CN1392670A - 蜂值抑制方法以及数据传送装置 - Google Patents

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Abstract

一种峰值抑制方法，测出所说发送信号的超过阈值时的峰值，根据该测出发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从发送信号中减去该预计峰值信号。

Description

峰值抑制方法以及数据传送装置
技术领域
本发明涉及峰值抑制方法以及数据传送装置，特别是涉及在以多载波高速传送数据的系统中对发送功率峰值进行抑制以避免接收端S/N恶化的峰值抑制方法、和传送数据中对发送信号峰值加以抑制的数据传送装置。
这里的多载波数据传送涉及到有线的ADSL(非对称数字用户线路)和SDSL(对称数据用户线路)领域、或无线的OFDM领域、光信号的WDM领域等。
背景技术
本申请优先权文件为2001年6月20日向日本特许厅提出的特愿2001-186273号日本发明专利申请，在此参照其记载内容。
在有线、无线甚至光等传送线路传送数据的系统中，提高数据传送速度始终是人们的追求。关于有线数据传送系统，曾经提出过许多采用现有配电线路构成系统的方案。另一方面，现在有这样的配电系统：从变电站通过譬如6.6KV高压配电线路向各变压器馈电，各变压器把电压降到100V或200V，然后通过低压配电线路向家庭等需要者供电。那么，有人就提出了许多利用这种配电系统的低压配电线路作数据传送线路来构成数据传送系统的方案，这被视为实现最终阶段的有效措施。
这种利用低压配电线路的数据传送系统，是在高压配电线路端使用光缆(沿着高压配电线路铺设)传送线路、设调制解调器来连接光缆传送线路和低压配电线路、最后用调制解调器将终端装置和低压配电线路连接，借此，就可利用低压配电线路作数据传送线路以进行最终阶段数据传送。在此，由于还通过低压配电线路给终端装置提供工作电力，故终端装置只要插上插头就可以藉其内部调制解调器进行数据传送。
在上述场合下，设室外低压配电线路等效于1μH/m左右的电感、室内低压配电线路等效于75pF/m左右的电容器。那么，又假设低压配电线路长度为150m(一户引线长度设为50m，供30户用)，则回路特性相当于同150μH电感和0.1125μF电容器连接。一般，各种家用电器都带防噪音电容器，所以，拿光缆端的调制解调器来说，构成低压配电线路端阻抗的电感和电容就显得过大。
那么，使用这样的低压配电线路传送数据时，假设从电线杆端的调制解调器发送出的信号(SD)曲线如图1A所示(图中横轴为频率f，纵轴为功率PWR)，则低压配电线路就具有图1B所示的由电感和电容构成的回路特性，故呈现低通滤波器特性。因此，接收特性就如图1C所示那样，高频带接收信号大幅度衰减(图中，NL为噪音水平曲线，RD为接收信号曲线)。另外，又由于具有倒相器等的家用电器所产生的噪音一般来说其低频带功率比较大，故若噪音水平和接收信号水平是图1C所示那种情况的话，接收信号就会完全被噪音所覆盖。
对此，有人提出如图2A所示那样的方案，即去掉噪音水平较高的低频带(见图中虚线部分)、利用噪音水平较低的高频带传送数据。然而，这也意味着对接收水平较高的低频带加以消除，故并不能改善S/N。鉴于此，又有人提出各种关于抵消掉噪音以改善S/N的方案。譬如图2B所示，将低频带噪音消除(虚线即符号NC部分表示消噪部分)之后，低频带接收水平高于噪音水平，故从整体来看，可以改善S/N。
OFDM(正交频分复用)方式，是采用多载波传送数据的一种方式，在选择副载波时要使得其之间相互正交。那么，采用多载波多路传输时，也可以避开噪音水平较大的频带来分配载波频率。DMT(discretemultitone，离散多频声)方式也是一种采用多载波传送数据的方式，它譬如可以采用ADSL(非对称数字用户线路)的调制方式。
数据传送装置的发送模拟单元是一种具有如图3所示结构的单元。根据该图，它包括数模转换器101、低通滤波器102、增益调节单元103、线路驱动器104、线路变压器105、组合滤波器106。发送信号SD，首先由数模转换器101转换成模拟信号，然后被低通滤波器102去掉不需要的高频成份，再由增益调节单元103对回路输出信号水平加以调节，线路驱动器(line driver)104又进一步调节以使之不饱和。增益调节单元103的输出通过线路驱动器104和线路变压器105以及与AC线路连接的组合滤波器106送出给低压配电线路。
图4是可想到的一种数据传送装置示意图，该装置相当于上述的同低压配电线路连接、进行数据接发的调制解调器。根据该图，数据传送装置包括：代码转换单元111，信号点生成单元112、具有追加保护时间GT作用的逆FFT单元(IFFT)113、零点插入单元114、滚降滤波器(ROF)115、调制单元(MOD)116、数模转换器(D/A)117、低通滤波器(LPF)118、发送时钟脉冲发生单元(TX-CLK)119、带通滤波器(BPF)120、模数转换器(A/D)121、解调单元(DEM)122、滚降滤波器(ROF)123#接收时钟脉冲分配单元(RX-CLK)124、定时取出单元(TIM)125、具有电压控制水晶震荡器VCXO的相位同步循环电路(PLL)126、消噪单元127、具有保护时间(GT)消除作用的FFT单元128、信号判断单元(DEC)129、代码转换单元130。代码转换单元111，其具有SCR(倒频器)、S/P(串行并行转换)、G/N(葛来码/自然码转换)及求和演算等作用。而代码转换单元130则具有P/S(并行串行转换)、DSCR(反倒频器)、差分演算、N/G(自然码/葛莱码转换)等作用。另外，图中，TX-line表示发送线路，RX-line表示接收线路。SD表示发送信号，RD表示接收信号。
