[发明专利]一种预处理不连续配置多载波的削峰系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及3G(3th Generation，第三代无线通信)通信领域，尤其涉及到WCDMA和CDMA2000通信系统中功率放大器前端中频数字信号处理部分消除峰值信号功率的系统及方法。

背景技术

目前的3G无线通信系统都采用频谱利用率较高的QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等调制方式，这些调制方式对载波的相位和载波的幅度进行调制，因此，输出信号的瞬时功率会有较大的波动，产生有较大峰均比PAPR(Peak to Average Power Ratio，峰值功率与均值功率之比值)的非恒包络调制信号。

此外，在多载波通信系统的小区中，由于需要发射的多载波信号在数字中频将进行线性叠加合并，以便在后续的射频通道中共用一套发射机进行发射，因此在天线发射端还会出现由于峰峰叠加产生较强的信号峰均比。峰值功率太大，很容易使射频发射到非线性区，从而产生较强的ACLR(AdjacentChannel Leakage power Ratio，ACLR，发射机的邻信道泄漏功率比)，进而降低系统性能。如果不想造成非线性失真，发射信号的功率必须小于1dB压缩点，这就要求信号的平均功率降得很低，但是这种情况下，功放的效率就会降低，同时射频发送的信号功率不能达到物理层要求的dB数，从而使得基站的覆盖范围缩小，用户的信号功率受损。并且，高的峰均比会导致D/A转换器的动态范围变小，如果使用高阶数的D/A转换器，成本将会大大提高，如果使用阶数较低的D/A转换器，量化噪声会加大。

削峰顾名思义，就是通过一定的技术把非恒包络调制信号中的较大的峰值削去，提高功放的效率并且不影响功放线性化指标。一旦把信号峰均比降低后，可以把功放的输出功率提高，效率也就提高了，若功率提高量小于峰均比降低量时，可以让放大器工作在线性区，则放大器的线性指标(ACLR)也就更好了。

目前的削峰实现技术主要有峰值窗和基带编码、脉冲成型三种方法。

峰值窗算法是基于硬削峰的一种方法(硬削峰即直接将高于门限的峰值变成门限值实现峰值削减)，将高于门限的硬削峰脉冲经过滤波器平滑抑制带外频谱后得到削峰抵消脉冲，这种方法能一定程度上抑制带外频谱再生避免削峰后ACLR恶化，但是每个削峰脉冲经过滤波器后的增益是不一样的，成型脉冲的增益校正很困难。此外，因为抵消脉冲直接来自于信号，这种方法仅能实现对中频线性合波后信号的削峰，不能实现对多载波信号的每个载波进行削峰。

基带编码的方法跟基带调制方式和编码方式都有关，算法和实现都很复杂，在高速率多载波系统上应用不便。

脉冲成型方法需要先搜索出高于削峰门限的峰值，然后对这个峰值进行处理产生抵消成型脉冲，即由预估中频信号的瞬时功率搜索超过削峰门限的峰值位置，然后由该峰值位置信号的瞬时峰值功率值计算或者查表得到峰值系数，即根据削峰电平门限由DSP处理器预先计算得到一个峰值系数表，表的内容是1-Voltage_gate/I2+Q2,]]>然后将这个表下载到FPGA的一个RAM(可读写存贮器)里面，FPGA计算得到瞬时峰值功率值(I_{yugu_peak}²+Q_{yugu_peak}²)后查询这个表得到峰值系数。峰值和成型脉冲一般都由线性合波后的多载波信号得到，然后再对合载波信号进行削峰，这样对多载波信号的频点配置产生了一定限制，不能将载波配置到不连续的频点上。

脉冲成型方法目前也有对单独不连续配置载波进行削峰的技术，专利EP1802065A1描述了在混频之后线性合波之前进行削峰，这个方法中由合载波得到抵消脉冲，将得到的抵消脉冲又混频到零频，然后进行成型滤波得到成型脉冲，再将成型抵消脉冲混频还原到载波所在频点得到各个载波的抵消成型脉冲。这在硬件上增加了两次混频，硬件开销很大，且在对信号进行削峰的时候信号的数据速率较高，信号带宽很窄，成型滤波器很难设计，难以保证削峰后信号的ACLR和EVM(Error Vector Magnitude，误差矢量幅度)。

发明内容