CN1154384C - 一种降低多载波信号峰平比的方法 - Google Patents
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Abstract
一种降低多载波信号峰平比的方法：在下行链路的基带或者中频调制过程中设置一个带限脉冲信号发生器；在时域上设置降低峰平比门限，并且对多载波信号的幅度峰值进行检测：如果多载波信号幅度峰值超过门限，则记录峰值的特征参数，并将这些参数传递给带限脉冲信号发生器；然后，根据上述参数和构成多载波信号的各路不同单载波信号，产生相应的带限脉冲，迭加在信号上，对峰值进行对消，使得合路之后多载波信号峰值降至门限，从而降低多载波信号峰平比；如果多载波信号幅度峰值不超过门限，则不进行处理。本发明用于多载波通信系统中减小基站下行链调制信号的峰平比，从而减少因信号峰平比过高而造成的对功放线性范围的要求，提高功放的效率，降低设备投资成本。
Description
(1)技术领域
本发明涉及在多载波宽带系统下行调制链路中降低信号峰平比的方法。
(2)背景技术
由于可以有效减小基站的体积，降低基站的成本，目前多载波技术受到普遍的重视与研究。并且，人们也希望在多径衰落信道中，利用多载波技术实现高比特速率传输。
不过，多载波通信系统的缺点之一是当子载波的数目增加时，发射信号的峰平比也会增加。因为如果把每个单载波信号都看作是一个相位随机的余弦信号，则若干单载波信号叠加之后合成的多载波信号必然幅度包络起伏不恒定，并且不可避免地出现许多较高的峰值，导致多载波信号峰平比高于原载波信号峰平比。
在多载波信号中，如果峰平比较大，则在RF端会使得信号幅度超过功放的线性范围，产生互调干扰与信号带外再生，对邻近信道造成造成高干扰，并且使得系统传输质量变坏，系统容量减小。如果待发送信号具有较高的峰平比，为了避免引起带外信号再生，就需要功放具有较大的线性范围，使得功放有较大的回退，这会导致功放效率比较低。可见，峰平比过大一直是影响多载波基站应用的重要原因之一，而降低峰平比可以有效的增大功放的功率，提高功放的效率，减小花费在功放设备上的代价。
目前，通常降低多载波信号峰平比一般有如下几种方法：直接限幅、设计扩频码、改变子载波的初始相位、迭加带外人为信号等。直接限幅可以有效的降低信号峰平比，但容易造成带内噪声干扰以及已调信号带外频谱再生，影响相邻信道，进而会影响到系统容量；对于现有的系统而言，重新设计扩频码会带来一系列问题；改变子载波信号的初始相位，可操作性不强，实现起来比较困难；迭加带外人为信号，比如调制在带外的人为调幅信号，可以降低多载波信号峰平比，但是在实际系统中需要花费比较高的代价在射频端设计滤波器来滤去带外信号。
(3)发明内容
本发明的目的在于提供一种降低多载波信号峰平比的方法，用于多载波通信系统中减小基站下行链调制信号的峰平比，从而减少因信号峰平比过高而造成的对功放线性范围的要求，提高功放的效率，减小花费在功放设备上的代价。
本发明所提供的一种降低多载波信号峰平比的方法，它包括下列步骤：在下行链路的基带或者中频调制过程中设置一个带限脉冲信号发生器；在时域上设置降低峰平比门限，并且对多载波信号的幅度峰值进行检测：如果多载波信号幅度峰值超过门限，则记录峰值的特征参数，并将该参数传递给带限脉冲信号发生器；然后，根据上述参数和构成多载波信号的各路不同单载波信号，产生相应的带限脉冲，迭加在信号上，对峰值进行对消，使得合路之后多载波信号峰值降至门限，从而降低多载波信号峰平比；如果多载波信号幅度峰值不超过门限，则不进行处理。
在上述的降低多载波信号峰平比的方法中，所记录峰值的特征参数可以是发生时间、峰值高度以及峰值相位。
在上述的降低多载波信号峰平比的方法中，带限脉冲可以是带限高斯脉冲。
在上述的降低多载波信号峰平比的方法中，迭加的操作可以在基带进行，也可以在单载波合路之后进行，也可以在多载波信号合路之后进行。
在上述的降低多载波信号峰平比的方法中，迭加带限脉冲的方式既可以迭加相同幅度的带限信号，也可以迭加不同幅度的带限信号。