发送时钟脉冲生成单元119生成时钟脉冲信号，该信号提供给各单元，并作为零点插入定时信号加到零点插入单元114。发送信号SD于代码转换单元111被倒频处理、和被转换成相应于载波数的并行信号、并被由葛莱码转换成自然码以及被求和演算处理(以便于在接收端可以进行差分演算)。之后，该来自代码转换单元111信号提供给信号点生成单元112生成奈奎斯特间隔的信号点，接着，于逆FFT单元113被附加保护时间GT和被施以IFFT处理，而后，于零点插入单元114按零点插入定时信号进行零点(水平为0)插入、在滚降滤波器115对零点插入单元114输出进行波形整形、在调制单元116对滚降滤波器115输出进行数字调制、在数模转换器117把调制单元116输出被转换成模拟信号，最后，由低通滤波器118将数模转换器117输出的模拟信号转换成以譬如10至450kHz传送频带信号而送出于发送线路TX-line。
接收时钟脉冲分配单元124是依据相位同步循环电路126的时钟脉冲信号对数据传送装置的各单元分配时钟脉冲信号。通过接收线路TX-line接收到的信号被提供给带通滤波器120滤波后譬如只剩下10kHz至450kHz部分。此后，带通滤波器120输出信号被模数转换器121转换成数字信号、被解调单元122解调、并由滚降滤波器123进行滤形整形。而后，在消噪单元127，根据接收时钟脉冲分配单元124提供的时钟脉冲信号求重叠于零点位置处的噪音水平、并利用内插处理求出信号点噪音水平，消除重叠于信号点处的噪音。接着，在FFT单元128对消噪单元127的输出进行保护时间GT消除和频带转换。于信号判断信号129对来自FFT单元128的信号进行信号判断(或解码)。然后，于代码转换单元130对判断单元129输出进行并行串行转换、反倒频处理、差分演算、自然码转换成葛莱码的处理等。至此，得到接收信号RD。
根据上述结构，是利用混有强噪音的低压配电线路和无线电线路等数据传送线路来传送数据，在数据传送中，接收端可以对发送端所插入的零点的时刻进行检测，根据该时刻的噪音水平进行消噪。故如上述图2B所作说明那样，可以改善S/N。
上述数据传送装置是以多载波传送数据的，故譬如当以多信道分别传送单音信号时，只是按各个信道单纯地对信号能进行相加。那么，拿图5A所示例子来说，当通过向频率轴上的各个载波指配发送信号S来发送信号时，由于是在时间轴上对各个信道信号求和，故因各个信道信号的相位及水平等的一致与否，本来应有的信号(见图5B)的信号水平波动应是相当大的。但是，譬如当信号a，b超过图5B虚线所示水平时会因线路驱动器104等特性出现饱和而变成图5C所示饱和信号a′，b′。出现这样的饱和现象会使得接收信号失真变大、S/N明显恶化。
在此情况下，假设信道数为n，峰值与平均值比为PAR，则
                 PAR＝3.01+101og n(dB)
假设以64个信道多路传送，则n＝64，PAR＝+21.07dB。所以，为避免出现饱和现象，就必须要降低发送水平。拿图4所示数据传送装置的发送单元来说，就是通过增益调节单元103的调节来降低增益。
虽然，降低发送水平可以使得不在峰值点处出现饱和，但是，毕竟接收水平也要降低，以至S/N显著恶化。拿图4所示结构来说，即使是利用零点插入进行消噪，S/N也还会是负值，数据高速传送不可能进行下去。
发明内容
本发明目的就在于避免上述弊端，提供一种改进而实用的峰值抑制方法及数据传送装置。
具体来说，本发明目的在于提供一种数据传送中S/N良好、发送水平峰值得以抑制的峰值抑制方法及数据传送装置。
本发明目的是这样实现的：为一种峰值抑制方法，包括步骤(a)测出发送信号超过阈值时的峰值；和(b)根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号；以及(c)从发送信号中减去该预计峰值信号。根据本发明峰值抑制方法，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种峰值抑制方法，包括步骤(a0)计算出发送信号功率；和(a)把该发送信号功率同阈值进行比较，当发送信号功率超过该阈值时作出发送信号达到峰值的判断、从而把该发送信号峰值当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号；和(b)对选择输出信号进行移频、并将被移频信号限制于接收端消噪频带内，然后，再将被带限信号逆向移频到所说发送信号的频带、形成预计峰值信号；以及(c)从所说发送信号中减去所说预计峰值信号。根据本发明峰值抑制方法，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种峰值抑制方法，包括步骤(a0)计算出发送信号功率或振幅；和(a)把该发送信号功率或振幅同阈值进行比较，当发送功率或振幅超过该阈值时作出发送信号达到峰值的判断、从而把该发送信号峰值当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率或振幅没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号；和(b)利用旋转矢量信号对选择输出信号分别以实数部和虚数部进行移频、并将被移频信号限制于接收端消噪频带，然后，再利用所说旋转矢量信号将被带限信号逆向移频到所说发送信号的频带，取出被逆向移频信号中的实数部作预计峰值信号；以及(c)从所说发送信号中减去所说预计峰值信号。