專利名稱：：一種自適應調整門限的峰平比控制方法
技術領域：
：一種自適應調整門限的峰平比控制方法，屬于無線通信
技術領域：
，特別涉及信號的峰平比降低技術。WCDMA(WidebandCDMA)技術作為3G(3rdGeneration,第三代移動通信)的主流標準之一，它是從碼分多址演變而來的。WCDMA系統在實際中已經得到了應用，但是它的發射端進行了多路信號的疊加，將不可避免地遇到峰平比(PAPR)的問題。具體地講，峰平功率比(PAPR，Peak-to-AveragePowerRatio)是指信號包絡的峰值功率與信號包絡的平均功率之比。其數學表達式為其中，x^)為時域信號，tnax("表示求最大值，五[*]表示求數學期望。如果峰平比過大，就要求功率放大器具有很大的線性。否則，當信號峰值進入放大器的非線性區域時，就會使信號產生畸變。為了避免這種情況，功率放大器應工作在大功率補償狀態下。然而，這又將導致非常低的放大功率并使發射機的成本變得非常昂貴。另一方面，WCDMA在移動通信中應用時，由于移動終端的能量很有限，從而要求高效的功率放大。因此，必須采用一定的技術來降低信號的峰平功率比，使發射機中的功率放大器高效工作，并提高系統的整體性能。目前，降低多載波信號峰平比一般有如下幾種方法直接限幅、設計擴頻碼、改變子載波的初始相位、迭加帶外人為信號等。直接限幅法是一種簡單且較易實現的方法，它的基本原理是預定限幅門限，對信號包絡超過門限的部分直接消除
背景技術：
：々)，2;exp(/厶(f))，其中，卜(/)l表示信號的幅度，A(r)表示信號的相位，7;表示限幅門限。即在輸入信號幅度小于門限時，信號直接傳輸；在輸入信號幅度大于門限時，保持信號相位不變，但將幅度限制在門限；。限幅法的復雜度小，冗余度低，可以有效地降低信號峰平比。但它是一個非線性過程，容易造成帶內噪聲和帶外干擾，造成很大的EVM，影響相鄰信道，進而會影響EVM(ErrorVectorMagnitude)是一個用來衡量誤差的參數，表示測量的信號與原參考信號對應的星座點上的偏移量。在3GPP標準中，它被定義為五附=s2-*100%Z'("和及'("分別表示測量的信號和參考信號，N表示子載波的數目。對于現有的系統而言，重新設計擴頻碼會帶來一系列問題；改變子載波信號的初始相位，可操作性不強，實現起來比較困難；疊加帶外人為信號，可以降低多載波信號峰平比，但在實際系統中需要花費比較高的代價在射頻端設計濾波器來濾除帶外信號。總的說來，除了限幅法外，其它方法實現起來都很困難，需要耗費大量的資源，有些甚至還需要改變接收機的結構。
發明內容針對傳統的限幅降低峰平比方法不能很好地在PAPR和EVM之間進行折衷的問題，本發明提出一種根據不同PAPR和EVM要求的情況，自適應地調整門限的方法，以達到改善PAPR的同時，又兼顧了對EVM的要求。如圖2所示，本發明提供的一種自適應調整門限的峰平比控制方法，它包括以下步驟步驟l:設置初始的峰值門限7^:根據系統設計時提出的EVM及PAPR指標大小設置EVM及PAPR指標所對應的初始門限(系統設計時的指標可以從計算機仿真篩選得到)；步驟2:將待處理的信號(需要進行峰值處理的信號)/'分成兩路，然后對其中一路進行濾波得到濾波后的信號C^，對另一路進行延時，得到延時后的信號/;步驟3:用公式4計算壓縮比例b:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式4中，^是步驟1中所設置的初始峰值門限，/是步驟2中延時后的信號，而0,則是步驟2中濾波后的信號；步驟4:判斷步驟3得到的壓縮比例b是否在EVM確定壓縮比例的范圍內。