CN107483379B - 一种针对tdd-ofdm系统优化定标装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对TDD‑OFDM系统优化定标装置及方法，其特征在于，包括：定点设置模块，用于对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置；导频插入模块，用于对所述定点设置模块所设置的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；定标模块，用于对所述导频插入模块压缩处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；削峰模块，用于根据所述定标模块输出的目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述定标模块输出的目标信号进行同相位硬切处理。本发明的定标装置中导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式和/或重复比特数据联合加扰和解扰的方式对信号的压缩处理，以降低PAR。

Description

一种针对TDD-OFDM系统优化定标装置及方法

技术领域

本发明涉及TDD-OFDM系统下行领域，尤其涉及一种针对TDD-OFDM系统优化定标装置及方法。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM(Multi Carrier Modulation)，多载波调制的一种。OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号，如图1所示。OFDM符号既可以采用时域的方法产生，也可以使用频域的方法产生。其中，时域的OFDM符号产生方法又称为Conceptual OFDM符号产生方法，Conceptual OFDM符号产生方法如图2所示，其中，ω_n是第n个子载波的频率(rad/s)，1/T_u是QAM符号速率。子载波的频谱是等间隔分布的，即子载波间隔是恒定的，定义如下：

而时域的OFDM符号产生方法可以应用于实际，又被称为Practical OFDM符号产生方法，在实际应用中，OFDM符号可以通过使用IFFT数字信号处理来实现。在基带，PracticalOFDM符号的产生方法如图3所示，其中，a(mN+n)表示第n个子载波上调制的数据符号，其持续时间范围是mT_u<t≤(m+1)T_u。OFDM系统由于多个子载波的信号叠加在一起，造成峰均功率比(PAPR)较大，从而需要更高线性度的放大器。

OFDM多载波系统采用了正交频分信道，所以能够在不需要复杂的均衡技术的情况下支持高速无线数据传输，并具有很强的抗衰落和抗符号间干扰(ISI)的能力，但OFDM系统最主要的缺点是具有较大的峰值平均功率比(PAR)，它直接影响着整个系统的运行成本和效率。峰均比问题是多载波调制(MCM)中一个普遍存在的问题。

在某个时刻，若多个载波以同一个方向进行累加时，就会产生很大的峰值，从而要求功率放大器具有很大的线性区域。否则，当信号峰值进入放大器的非线性区域时，就会使信号产生畸变，从而产生了子载波间的互调干扰和带外辐射，破坏子载波间的正交性，降低系统性能。显然，为了避免这种情况，功率放大器应工作在大功率补偿状态下，然而，这又将导致非常低的放大效率并使发射机的成本变得非常昂贵。另一方面，若OFDM在移动通信中应用，由于移动终端得能量很有限，从而要求高效得功率放大。因此，必须采用一定的技术来降低信号的峰均比值，使发射机中的功率放大器高效工作，并提高系统的整体性能。

通常情况下，一个信号s(t)的峰值应该是其包络|s(t)|的最大值。由于信号幅度最大值出现的概率非常小，用max|s(t)|来定义信号幅度峰值没有太大的实际意义。一种更为有效的峰值定义方法是采用概率的方法，一个信号s(t)在概率P_c处的截断峰值为s_P，只要有：

P_r[|s(t)|＜s_P]＝P_c (2)

对于OFDM信号，其复数基带信号可表示为：

其中，T_s为OFDM使用符号长度，b_n(i)为第i个OFDM符号中的第n个子载波的调制数据信息。在一个OFDM符号时间间隔内，0≤t≤T_s，式(3)变为：

信号s(t)功率为

OFDM信号的峰均比定义为：

另一个常用的参数为OFDM信号的幅度峰值因子(CF，Crest Factor)，其定义为OFDM信号的幅度峰值与rms幅度值之比，即：

目前在LTE中又有一种新的参数为CM(cubic metric)，认为信号的高峰均比直接影响功放的效率，而功放对高峰值的处理能力与三次协调项有很大关系，将功放的处理能力用参数power de-rating表示，即功率回退功率比值，目前已有文档证明CM比PAR更能表征power de-rating，CM能更好并更精确的预测功放的效率，而PAR与power de-rating的关系却不是以dB对dB映射的。下面是CM的定义：