根据本发明峰值抑制方法，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种数据传送装置，实行多载波传送，其中包括：检测单元—测出发送信号超过阈值时的峰值；和信号生成单元—根据该发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号；以及减法器—从发送信号峰值中减去预计峰值信号。根据本发明数据传送装置，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种数据传送装置，实行多载波传送，其中包括：零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号；以及峰值抑制单元—连接于所说零点插入单元之后，测出所说发送信号的超过阈值的峰值，根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从发送信号峰值中减去该预计峰值信号、以实行峰值抑制。根据本发明数据传送装置，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种数据传送装置，实行多载波传送，其中包括：零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号；和滚降滤波器—连接于零点插入单元之后，对发送信号进行整形；以及峰值抑制单元—测出滚降滤波器所输出并超过阈值时的发送信号峰值，根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从发送信号峰值中减去该预计峰值信号、以实行峰值抑制。根据本发明数据传送装置，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种数据传送装置，实行多载波传送，其中包括：零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号；和滚降滤波器—连接于零点插入单元之后，对发送信号进行整形；以及调制器—对滚降滤波器输出的整形发送信号进行数字调制；以及峰值抑制单元—测出调制器所输出并超过阈值时的经调制发送信号峰值，根据该经调制发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从该经调制发送信号峰值中减去该预计峰值信号、以实行峰值抑制。根据本发明数据传送装置，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
本发明目的还可以这样实现：为一种数据传送装置，实行多载波传送，其中包括：包括发送单元和接收单元，其中，所说发送单元包括零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号，和峰值抑制单元—连接于所说零点插入单元之后，测出所说发送信号超过阈值时的峰值，根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从所说发送信号峰值中减去该预计峰值信号以实施峰值抑制；所说接收单元包括去间隔单元—去掉相当于接收信号的信号点位置，抽出所说零点信号处噪音成份，和内插单元—利用该零点信号处噪音成份以内插处理求出所说信号点处噪音成份，以及消噪单元—以该信号点处噪音成份抵消所说接收信号中重叠的噪音。根据本发明数据传送装置，不是单纯地扔掉峰值，而是把其当做噪音成份重叠于信号点，据此实现峰值抑制。同时，于接收端，在消噪过程中可以把经峰值抑制的发送信号复原。所以，可以解决多载波数据传送中发送信号达到峰值时因线路驱动器等引起的饱和问题，故可改善S/N，实现高速数据传送。
以上结合附图对本发明细节作进一步描述以更好地理解本发明其它目的以及特点。
附图说明
图1A至图1C是低压配电线路数据传送特性说明图。
图2A及2B是已有技术的消噪示意图。
图3是已有技术的模拟发送单元结构示意图。
图4是一种可想到的数据传送装置的结构示意图。
图5A至5C是发送信号说明图。
图6是本发明数据传送装置第1实施例示意图。
图7是本发明数据传送装置第2实施例示意图。
图8是本发明数据传送装置第3实施例示意图。
图9是消噪单元示意图。
图10是峰值抑制单元示意图。
图11A至11G是消噪单元中各单元之信号波形图。
图12A至12D是发送信号与选择输出信号的说明图。
图13是带限低通滤波器示意图。
图14是移频说明图。
图15是移频说明图。
图16是另一种峰值抑制单元示意图。
图17A和17B是消噪单元中各单元之信号波形图。
图18A和18B是峰值抑制说明图。
图19A和19B是峰值抑制说明图。
图20是峰值抑制说明图。
图21是阈值选定说明图。
具体实施方式
