[发明专利]峰值对消方法、峰值对消装置与基准消峰信号生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其是一种峰值对消方法、峰值对消装置与基准消峰信号生成装置。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下简称：OFDM)技术是一种有效的宽带传输技术，己被广泛应用到数字音频广播(Digital Audio Broadcast，以下简称：DAB)、数字视频广播(Digital VideoBroadcast，以下简称：DVB)、高清晰度电视(High Definition Television，以下简称：HDTV)等诸多领域。然而，在采用OFDM技术的系统中，由于信号的峰值功率较高，从而使得信号的峰值功率与平均功率的比值，即：峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio，以下简称：PAPR)较高，这就要求系统发射机的功率放大器高度线性，以避免放大信号时引起非线性失真，从而增加了系统实现的难度和成本，限制了OFDM技术的进一步发展和应用。

为了降低OFDM通信系统中信号的峰值功率，现有技术中采取了许多降低峰值功率技术，例如：消峰限幅、预留子载波(Tone Reservation，以下简称：TR)、峰值对消(Peak Cancelling，以下简称：PC)和自适应权重峰值对消(Adaptive Weight Peak Cancelling，以下简称：AWPC)等技术，来降低峰值功率，从而抑制PAPR。在现有的降低峰值功率的技术中，消峰限幅技术实现较为简单，但会引起信号的带内失真以及带外功率辐射。TR技术不会引起信号的带内失真及带外功率辐射，但是由于需要预留一部分专用于产生峰值对消波形的子载波，该部门子载波不用于传输数据，因此，TR技术会浪费频谱资源。PC技术可以看成是一种改进的消峰限幅技术，不会引起信号的带外功率辐射，但仍然会引起带内信号的失真。AWPC技术可以看成TR技术和PC技术的改进方案，可以依据各个子载波的抗干扰能力控制消峰噪声在各个子载波上的分配。上述降低PAPR的技术方案的原理是：预先存储或者现场生成一个M倍过采样速率的近似理想脉冲的峰值对消波形，也即：M倍过采样速率的Kernel信号，在PC技术方案中，该M倍过采样速率的Kernel信号的频率成分仅均匀落在各个数据子载波上，即：不对用于频谱保护的空子载波构成干扰，从而不会引起带外功率的辐射；在TR技术方案中，该Kernel波形的频率成分仅落在预留的子载波上，即：不对用于频谱保护的空子载波构成干扰，从而不会引起带外功率的辐射，同时也不对传输有用数据的子载波构成干扰，从而也不会引起带内失真；在AWPC的Kernel实现方式中，该Kernel波形的频率成分则会根据不同子载波允许的干扰比例分布在各个子载波上。

由于4倍以上过采样速率下时域信号的包络情况可以近似于实际的模拟信号的包络情况，从而可以找到1倍速率下从时域信号无法找到的峰值点，为了达到满意的消峰效果，上述现有技术利用Kernel信号进行峰值对消的方案在消峰过程中，通常都需要在4倍或者4倍以上的过采样速率下进行，这就要求消峰时时域信号为4倍或者4倍以上过采样速率的时域信号，Kernel信号为4倍或者4倍以上过采样速率的Kernel信号。如图1所示，为现有技术在消峰过程中采用的4倍过采样速率的Kernel信号的幅度示例图，其中，单个OFDM符号总长度为4×1024＝4096点，不包含循环前缀，1024为此示例中假设的1倍速率时域信号采样点的长度；图2所示为图2中Kernel信号的幅度示例图的局部放大图。

如图3所示，为现有技术采用4倍过采样速率的峰值对消装置。利用该峰值对消装置进行PAPR抑制的迭代优化流程如下：

缓存单元对输入的需要进行消峰的4倍过采样速率的时域信号进行缓存；

峰值检测单元检测时域信号的峰值点特征信息，包括该时域信号的峰值点位置、幅度与相位信息，并将作为检测结果的峰值点特征信息发送给圆周移位单元；

圆周移位单元根据峰值检测单元检测出来的峰值点位置信息，对Kernel信号进行圆周移位，并将圆周移位后的Kernel信号发送给幅相调整单元；

幅相调整单元根据峰值检测单元检测出来的幅度与相位信息，对圆周移位后的Kernel信号进行幅度调整和相位旋转后发送给加法器；

加法器将幅相调整单元处理后的Kernel信号与本次消峰优化前的时域信号，即：缓存单元中缓存的时域信号进行相加，得到本次PAPR抑制后的信号，并发送给检测单元；

检测单元检测PAPR抑制后的时域信号的幅度并发送给控制单元；