这里

称为raw CM，

是WCDMA系统中的参考语音信号的raw CM，K是个经验值，在WCDMA系统中取值为1.85，而在多载波系统中需要重新确定，目前Motorola认为取值为1.56即可。

PAR降低算法研究主要分为两个方面，即针对上行DFT-S-OFDM系统和下行OFDMA系统分别考虑。目前很多OFDM书本以及IEEE paper中讨论较多的PAR降低算法都是针对OFDM的，主要分为三类：限幅类算法、编码类算法和概率类算法，每类方法都有各自的着眼点和特色，但每类方法都存在这缺陷。限幅类技术直接对信号的峰值进行非线性操作，它最直接，最简单。但因为它采用了非线性操作，因此会带来带内噪声和带外干扰，从而降低系统的误比特率性能和频谱效率。编码类技术利用编码将原来的信息码字映射到一个具有比较好的PAR特性的传输码集上，从而避开了那些会出现信号峰值的码字。该类技术为线性过程，它不会使信号产生畸变，因此也没有限幅类技术的缺点。但是，编码类技术的计算复杂度非常高，编解码都比较麻烦。更重要的是，这类技术的信息速率降低得非常快，因此只适用于子载波数比较少的情况。对于概率类技术，它不像编码类技术，完全避开信号的峰值，而是着眼于努力使信号峰值出现的概率降低。该类技术采用的方法也为线性过程，因此，它不会对信号产生畸变。这类技术能够很有效的降低信号的PAR值，它的缺点也是计算复杂度太大。目前这些算法都因为这样那样的原因还没有进入实用阶段，此外很多相关的改进算法也都被相继提出。

在历次3GPP会议中有关PAR降低算法的文档并不多，且基本上都是针对上行讨论，这基本上是由于终端用户的造价是受限的，而考虑到基站功放设备可以做得复杂以处理高PAR，所以对下行PAR降低算法基本没有涉及。在前几次会议中，也即上行接入方式还没有完全定下来之前，各大公司对OFDMA上行系统的PAR降低算法也进行了讨论，所提算法主要有循环限幅滤波算法、子载波保留算法、改进SLM算法、改进PTS算法，其中以循环限幅滤波算法和子载波保留算法为主流并写入了TR25.814中，这些算法也可以用于现在的下行OFDM系统中。

综上所述，目前TDD-OFDM(时分复用的正交频分复用系统)系统上下行PAR降低算法可分别采用频域频谱成形算法和循环限幅滤波算法，其中频域频谱成形函数优先考虑Kaiser窗。

所有以上降低PAR算法都是在物理层进行，通过DUC之后这些信号的PAR会继续抬升，例如物理层降低PAR到6dBc，通过中频内插滤波后抬升到8.5dBc。

因此，需要一种能够降低信号的峰均比值，使发射机中的功率放大器高效工作，并提高系统的整体性能的针对TDD-OFDM系统优化定标装置及方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供的针对TDD-OFDM系统优化定标装置，包括：定点设置模块，用于对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置；导频插入模块，用于对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；定标模块，用于对导频插入模块压缩处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；削峰模块，用于根据定标模块输出的目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据削峰门限对定标模块输出的目标信号进行同相位硬切处理。

可选地，导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

可选地，导频插入模块通过重复比特数据联合加扰和解扰的方式对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