本发明数据传送装置实施例1由图6给出。该数据传送装置实施例1也揭示了本发明峰值抑制方法实施例1。根据图6，数据传送装置包括：代码转换单元1、信号点生成单元2、具有追加保护时间GT作用的逆FFT单元(IFFT)。3、零点插入单元4、峰值抑制单元21、滚降滤波器(ROF)5、调制单元(MOD)6、数模转换器(D/A)7#低通滤波器(LPF)8、发送时钟脉冲发生单元(TX-CLK)9。前述各个单元构成发送单元。其中，代码转换单元包括SCR(倒频器)、S/P(串行并行转换)、G/N(葛莱码/自然码转换)及求和演算等单元。另外，TX-line表示发送线路。
本发明数据传送装置还包括：带通滤波器(BPF)10、模数转换器(A/D)11、解调单元(DEM)12、滚降滤波器(ROF)13、接收时钟脉冲分配单元(RX-CLK)14、定时取出单元(TIM)15、具有电压控制水晶震荡器VCXO的相位同步循环电路(PLL)16、消噪单元17、具有保护时间(GT)消除作用的高速傅里叶变换(FFT)单元18、信号判断单元(DEC)19、代码转换单元20。上述各单元构成接收单元。其中，代码转换单元20具有P/S(并行串行转换)、DSCR(反倒频器)、差分演算、N/G(自然码/葛莱码转换)等作用。另外，图中RX-line表示接收线路，SD表示发送信号，RD表示接收信号。
图6所示数据传送装置构成一个调制解调器，除了峰值抑制单元21而外，其它各个单元结构都同图4所示数据传送装置的一样。根据图6，发送单元的通过零点插入单元4对时间轴上的信号插入零点；在接收单元的消噪单元17，根据重叠于零点处的噪音成份，消除重叠于信号点处的噪音。于是，再把峰值抑制单元21连接于零点插入单元4和滚降滤波器5之间，在该峰值抑制单元21处附加一可以被接收单元的消噪单元17消除噪音的信号成份，这样就等效于对发送信号峰值进行抑制。
利用峰值抑制单元21等效地进行峰值抑制、以不让出现因线路驱动器等引起的饱和，同时，利用接收端的消噪单元17来消除为进行峰值抑制而附加的信号成份即等效地消噪，据此，可以将原来信号复原。因此，可以避免在发送信号达峰值时出现因线路驱动器等引起的饱和、防止超过数据传送线路的传送功率范围，使得S/N得到改善。
本发明数据传送装置实施例2由图7给出。图7中，与图6中符号相同部分系指同一物，故省略其说明。本数据传送装置实施例2也揭示了本发明峰值抑制方法实施例2。在本实施例2中，有峰值抑制单元22连接于发送单元的滚降滤波器5与调制单元6之间。峰值抑制单元22测出经滚降滤波器5波形整形的发送信号的峰值，根据该发送信号峰值形成接收端消噪频带内的预计峰值信号，然后峰值抑制单元22从发送信号峰值减去该预计峰值信号。发送信号被实施如此峰值抑制后输入给调制单元6，进行数字调制。所以，峰值抑制单元22道理也同实施例1的峰值抑制单元21一样，通过附加一可以被接收单元的消噪单元17消除噪音的信号成份来等效地实现对发送信号的峰值抑制。
本发明数据传送装置实施例3由图8给出。图8中，与图6中符号相同部分系指同一物，故省略其说明。本数据传送装置实施例3也揭示了本发明峰值抑制方法实施例3。在本实施例3中，有峰值抑制单元23连接于调制单元6与数模转换器7之间。峰值抑制单元23测出经调制的发送信号中的峰值，根据该经调制的发送信号峰值形成接收端消噪频带内的预计峰值信号，以利用该预计峰值信号实现被调制发送信号峰值抑制。在接收端的消噪单元17，上述用于发送端峰值抑制的预计峰值信号被当做噪音成份消除。
图6至图8所示数据传送装置接收单元的消噪单元17由图9给出。根据该图，4是发送端的零点插入单元，24是相应于发送线路TX-line及接收线路RX-line的数据传送线路。消噪单元17包括：减法器25、移频单元26、去间隔单元(DCM)27、内插单元(IPL)28、逆向移频单元29。假设通过代码转换单元1和信号点生成单元2及IFFT单元3所得的发送信号的符号率为192kB，则当零点插入单元4按一定间隔插入零点信号、在各个符号之间各插入一个零点信号时，符号率就会增加一倍，成为384kB。
再假设输入于零点插入单元4的信号的频带为192kHz，则零点插入单元4在信号点之间插入零点后，由于信号点数增加了一倍，故频带变成为384kHz。再假设在该频带内的发送信号水平基本一定，则把信号送出于数据传送线路24时被传送给接收端的信号中噪音分布如图9中A部所示：信号成份a，b，c，d中低频带的水平变大(此时设以0kHz为中点)。这也就是说：传送线路24中噪音成份多含在低频带，而在高频带的衰减比较大。
那么，在接收端，通过带通滤波器10和模数转换器11和解调器12及滚降滤波器13处理后的信号，其噪音分布则如图中A部所示。于是，利用消噪单元17的移频单元26进行譬如+96kHz移频后，变成图中B部所示状态。即，A部所示的-192至-96kHz的信号成份a、-96至0kHz的信号成份b、0至+96kHz的信号成份c、+96至192kHz的信号成份，分别被移至-96至0kHz、0至+96kHz、+96至192kHz、-192至-96kHz频带。
去间隔单元27用于去掉间隔信号点。其去间隔处理可根据接收时钟脉冲分配单元14提供的定时信号进行。通过将间隔信号点去掉，就会在发送端所插入的零点位置处留下属于噪音的信号成份。参见图9中C部，经去间隔处理、信号成份a，b，c，d重叠。
接着，在内插单元28，利用信号点前后的零点的信号成份以内插处理求信号点处的信号成份。由于在去间隔处理中信号点被消除，信号点水平变成0。所以利用零点信号处重叠的信号成份(噪音成份)以内插处理求信号点处重叠的噪音成份。该内插处理可以采用各种已知内插法。该内插处理如图中D部所示，信号成份a，b，c，d变成±96kHz频带。
