[发明专利]窗式削峰方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种窗式削峰方法，适合应用在具有较高峰均功率比的多载 波系统或采用高阶调制方式的通信系统中。

背景技术

多载波调制和高阶调制的一个主要问题是，发送信号所特有的比较高的 峰均功率比(PAPR)。为了无失真地传输这些高峰均功率比的信号，对一些部 件(如功率放大器)的线性要求很高，若信号的变化范围超出器件的线性范 围，则会产生明显的带内失真和带外辐射，从而导致误码率的升高。所以信 号的峰均功率比的大小对多载波系统和采用高阶调制方式的通信系统性能有 着直接的影响。

由上面的论述可以看出，如何有效地降低多载波系统和采用高阶调制方 式通信系统的峰均功率比就显得十分必要，这将直接关系到其系统的性能和 实现成本。

现有一种削峰方法可有效降低系统的峰均功率比，其主要原理为利用与 输入信号具有相同频谱特性(Spectrum Mask)的滤波器冲激响应来生成削峰 脉冲，对原信号中超过幅度门限的数据进行削峰。其原理如图1和图2所示。

图1中上图为时域信号幅度曲线，Ath为峰值幅度门限，A为检测到的峰 值幅度，A-Ath为超出幅度门限的幅度差；图1中下图为构造好的削峰脉冲。 其工作原理为：

先检测到信号峰值，将滤波器冲激响应移位，使其峰值与检测到的信号 峰值位置相对应，设滤波器脉冲响应为H(n)，利用如下公式构造出削峰脉冲：

CP_val(n)＝(A-Ath)*e^jθ*H(n)，1≤n≤L

其中e为自然对数的底数，j为虚部符号，j=-1,]]>θ为信号峰值的相位， e^jθ＝cosθ+j·sin θ，n为整数，1≤n≤L，构造好之后用原始信号减去削峰脉 冲，结果可见图2。

由图2中细线代表的削峰后信号波形，可见，超过幅度门限值的峰值已 经被削到幅度门限值以下，并且与clipping算法不同的是，削下的峰值是圆 滑的，而不是像clipping算法一样直接切掉，这是因为滤波器冲激响应的尖 峰是圆滑的，所以该削峰方法的频谱性能优于clipping算法。

该削峰方法优点在于：

1、可有效地降低输入信号的峰均功率比；

2、由于使用具有与输入信号相同频谱特性(Spectrum Mask)的滤波器 冲激响应进行削峰，因此引入的带外噪声很小；

3、与其它削峰方法相比较，该方法对信号的EVM(误差向量幅度)性能 影响小。

但是，由于该削峰方法是用滤波器脉冲来削峰，如图1中下图所示，滤 波器冲激响应的脉冲不是理想的冲激脉冲，因此在削峰过程中会对相邻的点 产生干扰，如存在相邻点都超过幅度门限值，且相位相同的情况，削峰处理 后，削峰脉冲叠加，会对信号产生很大的失真，在实现过程中要解决这个问 题；另外在实现过程中要求提高处理效率，减小存储空间以节省资源。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种便于数字芯片编程实 现的窗式削峰方法，对信号进行有效削峰处理，以避免传统削峰方法所造成 的相同相位邻近点失真的情况。

为实现该目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的窗式削峰方法，用于对信号中高于预设的幅度门限部分进行削 峰以降低该信号的峰均功率比(PAPR)，包括如下步骤：

1)根据原信号的频谱特性设定奇数阶(L)的滤波器；

2)设定具有特定奇数长度(N)的存储地址作为逻辑窗口以用于存储原 信号的采样数据；

3)预设作为削峰基准的幅度门限(Ath)，以队列式数据流的方式将原信 号的各个采样数据串行存储入该逻辑窗口的各个存储地址中；

4)实时计算判断位于逻辑窗口中位(P)的数据是否是逻辑窗口内的局 部峰值点，且其幅度是否大于幅度门限(Ath)；

5)如果上述步骤4)的判断成立，即位于逻辑窗口中位(P)的数据是局 部峰值点且其幅度大于幅度门限(Ath)，则以滤波器的冲激脉冲的峰值对应 于逻辑窗口中位所存储的最大峰值采样数据，构造用于对逻辑窗口内各采样 数据进行削峰的削峰脉冲；