[發(fā)明專利]一種預(yù)處理不連續(xù)配置多載波的削峰系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810094546.2
• 申請(qǐng)日: 2008-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN101257481A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永紅;茍春茂;茹洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04L25/03;H04B1/707
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍洪;霍育棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3G(3th?Generation，第三代無線通信)通信領(lǐng)域，尤其涉及到WCDMA和CDMA2000通信系統(tǒng)中功率放大器前端中頻數(shù)字信號(hào)處理部分消除峰值信號(hào)功率的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前的3G無線通信系統(tǒng)都采用頻譜利用率較高的QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等調(diào)制方式，這些調(diào)制方式對(duì)載波的相位和載波的幅度進(jìn)行調(diào)制，因此，輸出信號(hào)的瞬時(shí)功率會(huì)有較大的波動(dòng)，產(chǎn)生有較大峰均比PAPR(Peak?to?Average?Power?Ratio，峰值功率與均值功率之比值)的非恒包絡(luò)調(diào)制信號(hào)。

此外，在多載波通信系統(tǒng)的小區(qū)中，由于需要發(fā)射的多載波信號(hào)在數(shù)字中頻將進(jìn)行線性疊加合并，以便在后續(xù)的射頻通道中共用一套發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射，因此在天線發(fā)射端還會(huì)出現(xiàn)由于峰峰疊加產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)峰均比。峰值功率太大，很容易使射頻發(fā)射到非線性區(qū)，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的ACLR(AdjacentChannel?Leakage?power?Ratio，ACLR，發(fā)射機(jī)的鄰信道泄漏功率比)，進(jìn)而降低系統(tǒng)性能。如果不想造成非線性失真，發(fā)射信號(hào)的功率必須小于1dB壓縮點(diǎn)，這就要求信號(hào)的平均功率降得很低，但是這種情況下，功放的效率就會(huì)降低，同時(shí)射頻發(fā)送的信號(hào)功率不能達(dá)到物理層要求的dB數(shù)，從而使得基站的覆蓋范圍縮小，用戶的信號(hào)功率受損。并且，高的峰均比會(huì)導(dǎo)致D/A轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍變小，如果使用高階數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器，成本將會(huì)大大提高，如果使用階數(shù)較低的D/A轉(zhuǎn)換器，量化噪聲會(huì)加大。

削峰顧名思義，就是通過一定的技術(shù)把非恒包絡(luò)調(diào)制信號(hào)中的較大的峰值削去，提高功放的效率并且不影響功放線性化指標(biāo)。一旦把信號(hào)峰均比降低后，可以把功放的輸出功率提高，效率也就提高了，若功率提高量小于峰均比降低量時(shí)，可以讓放大器工作在線性區(qū)，則放大器的線性指標(biāo)(ACLR)也就更好了。

目前的削峰實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要有峰值窗和基帶編碼、脈沖成型三種方法。

峰值窗算法是基于硬削峰的一種方法(硬削峰即直接將高于門限的峰值變成門限值實(shí)現(xiàn)峰值削減)，將高于門限的硬削峰脈沖經(jīng)過濾波器平滑抑制帶外頻譜后得到削峰抵消脈沖，這種方法能一定程度上抑制帶外頻譜再生避免削峰后ACLR惡化，但是每個(gè)削峰脈沖經(jīng)過濾波器后的增益是不一樣的，成型脈沖的增益校正很困難。此外，因?yàn)榈窒}沖直接來自于信號(hào)，這種方法僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻線性合波后信號(hào)的削峰，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)多載波信號(hào)的每個(gè)載波進(jìn)行削峰。

基帶編碼的方法跟基帶調(diào)制方式和編碼方式都有關(guān)，算法和實(shí)現(xiàn)都很復(fù)雜，在高速率多載波系統(tǒng)上應(yīng)用不便。

脈沖成型方法需要先搜索出高于削峰門限的峰值，然后對(duì)這個(gè)峰值進(jìn)行處理產(chǎn)生抵消成型脈沖，即由預(yù)估中頻信號(hào)的瞬時(shí)功率搜索超過削峰門限的峰值位置，然后由該峰值位置信號(hào)的瞬時(shí)峰值功率值計(jì)算或者查表得到峰值系數(shù)，即根據(jù)削峰電平門限由DSP處理器預(yù)先計(jì)算得到一個(gè)峰值系數(shù)表，表的內(nèi)容是1-Voltage_gate/I2+Q2,]]>然后將這個(gè)表下載到FPGA的一個(gè)RAM(可讀寫存貯器)里面，F(xiàn)PGA計(jì)算得到瞬時(shí)峰值功率值(I_{yugu_peak}²+Q_{yugu_peak}²)后查詢這個(gè)表得到峰值系數(shù)。峰值和成型脈沖一般都由線性合波后的多載波信號(hào)得到，然后再對(duì)合載波信號(hào)進(jìn)行削峰，這樣對(duì)多載波信號(hào)的頻點(diǎn)配置產(chǎn)生了一定限制，不能將載波配置到不連續(xù)的頻點(diǎn)上。

脈沖成型方法目前也有對(duì)單獨(dú)不連續(xù)配置載波進(jìn)行削峰的技術(shù)，專利EP1802065A1描述了在混頻之后線性合波之前進(jìn)行削峰，這個(gè)方法中由合載波得到抵消脈沖，將得到的抵消脈沖又混頻到零頻，然后進(jìn)行成型濾波得到成型脈沖，再將成型抵消脈沖混頻還原到載波所在頻點(diǎn)得到各個(gè)載波的抵消成型脈沖。這在硬件上增加了兩次混頻，硬件開銷很大，且在對(duì)信號(hào)進(jìn)行削峰的時(shí)候信號(hào)的數(shù)據(jù)速率較高，信號(hào)帶寬很窄，成型濾波器很難設(shè)計(jì)，難以保證削峰后信號(hào)的ACLR和EVM(Error?Vector?Magnitude，誤差矢量幅度)。

發(fā)明內(nèi)容