接着，在逆向移频单元29，对经内插处理的信号成份进行逆向移频，即，进行-96kHz的移频，通过逆向移频使得内插处理所求得的噪音成份的频带变成经数据传送线路24所接收信号的低频带。结果如图9中E部所示：信号成分a，b，c，d落到0至-192kHz频带。接着，在减法器25，从图中A部的表示噪音分布的信号成份a，b，c，d中减去E部的经逆向移频的信号成份a，b，c，d。据此，A部的表示噪音分布的信号成份之中的0至-192kHz的a，b被E部的信号成份a，b所抵消(参见图中F部，虚线所示为在减法器25输出信号中低频带噪音成份被抵消)。可见，其后在信号处理单元所处理的接收信号是经上述消噪单元17处理的信号，因此S/N得到改善、可以实现高速数据传送。关于发送端的零点插入单元4进行零点插入，虽然，在上述列举的是在信号点之间只插入一个零点，但实际上插入多个也可。当插入多个时，也同样是在接收端的消噪单元17实施去间隔处理和内插处理、求信号点处重叠噪音成份、继而消噪。
适于作上述峰值抑制单元21至23的峰值抑制单元之实例见图10。图10中，峰值抑制单元包括：信号选择单元31、移频单元32、带限滤波器(低通滤波器)33、逆向移频单元34、功率计算单元35、减法器36、判断单元37、各自由多个延迟元件(T/n)组成的延迟电路38以及39、减法器40。另外，A至C，C′至H，J至L为各个单元的信号，T为抽样间隔。T/n：n为抽样速度。
功率计算单元35对发送信号C(＝x+jy)施以平方运算，求发送功率H(＝x2+Y2)。减法器36从阈值Ref中减去发送功率H。该阈值Ref譬如可为-20dBm。判断单元37对减法器36的输出信号J进行判断，而后输出判断信号K。对信号选择单元31的控制就是依据该判断信号K进行。信号选择单元31从发送信号C(＝x+jy)和零点信号C′(＝0+j0)之中选择其一提供给移频单元32。
当减法器36输出信号J为负时，判断单元37作出发送功率H大于或等于阈值Ref、达到峰值的判断，于是判断单元37根据该判断下的输出信号K来控制信号选择单元31，使得其选择输出发送信号C。而当减法器36输出信号J为正时，判断单元37作出发送功率H小于阈值Ref、没达到峰值的判断，于是判断单元37根据该判断下的输出信号K来控制信号选择单元31，使得其选择输出零点信号C′。由此也可见，减法器36和判断单元37相当于一个比较器，故可用比较器取代。
对于信号选择单元31的选择输出信号D，在移频单元32以旋转矢量L(f0＝cosω+jsinωt)进行移频，将之移频到接收端的消噪单元17(见图6)的消噪频带。在此，譬如可设f0＝138kHz。经移频后的信号E被输入给带限滤波器33，于是，被限制在接收端消噪频带内。带限滤波器33的输出信号F在逆向移频单元34中被以旋转矢量信号L(该信号业已被延迟电路39所延迟，延迟时间为带限滤波器33的带限处理时间)逆向移频，转换成预计峰值信号G而输出。图10中的符号“*”表示复数共轭，利用旋转矢量L的复数共轭，可以在逆向移频单元34中进行与移频单元32的移频方向相反的移频。
已经延迟电路38延迟的发送信号A被提供给减法器40。减法器40从该发送信号A中减去预计峰值信号G，于是可输出峰值抑制后的信号B。由此可见，通过把预计峰值信号G从发送信号A减掉，就可以在接收端的消噪单元17把相当于该预计峰值信号G的信号成份当成噪音成份消除。换言之，把预计峰值信号G当成噪音信号成份，以实现对发送信号A的峰值抑制，在接收端把噪音成份抽出并从信号点减去后就可得到原来的信号成份。可见，通过峰值抑制，在不降低整个发送信号水平的前提下可以避免饱和问题，而且还可以抑制噪音、改善S/N。关于延迟电路38，39，为适应信号处理时间补偿，可以通过调整延迟元件数量来设定延迟时间。
图10中各个单元的信号波形可以是如图11A至11G所示的波形。图11A，11B，11G分别为延迟电路38输出的发送信号A、减法器40输出的峰值抑制后信号B、逆向移频单元34输出的预计峰值信号G的波形图。图11C，11D，11E，11F分别是被输入给消噪单元的发送信号C、信号选择单元31的选择输出信号D、来自移频单元32的移频后信号E、来自带限滤波器33的带限处理后信号F的波形图。通过图示可见，被输入的发送信号C中只有功率超过阈值Ref的部分被信号选择单元31当做选择输出信号D所选择输出。选择输出信号D经过移频和带限处理后变成被带限的信号F。根据该信号F(发送信号C的峰值)，形成接收端消噪频带的预计峰值信号G，再将预计峰值信号G从被延迟的发送信号A中减掉，就得到峰值已被抑制的信号B。图11B中虚线所示信号波形相当于发送信号A的峰值，实线所示信号波形相当于以预计峰值信号G进行峰值抑制后的发送信号B。
发送信号C与选择输出信号D即发送信号C的坐标系上信号点位置以及时间轴上发送信号C与选择输出信号D之信号水平可由图12A至12D给出。图12A表示发送信号C的坐标系上的信号点位置，虚线圆表示阈值Ref。图12B表示发送信号C的一部分信号点的时间轴上的信号水平，虚线相当于图12A中的阈值Ref。图12C显示出：所有处于阈值Ref范围之内的信号点都被当做零点信号(0+j0)而归于原点，把超过阈值Ref的信号点当做选择输出信号D。而时间轴上的选择输出信号D则由图12D示出，只有发送信号C的峰值被当做选择输出信号D。
