CN1777046A - 用于降低移动电话中的峰均功率比的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于改善移动终端特别是UMTS移动终端的输出信号的方法，包括步骤：a.对所述信号进行限幅，以便将其峰均功率比降低到预定门限；b.将所述限幅信号提交给设计用来放大限幅信号的功率放大器。因此，移动终端的功率放大器设计将独立于移动终端的数字处理链中所使用的信道数量。

Description

用于降低移动电话中的峰均功率比的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于改善UMTS(通用移动通信系统)移动终端的输出信号的方法以及一种设计用于实现该方法的移动终端。
背景技术
在移动电话中增加新的信道可能会引起从移动终端发送到基站的信号的峰均功率比(PAR)的变化。例如，由于用于3GPP规范(第三代合作伙伴计划)的第5版中的高速下行链路分组接入(HSDPA)的新的控制信道，与3GPP 99年版相比，从移动终端发送到基站的信号的PAR显著地提高了。这一点以及移动终端发送的信号必须符合3GPP定义的频谱发射屏蔽的事实使得新的解决方案变得必要。例如，上述问题可能引起新的功率放大器设计，移动终端的放大器更强大或功率回退(back-off)更大或输出功率降低。这些解决方案要么不是能量有效的，要么降低了小区覆盖。能量效率是移动终端制造商的重要问题，小区覆盖是运营商的重要问题。因此，所有讨论过的解决方案都不是最佳的，并且迄今为止，在3GPP中没有达成一致。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于限制移动终端的输出信号的最大PAR的方法和移动终端。
这一目的通过一种用于改善UTMS移动终端的输出信号的方法来实现，该方法包括步骤：
a)将所述信号的信号峰值限幅到预定门限以便降低其峰均功率比(peak to average power ratio)；
b)将所述限幅信号提交给用来放大该限幅信号的功率放大器。
限幅是一种数字信号处理，其从信号上消除较大的峰值而对信号频谱的损害最小。因此，限幅信号的PAR变得小于未限幅信号的PAR，而只丢失最少的信息或不丢失信息。将这种信号限幅集成到移动终端发射机中，移动终端无须在功率放大器链中进行任何改变，就可以比较容易地处理具有较高PAR的信号。移动终端放大器的能量效率将保持不变，或甚至变得更好。这意味着可以增加附加信道。功率放大器设计将独立于信道数量。因此，方便了功率放大器设计。
在采用支持HSDPA、HSUPA(高速上行链路分组接入)或在3GPP99年版之后引入的任意其他上行链路信道的移动终端时，本发明的方法特别有利。应用本发明的方法，由移动终端发送的模拟输出信号的PAR受到最大PAR的限制。PAR是信号参数的瞬时峰值即最大幅度与其时间平均值的比值。根据本发明，为信号参数“功率”确定峰均比。
在本发明的一个优选变型中，计算信号的每个数据采样的功率，并且如果该功率高于预定门限则对信号进行限幅。限幅是以非恒定包络限制信号和发射机的较大功率峰值。原则上，可以采用两种不同类型的限幅。第一种可能的类型是软限幅。
在软限幅中，如果输入信号功率高于限幅门限，则从输入信号功率中减去具有预定带宽的修正信号功率。这种方法会影响相邻的数据采样。但是，这种方法不会影响相邻信道泄漏功率比(ACLR)。
第二种可能的类型是硬限幅。在硬限幅中，独立地限制每个数据采样。如果输入信号功率达到限幅门限，则削减输入信号功率。这对于相邻采样没有影响，但是对ACLR有影响。
在本方法的一个优选变型中，在放大之前对限幅信号进行滤波。这样做的优点是在放大前使边缘平滑。如果采用硬限幅，则这样做是特别有利的。
因为移动终端只以一个载波工作，所以应用单载波限幅。这不如多载波限幅复杂并且考虑到了移动终端的资源是有限的。单载波限幅可以从UMTS基站发射机中所使用的多载波基站限幅中得出。
本发明还涉及一种包括数字信号处理链的移动终端，其中所述链包括用于将待发送信号的峰均功率比降低到预定门限的限幅模块，将所述限幅信号馈送给所述移动终端的设计用于放大限幅信号的功率放大器。信号限幅成为将复数据信号馈入数模转换器的移动终端数字处理链的一部分。由于限幅也是一种数字信号处理，所以可以将其集成到现有的数字信号处理单元中。对于将来的3GPP版本，例如主要以HSPDA作为新特征的第5版，可以重用现有的移动终端功率放大器设计。本发明的移动终端具有增强的功率放大效率，并且因此提高了移动终端的能量效率。此外，可以保持最初规划的小区覆盖。
