專利名稱：多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用在GSM和EDGE之類的跳頻通信系統(tǒng)中的一種多載波跳頻 通信系統(tǒng)削峰方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)行的主流移動通信系統(tǒng)中，GSM和EDGE都是多栽波跳頻通信系統(tǒng)的 典型代表。
多載波系統(tǒng)相比于單栽波系統(tǒng)，由于多個載波信號在時域上的疊加，其 具有較高的峰均功率比(PAPR)。為了無失真的傳輸這些高峰均功率比的信號， 對一些部件(如功率放大器)的線性要求很高，若信號的變化范圍超出器件 的線性范圍，則會產(chǎn)生明顯的帶內(nèi)失真和帶外輻射，從而導(dǎo)致誤碼率的升高。 所以信號峰均功率比的大小對多載波系統(tǒng)性能有著直接的影響。因此，有效 地降低系統(tǒng)的峰均功率比就顯得十分必要，這將直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能 和實(shí)現(xiàn)成本。
跳頻就是按跳頻序列隨機(jī)地改變一個栽波信號占有的頻道頻率，即改變 載波的中心頻點(diǎn)的技術(shù)。在一個頻道組內(nèi)各跳頻序列應(yīng)是正交的，各信道在 跳頻傳輸過程中不能碰撞。跳頻技術(shù)能減小多徑瑞利衰落對信號的影響，改 善誤碼性能，收到頻率分集的效果。跳頻的另一個作用是干擾分集。蜂窩小 區(qū)中的同頻干擾，由于不相關(guān)的跳頻，分離了來自許多小區(qū)的強(qiáng)干擾，有效 地減輕了遠(yuǎn)近效應(yīng)影響。另外，跳頻使空中接口信息傳輸愈益隨機(jī)化，提高 了移動無線系統(tǒng)安全性。
綜上所述，多載波跳頻系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn) 1)較高的峰均功率比(PAPR);2) 各載波的中心頻點(diǎn)隨著時間按跳頻序列而變化；
3) 系統(tǒng)帶寬和系統(tǒng)中心頻點(diǎn)隨著各載波中心頻點(diǎn)的變化而相應(yīng)的改變。 因此，在設(shè)計多載波跳頻通信系統(tǒng)的削峰方法時需要考慮該系統(tǒng)的特點(diǎn)，
才能更為有效地降低多載波跳頻通信系統(tǒng)的峰均功率比(PAPR)。
現(xiàn)有一種PC削峰算法可有效降低系統(tǒng)的峰均功率比，其主要原理為利用 具有與輸入信號相同頻譜模板(Spectrum Mask)的濾波器沖激響應(yīng)來生成削 峰脈沖，對輸入信號中超過幅度門限值的點(diǎn)進(jìn)行削峰。原理如圖1和圖2所 示。
圖1中的上圖為時域信號幅度曲線，Ath為幅度門限，A為檢測到的峰值 幅度；圖1中的下圖為構(gòu)造好的削峰脈沖。
先檢測到輸入信號峰值，將濾波器沖激響應(yīng)移位，使其峰值與檢測到的 信號峰值位置對準(zhǔn)，設(shè)此時具有與輸入信號相同頻譜模板(Spectrum Mask) 的濾波器沖激響應(yīng)為H(n)，KnSL， n和L為整數(shù)，L表示濾波器沖激響應(yīng)的
階數(shù)，利用公式(1)構(gòu)造出削峰脈沖
CP —val(nHA-Ath)*ej8*H(n)，l^"L ( 1 )
其中e為自然對數(shù)的底數(shù)，j為虛部符號，j = V^I ， e為信號峰值的相 位，eje=cose + j.sine。構(gòu)造好削峰脈沖之后用原始信號減去削峰脈沖，結(jié)果 可見圖2。
由圖2可見，超過幅度門P艮值A(chǔ)th的峰值已經(jīng)被削到門限值以下，并且 削下的峰值是圓滑的，這是因?yàn)闉V波器沖激響應(yīng)的尖峰是圓滑的，所以本算 法相比于其它削峰算法具有較好的頻譜性能。
PC削峰算法優(yōu)點(diǎn)在于
1) 可有效地降低輸入信號的峰均功率比；
2 ) 由于使用具有與輸入信號相同頻譜模板(Spectrum Mask )的濾波 器沖激響應(yīng)進(jìn)行削峰，因此引入的帶外噪聲很??；
63) 與其它削峰方法相比較，本算法對信號的EVM (誤差向量幅度)性 能影響小。
由于這一算法采用濾波器脈沖來削峰，便需要在進(jìn)行削峰處理之前將濾 波器系數(shù)i殳定好，這在載波中心頻點(diǎn)不變，帶寬不變的通信系統(tǒng)(例如WiMAX 系統(tǒng))中實(shí)現(xiàn)時比較簡單，只需將具有與輸入信號頻鐠模板相對應(yīng)的濾波器系 數(shù)直接設(shè)定好即可。
但是，對于GSM和EDGE之類的跳頻通信系統(tǒng)來說，其載波中心頻點(diǎn)與系 統(tǒng)帶寬是隨時間而變化的，在這種情況下濾波器的頻譜特性也應(yīng)隨信號頻譜 特性的改變而改變，因此，濾波器系數(shù)不該是唯一確定的，而應(yīng)是可變的。
這就必然要求業(yè)內(nèi)需要針對多栽波跳頻通信系統(tǒng)提出合適的自適應(yīng)調(diào)節(jié)
