專利名稱：一種信號削波方法、裝置、系統以及信號發射系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域的信號處理技術，尤其涉及一種信號削波方法、裝 置、系統以及信號發射系統。
背景技術：
在通信技術領域中，多載波信號的合成包絡會導致信號的PAR (Peak Average Ratio,峰均比)很高。當高PAR的信號通過基站功率放大器時，為 了避免信號失真和頻譜再生，需要功率放大器具有更大的線性范圍，也就是 功率放大器必須放大具有高PAR的信號并發送該放大后的信號，這樣，必然 會降低基站功率放大器的輸出功率，增加功率放大器在效率上的壓力。所 以，為了減小信號的PAR,進而增加功放的有效輸出功率以及降低功放在提 升效率上的壓力，要對信號波形進行削去峰值的CFR處理(Crest Factor Reduced,簡稱削波)。
現有的削波方法主要是將從輸入信號中提取的初始噪聲經過高階帶通 濾波處理后生成疊加需要的削波噪聲，再將削波噪聲反向疊加輸入信號即完 成削波處理，現有技術在實現中需要占用大量的硬件資源。
發明內容
本發明的實施例提供了一種信號削波方法、裝置、系統以及信號發射系 統，其以優化的硬件資源實現對信號峰均比的抑制。 一種信號削波方法，包括
對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號，將以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信號；
將所述最大峰值點信號與預設的削波系數相乘得到削波噪聲信號； 將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號完成削波處理。 一種信號削波裝置，包括
待削波信號單元，用于對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限 的最大峰值點信號，以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信
削波噪聲信號單元，用于將所述最大峰值點信號乘以預設的削波系數得 到削波噪聲信號；
削波處理單元，用于將所速削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號實現
削波處理； .
預設參數存儲單元，用于存儲所述預設的消波系數、預設門限。 一種信號削波系統，包括k個依次連接的信號削波裝置，其中，k>1。 一種信號發射系統，包括功率放大器以及與所述功率放大器的輸入端
連接的信號削波裝置，其中，所述信號削波裝置為一個或一個以上依次連接。
由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去 除輸入信號的一個最大峰值點信號，其邏輯設計上筒單，可以在優化硬件資 源的情況下實現對高峰均比信號的抑制，進而減小功放在輸出功率和效率上 的壓力。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發 明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的 前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例 一信號削波方法的流程框圖2為本發明實施例二信號削波方法的流程框圖3為本發明實施例二信號削波方法中削波隊列的原理示意圖4為本發明實施例三信號削波方法的流程框圖5為本發明實施例四信號削波裝置的結構框圖6為本發明實施例五信號削波裝置的結構框圖7為本發明實施例五信號削波裝置的原理示意圖8為本發明實施例六信號削波系統的結構框圖9為本發明實施例七信號發射系統的結構框圖。
具體實施方式
'
在實現本發明.過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題 一般 采用如FPGA (Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)等邏輯 器件進行濾波器硬件設計，而高階的帶通濾波器一般都是復數帶通濾波器， 其中乘法操作的次數增加明顯，再結合本身的高階特性，在FPGA等邏輯器件 中實現中需要占用大量的硬件資源，因此現有的削波方法存在占用大量硬件 資源實現比較復雜，而且不易多級擴展的缺陷。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而 不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒冇做 出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例一
如圖1所示信號削波方法的流程框圖，本實施例提出 一種信號削波方法， 包括