如果是，則轉入步驟5;否則，對初始設置的峰值門限7^作自適應調整后返回到步驟3;步驟5:如果濾波輸出的信號模值l《,l大于峰值門限7^,則進入步驟6;如果濾波后信號化,的模值|化」小于或等于峰值門限7^，則直接輸出，并結束處理；步驟6:優化濾波器各系數對峰值的影響，再次計算壓縮比例6';步驟7:對信號/乘上壓縮比例6'作為輸出信號。需要說明的是步驟6中提到的濾波器各系數對峰值的影響，是指輸入信號進入成型濾波器后，得到的峰值信號的大小。具體地講，成型濾波器內部存在一種線性結構，也就是說它有一組的濾波器系數，每當信號進入成型濾波器后，它會與其相對應的濾波器系數相乘，然后再對每一組乘積相加，從而得到了當前輸入對應的輸出信號。本發明的有益效果通過對比傳統的峰平比控制方法，本發明的優勢體現在1、PAPR降低效果明顯。自適應調整門限的方法進行了兩次壓縮比例的計算，第一個壓縮比例作為自適應門限調整的依據，第二個壓縮比例作為信號壓縮的因子。而且對于每個不同的符號，壓縮的比例也不同，這不但保證了總體PAPR得到很好的抑制，還保證了每個符號的PAPR不會超出既定的范圍。2、通過自適應地調整峰值門限，可以保證EVM滿足實際的需要，因此適用于對PAPR和EVM同時有要求的情況。3、系統的誤碼率性能好。因為本發明在控制峰平比的情況下，考慮了系統對EVM的要求。4、充分利用了濾波器的線性結構及其各系數對信號的影響。5、直接利用了濾波器的實際輸出作為判斷依據，而不是用預測的方法。6、頻譜的損失小，滿足3GPP標準中臨近信道泄露比(ACLR，AdjacentChannelLeakagepowerRatio)的要求。7、在接收端無需改變接收機的結構。綜上所述，本發明提供的一種自適應調整門限的峰平比控制方法，可以通過EVM的具體要求自適應地對門限進行調整，可以在控制PAPR的同時，滿足EVM的要求。而現有的多數峰平比控制方案要么PAPR降低效果不明顯，要么EVM偏高，而本發明的提供的方法則較好地滿足了二者的要求。圖1是一種WCDMA信號的PAPR控制原理圖。圖2是峰值處理算法的流程框圖。圖3是圖2中調整門限的流程圖。圖4是圖2中優化濾波器各系數對峰值影響的流程圖。具體實施例方式本發明適合對EVM有要求的峰平比控制系統，如WCDMA系統、TD-SCDMA系統等。這里以64個用戶的WCDMA系統為例來介紹該算法的具體實現過程。但需要說明的是，這里僅以WCDMA作為例子分析本發明，凡是其它系統用到了本發明中提到的算法思想，都應該在權利要求書的保護范圍之內。實施方式如流程圖2所示，具體步驟如下步驟l:利用計算機仿真得到峰值門限與EVM及PAPR指標的關系表，比如表l就是計算機仿真64個用戶的WCDMA系統所得到的峰值門限與PAPR和EVM的關系表，在表1中選定系統所要求EVM及PAPR指標所對應峰值門限值作為初始峰值門限7;,，例如當系統設計時需要PAPR的為4.7dB,平均EVM為10.36%時，則峰值門限7^選擇為1.5;表1初始門限設置參考表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1中的PAPR是在設置不同峰值門限&的情況下，根據仿真得到的CCDF(ComplementaiyCumulativeDensityFunction)曲線在概率為0.01%時對應的值。步驟2:將待處理的信號/。'