[發(fā)明專利]非因果正交頻分多路復(fù)用錐形峰值抑制

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410003177.7
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103916354A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大衛(wèi)·B·切斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 賀利實(shí)公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明性布置涉及用于正交頻分多路復(fù)用(“OFDM”)的系統(tǒng)及方法。更明確地說，發(fā)明性布置涉及用于非因果OFDM錐形峰值抑制的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)中已知各種類型的通信系統(tǒng)。常規(guī)通信系統(tǒng)的一個實(shí)例為OFDM通信系統(tǒng)。OFDM通信系統(tǒng)通常經(jīng)配置以編碼多個正交載波上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。就此來說，二進(jìn)制數(shù)字的串行流被多路分用為二進(jìn)制數(shù)字的“N”個并行流，其中“N”為整數(shù)值。接著使用調(diào)制方案將每一二進(jìn)制數(shù)字流映射為符號流。調(diào)制方案可包含但不限于相移鍵控(“PSK”)方案或正交調(diào)幅(“QAM”)方案。明顯地，可使用相同或不同調(diào)制方案來調(diào)制二進(jìn)制數(shù)字的“N”個并行流。隨后，對每一組符號計算快速傅立葉逆變換(“IFFT”)，借此形成一組復(fù)合時域樣本。每一組復(fù)合時域樣本接著被轉(zhuǎn)換為模擬域以便形成模擬信號。此后，使用模擬信號來對正交載波進(jìn)行相位調(diào)制。將經(jīng)相位調(diào)制的正交載波添加在一起以產(chǎn)生OFDM波形。就定義為位/赫茲的信息密度來說，OFDM波形是極高效的。

關(guān)于此OFDM通信系統(tǒng)的眾所周知的問題是其高峰均功率比(“PAPR”)。如本文中所使用，術(shù)語“PAPR”是指峰值振幅的平方除以均方根(“RMS”)值的平方。高PAPR是為多個正交載波的線性組合的OFDM波形通過隨機(jī)數(shù)據(jù)流而相位調(diào)制的直接結(jié)果。在隨機(jī)入射的情況下，正交載波的相位可對準(zhǔn)以導(dǎo)致各種程度的相長干涉，使得輸出功率可達(dá)到為正交載波的數(shù)目以及各種調(diào)制參數(shù)的函數(shù)的最大可能峰值。

由于OFDM是以相位調(diào)制為基礎(chǔ)的，因此跟隨在OFDM波形產(chǎn)生電路之后的任何功率放大器(“PA”)需要在線性區(qū)域中進(jìn)行操作。在一些情景中，PA的“線性區(qū)域操作”通過將PA的輸出功率“減小”到低于其最大可能輸出水平而實(shí)現(xiàn)。作為此功率減小的結(jié)果，PA甚至在OFDM波形達(dá)到其極端峰值時仍在線性區(qū)域中操作。此解決方案提供PA的高度低效使用且PA的要求過大。過大PA的使用添加OFDM發(fā)射器的過度成本。

在其它情景中，PA的“線性區(qū)域操作”是通過使用給定OFDM波形的達(dá)到峰值的統(tǒng)計分布來確定可被削波的輸出水平而實(shí)現(xiàn)。將峰值削波導(dǎo)致在接收器處產(chǎn)生決策錯誤的信號失真。錯誤的數(shù)目及特性允許基于OFDM的系統(tǒng)采用前向糾錯(“FEC”)代碼來糾正決策錯誤。關(guān)于此技術(shù)的問題是每次峰值被削波時，輸出的電壓駐波比(“VSWR”)顯著改變，此又致使大量功率被反射回到PA的輸出端口中。所反射功率致使PA的操作壽命被顯著減小。雖然可采用射頻(“RF”)循環(huán)器來吸收所反射功率，但其添加發(fā)射器的大量大小及成本。

因此，已形成用于解決高PAPR問題的許多非削波解決方案。此些常規(guī)非削波解決方案包含一類基帶解決方案。基帶解決方案通常涉及以先前所定義的方式將載波的相對相位隨機(jī)化，所述方式可在接收器處逆轉(zhuǎn)。相位隨機(jī)化在以下三個方面添加基于OFDM的系統(tǒng)的復(fù)雜性：(1)發(fā)射器處的載波的隨機(jī)化；(2)接收器處的解隨機(jī)化過程；及(3)使隨機(jī)化與解隨機(jī)化過程同步的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及實(shí)施用于減小OFDM信號的PAPR的系統(tǒng)及方法。在一些情景中，OFDM為基帶OFDM信號。所述方法涉及：將所述OFDM信號路由到第一信號處理路徑及第二信號處理路徑；對沿著所述第一信號處理路徑行進(jìn)的OFDM信號進(jìn)行時間延遲；及確定沿著所述第二信號處理路徑行進(jìn)的所述OFDM信號的瞬時信號量值是否大于將迫使功率放大器進(jìn)入到非線性操作區(qū)域中的閾值。如果確定所述瞬時信號量值不大于所述閾值，那么在不修改已時間延遲的所述OFDM信號的第一復(fù)合符號樣本的所述量值的情況下輸出所述第一復(fù)合符號樣本。如果確定所述瞬時信號量值大于所述閾值，那么將所述第一復(fù)合符號樣本的量值按比例縮放到阻止所述功率放大器進(jìn)入其非線性操作區(qū)域的水平。所述按比例縮放可在基帶處或在中頻處執(zhí)行。

在一些情景中，如果確定所述瞬時信號量值大于所述閾值，那么執(zhí)行額外按比例縮放操作。所述額外按比例縮放操作通常涉及按比例縮放所述OFDM信號的緊接在第一復(fù)合符號樣本之前或之后的多個第二復(fù)合符號樣本的量值。將所述第一及第二復(fù)合符號樣本的所述量值按比例縮放不同量以便防止所述OFDM信號的大瞬時振幅改變。

附圖說明

將參考以下附圖描述實(shí)施例，其中貫穿各圖，相似編號表示相似物項(xiàng)，且其中：

圖1是圖解說明本發(fā)明的基本概念的功能框圖。

圖2是示范性O(shè)FDM發(fā)射器的框圖。

圖3是另一示范性O(shè)FDM發(fā)射器的框圖。

圖4是計算機(jī)模擬的OFDM發(fā)射器。