得到待削波信號的步驟10:對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設 門限的最大峰值點信號，將以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待
7削波信號，可以知道，峰值點信號可以視為超過預設門限的噪聲信號，這里
根據預設門限找到一個最大峰值點信號；
得到削波噪聲信號的步驟20:將所述最大峰值點信號與預設的削波系數 相乘得到削波噪聲信號；
削波處理的步驟30:將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號完成 削波處理。
上述信號削波方法中輸入信號可以為多載波信號合路后的信號或單載波 信號。對于單載波信號而言，其峰均比一般不是很高；如果是多載波信號， 那么多載波信號的合成包絡會導致信號的峰均比很高，所以本實施例的信號 削波方法尤其適用多載波合路信號。
由上述實施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去除輸入信 號的一個最大峰值點信號，需要進行的存儲和計算操作較少，其邏輯設計上 簡單并且FPGA資源占用比較理想，可以在優化硬件資源的情況下實現對高峰 均比信號的抑制，進而增加功放的有效輸出功率，降低功放在提升效率上的 壓力。 -
實施例二
本實施例提出一種信號削波方法，包括得到待削波信號的步驟10:對 輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號，將以該最 大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信號；得到削波噪聲信號的步 驟20:將所述最大峰值點信號與預設的削波系數相乘得到削波噪聲信號；削 波處理的步驟30:將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號完成削波處 理。
具體而言，如圖2所示，首先，在得到待削波信號的步驟10中包括 采樣步驟101:參見圖3削波隊列的原理示意圖以信號流向做出說明，初 始采樣點信號1按照一定采樣速率依次輸入削波隊列，以n個采樣點數據為一幀，n值的選取主要與信號峰均比大小以及信號中超過預設門限的峰值噪聲點 密度大小有關，r^1，本發明實施例中n232,削波隊列至少有四幀采樣點數 據，如隊首幀3n: 4n-1、隊尾幀0: n-1以及中間兩幀n: 2n-1——2n: 3n-1, 在削波隊列中，其中間兩幀n: 2n-1——2n: 3n-1共為兩幀2n個采樣點數據， 其為尋找最大峰值點信號的區域；
- 查詢最大峰值點信號的步驟102:從削波隊列中間兩幀n: 2n-1——3n-1 的2n個采樣點數據對應的中間兩幀采樣點信號2中找出 一個超過預設門限的最 大峰值點信號；
獲得待削波信號的步驟103:將以該最大峰值點信號為中心相對稱的2n個 采樣點信號(不包括該最大峰值點信號本身)作為本次削波處理的待削波信 號5,參見圖3，可能存在這樣的情況，該最大峰值點信號不一定是削波隊列 中間兩幀n: 2n-1——3n-1的中心采樣點數據對應的采樣點信號，那么以該最 大峰值點信號為中心相對稱的2n個采樣點信號可能會包含隊首幀3n: 4n-1或 隊尾幀O: n-1中的某些采樣點數據對應的采樣點信號，這樣看來，所述削波 隊列至少有四幀采樣點信號，以保證削波時信號頻譜不失真。
接著，在得到削波噪聲信號的步驟20中將預設的削波系數依次與所述 最大峰值點信號相乘得到削波噪聲信號。預設的削波系數可以根據輸入信號 的頻鐠特性生成或依照經驗值預設，其主要功能是保證削波噪聲信號的頻譜 不失真。待削波信號為2n個采樣點信號，較佳地，預設的削波系數的個數可 以為《2n ，優化資源利用。
最后，削波處理的步驟30中包括
時延處理的步驟301:將所述待削波信號時延后與所述削波噪聲信號進行 對齊，消除由于不同處理的時延差；
疊加處理的步驟302:將所述待削波信號減去所述削波噪聲信號以完成削 波處理。
上述信號削波方法中輸入信號可以為多載波信號合路后的信號或單載波信號。
本實施例的信號削波方法，還可以在不增加邏輯復雜度的情況下，對輸
入信號循環進行m次削波處理，m值的選取主要根據信號峰均比等特性以及輸 入信號的采樣速率大小來決定，至少md。而且，對輸入信號的削波處理速 率要大于對輸入信號的采樣速率，達到低速采樣高速處理的狀態，在此不做 贅述。
具體而言，參見圖3削波隊列的原理示意圖說明m次削波處理在完成一 次削波處理后，根據處理后的信號8對應的數據更新所述削波隊列中對應的采 樣點數據，再從更新后的中間兩幀n: 2n-1——3n-1的2n個采樣點數據對應的 采樣點信號中重新檢測出最大峰值點信號，然后，根據更新的最大峰值點信 號獲得更新的待削波信號及削波噪聲信號，完成下一次的削波處理。同理， 可以循環完成m次削波處理。
