例中，对多载波合路后的信号峰均比调整及时准确，且有效避免了现有技术中存在的多载波之间功率不平衡，多载波功率随时间变化及带宽随时间变化的问题。

综上所述，本发明实施例中，接收下一个跳频周期的跳频序列，从该跳频序列中获得载波数；根据上述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；根据上述最大载波带宽，最大功率等级及载波数，调整下一个跳频周期的削峰门限值。采用本发明技术方案，在宽带跳频系统中对多载波信号进行处理时，能够有效避免多载波之间功率不平衡，及多载波功率及载波间带宽随时间变化的问题，且能快速更新跳频门限值。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整方法，其特征在于，包括：

接收下一个跳频周期的跳频序列，从所述跳频序列中获得载波数；

根据所述跳频序列计算所述下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；

根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽，包括：

根据所述跳频序列确定下一个跳频周期中各载波分别对应的频点的最大值和最小值；

计算所述最大值与最小值的差值，得到下一个跳频周期对应的最大载波带宽。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大功率等级，包括：

根据所述跳频序列测量下一个跳频周期中每一个频点分别对应的实际输出功率；

分别计算获得的所述下一个跳频周期中每一个频点的实际输出功率与对应的标准输出功率的差值，得到每一个频点的功率相对值；

对获得的各频点的功率相对值构成的功率相对值取值范围按照预设规律划分为若干集合，每一个集合分别对应不同的功率等级，并确定其中的最大功率等级。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值，包括：

在当前跳频周期与下一个跳频周期之间的保护时隙，根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值。

5.如权利要求1－4任一项所述的方法，其特征在于，根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值，包括：

根据所述下一个跳频周期对应的最大带宽及载波数，计算所述下一个跳频周期对应的初始削峰门限值；

根据所述最大功率等级对所述初始削峰门限值进行调整，得到所述下一个跳频周期的削峰门限值。

6.一种应用于宽带跳频系统的削峰门限值调整装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收下一个跳频周期的跳频序列，从所述跳频序列中获得载波数；

计算模块，用于根据所述跳频序列计算下一个跳频周期对应的最大载波带宽及最大功率等级；

调整模块，用于根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，计算模块，具体用于：

根据所述跳频序列确定下一个跳频周期中各载波分别对应的频点的最大值和最小值；

计算所述最大值与最小值的差值，得到下一个跳频周期对应的最大载波带宽。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，计算模块，具体用于：

根据所述跳频序列测量下一个跳频周期中每一个频点分别对应的实际输出功率；

分别计算获得的所述下一个跳频周期中每一个频点的实际输出功率与对应的标准输出功率的差值，得到每一个频点的功率相对值；

对获得的各频点的功率相对值构成的功率相对值取值范围按照预设规律划分为若干集合，每一个集合分别对应不同的功率等级，并确定其中的最大功率等级。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，调整模块，具体用于，

在当前跳频周期与下一个跳频周期之间的保护时隙，根据所述最大载波带宽，最大功率等级及所述载波数，调整所述下一个跳频周期的削峰门限值。

10.如权利要求6－9任一项所述的装置，其特征在于，调整模块，具体用于：

根据所述下一个跳频周期对应的最大带宽及载波数，计算所述下一个跳频周期对应的初始削峰门限值；

根据所述最大功率等级对所述初始削峰门限值进行调整，得到所述下一个跳频周期的削峰门限值。

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