CN1531293A - 减小峰均功率比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减小待发送信号的峰均功率比的方法，该方法包括以下步骤：检测高于削波阈值的信号部分，将信号的这些部分分解成多个初等函数，函数的数量与该部分信号的时长成正比，以及，通过基准函数对信号进行多次软削波，软削波的位置由这些函数的位置给出，各个基准函数的缩放由函数的振幅来决定。

Description

减小峰均功率比的方法

技术领域

本发明一般涉及发送数字信号的系统和方法，更具体地说，本发明涉及减小多载波复用信号的峰均功率比的削波技术，例如正交码分复用(OCDM)或者正交频分复用(OFDM)信号。

背景技术

大的峰均功率比降低了传输功率放大器的效率。对多载波复用信号，例如OCDM和OFDM信号而言，问题尤为突出，因为这些信号的最大可能峰值功率远大于平均发送功率。

美国专利第6175551示出了通过软削波来减小峰均功率比的一种方法。软削波意味着从采样信号中减去成比例基准函数，使得每个减去的基准函数的峰值功率减小至少一个信号样本。基准函数的带宽最好与发送信号的相近或者一样。这样，峰值功率减小不会引起任何带外干扰。适当的基准函数的一个例子是正弦函数。

现有技术软削波方法的一个共同的缺点是，从过度调整信号部分减去基准函数会导致出现多个最大值。现有技术的问题通过参考图1到3来说明：

图1示出了需要发送的I、Q信号的尺度(magnitude)信号。信号100有些部分高于削波阈值102。信号100各个峰值的这些高出部分被检测出来，并由峰值标记104到114来标记。

图2示出了时间域的基准信号116。成比例基准信号116在峰值位置从信号100的I和Q分量中减去，前述峰值位置由峰值标记104到114标记。这种软削波操作的结果在图3中示出，其中尺度信号118是被削信号。

例如，信号100的第一峰值由峰值标记104表示，它转换成信号118的两个新峰值120和122。同样，在信号部分中生成了大量新的峰值，由峰值标记108到114所标记的峰值组成。因此，需要附加的软削波递归，通过交互将信号带到削波阈值102。

因此，本发明旨在提供一种改进的方法，用以减小待发送信号的峰均功率比，改进软削波。

发明内容

本发明提供了一种方法，该方法通过将高于削波阈值的信号部分分解成初等函数，减小待发送信号的峰均功率比。这些初等函数提供了原信号软削波的位置和振幅。从而能够大幅度减小软削波所需的递归数量。

按照本发明的一种优选实施例，只对分解的信号部分执行单个软削波步骤，完全避免了多个软削波递归。

按照本发明的另一优选实施例，采用对称函数来分解信号部分，例如高斯或三角函数。

按照本发明的另一优选实施例，只将函数的振幅和位置作为参数来分解信号的高于削波阈值的部分。这减小了分解处理的计算复杂性。

按照本发明的另一优选实施例，只采用单种类型的初等函数来分解信号部分。

需要注意，本发明可以用于任何发送方，例如终端用户通信设备，发射器，例如无线蜂窝通信网的基站和其他通信应用。

附图说明

下面结合附图，详细描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了有些部分高于削波阈值的信号，

图2示出了执行软削波的一种基准函数，

图3示出了利用图2的基准函数执行一遍软削波之后的图1信号，

图4示出了待发送信号的高于削波阈值部分的一个例子，

图5示出了将图4信号分解成初等高斯函数，

图6示出了发射机框图的一部分。

具体实施方式

图4示出了时间域上待发送信号的峰值400。峰值400是尺度信号，并且高于削波阈值。

峰值400被分解成高斯函数500、502和504。用于进行分解的高斯函数的数量的选择应与峰值400的持续时长成比例。为了实现软削波，需要使用基准函数，例如图2所示的函数。

减去基准函数的位置由峰值400分解得到的初等函数的位置决定。基准函数在这些位置的比例由相应初等函数的振幅决定。通过这种方式，将峰值400带到削波阈值只需要一次递归或较少次数的递归。

更为一般地讲，高于削波阈值的待发送信号的峰值P作为初等函数f的累加和计算：

$P=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(x_i,A_i)$

其中N是初等函数的数量，它与峰值P的持续时间成正比，x_i是初等函数的最大值的位置，A_i是最大值x_i的位置的振幅。

例如，高斯函数可以用作初等函数f或者另一对称函数，例如三角函数。

在图5所示的例子中，高斯函数用作初等函数f。第一高斯函数500用于分解峰值P，它位于x₁，振幅为A₁；高斯函数502位于x₂，振幅为A₂；高斯函数504位于x₃，振幅为A₃。在该例中，数量N等于3，因为分解用了3个初等函数。

