CN1433179A - 用于信号箝位的方法和电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法和电路，用于对至少第一输入信号CS1和第二输入信号CS2进行箝位，以便提供不超过预定阈值的输出信号。该电路包括用于输入第一输入信号的第一采样和第二输入信号的第二采样的输入装置；用于将一个标准应用于第一采样和第二采样的装置12；以及如果满足上述标准，则对第一采样和/或第二采样进行箝位的装置，以便启动后续滤波和对第一和第二输入信号的求和操作，使得不超过预定阈值。

Description

用于信号箝位的方法和电路

技术领域

本发明涉及箝位领域，尤其涉及一种在通信系统中减少信号失真的方法和电路。

背景技术

现有技术中已知使用箝位技术避免放大器达到饱和状态。尤其对于具有高峰均功率比(PAPR)的信号，箝位技术是一种有用的技术。这种信号在使用多码CDMA或多子信道OFDM的系统中使用。这种系统需要具有大动态范围的输出功率放大器。

如果放大器不能处理峰值功率，则产生的饱和状态导致互调产物和相邻信道干扰(ACI)。存在许多用于降低峰均功率比的技术，但是这些技术中的许多技术依靠调制，例如，编码、偏传输序列、用于OFDM和多载波扩频的相位处理。

WO98/44668示出一种降低合成载波信号的PAPR的方法。估计出峰值降低波形并与合成信号相加，以降低合成信号的峰均功率比。将对峰值降低波形的估计调制成为具有与分配的Walsh码正交的Walsh码分量。反复执行估计后续峰值降低波形的处理，产生峰值降低波形，该峰值降低波形在与合成信号相加时，得到具有理想电平的峰均比的合成信号，并且因而不具有再调制分配的Walsh码的效果。为了控制未分配的Walsh码的功率电平，可以包括对未分配的Walsh码分量的大小的限制。

EP545596A1示出一个包含软箝位器的偏差限制传输电路，该软箝位器在两个节点执行测量。该软箝位器将自身的输出信号和低通/带阻滤波器的输出信号限制在选择的最大值之内，从而避免延长的偏差过大。

EP1067683A1示出一种箝位方法，通过该方法，依靠考虑了滤波器特性的随后的滤波执行箝位。该方法仅适用于单一载波系统。

此外，已知一种降低过补偿(过箝位over-clipping)风险的自适应技术。通过使用附加滤波器对脉冲整形滤波器的响应的预测来实现上述技术，从该脉冲整形滤波器的响应可计算精确的补偿量。

本发明的目的在于提供一种用于箝位的改进的箝位方法和电路，尤其用于直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝通信系统。

发明内容

通过应用独立权利要求中所给出的特征，本发明的根本问题得以根本解决。从属权利要求中给出本发明的优选实施方式。

本发明对于多载波放大器尤其具有优势。本发明可以执行相关联的箝位操作，而不是对每个载波分别进行箝位。当对由多载波放大器放大的所有信号的共同的标准得到满足时，执行箝位。

由相关联的箝位标准能够避免不必要的箝位，这方面具有特别的优势。例如，在总信号不会超过放大器线性范围的阈值水平时，且供其他载波使用的信号具有低幅值而这些信号中的一个信号具有强幅值的情况下，按照本发明可以避免箝位。

按照本发明的优选实施方式，上述标准为输入箝位器中的当前信号采样幅值之和。如果该幅值之和低于预定阈值水平，则不执行箝位。如果该幅值之和超过预定阈值水平，则执行箝位，例如通过将所有的采样幅值与一个小于1的系数相乘。

按照本发明的另一个优选实施方式，对于箝位操作，将后续脉冲整形滤波和信号频率复用考虑在内。这种方法避免了在脉冲整形滤波器中插入引起的超过阈值水平的被箝位峰值的再增长。另一个优势在于对于箝位而言，除了幅值以外，还将采样的相位角考虑在内。其具有避免不必要的箝位的优势，尤其在这些采样中的一个采样或更多采样具有相反或实质上不同的相位角的情况下。

