[发明专利]一种降低峰均比的装置及其方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及时分同步码分多址移动通信领域，尤其涉及一种降低峰均比的装置及其方法与应用。

背景技术

时分同步码分多址(TD-SCDMA)移动通信系统是当前3G系统主流标准之一，是一种多用户多载波通信系统。在同一个小区内，多个载波分别承载用户的数据，进行合路后共用一套射频发射机发射，每个载波都可以同时承载多个用户的数据。

根据TD-SCDMA协议，其信号在时域上的基本结构是连续不断的子帧。一个子帧包含上下行导频时隙、业务时隙和保护间隔，其中业务时隙用于承载各用户的数据业务。业务时隙结构如图1所示。

用户原始数据通过信道编码和复用后，映射到某个或某几个业务时隙下的若干物理信道中，分别进行调制、扩频、加扰和插入训练序列Midamble等处理后，合并形成该业务时隙下的载波数据。这些数据再经过采样、滤波、搬频等处理后调制到相应载频上。

在一段测量时间内，TD-SCDMA信号峰值功率与信号功率均方根的比值，称为峰均功率比(Peak-to-Average Power Rat io，PAPR)，简称峰均比。离散信号的峰均比如下式所示：

PAPR(dB)=10log10max{|xn|2}E{|xn|2},(n-1,2,...,N-1)]]>

此处x_n是各载波合路后所产生的信号。

上文所述的每个业务时隙下的若干物理信道，扩频后具有码分多址的特性，各个时隙下均有多个用户并存。在时域上，信号包络是多个用户包络的叠加。这些用户包络具有一定的相关性，出现同相叠加的概率较大，容易出现较大的信号峰值，导致PAPR过大的问题。

同时，多载波之间各载波数据也具有一定的相关性，对于CDMA多载波系统，实质是有了更多的用户包络。其载波间相关性对峰均比的影响与单载波时多个用户之间的相关性对峰均比的影响等价。这种系统中的信号是大量在统计上独立的信号的叠加，这使得TD-SCDMA链路上的信号具有更高的PAPR。

前面提到用户数据处理时，需要插入用于信道估计的Midamble码。同一小区中，各载波使用相同或不同的基本Midamble码。每个载波下的各用户数据，使用的Midamble码是对基本Midamble码进行不同的循环移位所得到的。各载波下，某个时隙上的若干个物理信道所承载的数据有一定相关性，其中Midamble码的相关性尤其突出。以下三种情况，会导致Midamble码会完全一样：同一载波下，相同的Midamble码被相同用户所占的码道采用；同一载波下，不同用户采用相同的Midamble码；不同载波之间，不同用户采用相同的Midamble码。

目前，常用的降低信号PAPR的方法主要有三大类：限幅类方法、编码类方法和概率类方法。限幅类方法的基本思想是通过对信号进行某种非线性处理，以达到降低峰均比的目的，包括：直接限幅滤波、峰值窗函数、峰值抵消等操作。限幅是对峰均比较大的信号实施削波，它是降低峰均比最简单、最直接的方法，但会带来较大的误码率和频谱泄露，只适合在各载波搬频合路后采用。编码类方法的思想是避免使用那些会生成大峰值功率信号的编码图样，或者使得通过编码后生成的信号幅度都小于给定值。概率类方法的基本思想是通过对原符号作线性分割和线性变换，以减少信号峰值出现的概率，而并非降低信号的峰值。