可选地，定标装置进一步包括：信号加扰模块，用于对来自信道编码模块的信号进行加扰处理，生成加扰后的信号；串并转换模块，用于对信号加扰模块加扰后的信号进行串并转换，生成转换后的I路和Q路信号；调制映射模块，用于对串并转换模块转换后的I路和Q路信号进行映射，并将映射后的信号输出至定点设置模块；IFFT处理模块，用于对导频插入模块压缩处理后的信号进行IFFT处理，并将IFFT处理后的信号输出至定标模块；循环前缀模块，用于对定标模块输出的目标信号进行周期扩展，并输出周期扩展之后的信号；第一内插滤波处理模块，用于对循环前缀模块周期扩展之后的信号进行第一内插滤波处理，并将第一内插滤波处理后的信号输出至削峰模块；第二内插滤波处理模块，用于对削峰模块同相位硬切处理后的信号进行第二内插滤波处理，并将第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块。

可选地，在第二内插滤波处理模块与DAC模块之间设置增益控制模块，用于对第二内插滤波处理模块处理后的信号进行增益控制，以防止信号溢出。

根据本发明的另一个方面，本发明提供的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，包括以下步骤：S111，对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置；S112，对初始幅度设置后的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；S114，对压缩处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；S116，根据目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据削峰门限对目标信号进行同相位硬切处理。

可选地，在步骤S112中，通过重复比特数据相位旋转的方式对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

可选地，在步骤S112中，通过重复比特数据联合加扰和解扰的方式对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

可选地，定标方法进一步包括：S110，在对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置之前，对输入信号进行加扰处理，对加扰后的信号进行串并转换，对转换后的I路和Q路信号进行映射；S113，对压缩处理后的信号进行目标幅度设置之前，对压缩处理后的信号进行IFFT处理；S115，在根据所述目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据削峰门限对目标信号进行同相位硬切处理之前，对目标信号进行周期扩展，并对周期扩展之后的信号进行第一内插滤波处理；S117，在根据目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据削峰门限对目标信号进行同相位硬切处理之后，对同相位硬切处理后的信号进行第二内插滤波处理，并将第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块。

可选地，在第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块之前，定标方法进一步包括：S118，对第二内插滤波处理后的信号进行增益控制，以防止信号溢出。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.通过本发明的针对TDD-OFDM系统优化定标装置中定点设置模块和定标模块对信号的初始幅度设置和目标幅度设置，确保信号不会饱和溢出。

2.本发明的针对TDD-OFDM系统优化定标装置中导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式和/或重复比特数据联合加扰和解扰的方式对信号的压缩处理，以降低PAR；

3.通过本发明的针对TDD-OFDM系统优化定标装置中第一内插滤波处理模块第一内插滤波处理后的信号输出至削峰模块，信号的削峰处理在第一内插滤波处理之后进行，使得再生的信号峰值很小；

4.本发明的削峰模块采用同相位硬切处理方式，由于限幅是一个非线性过程，其将导致稍微加重频带外干扰，频带外干扰越大，频带内的干扰就越小，从而降低整个系统的误比特率性能，限幅后滤波可以降低带外频谱干扰，但同时导致信号峰值再生，虽然滤波会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小得多，并且信号的削峰处理在第一内插滤波处理之后进行，再生的峰值很小，因此，本发明的削峰算法资源消耗小，误差向量幅度(EVM)损伤小，对带外影响可以接受。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的设置。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为在时频方向上OFDM符号图；