值得注意得到是，在m次削波處理中，雖然都是從中間兩幀n: 2n-1— — 3n-1的2n個采樣點數據對應的采樣點信號中檢測最大峰值點信號，但是由于 每次在這個區域中檢測出的最大峰值點信號不一定相同，那么以該最大峰值 點信號為中心相對稱的2n個采樣點信號也不一定相同。
由上述實施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去除輸入信 號的一個最大峰值點信號，經過m次循環削波處理實現對信號峰值的抑制， 需要進行的存儲和計算操作較少，其邏4設計簡單并且FPGA資源占用比較理 想，可以在優化硬件資源的情況下對高峰均比信號的抑制，進而增加功放的 有效輸出功率，降低功放在提升效率上的壓力。
實施例三
如圖4所示，本實施例提出一種信號削波方法，可以對輸入信號進行k級 削波處理。k級數選擇主要根據信號峰均比的大小，有些信號只需要一級即可 完成對峰均比的控制，但高峰均比的信號必須要多級才能實現，k〉1。多載
10波信號經過數字上變頻/合路后，經k級削波處理后通過數字預失真進一步將輸
出信號傳遞給功率放大器。
真體而言，參見圖3削波隊列的原理示意圖說明k級削波處理，對中間兩 幀n: 2n-1——3n-1的2n個采樣點數據對應的采樣點信號進行m次削波處理 后，隊首幀3n: 4n-1的n個采樣點數據對應的采樣點信號9按照一定的速率輸 出到下一級削波處理環節，隊尾幀0: n-1的n個采樣點數據對應的采樣點信號 向上移動，這樣一幀新的采樣點信號的進入削波隊列開始削波處理。由于邏 輯設計簡單，信號削波方法易于多級擴展，實現對高峰均比信號更好的抑 制。
由上述實施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去除輸入信 號的 一 個最大峰值點信號，經過m次循環削波處理實現對信號峰值的抑制， 需要進行的存儲和計算操作較少，其邏輯設計簡單并且FPGA資源占用比較理 想，易于多級擴展，可以在優化硬件資源的情況下對高峰均比信號的抑制， 進而增加功放的有效輸出功率，降低功放在提升效率上的壓力。
實施例四
如圖5所示，本實施例提出一種信號削波裝置，輸入信號可以為多載波信 號合路后的信號或單載波信號，包括
待削波信號單元11 ，用于對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門 限的最大峰值點信號，獲得以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待 削波信號，可以知道，峰值點信號可以視為超過預設門限的噪聲信號，這里 根據預設門限找到一個最大峰值點信號；
削波噪聲信號單元21 ，將所述最大峰值點信號與預設的削波系數相乘得 到削波噪聲信號；
削波處理單元31 ，用于將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號實 現削波處理；預設參數存儲單元，用于存儲所述預設的消波系數、預設門限。 由上述秀施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去除輸入信 號的一個最大峰值點信號，需要進行的存儲和計算操作較少，其邏輯設計上 簡單并且FPGA資源占用比較理想，可以在優化硬件資源的情況下實現對高峰 均比信號的抑制，進而增加功放的有效輸出功率，降低功放在提升效率上的 壓力。
實施例五
本實施例提出一種信號削波裝置，包括待削波信號單元11，用于對輸 入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號，獲得以該最 大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信號；削波噪聲信號單元21, 將所述最大峰值點信號與預設的削波系數相乘得到削波噪聲信號；削波處理 單元31,用于將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號實現削波處理； 預設參數存儲單元41，用于存儲所述預設的消波系數、預設門限。
具體而言，如圖6以及圖7所示，待削波信號單元11包括
采樣單元111 ，用于采集信號并將采樣點信號對應的數據組成削波隊列， 所述削波隊列包括至少四幀采樣點數據幀，每幀采拜點數據幀包括n個采樣點 信號對應的采樣點數據，n值的選取主要與信號峰均比的大小以及信號中超過 預設門限的峰值噪聲點的密度大小有關，n21,本發明實施例"32;
最大峰值點查詢單元112,用于從所述削波隊列的中間兩幀中檢測出超過 預設門限的最大峰值點信號；
待削波信號產生單元113，用于將以該最大峰值點信號為中心相對稱的2n 個采樣點信號作為待削波信號，如圖7所示，削波隊列的中間兩幀n: 2n-1 — 一3n-1共2n個采樣點數據對應的采樣點信號為最大峰值點信號的選擇區域。
削波處理單元31包括
