[发明专利]一种优化的噪声成型削峰方法及装置

说明书

本发明涉及一种优化的噪声成型削峰方法及装置，包括：接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；若中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限，则计算这一级的总体削峰向量；根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。本发明的方法及装置通过多级检测门限进行逐级削除超过检测门限的峰值，无需进行峰值查找，仅仅在检测到超过检测门限的峰值时直接进行削除，简化了系统处理复杂度，使得系统更稳定。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种优化的噪声成型削峰方法及装置。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)多载波系统采用了正交频分信道，所以能够在不需要复杂的均衡技术的情况下支持高速无线数据传输，并具有很强的抗衰落和抗ISI(Inter Symbol Interference，符号间干扰)的能力，但OFDM系统最主要的缺点是具有较大的PAPR(Peak to Average Power Ratio，峰值平均功率比)，它直接影响着整个系统的运行成本和效率。峰均比问题是MCM(Multi CarrierModulation，多载波调制)中一个普遍存在的问题。

在某个时刻，若多个载波以同一个方向进行累加时，就会产生很大的峰值，从而要求功率放大器具有很大的线性区域。否则，当信号峰值进入放大器的非线性区域时，就会使信号产生畸变，从而产生了子载波间的互调干扰和带外辐射，破坏子载波间的正交性，降低系统性能。因此，必须采用一定的技术来降低信号的峰均比值，使发射机中的功率放大器高效工作，并提高系统的整体性能。现在降低峰均比的方法有许多种，其中比较常用的有循环限幅滤波算法和子载波保留算法。

循环限幅滤波算法：在OFDM信号中，由于较大的峰值出现的概率非常小，因此，限幅是一种非常直接和有效的降低峰均比的技术。当采用限幅技术来降低信号的PAPR值时，信号幅度一旦超过设定的门限时就将被限掉。限幅过程由下面的等式来实现：

其中，x为限幅前的信号幅度，y为限幅后的信号幅度。由等式可知，限幅后的信号幅度将限制在A内。

限幅是一个非线性过程，它将导致严重的带内噪声和带外干扰，从而降低整个系统的误比特率性能和频谱效率。限幅后滤波可以降低带外频谱干扰，但这又导致峰值再生。虽然滤波会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小得多。因此，可以通过多次限幅滤波过程来进一步降低信号的峰值。

如果数字信号被直接限幅，限幅噪声将全部落在带内，并且不能通过滤波操作减小这些噪声。为了避免这种混叠现象，可以在输入数据后填充0，并采用更长的IFFT过程来过采样原始的数据块。同样，限幅后需要通过滤波来消除带外限幅噪声。

限幅技术也有各种不同的方法。有的对IFFT变换后、插值前的信号进行限幅处理。然而，处理后的信号在数模变换前必须进行插值，这将导致峰值再生。图1给出了插值后限幅滤波的原理框图。首先，用更大长度的IFFT把输入数据向量从频域过采样转换到时域。对于给定的过采样因子J，在数据向量的中间添加N(J-1)个0来扩充原来的数据向量，这将在时域内导致三角内插。对于OFDM这种FFT窗内包含整数个频率周期的信号，三角内插具有更好的性能。接着对信号进行限幅。由于限幅为非线性过程，它会带来带内噪声和带外干扰。为了消除带外干扰，必须对限幅后的信号进行滤波。图1中给出的是一个新的滤波器结构。它首先将时域信号用FFT转换到频域，然后人为地将带外信号置零，再用IFFT将信号转换到时域，这就完成了对信号的滤波过程。通过这样的处理后的信号没有任何带外干扰，与未限幅的OFDM信号一样。然而，带内的限幅噪声无法通过滤波操作来消除，因此，它会降低系统的误码率性能。