图2为Conceptual OFDM符号产生方法示意图；

图3为Practical OFDM符号产生方法示意图；

图4为本发明实施例的针对TDD-OFDM系统优化定标装置；

图5为本发明实施例的不同符号的信号PAR；

图6为本发明实施例的不同符号的信号的均方根幅度；

图7为本发明实施例中在RK个子载波上信号重复发送R次的传递流程图；

图8为本发明实施例中在RK个子载波上信号重复发送R次发射(加扰)流程；

图9为本发明实施例中在RK个子载波上信号重复发送R次接收(解扰)流程；

图10为本发明实施例的削峰前后信号的PAR的对比照；

图11为本发明实施例的削峰之后再次进行内插滤波之后峰值抬升的仿真图；

图12为本发明实施例的削峰前后在不同Eb/No下的误比特率对比图；

图13为本发明实施例的针对TDD-OFDM系统优化定标方法。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所设置。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为了解决现有TDD-OFDM系统峰均比值过大导致功率放大器应工作在大功率补偿状态下，然而，这又将导致非常低的放大效率并使发射机的成本变得非常昂贵的问题，本发明提出一种能够降低信号的峰均比值，使发射机中的功率放大器高效工作，并提高系统的整体性能的针对TDD-OFDM系统优化定标装置及方法。

图4为本发明实施例的针对TDD-OFDM系统优化定标装置，如图4所示，本发明提供的针对TDD-OFDM系统优化定标装置，包括：信号加扰模块，用于对来自信道编码模块的信号进行加扰处理，生成加扰后的信号；串并转换模块，用于对信号加扰模块加扰后的信号进行串并转换，生成转换后的I路和Q路信号；调制映射模块，用于对串并转换模块转换后的I路和Q路信号进行映射，并将映射后的信号输出至定点设置模块；定点设置模块，用于对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置；导频插入模块，用于对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；定标模块，用于对导频插入模块压缩处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；循环前缀模块，用于对定标模块输出的目标信号进行周期扩展，并输出周期扩展之后的信号；第一内插滤波处理模块，用于对循环前缀模块周期扩展之后的信号进行第一内插滤波处理，并将第一内插滤波处理后的信号输出至削峰模块；削峰模块，用于根据第一内插滤波处理后的信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据削峰门限对第一内插滤波处理后的信号进行同相位硬切处理；第二内插滤波处理模块，用于对削峰模块同相位硬切处理后的信号进行第二内插滤波处理，并将第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块。

通过本发明的针对TDD-OFDM系统优化定标装置中定点设置模块和定标模块对信号的初始幅度设置和目标幅度设置，确保信号不会饱和溢出。通过本发明的针对TDD-OFDM系统优化定标装置中导频插入模块对信号的压缩处理，以降低PAR。

定标装置进一步包括：IFFT处理模块，用于对导频插入模块压缩处理后的信号进行IFFT处理，并将IFFT处理后的信号输出至定标模块。调制映射输入IFFT模块的信号a(mN+0)，a(mN+1)，a(mN+2)，…a(mN+N-1)首先进行初始幅度设置到IFFTAMP，例如6226。通过IFFT处理之后，N个时间采样点的平均幅度仍然是IFFTAMP，其中，IFFT的处理增益是1。由于调制映射前进行了加扰，输入IFFT的数据都认为是一种伪随机序列，因此IFFT处理输出的平均幅度基本相同，不同的是信号的PAR不同，如图5所示。图6为本发明实施例的不同符号的信号的均方根幅度，如图6所示，不同符号之间的RMS(X)几乎等于6226，计算此时信号的DBFS，有效传输位数bitlen＝15，DBFS的功率Ydbfs＝20*log10(RMS(X))/2^bitlen)；其中，RMS(X)＝sqrt(mean(abs(X).^2))，因此在本发明中，Ydbfs＝-14.4DBFS。