在上述的降低多载波信号峰平比的方法中，带限脉冲是具有在带宽内对信号的频谱影响小、在信号带宽范围外衰减大的特征的脉冲，从而减小对邻道信号的影响。
由于采用了上述的技术解决方案，在现有的系统中可以直接对具有较高幅度的信号迭加脉冲信号，从而降低多载波信号峰平比。特别是迭加带限脉冲可以使得在带宽内对信号的频谱影响比较小，在信号带宽范围外衰减比较大，不会引起已调信号带外频谱再生，从而对邻道信号影响大大减小。这种带限脉冲在时域上发生时间短，不会使得迭加带限脉冲信号以后的信号出现新的高幅度的峰值，而且易于操作，实现起来所花费代价相对较小。
(4)附图说明
图1(a)、图1(b)是在基站中增加了脉冲信号发生器后的信号处理流程图；
图2是本发明的第一实施例对信号进行处理的流程图；
图3是本发明的第二实施例对信号进行处理的流程图；
图4是本发明的第三实施例对信号进行处理的流程图。
(5)具体实施方式
如图1(a)所示，在每一条单载波下行链路上，通过扩频产生的复数值码片序列通过串并转换器11后分开成为实部与虚部2路信号，这2路信号分别经过根升余弦滤波器12进行脉冲成型，以减小码间串扰。
经过脉冲成型的2路信号与数控振荡器13产生的2路载频信号在乘法器14中相乘，进行中频调制。这2路分别已经调制到中频的信号通过加法器15进行合路。需要注意的是，每一条单载波下行链路的载频是互不相同的，即每一条单载波下行链路中，数控振荡器13产生的载频信号的频率是不同的。
每一条单载波下行链路产生的信号在加法器16中相加，成为多载波合路信号。
该多载波合路信号被送至带限脉冲发生器17中进行检测，带限脉冲发生器17产生相应的带限脉冲信号，进行降低峰平比的处理。
如图1(b)所示，在每一条单载波下行链路上，通过扩频产生的复数值码片序列通过串并转换器11后分开成为实部与虚部2路信号，这2路信号分别经过根升余弦滤波器12进行脉冲成型，以减小码间串扰。
带限脉冲发生器17产生相应的带限脉冲信号，进行降低峰平比的处理。
2路信号与数控振荡器13产生的2路载频信号在乘法器14中相乘，进行中频调制。这2路分别已经调制到中频的信号通过加法器15进行合路。每一条单载波下行链路的载频是互不相同的，即每一条单载波下行链路中，数控振荡器13产生的载频信号的频率是不同的。
每一条单载波下行链路产生的信号在加法器16中相加，成为多载波合路信号。
下面介绍本发明方法的第一实施例。
如图2所示，第一实施例中带限高斯脉冲发生器中对信号进行处理的流程图。
参照图1，第一实施例中对多载波信号迭加带限高斯脉冲以降低峰平比的过程可以用软件来实现。其处理过程如图2所示。
单元21输入多载波信号的幅值，单元22将信号幅值X与降低峰平比门限(Threshold)相比较。如果X＜Threshold，则不作任何处理，直接送至单元25中输出；如果X＞Threshold，则在单元23中记录信号幅值的参数，比如幅度峰值发生的时刻、峰值的高度等。这些参数被输入到单元24中，带限高斯脉冲发生器根据这些参数产生相应的带限高斯脉冲，迭加在多载波信号上，使得多载波信号的幅度降至所要求的门限。
每次当多载波信号出现峰值时，随机选取一路单载波信号迭加相应的已调带限高斯脉冲，而对其余支路单载波信号不做处理，最终使得降低峰平比之后的多载波信号的幅度降至所设定的门限。
用于迭加的已调带限高斯脉冲的幅度
＝(超出降低峰平比门限处的多载波信号峰值幅度-降低峰平比门限)
经过降低峰平比处理的信号被送至单元25输出。
以上对本发明方法的第一种实施例进行了描述。下面介绍本发明方法的第二
实施例。
如图3所示，第二实施例中带限高斯脉冲发生器中对信号进行处理的流程图。
参照图1，对多载波信号迭加带限高斯高斯脉冲以降低峰平比的过程可以用软件来实现。其处理过程如图3所示。
单元31输入多载波信号的幅值，单元32将信号幅值X与降低峰平比门限Threshold相比较。如果X＜Threshold，则不作任何处理，直接送至单元35中输出；如果X＞Threshold，则在单元33中记录信号幅值的参数，比如幅度峰值发生的时刻、峰值的高度等。这些参数被输入到单元34中，带限高斯脉冲发生器根据这些参数产生相应的带限脉冲，迭加在多载波信号上，使得多载波信号的幅度降至所要求的门限。