在一个优选实施例中，移动终端包括在信号处理链与功率放大器之间用于对限幅信号进行滤波的滤波器。具有平滑边缘的滤波信号更容易被放大。
在该移动终端的又一个实施例中，提供数模转换器用于将从数字处理链传送来的复数字信号转换为要提交给混频器的复模拟信号。在混频器中将该复模拟信号合并为一个模拟信号。
从说明书和附图中可以提炼出更多的优点。可以根据本发明单独地或以任何组合形式共同地使用以上和以下中提到的特征。所提到的实施例不应理解为穷尽的列举，而应理解为具有用于描述本发明的示例性特性。
附图说明
附图中示出了本发明。
图1示出了从基带到天线的移动终端发射机链的示意性图示；
图2是用于说明限幅的示图；
图3是示出软限幅的示图；
图4是示出硬限幅的示图。
具体实施方式
图1示出了从该图左手边的基带延伸到天线2的移动终端发射机链1。箭头3表示不同的信道或编码。如果增加一个信道，则输出信号的PAR增大。信道3通向移动终端的数字信号处理单元4。在该数字信号处理单元中集成了信号限幅模块5，其用于在数字信号的功率上升到高于预定门限时对数字信号进行限幅。将I/Q数据即数据采样的实部和虚部传送到数模转换器6。在数模转换器6中，将限幅数字信号转换为包括实部和虚部的模拟信号。将这一模拟信号馈送到混频器7，然后在VCO(压控振荡器)8中将其放大。然后，在滤波器9中对该模拟信号进行滤波，并在通过天线2发送该信号之前在功率放大器10中将其放大。
图2示出了作为数字信号的一部分的复数据采样Sn的图示。数据采样Sn具有相对较大的功率P。功率P大于用圆圈表示的限幅门限Tclip。通过从数据采样Sn例如In、Qn上减去修正值Icorr、Qcorr来进行限幅。从而将限幅数据采样Sn C的信号功率减小到限幅门限Tclip。
图3示出了表示软限幅的示图。该示图示出了归一化信号功率对采样数目的关系。直线20表示限幅门限。如果输入信号功率21增大到高于限幅门限20，则从该输入信号功率21中减去修正信号功率22。从而产生低于或等于限幅门限20的输出信号功率23。
图4示出了用于说明硬限幅的示图。图4的示图再次示出了归一化的信号功率对采样数目的关系。直线30表示限幅门限。如果输入信号功率31增大到高于限幅门限30，则削减该信号，以便产生输出信号功率33。对于具有低于限幅门限30的归一化信号功率的数据采样，输入信号功率和输出信号功率是相同的。
一种用于改善移动终端特别是UMTS移动终端的输出信号的方法，包括步骤：
a.对所述信号进行限幅，以便将其峰均功率比降低到预定门限；
b.将所述限幅信号提交给设计用来放大限幅信号的功率放大器。
因此，移动终端的功率放大器设计将独立于移动终端的数字处理链中所使用的信道数量。

Claims (4)

1.一种用于改善移动终端特别是UMTS移动终端的输出信号的方法，包括步骤：
a.对所述信号进行限幅，以便将其峰均功率比降低到预定门限(Tclip)；
b.将所述限幅信号提交给设计用来放大所述限幅信号的功率放大器(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于计算所述信号的每个数据采样(Sn)的功率，并且如果所述功率高于所述预定门限(Tclip)，则对所述信号进行限幅。
3.一种包括数字信号处理链的移动终端，其中所述链包括用于将待发送信号的峰均功率比降低到预定门限(Tclip)的限幅模块(5)，将所述限幅信号馈送给所述移动终端的设计用于放大所述限幅信号的功率放大器(10)，所述移动终端的特征在于提供数模转换器(6)用于将从所述数字处理链传送来的复数字信号转换为要提交给混频器(7)的复模拟信号。
4.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于所述移动终端在所述信号处理链与所述功率放大器(10)之间包括用于对所述限幅信号进行滤波的滤波器(9)。
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