物理层处理完成之后进入DUC处理模块，DUC完成内插滤波处理。

carrier_zero＝zero_stuff(Seri_TR，2)；

pfir_DUC＝fix((conv(carrier_zero，hbpsf1_fix))/2^14)；％HB

内插滤波处理不会对信号的均值功率造成影响。

导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。图7为本发明实施例中在RK个子载波上信号重复发送R次的传递流程图，如图7所示，在导频插入模块中，如果用户数据需要重复发送，例如3072(K*R)个子载波上需要发送K＝768个数据，数据重复R＝4次发送，子载波1:768上发送一次，769:768*2上发送第二次，依次类推，在768*3+1:768*4上发送第R＝4次，每一次发送都乘上一个相位因子exp(jthe1),exp(jthe2)…exp(jtheR)，用来降低信号重复发送导致的PAR提高。在接收端同样的子载波位置乘上共轭相位因子exp(-jthe1),exp(-jthe2)…exp(-jtheR)即可完成相位因子的反向旋转。为了节省乘法运算，相位因子可以按照PI/2进行旋转，例如1，-1，1i，-1i.四个按照PI/2旋转的相位。由于同样的信号隔离K个子载波后才重复传递，因此同样信号隔离的子载波间距较远，更能抗击频率选择性衰落，不仅适合信道环境好的信道，对于信道恶劣，频率选择性大的深度衰落信道优势更加明显。

导频插入模块通过重复比特数据联合加扰和解扰的方式对定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。图8为本发明实施例中在RK个子载波上信号重复发送R次发射(加扰)流程，如图8所示，数据重复发送加扰操作处理如下：K个原始BIT信号如果需要重复发送R次，那么K个信号重复R次排列好以后，K*R个比特联合统一加扰，此时使用长扰码就可以0，1的出现随机化，然后再调制映射，进行IFFT调制，使得信号的峰均比得到降低。

图9为本发明实施例中在RK个子载波上信号重复发送R次接收(解扰)流程，如图9所示，数据重复发送解扰操作处理如下：接收端是一个逆过程，接收到的信号通过FFT变到频域后，通过均衡解调出调制信号，然后调制信号解映射到软BIT数据，然后进行联合解扰操作。完成解扰操作后，重复发送的信号在接收端体现出来，此时进行最大比合并(MRC)，完成信号的软比特解调处理。其中，当采用QPSK调制时，在2RK个子载波上发送信号；当采用BPSK调制时，在RK个子载波上发送信号。

在示出的实施方式中，导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式或重复比特数据联合加扰和解扰的方式对信号进行压缩处理，当然，也可以结合重复比特数据相位旋转的方式与重复比特数据联合加扰和解扰的方式两种方式对信号进行压缩处理。因此，本发明的针对TDD-OFDM系统优化定标装置中导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式和/或重复比特数据联合加扰和解扰的方式对信号的压缩处理，以降低PAR。

在削峰模块中，由于OFDM信号中较大峰值出现的概率非常小，因此，限幅是一种非常直接和有效的降低峰均比的技术。当采用限幅技术来降低信号的PAR值时，信号幅度一旦超过设定的门限时就将被限掉。限幅过程由下面的等式来实现：

其中，x为限幅前的信号幅度，y为限幅后的信号幅度。由等式可知，限幅后的信号幅度将限制在A内。具体地，图10为本发明实施例的削峰前后信号的PAR的对比照，如图10所示，削峰效果明显。

限幅是一个非线性过程，其将导致稍微加重频带外干扰，带外干扰越大，频带内的干扰就越小，因而对降低整个系统的误比特率性能有明显的好处，限幅后滤波可以降低带外频谱干扰，同时导致峰值再生。虽然滤波会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小得多。并且削峰处理是在高速滤波DUC之后进行，再生的峰值很小。具体地，图11为本发明实施例的削峰之后再次进行内插滤波之后峰值抬升的仿真图，削峰是在34.56*2＝60.12MHZ 2倍内插后进行，削峰到6.4DB，然后再通过四倍内插峰值仅仅增长了1dBc。

通过以下算法进行确定削峰门限：

TargetPAR＝6.5；

THRvalue＝fix(IFFTAMP.*10^(TargetPAR/20))；％％dB，目标PAPR

削峰之后信号的PAR就可以有效降低到6.5DB。

由于削峰之后由于PAR降低，固定到7dBC以内，由于物理层输出预留峰值的余量是14.4DB，因此此时固定到7dBc以后。保留符号位的前提下，可以从最高位截掉一个BIT位数后，预留的PAR还是8.4Dbc，所以为削峰后信号7dBC留有足够大的余量。此时，信号变成15BIT(包括一个符号位)。如果DAC芯片是12BIT，此时从只要截取掉最低3BIT即可，因此，在更换不同IBT的DAC芯片时，仅仅需要修改最后的截取位置即可。