濾波器系統(tǒng)的解決方案，以便濾波器能構(gòu)建出較好的削峰脈沖用于完成信號 的削峰操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多載波跳頻通信系統(tǒng) 削峰方法，通過在跳頻通信系統(tǒng)削峰過程中及時自適應(yīng)調(diào)節(jié)濾波器的系數(shù)， 以便準(zhǔn)確構(gòu)建削峰脈沖以對輸入信號進(jìn)行有效削峰處理。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案
本發(fā)明多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，通過在跳頻通信系統(tǒng)削峰過程中 及時自適應(yīng)調(diào)節(jié)濾波器的系數(shù)，準(zhǔn)確構(gòu)建削峰脈沖對輸入信號進(jìn)行有效削峰 處理，包括如下實(shí)時步驟
1) 利用當(dāng)前輸入的系統(tǒng)信號的數(shù)字序列判斷當(dāng)前時刻的信號帶寬相對于 前一相鄰時刻是否發(fā)生改變，若改變則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3 )，否則執(zhí)行步驟2);
2) 計算當(dāng)前系統(tǒng)信號與前一相鄰時刻的中心頻點(diǎn)的頻差，利用該頻差對 濾波器進(jìn)行移頻處理使其中心頻點(diǎn)與當(dāng)前系統(tǒng)信號的中心頻點(diǎn)保持一致，跳
7轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);
3) 重新構(gòu)造滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬、中心頻點(diǎn)和頻鐠模板要求的 濾波器，執(zhí)行步驟4);
4) 構(gòu)造出削峰脈沖后，以濾波器沖激響應(yīng)的峰值對準(zhǔn)系統(tǒng)信號的峰值， 用系統(tǒng)信號減去削峰脈沖。
更具體的，步驟2)中應(yīng)用如下公式利用頻差進(jìn)行移頻
Htk+1 (n) = Htk (n) * ej*A(0*n, 1S n S Lt ， Lt = Lt
其中，k為整數(shù)，"與tw分別表示相鄰的前后兩個時刻，Aw為前后兩個 中心頻點(diǎn)的頻差，Htk(n)、 H'"'(n)表示移頻前后的濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列， n為整數(shù)，表示濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列的序號，L表示濾波器階數(shù)。
步驟2)中，當(dāng)所述頻差為零時，不需進(jìn)行移頻，濾波器沖激響應(yīng)保持不 變，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4)。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，步驟3)中重新構(gòu)造的濾波器為帶通濾波器， 其數(shù)字帶寬、中心頻點(diǎn)及頻譜模板均滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的要求。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所揭示，步驟3)中先行構(gòu)造數(shù)字帶寬和頻譜才莫 板滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號要求的低通濾波器，然后再通過移頻處理將該低通濾波 器的中心頻點(diǎn)從零頻搬移至與當(dāng)前系統(tǒng)信號的中心頻點(diǎn)保持一致，將低通濾 波器變換為帶通濾波器。
該較佳實(shí)施在所述步驟3)中，構(gòu)造低通濾波器的具體步驟如下
3.1、以如下公式確定逼近理想頻響函數(shù)Hd(eJ":
e-j<Ba，0s| 0， coc <
其中，(O為歸一化的數(shù)字頻率，COe為系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬，也即濾波器頻
鐠特性的歸一化帶寬，d為重新構(gòu)建的低通濾波器的標(biāo)識符；
Hd外
①c
CO3.2、 L為低通濾波器的階數(shù)，設(shè)a-(L-l)/2,以如下公式求出逼近理想低 通沖激響應(yīng)Hd(n):
<formula>formula see original document page 9</formula>
n為整數(shù)，表示低通濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列的序號；
3.3、 確定一窗函數(shù)類型，估算窗函數(shù)長度即為濾波器階數(shù)L，根據(jù)窗函 數(shù)表達(dá)式計算窗函數(shù)系數(shù)win(n)，0^nSL-l;