若发送信号功率H超过阈值Ref则信号J为负值，故信号选择单元31选择输出发送信号C；当信号J为正时，信号选择单元31选择输出零点信号。据此，可以根据发送信号C峰值求出预计峰值信号G。
图10中的带限滤波器33由图13给出，在此所示出的是一种横向滤波器的结构。根据该图，带限滤波器33包括：延迟元件(T/n)51、乘法器52、加法器(黠)53。另外，c1，c2，……cm表示乘法器52的输入系数，T表示抽样间隔，E为图10的移频单元32的输出信号，F是输入给图10的逆向移频单元34的信号。通过对系c1，c2，……cm进行选定，可以使得在加法器53所输出信号F被限制在接收端的消噪单元17可以消除的频带(接收端消噪频带)内。这时，通过系数c1，c2，……cm选定可得到所希望频带特性，正如我们所熟知的那样，只要使延迟元件51和乘法器52数目达到某一定数以上，就可以得到所需特性。
移频情况由图14和15示出。图14中(a)显示了10kHz至450kHz的传送频带特性，其中设10kHz至174kHz为接收端消噪频带。该消噪频带是基于电力线等的传送方式而定的，譬如在AM调制方式下为165.24kHz(≤174kHz)，在PM调制方式下为162kHz(≤174kHz)，故设定了上述消噪频带。当然，也可以相应于具体的数据传送线路特性来另选定消噪频带。
在零点插入单元4插入了零点的信号如图14中(b)所示，设中心为0kHz，则频带为-192kHz至+192kHz。而接收端消噪频带为-220kHz至-56kHz。对于(b)所示信号，以+138kHz移频，于是信号成为图14中(c)所示状态。也即，原来10kHz至174kHz的消噪频带，以0kHz为中心进行零点插入后变成了-220kHz至-56kHz，再经移频后则成为-82kHz至+82kHz。
图15的(a)与图14的(a)对应，图15(b)与+138kHz移频后的图14中(c)对应。如图15中(c)所示，带限滤波器33(见图10)将频带限定在-82kHz至+82kHz，于是在频带即接收端消噪频带内获得平坦特性。譬如为cos2滚降特性，滚降率为10％。
由上述可见，由移频单元32(见图10)对发送功率超过阈值Ref的发送信号峰值进行移频，由带限滤波器33将之限制在接收端消噪频带内，再由逆向移频单元34进行信号移频以将带限信号还原到与发送信号A重叠的频带，向减法器40提供预计峰值信号G，然后由减法器40从发送信号A中减去预计峰值信号G。通过上述这一连串处理，就可以实现峰值抑制。而其中的预计峰值信号G，由于是属于接收端消噪频带，故可以被接收端消噪单元17(见图6及9)消除，因此，可以复原含峰值的发送信号。
峰值抑制单元的另外一种实施例由图16给出。根据图6，峰值抑制单元包括：信号选择单元61、移频单元62、带限滤波器(带通滤波器)63、逆向移频单元64、功率计算单元65、减法器66、判断单元67、各自由多个延迟元件(T/n)组成的延迟电路68以及69、减法器70。移频单元62中包括乘法器71，72。另外，A，B，C，C′，D至H，J至L表示峰值抑制单元中各个单元的信号。
在此，关于下述方面同图10所示峰值抑制结构是一致：利用信号选择单元61、功率计算单元65、减法器66及判断单元67对超过阈值Ref的发送信号C峰值进行检测、选择输出具有峰值的发送信号。故这些单元的说明省略。另外，延迟电路68、69、带限滤波器63及减法器70也都和图10中同名称部分一样，故不复说明。
在图16所示实施例中，移频单元62由乘法器71和72构成。其中，由乘法器71对信号选择单元61的选择输出信号D乘以旋转矢量信号L(+f0＝cosωt+jsinωt)中的cosωt，从而得到实数部Re，而由乘法器72对选择输出信号D乘以旋转矢量信号L中的sinωt，从而得到虚数部Im。带限滤波器63对以实数部和虚数部构成的信号E进行带限处理，然后输出信号F。在逆向移频单元64，该信号F被以旋转矢量信号L(f0的复数共轭)逆向移频，只将实数部Re当成预计峰值信号G输出给减法器70。在减法器70，从经延迟电路68延迟的发送信号A中减去预计峰值信号G以实行峰值抑制，至此，就可得到峰值已被抑制的信号B。
在此，设时间轴上的发送信号C为图17A所示，则功率计算单元65计算出的信号H为图17B所示形态。在减法器66求出该信号H与图17B中虚线所示的阈值Ref之差。若信号J为负值则说明发送功率大，故作出信号J为发送信号C峰值的判断，此时的发送信号C被当做信号选择单元61的选择输出信号D。若信号J不为负，则信号选择单元61把零点信号C′当做选择输出信号D输出。还须指出的是：也可以发送信号C振幅绝对值计算取代功率计算，也即用振幅计算单元取代功率计算单元65，那么，此时可据振幅是否超过阈值来检测峰值。
如上所述，选择输出信号D经移频单元62移频处理后，输出有实数部Re和虚数部Im的信号，该信号E又被带限滤波器63限制在接收端消噪频带。该带限信号由逆向移频单元64进行逆向移频后，将实数部Re当成预计峰值信号G输出。在减法器70，该预计峰值信号G被从经延迟的发送信号A中减掉，以抑制该被延迟发送信号峰值。据此，减法器70可以输出峰值已被抑制的信号B。