DAC_data＝fix(cfr_DATA/2^3)；％％％16BIT变成12BIT，截取最低3BIT，同时截掉最高1BIT，保留符号位。

dBFSdac1＝20*log10(sqrt(mean(abs(DAC_data).^2))/2^11)；％％％％％DAC之后还有8DB-PAR的余量，为保护信号不溢出预留了足够的余量。

由于削峰之后由于PAR降低，固定到7dBC以内，由于物理层输出预留到峰值的余量是14.4DB，故此此时固定到7dBc以后。保留符号位的前提下，可以从最高位截掉一个BIT位数后，预留的PAR还是8.4Dbc,所以为削峰后信号7dBC有足够大的余量。此时信号变成15BIT(包括一个符号位)。如果DAC是12BIT，此时从只要截取掉最低3BIT即可。

DAC_data＝fix(cfr_DATA/2^3)；％％％16BIT变成12BIT，截取最低3BIT，同时截掉最高1BIT，保留符号位。

dBFSdac1＝20*log10(sqrt(mean(abs(DAC_data).^2))/2^11)；％％％％％DAC之后还有8DB-PAR的余量，为保护信号不溢出预留了足够的余量。

图12为本发明实施例的削峰前后在不同Eb/No(每比特能量除以噪声功率谱密度)下的误比特率对比图；

削峰4DBC的情况下，在AWGN信道下误比特率仅损失0.3dBc以下，但是考虑峰值被抑制4Dbc，发射信号的总功率能够提高3.3Db，因此，总体性能提升3DBC。虽然削峰会带来一定的带外泄露，但是泄露的频谱仍然比信号功率要低30dBc，远端频谱有HB滤波器和模拟滤波器，因此信号对远端频谱的恶化更小。本发明的削峰模块采用同相位硬切处理方式，由于限幅是一个非线性过程，其将导致稍微加重频带外干扰，频带外干扰越大，频带内的干扰就越小，从而降低整个系统的误比特率性能，限幅后滤波可以降低带外频谱干扰，但同时导致信号峰值再生，虽然滤波会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小得多，并且信号的削峰处理在第一内插滤波处理之后进行，再生的峰值很小，因此，本发明的削峰算法资源消耗小，误差向量幅度(EVM)损伤小，对带外影响可以接受。

为了防止后级的内插滤波会有峰值溢出的风险，在第二内插滤波处理模块与DAC模块之间设置增益控制模块，即在发送给DAC模块之前增加增益控制GC，用于对第二内插滤波处理模块处理后的信号进行增益控制，以防止信号溢出。最常用的4种GC控制如下：20*log10(1-1/2^4)＝-1.12，20*log10(1-1/2^4)＝-0.56，20*log10(1-1/2^5)＝-0.27，20*log10(1-1/2^6)＝-0.13，增益控制仅仅需要移位运算和加减法运算即可：

DAC_data＝DAC_data-fix(DAC_data*(1/2^5))

图13为本发明实施例的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，如图13所示，本发明提供的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，包括：S110，对输入信号进行加扰处理，对加扰后的信号进行串并转换，对转换后的I路和Q路信号进行映射；S111，对映射后的I路和Q路信号进行初始幅度设置；S112，对初始幅度设置后的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；S113，对压缩处理后的信号进行IFFT处理；S114，对IFFT处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；S115，对目标信号进行周期扩展，并对周期扩展之后的信号进行第一内插滤波处理；S116，根据第一内插滤波处理后的目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据削峰门限对目标信号进行同相位硬切；S117，对同相位硬切处理后的信号进行第二内插滤波处理；S118，对第二内插滤波处理后的信号进行增益控制，将增益控制后的信号传输至DAC模块。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种针对TDD-OFDM系统优化定标装置，其特征在于，包括：