3.4、 通過下式計算當(dāng)前時刻的濾波器沖激響應(yīng)H卜'(n):
sm
n一a)]:
Hj+l(n) = Hd(n)*win(n) = ~~~~^*win(n) 0Sn《L一l ，
7t(n-a: tk+1為當(dāng)前時刻的標(biāo)識符；
完成上述步驟后，形成滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬和頻鐠模板要求的 低通濾波器。
所述窗函數(shù)可以為矩形窗、三角窗、漢寧窗、海明窗、布萊克曼窗及凱 塞窗中任意一種，但不局限于所述的幾種，所有公知的窗函數(shù)都可以為本發(fā) 明所采用。
此外，所述步驟3)中，采用如下公式進(jìn)行移頻處理
Htk+1 (n) Hdtk+1 (n)*ejH)*n,l S"、，
其中，WcentCT (tk+i)為當(dāng)前時刻系統(tǒng)信號中心頻點(diǎn)，H +' (n) 、 H" (n)為移 頻前后的濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列。
所述步驟4)中，采用如下公式構(gòu)造削峰脈沖
CP 一 val(n) = (A - Ath) * eje * Htk+1 (n), 1S n S Ltk,其中，A為檢測到的峰值幅度，Ath為峰值的幅度門限，e為自然對數(shù)的 底數(shù)，j為虛部符號，j^V11， e為信號峰值的相位，eje=cose + j.sin9， n 為整數(shù)，""、。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 以數(shù)字化處理的思維進(jìn)行信號處理，適于在諸如FPGA、 DSP之類的數(shù) 字芯片中編程實(shí)現(xiàn)；
2、 通過比較前后兩個相鄰時刻的數(shù)字帶寬和中心頻率的變化，實(shí)時做出 響應(yīng)，在帶寬不變、中心頻點(diǎn)改變的情況下即時進(jìn)行頻率搬移操作，而在帶 寬改變時則通過重新構(gòu)建濾波器使之適應(yīng)當(dāng)前系統(tǒng)信號，換言之，保證濾波 器的系數(shù)可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整，以保證系統(tǒng)信號的連續(xù)性處理，從而使濾波器 可準(zhǔn)確地構(gòu)造出削峰脈沖，保證對系統(tǒng)信號進(jìn)行削峰后的優(yōu)良性能；
3、 利用帶通濾波器與低通濾波器之間頻率差異的特性，既允許通過直接 構(gòu)建帶通濾波器來達(dá)到更新濾波器系數(shù)的目的，也允許通過先構(gòu)建低通濾波 器再行移頻轉(zhuǎn)換為帶通濾波器來達(dá)到相同目的，進(jìn)一步保證了多栽波跳頻系 統(tǒng)的削峰效果和處理靈活性。


圖1為傳統(tǒng)的削峰方法的信號峰值檢測與削峰脈沖的波形示意圖； 圖2為圖1的削峰方法在削峰前后的信號功率曲線示意圖； 圖3為多載波通信系統(tǒng)的頻語示意圖。
具體實(shí)施例方式
如下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行i兌明
本發(fā)明的多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法適合以程序的形式集成于FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)、DSP ( Digital Signal Processor,數(shù)字信號處理器)之類的數(shù)字芯片中，這種芯片大量應(yīng)用于移動 通信系統(tǒng)中，因而具有廣泛的代表性，在本實(shí)施例中被用以輔助闡述，但是， 本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所公知的其它具有可編程能力的數(shù)字芯片，以及將來 被開發(fā)出具有同等能力的新型數(shù)字芯片不應(yīng)被排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 夕卜。
對于多載波跳頻通信系統(tǒng)而言，其各個載波的中心頻點(diǎn)隨著時間按跳頻 序列而變化，系統(tǒng)帶寬和系統(tǒng)中心頻點(diǎn)隨著各載波中心頻點(diǎn)的變化而相應(yīng)的 改變。因此，用于生成削峰脈沖的濾波器沖激響應(yīng)應(yīng)當(dāng)具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功 能。本發(fā)明多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法正是基于此而提出的。
