[發明專利]一種基于滑動窗峰值檢測的削峰結構及削峰方法

有效

• 申請號: 201010605472.1
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102170416A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 曹雨;杜仲;周世軍;江浩洋;陳付齊
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本發明涉及在數字通信系統中一種重要的信號處理技術，削峰技術；特別涉及一種基于滑動窗峰值檢測的削峰結構及削峰方法

背景技術

在現代移動通信系統中，多用戶以及多載波技術的應用會引起高峰均比(Peak?Average?Ratio，PAR)的問題。一方面，高峰均比會直接引起功放在峰值上的回退，直接影響功放的效率；另一方面，高峰均比會直接影響數字預失真(Digital?Pre-Distortion，DPD)的性能，從而影響功放的線性化。因此，為了提高功放效率，削峰技術顯得尤為必要。

目前比較常見的削峰技術有限幅類技術、編碼類技術、概率類技術。但是由于編碼類和概率類技術的計算復雜度太高，對于大部分實際通信系統中都不太適合。限幅類技術算法簡單，常用的限幅類技術主要有兩種：噪聲成形濾波技術和峰值抵消技術。

其中噪聲成形濾波方法是根據系統與設定的門限，將大于門限的所有信號直接消去，然后通過窄帶濾波器進行過濾。該方法實現比較簡單，但是該方法會造成比較嚴重的過削峰，惡化誤差矢量幅度(Error?VectorMagnitude，EVM)；而且該方法所涉及的窄帶濾波器很浪費乘法器資源。

峰值抵消方法，只針對過門限區間的最大值進行削峰處理，在一定程度上減少了過削峰；而且該方法利用沖擊響應的特點，使用一個乘法器完成濾波器的功能大大節省了乘法器資源，特別適合應用于現場可編程門陣列(Filed?Programmable?Gate?Array，FPGA)。但是傳統的峰值抵消方法針對所有最大值進行處理，一定程度上還是會存在過削峰問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于滑動窗峰值檢測的削峰結構及削峰方法。該方法在峰值抵消方法的基礎上，采用一種動態滑動窗檢測峰值的方法，針對不同制式中頻數據，動態調整滑動窗長度，能夠較好解決過削峰問題，改善EVM，而且實現簡單，適用性強，資源占用較少。

本發明基于滑動窗峰值檢測的削峰結構，含有多級結構完全一樣的消峰結構，且各級消峰結構與相鄰級消峰結構采用直接級聯的方式相連，即第一級消峰結構的輸出端直接與第二級消峰結構的輸入端相連，且每一級削峰結構完全一樣，如圖2所示，每一級削峰結構主要由以下幾個模塊構成：幅度相位產生模塊、正余弦查找表模塊、滑動窗峰值檢測模塊、削峰單元(Cannel?Plus?Generator，CPG)分配及復用模塊、削峰噪聲產生模塊，濾波器系數存儲模塊、噪聲濾波模塊、削峰輸出模塊，中頻數據輸入幅度相位產生模塊，幅度相位產生模塊分別與正余弦查找表模塊和滑動窗峰值檢測模塊相連，削峰單元分配及復用模塊與滑動窗峰值檢測模塊相連，削峰噪聲產生模塊分別與正余弦查找表模塊、削峰單元分配及復用模塊、噪聲濾波模塊相連，噪聲濾波模塊分別與濾波器系數存儲模塊和削峰輸出模塊相連。

所述的滑動窗峰值檢測模塊主要包括以下模塊：過門限區間極大值檢測模塊、最大值搜索模塊、延時模塊、峰值標志產生模塊，幅度相位產生模塊輸入端分別與過門限區間極大值檢測模塊和延時模塊相連，過門限區間極大值檢測模塊與最大值搜索模塊相連，峰值標志產生模塊分別與延時模塊、最大值搜索模塊相連。

一種基于滑動窗峰值檢測的削峰方法，本方法采用多級結構完全一樣的消峰結構，如圖1所示，且各級消峰結構與相鄰級消峰結構采用直接級聯的方式相連，第一級消峰結構的削峰輸出模塊輸出的低峰均比中頻數據直接輸入第二級消峰結構的幅度相位產生模塊，以此類推，直到最后一級消峰結構，如圖2所示，每一級削峰結構進行削峰步驟為：原始中頻數據(I、Q)經幅度相位產生模塊計算得到幅度和相位，幅度進入滑動窗峰值檢測模塊，利用滑動窗檢測方法按照峰值檢測門限檢測出最大值；相位進入正余弦查找表模塊，得到中頻數據(I、Q)對應的正余弦數據；滑動窗峰值檢測模塊將得到的最大值輸入CPG分配及復用模塊，CPG分配及復用模塊含有多個CPG，CPG分配及復用模塊將輸入的最大值依次分配給多路CPG進行處理；CPG分配及復用模塊得到的最大值在削峰噪聲產生模塊內與削峰門限作差，并與相對應的同步正余弦數據進行復數乘法運算得到削峰噪聲數據；將削峰噪聲數據與濾波器系數存儲模塊輸出的濾波器系數數據相對應的進行同步乘法運算，并將各CPG通道得到的削峰噪聲進行同步累加得到濾波后的削峰噪聲；最終，削峰輸出模塊將原始中頻數據I、原始中頻數據Q數據經過相應的延時與削峰噪聲同步相加即得到低峰均比中頻數據。