下面参考图18A至20来说明一下峰值抑制。设在OFDM、DMT等多载波传送方式下，信道数为n，于是，同前述一样，峰值与平均值比PAR可由公式PAR＝3.01+10 log n(dB)求出。假设以64个信道传送，信道数n为64，则PAR＝21.07dB。则如图18A所示，当平均水平为0.177(由虚线表示)、峰值为+2时，如图18B所示，频带则变成为384kHz。此时，参见图19A，设预计峰值信号的频带149kHz落到接收端消噪频带的平直特性部分，则10 log(149/384)＝-4.11dB，故预计峰值信号的峰值水平变成+1.264。
利用该预计峰值信号进行峰值抑制后，所得信号就如图20所示，信号水平为：2-1.264＝0.754，PAR为20 log(0.754/0.177)＝12.59dB。可见，通过峰值抑制，PAR可以得到8.48dB(21.07-12.59)的改善。
选定图10及图16的阈值Ref时应注意的是：阈值Ref的半径(见图12A，12C中虚线圆)越小，PAR的抑制效果越佳；而阈值Ref的半径越大，接收端的同步用零点之S/N就越大。图21为阈值选定说明图，正如图21所示那样，阈值Ref存在最佳值，故应依据数据传送条件来选定出最佳值。图21中，左纵轴表示PAR抑制效果，右纵轴表示接收端同步零点的S/N，横轴表示阈值Ref取值范围。
本发明不仅仅限定于前述各个实施例，在本发明保护范围内可以有诸多变化。数据传送线路不仅仅限于低压配电线路，可以采用其它有线传送线路(ADSL、SDSL、VDSL等)，也可以采用无线电线路(OFDM广播线路、无线电LAN等)，还可以采用光路(WDM复用等)。而且，在多载波调制方式方面，也可以采用各种方式。

Claims (17)

1.峰值抑制方法，其中，包括以下步骤：
(a)测出发送信号超过阈值时的峰值；和
(b)根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号；以及
(c)从发送信号中减去该预计峰值信号。
2.峰值抑制方法，其中，包括以下诸步骤：
(a0)计算出发送信号功率；和
(a)把该发送信号功率同阈值进行比较，当发送信号功率超过该阈值时作出发送信号达到峰值的判断、从而把该发送信号峰值当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号；和
(b)对选择输出信号进行移频、并将被移频信号限制于接收端消噪频带内，然后，再将被带限信号逆向移频到所说发送信号的频带、形成预计峰值信号；以及
(c)从所说发送信号中减去所说预计峰值信号。
3.峰值抑制方法，其中，包括以下诸步骤：
(a0)计算出发送信号功率或振幅；和
(a)把该发送信号功率或振幅同阈值进行比较，当发送功率或振幅超过该阈值时作出发送信号达到峰值的判断、从而把该发送信号峰值当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率或振幅没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号；和
(b)利用旋转矢量信号对选择输出信号分别以实数部和虚数部进行移频、并将被移频信号限制于接收端消噪频带，然后，再利用所说旋转矢量信号将被带限信号逆向移频到发送信号的频带，取出被逆向移频信号中的实数部作预计峰值信号；以及
(c)从所说发送信号中减去所说预计峰值信号。
4.按权利要求1至3中任何一项所说的峰值抑制方法，其中，
在上述步骤(a)，对按一定间隔在信号点之间插入了零点信号的发送信号，测出其峰值，
在上述步骤(c)中，把相减结果当做峰值抑制信号发送给接收端，
进一步，还包括如下步骤：
(d)在接收端，抽出重叠于所说零点信号处的噪音成份，
(e)以内插处理求出所说信号点处重叠的噪音成份，
(f)以上述步骤(e)求出的噪音成份抵消所说信号点处重叠的噪音成份。
5.按权利要求1所说的峰值抑制方法，其中，
上述步骤(a)包括：形成按一定间隔在信号点之间插入了零点信号的发送信号，把该发送信号功率同阈值进行比较，当该发送信号功率超过该阈值时测出峰值，
还包括如下步骤：
(d)去掉相当于接收端所接收的峰值抑制后信号的信号点位置，以抽出零点信号处噪音成份，
(e)根据该零点信号处噪音成份求出所说信号点处噪音成份，
(f)以该信号点处噪音成份抵消所说接收到的峰值抑制后信号中重叠的噪音成份。
6.按权利要求1至3中任何一项所说的峰值抑制方法，其中，
在上述步骤(a)，对按一定间隔在信号点之间插入了零点信号并经滚降滤波器整形的发送信号，测出其峰值。
进一步，还包括如下步骤：
(d)在向接收端发送之前对峰值抑制后信号进行调制。
7.按权利要求1至3中任何一项所说的峰值抑制方法，其中，
在上述步骤(a)，对按一定间隔在信号点之间插入了零点信号并经滚降滤波器整形以及数字调制的发送信号，测出其峰值。
8.按权利要求2或3所说的峰值抑制方法，其中，
上述步骤(a0)包括：形成按一定间隔在信号点之间插入了零点信号的发送信号，
进一步还包括如下步骤：
(d)去掉相当于接收端所接收的峰值抑制后信号的信号点位置，以抽出零点信号处噪音成份，
(e)根据该零点信号处噪音成份求出所说信号点处噪音成份，
(f)以该信号点处噪音成份抵消所说接收到的峰值抑制后信号中重叠的噪音成份。
9.数据传送装置，实行多载波传送，其中包括：
检测单元—测出发送信号超过阈值时的峰值；和
信号生成单元—根据该发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号；以及
减法器—从发送信号峰值中减去该预计峰值信号。
