一種降低多載波峰均比的方法及系統的制作方法

專利名稱：一種降低多載波峰均比的方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，時分同步碼分多址技術)系統，尤其涉及一種降低多載波峰均比的方法及系統。
背景技術：
由于移動通信系統已向多載波系統發展，同時采用非恒包絡的調制方式，因此會 導致輸入到功放的信號具有較大峰均比，而功放線性區間有限，為實現線性放大，可以采用 功率回退，但這樣就限制了功放效率。當功放的輸入信號有較大峰均比時，為克服功放的非線性影響，一般采用功率回 退或者功放線性化等技術。如果功放的輸入信號有較小的峰均比，可以使得功放回退較小， 從而提高功放效率。對于移動通信系統，為提高功放效率，一方面需要將功放線性化(可采用數字預 失真技術(Digital Pre-Distortion, DPD))，另一方面需要降低功放輸入信號的峰均比 (采用CFR(Crest Factor Reduction,削峰))，為功放提供峰均比較低的輸入信號。通過中頻時延能夠有效降低DUC(Digital Up Convert，數字上變頻)過程中輸出 的峰均比，但是現有技術通常是將延遲設定為固定值，這樣在不同載波配置、不同數據源配 置的情況下，DUC輸出的峰均比可能很高，因此不能夠有效地通過自適應調整延遲來降低峰 均比。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種降低多載波峰均比的方法及系統，以克服現 有技術中通過中頻以后信號峰均比較高的缺點為解決上述問題，本發明提供了一種降低多載波峰均比的方法，包括在信號輸入功放之前，對該信號進行數字上變頻(DUC)處理，且在該處理過程中 進行中頻時延；處理完成后，再對幅度超過預設峰值門限值的信號進行削峰處理，并根據預 設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整數字上變頻過程中各路信 號的延遲量。進一步地，上述方法還可具有以下特征所述對信號進行數字上變頻處理，且在該處理過程中進行中頻時延是指對所述 信號進行過采樣，生成多路過采樣信號后，分別對每路信號進行頻移、延遲后，進行合路輸
出ο進一步地，上述方法還可具有以下特征分別對每路信號進行頻移是指將每路信號與不同振蕩頻率的數字控制振蕩器 (NCO)信號相乘，得到搬移到不同的頻點上的各路信號。進一步地，上述方法還可具有以下特征所述根據預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整各路DUC信號的延遲量是指如判斷出預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的 次數大于預設值，則增加各路DUC信號的延遲量。進一步地，上述方法還可具有以下特征各路信號的延遲量按如下公式計算
XIFD，其中，N是信號的路數，IFD 是中頻時延間隔，其值為正整數；增加各路DUC信號的延遲量是指增大IFD的值。本發明還提供了一種降低多載波峰均比的系統，包括數字上變頻(DUC)模塊和 削峰(CFR)模塊；DUC模塊用于在接收到輸入到功放之前的基帶信號后，對該信號進行DUC處理，且 在該處理過程中進行中頻時延；還用于在處理完成后，將信號發送給所述CFR模塊；所述CFR模塊用于對接收到的幅度超過預設峰值門限值的信號進行削峰處理，并 根據預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整數字上變頻過程中 各路信號的延遲量。進一步地，上述系統還可具有以下特征所述DUC模塊用于對信號進行數字上變頻處理，且在該處理過程中進行中頻時延 是指所述DUC模塊用于對所述信號進行過采樣，生成多路過采樣信號后，分別對每路信號 進行頻移、延遲后，進行合路輸出。進一步地，上述系統還可具有以下特征所述DUC模塊用于分別對每路信號進行頻移是指所述DUC模塊用于將每路信號 與不同振蕩頻率的數字控制振蕩器(NCO)信號相乘。進一步地，上述系統還可具有以下特征所述CFR模塊用于根據預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的 次數調整各路DUC信號的延遲量是指所述CFR模塊用于如判斷出預設時間間隔內幅度超 過所述峰值門限值的信號出現的次數大于預設值，則增加各路DUC信號的延遲量。進一步地，上述系統還可具有以下特征各路信號的延遲量按如下公式計算
XIFD，其中，N是信號的路數，IFD 是中頻時延間隔，其值為正整數；增加各路DUC信號的延遲量是指增大IFD的值。采用本發明能有效降低DUC輸出的PAR (Peak to Average Power feitio，峰均功率 比)，為后續削峰處理降低難度，為功放提供更小動態范圍輸入信號，提高功放效率。