因此，软削波在位置x₁，x₂，x₃上执行。对位置x₁上的软削波，基准函数与振幅A₁成正比。同样，位置x₂上的软削波，基准函数与振幅A₂成正比，等等。

一般说来，将峰值P分解成多个N初等函数可以通过已知的数学方法来完成。例如，分解可以通过发现以下公式的最小值来实现：

${[P-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(x_i,A_i)]}^2$

或者使用绝对值，也就是

$|P-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(x_i,A_i)|$

可以用于实现分解的数学方法的一个例子是梯度法。

图6示出了发射机600的框图的一部分。发射机600具有多载波合成模块602，用以提供多载波复用信号604，例如OFDM或者OCDM信号。

此外，发射机600具有峰值检测模块606，后者输出信号604的高出削波阈值的部分。这些峰值由峰值检测模块606提供给峰值分解模块608，后者将峰值分解成前面接使得初等函数。峰值分解的结果由峰值分解模块608提供给软削波模块610。在软削波模块610中，在初等函数的位置上，将峰值减去基准函数：基准函数的各种比例缩放根据初等函数的振幅来确定。得到的软削波信号由发射机600通过空中接口或者电缆连接发送出去。

标号清单

100 信号

102 削波阈值

104、106、108、110、112、114 峰值标记

116 基准信号

118 信号

120、122、400 峰值

500、502、504 高斯函数

600 发射机

602 多载波合成模块

604 信号

606 峰值检测模块

608 峰值分解模块

610 软削波模块

Claims (10)

1.一种减小待发送信号的峰均功率比的方法，该方法包括以下步骤：

-检测高于削波阈值的信号部分，

-将信号的这些部分分解成多个初等函数，函数的数量与该部分信号的时长成正比，

-通过基准函数对信号进行多次软削波，软削波的位置由这些函数的位置给出，各个基准函数的缩放由函数的振幅来决定。

2.根据权利要求1的方法，还包括确定每个函数的振幅值和位置值，作为函数的参数。

3.根据权利要求1的方法，函数是对称的。

4.根据权利要求1的方法，分解步骤通过使

${[P-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(X_i,A_i)]}^2$

或者

$|P-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(X_i,A_i)|$

最小来实现，其中

N：函数f的数量，

X_i：函数f的位置，

A_i：函数f的振幅，

P：信号高出削波阈值的那一部分

5.根据权利要求1的方法，其中软削波通过如下方式完成，即利用函数位置作为从基准函数中减去的峰值位置。

6.一种计算机产品，尤其是数字存储媒质，用于减小待发送信号的峰均功率比，包括完成以下步骤的程序装置：

-将高于削波阈值的信号部分，分解成多个初等函数，函数的数量与该部分信号的时长成正比，

-通过基准函数对该信号部分进行多次软削波，软削波的位置由这些函数的位置给出，各个基准函数的缩放由函数的振幅来决定。

7.一种用于减小待发送信号的峰均功率比的电子电路，该电子电路包括：

-检测高于削波阈值(102)的信号部分(P)的装置(606)，

-装置(608)，用于将信号的这些部分分解成多个(N)初等函数(f)，函数的数量与该部分信号的时长成正比，

-装置(610)，通过基准函数对信号进行多次软削波，软削波的位置由这些函数的位置给出，各个基准函数的缩放由函数的振幅来决定。

8.一种发送信号的终端用户通信设备，该终端用户通信设备包括信号处理装置，用于通过以下步骤减小信号的峰均功率比：

-检测高于削波阈值的信号部分，

-将信号的这些部分分解成多个初等函数，函数的数量与该部分信号的时长成正比，

-通过基准函数对信号进行多次软削波，软削波的位置由这些函数的位置给出，各个基准函数的缩放由函数的振幅来决定。

9.一种发射机，包括

-多载波合成装置(602)，用于提供待发送的多载波复用信号，

-通过以下步骤减小信号的峰均功率比的装置：

a)检测高于削波阈值的信号部分，

b)将信号的这些部分分解成多个初等函数，函数的数量与该部分信号的时长成正比，

c)通过基准函数对信号进行多次软削波，软削波的位置由这些函数的位置给出，各个基准函数的缩放由函数的振幅来决定。

10.一种具有至少一个基站的通信系统，包括用于减小待发送信号的峰均功率比的电子电路，该电子电路能够通过以下步骤实现峰均功率比的减小，即检测高于削波阈值的信号部分，将信号的这些部分分解成多个初等函数，函数的数量与该部分信号的时长成正比，以及对信号进行多次软削波。

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