10.数据传送装置，实行多载波传送，其中，包括以下诸单元：
零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号；以及
峰值抑制单元—连接于所说零点插入单元之后，测出所说发送信号的超过阈值的峰值，根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从发送信号峰值中减去该预计峰值信号、以实行峰值掉。
11.数据传送装置，实行多载波传送，其中，包括以下诸单元：
零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号；和
滚降滤波器—连接于零点插入单元之后，对发送信号进行整形；以及
峰值抑制单元—测出滚降滤波器所输出并超过阈值时的发送信号峰值，根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从发送信号峰值中减去该预计峰值信号、以实行峰值抑制。
12.数据传送装置，实行多载波传送，其中，包括以下诸单元：
零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号；和
滚降滤波器—连接于零点插入单元之后，对发送信号进行整形；以及
调制器—对滚降滤波器输出的整形发送信号进行数字调制；以及
峰值抑制单元—测出调制器所输出并超过阈值时的经调制发送信号峰值，根据该经调制发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从该经调制发送信号峰值中减去该预计峰值信号、以实行峰值抑制。
13.按权利要求9所说的数据传送装置，其中，
所说检测单元包括计算单元—求发送信号功率或振幅，
所说信号生成单元包括如下各单元：
信号选择单元—把该发送信号功率或振幅同阈值进行比较，当发送功率或振幅超过该阈值时把该发送信号当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率或振幅没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号，和
移频单元—利用旋转矢量信号对选择输出信号进行移频、和
滤波器—把移频后信号限制于接收端消噪频带内，以及
逆向移频单元—将带限信号逆向移频到发送信号频带、形成预计峰值信号。
14.按权利要求9所说的数据传送装置，其中，
所说检测单元包括计算单元—求发送信号功率或振幅，
所说信号生成单元包括如下各单元：
信号选择单元—把该发送信号功率或振幅同阈值进行比较，当发送功率或振幅超过该阈值时把该发送信号当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率或振幅没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号，和
移频单元—利用旋转矢量信号对选择输出信号分别以实数部和虚数部进行移频、和
滤波器—把移频后信号限制于接收端消噪频带内，和
逆向移频单元—利用所说旋转矢量信号将被带限信号逆向移频到发送信号的频带，取出被逆向移频信号中的实数部作预计峰值信号。
15.按权利要求10至12中任一项所说的数据传送装置，其中，所说峰值抑制单元包括如下各单元：
计算单元—求发送信号功率或振幅，
信号选择单元—把该发送信号功率或振幅同阈值进行比较，当发送功率或振幅超过该阈值时把该发送信号当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率或振幅没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号，和
移频单元—利用旋转矢量信号对选择输出信号进行移频、和
滤波器—把移频后信号限制于接收端消噪频带内，以及
逆向移频单元—将带限信号逆向移频到发送信号频带、形成预计峰值信号。
16.按权利要求10至12中任一项所说的数据传送装置，其中，所说峰值抑制单元包括如下各单元：
计算单元—求发送信号功率或振幅，
信号选择单元—把该发送信号功率或振幅同阈值进行比较，当发送功率或振幅超过该阈值时把该发送信号当做选择输出信号而选择输出，而当发送信号功率或振幅没超过所说阈值时则选择输出零点水平的零点信号，和
移频单元—利用旋转矢量信号对选择输出信号分别以实数部和虚数部进行移频、和
滤波器—把移频后信号限制于接收端消噪频带内，和
逆向移频单元—利用所说旋转矢量信号将被带限信号逆向移频到发送信号的频带，取出被逆向移频信号中的实数部作预计峰值信号。
17.数据传送装置，实行多载波传送，包括发送单元和接收单元，其中，
所说发送单元包括：
零点插入单元—按一定间隔在信号点之间插入零点信号以作为发送信号，和
峰值抑制单元—连接于所说零点插入单元之后，测出所说发送信号超过阈值时的峰值，根据该测出的发送信号峰值形成被限制于接收端消噪频带内的预计峰值信号，从所说发送信号峰值中减去该预计峰值信号以实施峰值抑制；
所说接收单元包括：
去间隔单元—去掉相当于接收信号的信号点位置，抽出所说零点信号处噪音成份，和
内插单元—利用该零点信号处噪音成份以内插处理求出所说信号点处噪音成份，以及
消噪单元—以该信号点处噪音成份抵消所说接收信号中重叠的噪音。
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