附图说明

下面参照附图，对本发明的优选实施方式进行更详细的说明，其中：

图1是多载波方案预箝位系统的第一实施方式的框图；

图2是将插入和频率复用考虑在箝位内的另一优选实施方式；

图3说明频率复用信号的生成；

图4是图2的箝位器的优选实施方式；以及

图5说明图4的箝位器中使用的转换公式。

具体实施方式

图1示出DS-CDMA蜂窝通信系统中无线基站发射机的电路10中的一部分。电路10具有多个与箝位器12相连的加法器11。

箝位器12与多个脉冲整形滤波器13相连，后者又与用于频率变换的放大器14相连。放大器14的输出通过加法器15相加。加法器15的输出与数模转换器16相连，该数模转换器16将由加法器15输出的数字信号转换为模拟信号，该模拟信号由放大器进行放大，其中放大器在图1中未示出。

在运行时，每个加法器11与多个信道C1，C2，...，Cn相连。属于同一个加法器11的信道C1，C2，...，Cn中每个信道的信息在该加法器11中相加，生成相应的合成信号CS1，CS2，...，CSn。

将合成信号CS1，CS2，...，CSn中的每一个信号输入箝位器12，产生经箝位的合成信号A1，A2，...，An。将经箝位的合成信号A1，A2，...，An中的每个合成信号输入相应的脉冲整形滤波器13，分别得到信号B1，B2，...，Bn。将经箝位和滤波的合成信号B1，B2，...，Bn输入相应的用于频率变换的乘法器14。经频率变换的信号B1，B2，...，Bn通过加法器15相加，产生频率复用的多载波信号C。

箝位器12确定所有合成信号CS1，CS2，...，CSn的幅值。此外，箝位器12通过将所有这些幅值相加，生成一个内部信号。之后将幅值的总和与一个预定阈值相比较。如果幅值的总和小于预定阈值，则不执行箝位。这意味着输出信号A1，A2，...，An与输入信号CS1，CS2，...，CSn相等。换句话说，当不执行箝位时，箝位器12为透明的。

当幅值的总和超过预定阈值，则由箝位器12执行箝位。在该例中，由箝位器12通过将阈值除以幅值的总和计算一个系数。将该系数定义为小于1。然后箝位器12将该系数与所有合成信号CS1，CS2，...，CSn相乘，以便对相应的信号采样进行箝位，得到经箝位的输出信号A1，A2，...，An。

相关联的箝位有效地降低了提供给放大器的多载波信号C上得到的峰均比。这使得放大器的功率效率更好。

图2示出另一个实施方式，其中，相似的部件用与图1的实施方式中相同的标号表示。

图2的电路17具有一个L0生成器18及一个L0生成器19，分别用于在放大器14中针对频率变换L1产生信号p1及针对频率变换L2产生信号p2。将信号p1和p2输入延迟元件20和21，分别对信号p1和p2进行延迟。通过被延迟的信号p1和p2，在放大器14中分别完成频率变换L1和L2。

此外，将信号p1和p2分别输入多路分解器22和23。

多路分解器22输出信号p1的子信号p11，p12，p13和p14，多路分解器23输出信号p2的子信号p21，p22，p23和p24。将这些经分解的信号输入箝位器12。

在这里考虑的例子中，箝位器12在其输入端接收与图1中的合成信号CS1和CS2对应的输入信号S1和S2。通过经分解的子信号及脉冲整形滤波器13中的滤波器系数，在箝位器12中处理输入信号S1和S2。

在这里考虑的例子中，因为输入信号S1和S2的数目等于n＝2，所以需要至少4个过采样(over-shapling)系数。脉冲整形滤波器13具有长度M。为了箝位器12，以具有滤波参数a，b，c，d，c，b，a、长度为7的滤波器近似脉冲整形滤波器13。这些参数是脉冲整形滤波器13在同一时间的中心参数。在此考虑的例子中，脉冲整形滤波器13是相同的，然而，必须注意，这并非是必需的，且对于不同的信道，脉冲整形滤波器可以具有不同的滤波器长度和/或滤波器参数。

由于箝位器12的操作涉及由脉冲整形滤波器13执行的后续插入及频率变换L1和L2，因此其是可预测的。通过向箝位器12提供信号p1和p2的子信号以及向箝位器12提供有关脉冲整形滤波器13特性的经验值(a priori knowledge)，使得这成为可能。在图2的优选实施方式中，需要延迟元件20和22，以解决在箝位器12中进行处理引起的延迟和脉冲整形滤波器引起的延迟。

两个L0生成器18和19生成幅值等于1且相位基于频率变换L1和L2的合成信号。对输出信号p1和p2以四倍码速进行取样。如图3中对于信号p1的说明那样，以“循环(Round Robin)”的方式，将信号p1和p2分别分解为四个单独的信号。

