[發明專利]適用于高斯分布信號A/D轉換器最佳輸入功率設定方法

有效

• 申請號: 201210116678.7
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102647190A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 侯永宏;劉桂華;汪清;王洪寬;律會麗
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體講，涉及適用于高斯分布信號A/D轉換器最佳輸入功率設定方法。

背景技術

為了抵抗信道傳輸特性的波動，現代寬帶通信系統，特別是無線通信系統都采用OFDM調制，與一般的單載波調制信號不同，OFDM調制信號的幅度呈現高斯分布。A/D轉換器用于將模擬信號轉換為數字信號，而量化信噪比是衡量A/D轉換系統性能的一個重要指標，A/D轉換器處于整個數字信號處理系統的前端，其對整個數字信號處理系統的性能的影響至關重要。一般A/D轉換系統要求輸入信號的最大電平幅度不超過A/D轉換器的最大量化電平，即避免過載誤差(限幅失真)，此時量化信噪比由一般量化誤差決定，在輸入信號幅度是均勻分布時，能得到最佳量化信噪比。

對高斯分布信號，幅度值越高其出現的概率越小，此時，如果要避免過載失真，輸入信號功率必須減小，而一般量化誤差功率由量化位數和最大允許的量化電平決定，此時勢必導致輸出信號的量化信噪比惡化。因此允許一定的過載誤差可以提高A/D轉換器輸出信號的量化信噪比。如何在一般量化誤差和過載誤差之間取得平衡具有重要的應用價值。

發明內容

本發明旨在解決克服現有技術的不足，在一般量化誤差和過載誤差之間取得平衡，使A/D轉換器量化輸出信噪比最優。為達到上述目的，本發明采取的技術方案是，適用于高斯分布信號A/D轉換器最佳輸入功率設定方法，包括下列步驟：

假設待A/D轉換器量化的高斯分布信號為x(n)，其均值為0，方差為則其概率密度函數為A/D轉換器的量化位寬為n，A/D轉換器最大量化幅值為V_max：

步驟一：設定輸入的高斯分布信號的功率P_x近似等于輸入的高斯分布信號的方差

步驟二：通過A/D轉換器將高斯分布信號量化為n位，則量化級數M＝2ⁿ，A/D轉換器量化后的高斯分布信號的最大值和最小值分別為

x_q，max＝(2^n-1-1)Δ

x_q，min＝-2^n-1Δ

其中Δ為量化步長，且A/D轉換器最大量化幅值V_max＝x_q，max|≈|x_q，min|，則

Δ≈2xq,maxM=xq,max2n-1=Vmax2n-1,]]>

此時，可得到限幅即過載誤差的功率：