時延單元311 ，用于將所述待削波信號時延后與所述削波噪聲信號進行對齊，消除由于不同處理的時延差；
減法單元312，用于將所述待削波信號減去所述削波噪聲信號。
所述信號削波裝置，還包括緩存單元51，用于存儲所述削波隊列，根 據削波處理后的信號對應的數據更新所述削波隊列中相應的采樣點數據，以 進行下一次削波處理，循環更新完成m次削波處理，其中，所述rral。而且， 緩存單元內存儲數據的處理速率大于所述采樣單元的采樣速率，達到低速采 樣高速處理的狀態，在此不做贅述。
預設的削波系數可以根據輸入信號的頻語特性生成或依照經驗值預設， 其主要功能是保證削波噪聲信號的頻語不失真。待削波信號為2n個采樣點信 號，較佳地，削波系數的個數可以為^2n,
下面以信號削波裝置的信號流向來說明如何實現一級信號削波處理，參 見圖7,首先，初始采樣點信號1按照一定采樣速率依次輸入削波隊列，以n個 采樣點數據為一幀，輸入四幀數據，包括隊尾幀0: n-1、隊首幀3n: 4n-1以 及中間兩幀n: 2n-1——2n: 3n-1;接著，根據中處理器配置的預設門限3， 待削波信號產生單元112從削波隊列中間兩幀n: 2n-1——2n: 3n-1的2n個采 樣點數據對應的采樣點信號2中檢測出一個最大峰值點信號，并根據最大峰值 點信號從削波隊列對應的信號中確定出以該最大峰值點信號為中心相對稱的 2n個采樣點信號作為待削波信號5;然后，根據蕞大峰值A信號和預設6，削波 系數4,削波噪聲信號單元21得到削波噪聲信號6;接著，待削波信號5經過時 延單元311后形成時延待削波信號7，減法單元312將時延待削波信號7疊加削 波噪聲信號6，完成一次削波處理；而后，經削波處理后的信號8對應的數據 更新削波隊列的相應采樣點數據，循環進行m次削波處理；最后，隊首幀 3n: 4n-1中n個采樣點數據對應的采樣點信號9按照一定的信號速率輸出，一 級信號削波處理完成。
由上述實施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去除輸入信 號的一個最大峰值點信號，經過m次循環削波處理實現對信號峰值的抑制，需要進行的存儲和計算操作較少，其邏輯設計簡單并且FPGA資源占用比較理 想，可以在優化硬件資源的情況下對高峰均比信號的抑制，進而增加功放的' 有效輸出功率，降低功放在提升效率上的壓力。
實施例六
如圖8所示削波系統的結構框圖，本實施例提出一種信號削波系統，包括 k個依次連接的信號削波裝置，主要根據信號峰均比的大小選擇信號削波裝置 的個數，有些信號只需要一級即可完成對峰均比的控制，即k-1，但高峰均比
的信號必須要多級才能實現，k>1，如CFR—1、 CFR—2........ CFR—K等。
k級削波的各級削波內部處理的流程完全一致，可以參見實施例二或五，在此 不作贅述。
具體以進行二級削波為例，信號削波裝置CFR—1經過對削波隊列中間兩 幀采樣點數據對應的采樣點信號進行m次削波處理后，輸出隊首幀的采樣點 數據對應的采樣點信號進入下 一個信號削波裝置CFR—2進行削波處理，同 時， 一幀新的采樣點信號輸入所述信號削波裝置CFR—1開始新的削波處理。 由于邏輯設計簡單，信號削波方法易于多級擴展，實現對高峰均比信號更好 的抑制。
由上述實施例提供的技術方案可以看出， 一次削波處理實現去除輸入信 號的一個最大峰值點信號，經過m次循環削波處理實現對信號峰值的抑制， 需要進行的存儲和計算操作較少，其邏輯設計簡單，并且FPGA資源占用比較 理想易于多級擴展，可以在優化硬件資源的情況下對高峰均比信號的抑制， 進而增加功放的有效輸出功率，降低功放在提升效率上的壓力。
實施例七
如圖9所示， 一種信號發射系統，包括'功率放大器以及與所述功率放大 器的輸入端連接的信號削波裝置，其中，信號削波裝置為一個CFR—1，或者 信號削波裝置為一個以上依次連接，如CFR—1........ CFR—K等。多載波信號經過數字上變頻/合路后，經CFR—1........ CFR—K信號削波
裝置進行削波處理后通過數字預失真進一步將輸出信號傳遞給功率放大器。
由上述實施例提供的技術方案可以看出，信號削波裝置邏輯設計簡單， 并且FPGA資源占用比較理想易于多級擴展，通過一個或一個以上的信號削波 裝置對高峰均比信號進行削波處理，進而實現增加功放的有效輸出功率，降
低功放在提升效率上的壓力。
另外，本領域技術人員可以理解，本發明實施例所提供的方法中，其全 部或部分步驟是可以通過程序指令相關的硬件來完成。比如可以通過計算機 運行程耒完成。該程序可以存儲在可讀取存儲介質，例如隨機存儲器、磁 盤、光盤等。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍'并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可 輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明 的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1、一種信號削波方法，其特征在于，包括對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號，將以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信號；將所述最大峰值點信號與預設的削波系數相乘得到削波噪聲信號；將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號完成削波處理。