图4示出箝位器12的实施方式的框图。箝位器12具有模块24，用于通过具有参数S11，S21，d，p14和p24的函数f4计算值H4。

脉冲整形滤波器13的滤波器参数d作为经验值表示在模块24中。信号S11等于输入信号S1并且信号S21等于输入信号S2。将输入信号S11和S21都输入模块24中，并且将子信号p14和p24也输入模块24中(参见图2和图3中的信号p1和p2)。

此外，模块24具有作为经验值的阈值T。将H4的绝对值与该阈值T进行比较。如果H4的绝对值超过该阈值T，则计算系数Y1。通过将阈值T除以H4的绝对值计算系数Y1。如果H4的绝对值没有超过该阈值T，则系数Y1被定义为等于1。

从模块24中输出系数Y1，并将其输入到用于将输入信号S1和S2与Y1相乘的乘法器25。分别得到信号S12和S22。

将信号S12和S22及子信号p11，p12，p13和p21，p22，p23输入模块26。模块26用于计算值H1，H2，H3。

H1的值是信号S12和S22，滤波器参数a，c，子信号p11和p21以及信号S13和S23的函数f1。H2的值通过具有参数S12，S22，S13，S23，b，p12和p22的函数f2确定。H3的值通过具有参数S12，S22，c，S13，S23，a，p13和p23的函数f3确定。模块26确定H1，H2，H3的绝对值的最大值H。如果H超过阈值T，则比例系数Y2等于T除以H。如果情况相反，则比例系数Y2等于1。

由模块26将系数Y2输出，并分别输入乘法器27，28，29，30。乘法器27的另一输入为信号S12，其与Y2相乘。

乘法器27的输出被输入延迟元件31。该延迟元件31的输出是乘法器28的输入，乘法器28输出信号A1。延迟元件31的输出同时是信号S13，其被输入模块26。

乘法器29的输入为信号S22，其与系数Y2相乘。将乘法器29的输出输入到延迟元件32。得到输出S23，其被输入模块26和用于与系数Y2相乘的乘法器30。乘法器30的输出是输出信号A2。

图5示出分别用于计算H1，H2，H3和H4的函数f1，f2，f3和f4。

Claims (10)

1.一种对至少第一和第二输入信号进行箝位的方法，用于提供不超过预定阈值的输出信号，该方法包括如下步骤：

提供第一输入信号的第一采样和第二输入信号的第二采样，

将一个标准应用于第一和第二采样，以及

如果满足上述标准，对第一和/或第二采样进行箝位，使得经过后续滤波和相加操作后产生的输出信号不超过预定阈值。

2.根据权利要求1所述的箝位方法，还包括将第一和第二采样的幅值相加，并且通过将相加的幅值与第二预定阈值相比较得到上述标准。

3.根据权利要求1所述的箝位方法，还包括如果满足上述标准，则将第一和第二采样与一个参数相乘。

4.根据权利要求1所述的箝位方法，上述标准将由脉冲整形滤波器执行的插入和在相加之前的后续频率复用考虑在内。

5.一种计算机程序，用于执行根据权利要求1所述的箝位方法。

6.一种对至少第一和第二输入信号进行箝位的电路，用于提供不超过预定阈值的输出信号，该电路包括：

用于输入第一输入信号的第一采样和第二输入信号的第二采样的输入装置，

将一个标准应用于第一和第二采样的装置，以及

如果满足上述标准，对第一和/或第二采样进行箝位的装置，以便启动后续滤波器以及对第一和第二输入信号的求和操作，使得不超过预定阈值。

7.根据权利要求6所述的电路，其中，应用上述标准的装置包括：

用于将第一和第二采样的幅值相加的装置，以及

用于将相加的幅值与预定阈值进行比较以应用上述标准的装置。

8.根据权利要求7所述的电路，其中，如果满足上述标准，箝位装置包括将第一和/或第二采样与一个参数相乘的乘法装置。

9.根据权利要求6所述的电路，其中，应用标准的装置适合于应用这样一个标准，它将由脉冲整形滤波器执行的后续插入以及对第一和第二输入信号的后续频率复用考虑在内。

10.一种无线系统，如基站或CDMA无线发射机，包括根据权利要求6所述的电路。

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