圖1為本發明實施例中降低多載波峰均比的系統結構圖；圖2為本發明實施例中DUC過程的流程圖；圖3為本發明實施例中CFR模塊反饋激勵的流程圖；圖4為本發明實施例中混頻過程示意圖；圖5為本發明實施例中延遲單元實現的結構圖；圖6為本發明實施例中CFR模塊的結構圖。
具體實施例方式下面將結合附圖及實施例對本發明的技術方案進行更詳細的說明。本發明所述方法的基本構思是在信號輸入功放之前，對該信號進行數字上變頻 處理，且在該處理過程中進行中頻時延；處理完成后，再對幅度超過預設峰值門限值的信號 進行削峰處理，并根據預設時間間隔內幅度超過上述峰值門限值的信號出現的次數調整各 路DUC信號的延遲量。其中，對信號進行數字上變頻處理，且在該處理過程中進行中頻時延是指對信號 進行過采樣，生成多路過采樣信號后，分別對每路信號進行頻移、延遲后，進行合路輸出。優 選地，每路信號的頻移量不同且延遲量也不相同。對每路信號進行不同頻移量的頻移可以 采用如下方法將每路信號與不同振蕩頻率的NCO(Numerical Controlled Oscillator，數 字控制振蕩器)信號相乘以使每路信號搬移到不同的頻點上。此外，根據預設時間間隔內幅度超過上述峰值門限值的信號出現的次數調整各路 DUC信號的延遲量是指如判斷出預設時間間隔內幅度超過上述峰值門限值的信號出現的 次數大于預設值，則增加各路DUC信號的延遲量。優選地，各路信號的延遲量可以按如下公式計算W 1 :N-1] XIFD，其中，N是信號 的路數，W 1 :N-1] X IFD從0到N-I組成長度為N的矢量，IFD是中頻時延間隔，其值為正 整數。則上述增加各路DUC信號的延遲量是指增大IFD的值以減少DUC峰值生成概率。綜上所述，通過與CFR相結合，能夠自適應調整DUC過程中頻時延，使中頻輸出信 號具有較小的峰均比。相比沒有中頻時延的中頻過程，能夠顯著降低峰均比。如圖1所示，本發明所述系統包括基帶模塊、DUC模塊和CFR模塊，基帶模塊用于 產生TD-SCDMA基帶信號后發送到DUC模塊；DUC模塊用于對基帶信號進行中頻時延的DUC 處理并輸出到CFR模塊；CFR模塊用于對幅度超過預設峰值門限值的信號進行削峰處理，并 根據預設時間間隔內幅度超過上述峰值門限值的信號出現的次數調整各路DUC信號的延 遲量。其中，如圖2所示(以6載波為例)，對基帶信號進行中頻時延的DUC處理是指 對基帶信號進行N倍插值運算(即過采樣)，并將DUC多路輸出與不同振蕩頻率的NCO信號 相乘以搬移到不同的頻點上，然后對相乘后的輸出信號采用不同的延遲以避免峰值疊加， 最后相加合路。中頻時延在DUC模塊的多路合并過程實現，并通過CFR模塊反饋控制每路信號相 對偏移若干個碼片，以此達到消減峰均比目的。與傳統的中頻部分相比，這里對與NCO混頻后的每路信號做適當延遲，再相加。通 過這樣實現的中頻輸出信號，能夠顯著改善輸出信號的峰均比。顯然，關鍵是如何確定每路信號的延遲量。關于延遲確定，由CFR模塊反饋確定， 出現較高峰值是因為多路載波信號同相疊加，為避免出現較高峰值需要將多路載波彼此延 遲一定間隔，通常認為間隔越遠，由疊加造成的峰值概率就越小。為實現削減峰值信號，首先需要尋找到峰值信號。判斷是否輸入峰值信號，需要將 輸入信號的幅度與參考量相比較，如果高于參考量就認為是峰值信號，低于參考量就不是 峰值信號。這個參考量通常被稱為峰值門限。由于高于峰值門限的信號幅度將被削去，所以需要CFR模塊判斷信號幅度是否高于峰值門限。如圖3所示，在預設時間間隔內，如果超過上述峰值門限值，則計數器累加一 次。判斷在預設時間間隔(通常以一個時隙為時間間隔)內，如果該計數值大于某個預設 值(該預設值可由峰值出現概率決定，如果出現概率為0.01，某個時間間隔內有N個數據， 則設定值為N/100)，那么就需要重新計算各路載波的延遲。 其中，各路載波中頻延遲參數可以按如下公式計算W，l，…，N_1]XIFD，這里N 是載波個數，
表示從0到N-I組成的長度為N的矢量，IFD是中頻時延間隔 (IFD ^ 0)。當預設時間間隔內中頻輸出到CFR的峰值個數超過預設值時，CFR模塊就產生 激勵信號以增加IFD，通過適當增加IFD以減少DUC模塊的峰值生成概率。
CFR模塊可以通過上述測量、反饋的方式以降低DUC輸出信號的PAR。與現有技術 相比，降低了 DUC輸出的信號峰均比。本方案適用于FPGA實現，全部采用硬件實現，不需要軟件支持。現結合FPGA說明 實現過程。中頻時延如圖4所示，乘法器將NCO信號與經過過采樣處理的多路信號相乘，實現頻點搬 移。這里NCO按照頻點配置實現。該實現可以采用普通數字NCO混頻方式。其次是延遲單元，每路載波的延遲部分可以采用寄存器來實現，如圖5所示，延遲 M個寄存器，對于第i路信號，其延遲寄存器的個數M = i*IFD，(0 < = i < = N-1)。由于寄存器是物理單元，其個數總是有限的，所以可以事先在每一路配置足夠多 的寄存器，然后按照給定的IFD配置使用，控制寄存器讀取位置即可。也可以使用存儲器代 替寄存器實現。最后是加法器單元，該單元可以采用普通的加法器實現方式。