2、 根據權利要求1所述的信號削波方法，其特征在于，所述對輸入信號 進行采樣并從中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號，將以該最大峰值點 信號為中心的采樣點信號作為待削波信號的步驟包括對輸入信號采樣并以n個采樣點信號對應的采樣點數據為一幀，依次輸入 至少四幀采樣點數據幀組成削波隊列，其中，所述nd;從所述削波隊列的中間兩幀中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號； 將以該最大峰值點信號為中心對稱的2n個采樣點信號作為待削波信號。
3、 根據權利要求1述的信號削波方法，其特征在于，所述將所述削波噪 聲信號反向疊加所述待削波信號完成削坎處理的步驟包括將所述待削波信號時延后與所述削波噪聲信號進行對齊； 將所述待削波信號減去所述削波噪聲信號以完成削波處理。
4、 根據權利要求2所述的信號削波方法，其特征在于，還包括根據削波處理后的信號對應的數據更新所述削波隊列中杻應的采樣點數 據以進行下 一次削波處理，循環更新完成m次削波處理，輸出所述削波隊列 的隊首幀并輸入新的隊尾幀，其中，所述m21。
5、 根據權利要求1或2所述的信號削波方法，其特征在于，所述削波處理 的速率大于對所述輸入信號的采樣速率。
6、 一種信號削波裝置，其特征在于，包括待削波信號單元，用于對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限 的最大峰值點信號，以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信 號；削波噪聲信號單元，用于將所述最大峰值點信號乘以預設的削波系數得到削波噪聲信號；削波處理單元，用于將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號實現 削波處理；預設參數存儲單元，用于存儲所述預設的消波系數、預設門限。
7、 根據權利要求6所述的信號削波裝置，其特征在于，所述待削波信號 單元包括采樣單元，用于采集信號并將采樣點信號對應的數據組成削波隊列，所 述削波隊列包括至少四幀采樣點數據幀，每幀采樣點數據幀包括n個采樣點信 號對應的采樣點數據，其中，所述化1;最大峰值點查詢單元，用于從所述削波隊列的中間兩幀中檢測出超過預 設門限的最大峰值點信號；待削波信號產生單元，用于將以該最大峰值點信號為中心對稱的2n個采 樣點信號作為待削波信號。
8、 根據權利要求6所述的信號削波裝置，其特征在于，所述削波處理單 元包括時延單元，用于將所述待削波信號時延后與所述削波噪聲信號進行對齊；減法單元，用于將所述待削波信號減去所述削波噪聲信號。
9、 根據權利要求7所述的信號削波裝置，其特征在于，所述信號削波裝 置還包括緩存單元，用于存儲所述削波隊列，根據削波處理后的信號對應 的數據更新所述削波隊列中相應的采樣點數據，循環更新完成m次削波處理，其中，所述rn^1。
10、 一種信號削波系統，其特征在于，包括k個依次連接的如權利要求6-9所述的如權利要求6-9所述的信號削波裝置，其中，所述k〉1。
11、 一種信號發射系統，其特征在于，包括功率放大器以及與所述功 率放大器的輸入端連接的如權利要求6-9所述的信號削波裝置，其中，所述信 號削波裝置為一個或一個以上依次連接。
全文摘要
本發明公開了一種信號削波方法，包括對輸入信號進行采樣并從中檢測出超過預設門限的最大峰值點信號，將以該最大峰值點信號為中心的采樣點信號作為待削波信號；將所述最大峰值點信號與預設的削波系數相乘得到削波噪聲信號；將所述削波噪聲信號反向疊加所述待削波信號完成削波處理。本發明還公開了一種信號削波裝置、系統以及信號發射系統。本發明信號削波方法、裝置、系統以及信號發射系統一次削波處理實現去除輸入信號的一個最大峰值點信號，其邏輯設計上簡單，可以在優化硬件資源的情況下實現對高峰均比信號的抑制，進而減小功放在輸出功率和效率上的壓力。
文檔編號H04B7/005GK101442348SQ20081024070
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月22日 優先權日2008年12月22日
發明者付衛香, 劉宇航, 迪 吳 申請人:華為技術有限公司