定点设置模块，用于对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置；

导频插入模块，用于对所述定点设置模块所设置的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；

定标模块，用于对所述导频插入模块压缩处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；

削峰模块，用于根据所述定标模块输出的目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述定标模块输出的目标信号进行同相位硬切处理；

所述定标装置进一步包括：

信号加扰模块，用于对来自信道编码模块的信号进行加扰处理，生成加扰后的信号；

串并转换模块，用于对所述信号加扰模块加扰后的信号进行串并转换，生成转换后的I路和Q路信号；

调制映射模块，用于对所述串并转换模块转换后的I路和Q路信号进行映射，并将映射后的信号输出至定点设置模块；

IFFT处理模块，用于对所述导频插入模块压缩处理后的信号进行IFFT处理，并将IFFT处理后的信号输出至所述定标模块；

循环前缀模块，用于对所述定标模块输出的目标信号进行周期扩展，并输出周期扩展之后的信号；

第一内插滤波处理模块，用于对所述循环前缀模块周期扩展之后的信号进行第一内插滤波处理，并将第一内插滤波处理后的信号输出至所述削峰模块；

第二内插滤波处理模块，用于对所述削峰模块同相位硬切处理后的信号进行第二内插滤波处理，并将第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块。

2.根据权利要求1所述的针对TDD-OFDM系统优化定标装置，其特征在于，所述导频插入模块通过重复比特数据相位旋转的方式对所述定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

3.根据权利要求1所述的针对TDD-OFDM系统优化定标装置，其特征在于，所述导频插入模块通过重复比特数据联合加扰和解扰的方式对所述定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

4.根据权利要求1所述的针对TDD-OFDM系统优化定标装置，其特征在于，在所述第二内插滤波处理模块与所述DAC模块之间设置增益控制模块，用于对所述第二内插滤波处理模块处理后的信号进行增益控制，以防止所述信号溢出。

5.一种针对TDD-OFDM系统优化定标方法，其特征在于，包括：

S111，对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置；

S112，对所述初始幅度设置后的信号进行压缩处理，输出压缩处理后的信号；

S114，对所述压缩处理后的信号进行目标幅度设置，生成并输出目标信号；

S116，根据所述目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述目标信号进行同相位硬切处理。

6.根据权利要求5所述的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，其特征在于，在步骤S112中，通过重复比特数据相位旋转的方式对所述定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

7.根据权利要求5所述的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，其特征在于，在步骤S112中，通过重复比特数据联合加扰和解扰的方式对所述定点设置模块所设置的信号进行压缩处理。

8.根据权利要求5所述的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，其特征在于，所述定标方法进一步包括：

S110，在所述对接收到的I路和Q路信号进行初始幅度设置之前，对输入信号进行加扰处理，对加扰后的信号进行串并转换，对转换后的I路和Q路信号进行映射；

S113，所述对所述压缩处理后的信号进行目标幅度设置之前，对所述压缩处理后的信号进行IFFT处理；

S115，在所述根据所述目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述目标信号进行同相位硬切处理之前，对所述目标信号进行周期扩展，并对周期扩展之后的信号进行第一内插滤波处理；10

S117，在所述根据所述目标信号的目标幅度和目标峰均比PAR确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述目标信号进行同相位硬切处理之后，对所述同相位硬切处理后的信号进行第二内插滤波处理，并将第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块。

9.根据权利要求8所述的针对TDD-OFDM系统优化定标方法，其特征在于，在第二内插滤波处理后的信号传输至DAC模块之前，所述定标方法进一步包括：

S118，对第二内插滤波处理后的信号进行增益控制，以防止所述信号溢出。

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