CFR 部分如圖6所示，在CFR模塊內部增加個數比較單元由幅度比較單元對信號與峰值門限進行比較，如果超過峰值門限則計數器加一， 與預設值相比較，如果超過預設值，則輸出激勵信號，DUC模塊將增加IFD，即增大載波信號 間的延遲間隔以減少峰值信號出現概率。通過以上實現過程，將DUC輸出與CFR削峰過程相結合以調整中頻時延。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種降低多載波峰均比的方法，其特征在于，在信號輸入功放之前，對該信號進行數字上變頻(DUC)處理，且在該處理過程中進行 中頻時延；處理完成后，再對幅度超過預設峰值門限值的信號進行削峰處理，并根據預設時 間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整數字上變頻過程中各路信號的延遲量。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對信號進行數字上變頻處理，且在該處理過程中進行中頻時延是指對所述信號 進行過采樣，生成多路過采樣信號后，分別對每路信號進行頻移、延遲后，進行合路輸出。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，分別對每路信號進行頻移是指將每路信號與不同振蕩頻率的數字控制振蕩器(NCO) 信號相乘，得到搬移到不同的頻點上的各路信號。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整各路DUC 信號的延遲量是指如判斷出預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數 大于預設值，則增加各路DUC信號的延遲量。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，各路信號的延遲量按如下公式計算:N-1]XIFD，其中，N是信號的路數，IFD是中 頻時延間隔，其值為正整數；增加各路DUC信號的延遲量是指增大IFD的值。
6.一種降低多載波峰均比的系統，其特征在于，包括數字上變頻(DUC)模塊和削峰 (CFR)模塊；DUC模塊用于在接收到輸入到功放之前的基帶信號后，對該信號進行DUC處理，且在該 處理過程中進行中頻時延；還用于在處理完成后，將信號發送給所述CFR模塊；所述CFR模塊用于對接收到的幅度超過預設峰值門限值的信號進行削峰處理，并根據 預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整數字上變頻過程中各路 信號的延遲量。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述DUC模塊用于對信號進行數字上變頻處理，且在該處理過程中進行中頻時延是 指所述DUC模塊用于對所述信號進行過采樣，生成多路過采樣信號后，分別對每路信號進 行頻移、延遲后，進行合路輸出。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述DUC模塊用于分別對每路信號進行頻移是指所述DUC模塊用于將每路信號與不 同振蕩頻率的數字控制振蕩器(NCO)信號相乘。
9.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述CFR模塊用于根據預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數 調整各路DUC信號的延遲量是指所述CFR模塊用于如判斷出預設時間間隔內幅度超過所 述峰值門限值的信號出現的次數大于預設值，則增加各路DUC信號的延遲量。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，各路信號的延遲量按如下公式計算W 1 :N-1]XIFD，其中，N是信號的路數，IFD是中頻時延間隔，其值為正整數；增加各路DUC信號的延遲量是指增大IFD的值。
全文摘要
一種降低多載波峰均比的方法及系統，所述系統包括數字上變頻(DUC)模塊和削峰(CFR)模塊；所述方法包括在信號輸入功放之前，對該信號進行DUC處理，且在該處理過程中進行中頻時延；處理完成后，再對幅度超過預設峰值門限值的信號進行削峰處理，并根據預設時間間隔內幅度超過所述峰值門限值的信號出現的次數調整數字上變頻過程中各路信號的延遲量。采用本發明能有效降低DUC輸出的PAR(Peak to AveragePower Ratio，峰均功率比)，為后續削峰處理降低難度，為功放提供更小動態范圍輸入信號，提高功放效率。
文檔編號H04L27/26GK102065529SQ200910210958
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月12日 優先權日2009年11月12日
發明者曾峰, 段義軍, 潘衛明 申請人:中興通訊股份有限公司