对于构成多载波信号的每一路单载波信号加已调带限高斯脉冲，迭加在每一路单载波信号上的已调带限高斯脉冲的幅度完全相同，使得降低峰平比之后的多载波信号的幅度降至所设定的门限。即
每一路已调带限高斯脉冲的幅度
＝(超出降低峰平比门限处多载波信号的峰值幅度-降低峰平比门限)/载波数
经过降低峰平比处理的信号被送至单元35输出。
以上对本发明方法的第二种实施例进行了描述。下面介绍本发明方法的第三
实施例。
如图4所示，第三实施例中带限高斯脉冲发生器中对信号进行处理的流程图。
参照图1，对多载波信号迭加带限高斯脉冲以降低峰平比的过程可以用软件来实现。其处理过程如图4所示。
单元41输入多载波信号的幅值，单元42将信号幅值X与降低峰平比门限Threshold相比较。如果X＜Threshold，则不作任何处理，直接送至单元45中输出；如果X＞Threshold，则在单元43中记录信号幅值的参数，比如幅度峰值发生的时刻、峰值的高度等。这些参数被输入到单元44中，带限高斯脉冲发生器根据这些参数产生相应的带限高斯脉冲，迭加在多载波信号上，使得多载波信号的幅度降至所要求的门限。
对于构成多载波信号的每一路单载波信号加已调带限高斯脉冲，迭加在每一路单载波信号上的已调带限高斯脉冲的幅度不完全相同。对于幅度相对高一些的单载波支路，迭加的已调带限高斯脉冲幅度较高；对于幅度相对低一些的单载波支路，迭加的已调带限高斯脉冲幅度较低。各个单载波支路的幅度信息可以在合路为多载波信号之前提取，并且作为输入参量传递给带高斯限脉冲发生器，作为选取分别迭加在各路单载波信号上的带限高斯脉冲幅度的依据，最终使得降低峰平比之后的多载波信号的幅度降至所设定的门限。即
每一路已调带限高斯脉冲的幅度
＝(超出降低峰平比门限处的多载波信号峰值幅度-降低峰平比门限)*(该时刻处该路单载波信号的幅度峰值)/(该时刻处多载波信号的幅度峰值)
经过降低峰平比处理的信号被送至单元45输出。
在以上实施例中迭加在多载波信号上的是带限高斯脉冲。这种脉冲在带宽内对信号的频谱影响比较小，在信号带宽范围外衰减比较大，不会引起已调信号带外频谱再生，从而对邻道信号影响大大减小。这种带限脉冲在时域上发生时间短，不会使得迭加带限脉冲信号以后的信号出现新的高幅度的峰值。这种脉冲的产生方式简单，易于操作。
Claims (6)
1.一种降低多载波信号峰平比的方法，它包括下列步骤：
在下行链路的基带或者中频调制过程中设置一个带限脉冲信号发生器；
在时域上设置降低峰平比门限，并且对多载波信号的幅度峰值进行检测：
如果多载波信号幅度峰值超过门限，则记录峰值的特征参数，并将该参数传递给带限脉冲信号发生器；
然后，根据上述参数和构成多载波信号的各路不同单载波信号，产生相应的带限脉冲，迭加在信号上，对峰值进行对消，使得合路之后多载波信号峰值降至门限，从而降低多载波信号峰平比；
如果多载波信号幅度峰值不超过门限，则不进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种降低多载波信号峰平比的方法，其特征在于，所记录峰值的特征参数可以是发生时间、峰值高度以及峰值相位。
3.根据权利要求1所述的一种降低多载波信号峰平比的方法，其特征在于，所述的带限脉冲可以是带限高斯脉冲。
4.根据权利要求1所述的一种降低多载波信号峰平比的方法，其特征在于，所述的迭加的操作可以在基带进行，也可以在单载波合路之后进行，也可以在多载波信号合路之后进行。
5.根据权利要求1所述的一种降低多载波信号峰平比的方法，其特征在于，所述迭加带限脉冲的方式既可以迭加相同幅度的带限信号，也可以迭加不同幅度的带限信号。
6.根据权利要求1所述的一种降低多载波信号峰平比的方法，其特征在于，所述的带限脉冲是具有在带宽内对信号的频谱影响小、在信号带宽范围外衰减大的特征的脉冲，从而减小对邻道信号的影响。
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