分成兩路，然后對其中一路進行濾波得到濾波后的信號6^，對另一路進行延時，得到延時后的信號/;步驟3:計算壓縮比例，用公式計6=^l"'l算壓縮比例b，式中，7^是步驟1中所設置的初始峰值門限，/是步驟2中延時后的信號，而6>,則是濾波后的信號；步驟4:根據EVM確定壓縮比例的范圍，并判斷步驟3得到的壓縮比例b是否在此范圍，如果是，則轉入步驟5;否則，再判斷壓縮比例b是否小于壓縮比例的范圍的最小值，如果壓縮比例b是小于壓縮比例的范圍的最小值則增大T^，如果壓縮比例b是大于壓縮比例的范圍的最大值則減小7^，然后返回到步驟3;步驟5:如果濾波輸出的信號模值|0」大于峰值門限7^，則進入步驟6;如果濾波后信號C^的模值IOj小于或等于峰值門限^，則直接輸出，并結束處理；步驟6:優化濾波器各系數對峰值的影響，再次計算壓縮比例&';步驟7:根據步驟6中得到的壓縮比例6'，對信號/乘上6'進行壓縮。最后，將壓縮后的信號再作為后端濾波器的輸入信號。由于要對濾波輸出的信號模值IO」超過峰值門限7^的信號進行處理，所以要分析信號<9,和/'的關系，以及信號/和/'的關系，步驟6涉及的優化濾波器各系數對峰值的影響，在圖4中給出了一個示例，該處理過程包括以下幾個步驟步驟l:根據成型濾波器的線性關系，找出信號0,對應的輸入信號/';步驟2:分析信號/"'經過延時器得到的信號/";步驟3:利用信號(9,、/，以及前面提到的峰值門限，計算得到壓縮比例6'。權利要求1、一種自適應調整門限的峰平比控制方法，其特征是它包括以下步驟步驟1設置初始的峰值門限TH根據系統設計時提出的EVM及PAPR指標大小設置EVM及PAPR指標所對應的初始門限；步驟2將待處理的信號分成兩路，然后對其中一路進行濾波得到濾波后的信號Out，對另一路進行延時，得到延時后的信號In；步驟3用公式4計算壓縮比例b公式4中，TH是步驟1中所設置的初始峰值門限，In是步驟2中延時后的信號，而Out則是步驟2中濾波后的信號；步驟4判斷步驟3得到的壓縮比例b是否在EVM確定壓縮比例的范圍內。如果是，則轉入步驟5；否則，對初始設置的峰值門限TH作自適應調整后返回到步驟3；步驟5如果濾波輸出的信號模值|Out|大于峰值門限TH，則進入步驟6；如果濾波后信號Out的模值|Out|小于或等于峰值門限TH，則直接輸出，并結束處理；步驟6優化濾波器各系數對峰值的影響，再次計算壓縮比例b′；步驟7對信號In乘上壓縮比例b′作為輸出信號。2、根據權利要求1中所述的一種自適應調整門限的峰平比控制方法，其特征是初始的峰值門限方法可以通過系統仿真得到峰值門限與EVM及PAPR指標的數據關系，以及各數據關系所對應關系表，然后根據系統的對EVM及PAPR指標的要求從所述的數據關系表中找到峰值門限，將該峰值門限作為初始的峰值門限。全文摘要一種自適應調整門限的峰平比控制方法，包括門限設置、門限調整、自適應壓縮等步驟。本發明利用了一種自適應的門限設置方法，可以根據實際對EVM和PAPR的需要，設定不同的峰值門限。當需要較低EVM的時候，可以把峰值門限調高；而如果對EVM的要求不高，但需要較低的PAPR的時候，又可以把峰值門限降低。同時，本發明還可以自適應地調整峰值門限的大小。該方法可以保證在EVM滿足要求的情況下，盡可能地降低信號的峰平比。本發明在對信號進行壓縮的過程中，既考慮了當前輸入信號的影響，也考慮了其周圍值的影響，從而可以保證每個樣點的峰平比都得到較好的控制。該方法對PAPR的降低效果明顯，適用于PAPR和EVM同時有要求的系統，如WCDMA系統。文檔編號H04L27/26GK101447966SQ20081014808公開日2009年6月3日申請日期2008年12月29日優先權日2008年12月29日發明者何興建,唐友喜,符初生申請人:電子科技大學