為了后續(xù)表述的方便，首先介紹多載波跳頻通信系統(tǒng)所涉及的系統(tǒng)參數(shù)。 本文以N栽波跳頻通信系統(tǒng)為例闡述本發(fā)明的內(nèi)容，N為大于l的整數(shù)。在 各載波頻率沒有發(fā)生變化的時間段內(nèi)， 一個N載波跳頻通信系統(tǒng)即為一個普 通的N載波通信系統(tǒng)，其頻譜示意圖如圖3所示。圖3的縱坐標(biāo)為功率譜密 度P。，橫坐標(biāo)為歸一化的數(shù)字頻率w:
CD = —.2兀 丄s
其中，f表示模擬頻率，f;表示系統(tǒng)的采樣率。圖3中每載波的栽波數(shù)字
帶寬都為B，從左至右各個載波的數(shù)字中心頻點(diǎn)依次為cOpav..0^。圖3所 示意的多載波通信系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)字帶寬為Bw， Bw-c^-叫+ B，系統(tǒng)的數(shù)字 中心頻點(diǎn)為co^t^ a)^,(叫+ c^)/2。需要特別指出的是當(dāng)B《Bw時，
BW W①N —①1 °
對于N載波跳頻通信系統(tǒng)，上述的各載波的中心頻點(diǎn)隨著時間按跳頻序 列而變化，系統(tǒng)數(shù)字帶寬和系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)隨著各載波中心頻點(diǎn)的變化而 相應(yīng)的改變，即都為時間t的函數(shù)A(t),o)2(t),…a)N(t),
iiBw (t) = (0N (t) - co, (t) + B ， co爐(t) = [co! (t) + coN (t)]/2 。
假設(shè)tk， t^為載波頻點(diǎn)跳變的相鄰兩個時刻(k為整數(shù)，僅起標(biāo)識時刻 作用，如k-O,下同)，其對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)分別為
1) k時刻:
載波頻點(diǎn)叫(tk),o)2(tk)，…a)N(g,
系統(tǒng)數(shù)字帶寬Bw(tk) = wN(tk) —A(t。 + B，
系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)cocentCT (tk) = [co, (tk) + coN (tk )]/2 。
2) tw時刻 栽波頻點(diǎn)
系統(tǒng)數(shù)字帶寬Bw (tk+1) = ft)N (tk+1)-叫(tk+1) + B ， 系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)cocenter (tk+1) = [co, (tk+1) + o>N (tk+1 )]/2 。 系統(tǒng)初始狀態(tài)可以看成是tk為負(fù)無窮，tk+,為0時刻的特殊情況。 假設(shè)在tk時刻，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)字帶寬Bw (tk)、系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)cocentCT (tk)以
及系統(tǒng)頻譜模板要求設(shè)定的濾波器沖激響應(yīng)為Htk(n), l^i^Ltk, n和L^為
整數(shù)，L^，表示此時濾波器的階數(shù)。
從tk時刻到t^時刻，系統(tǒng)的載波頻點(diǎn)發(fā)生了變化，此時的濾波器沖激響
應(yīng)Ht"'(n)也需凌一故相應(yīng)的改變，Bn^Ltk+|， n和L^為整數(shù)，L"，表示此時濾
波器的階數(shù)。
濾波器沖激響應(yīng)變化的方法如下
1) 首先判斷系統(tǒng)數(shù)字帶寬是否改變，即Bw(tkJ是否等于Bw(tk)，如果 相等則執(zhí)行步驟2)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);
2) 系統(tǒng)數(shù)字帶寬既未改變，即行計算兩個時刻系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)的頻差
AW二①c加er(tk+!)一①咖ter(tk)。
12若Aco-0，則系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)已發(fā)生改變，利用如下公式進(jìn)行移頻， 將濾波器沖激響應(yīng)的中心頻點(diǎn)移至與當(dāng)前系統(tǒng)信號的中心頻點(diǎn)保持一致Htk"(n)二Htk(n)求e一，l^n^Lt ，Lt =Lt/ \7 7 ^k+l 7 ^+l tk ，反之，若Aco二0，則系統(tǒng)數(shù)字帶寬及系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)均未發(fā)生改變, 仍采用原來的濾波器沖激響應(yīng)，即上述兩種情況被處理后，完成移頻工作，便可跳轉(zhuǎn)至步驟4)進(jìn)行具體的 削峰操作；3)在系統(tǒng)帶寬已發(fā)生變化時，按照本領(lǐng)域所公知的多種低通濾波器設(shè)計 方法設(shè)計滿足系統(tǒng)數(shù)字帶寬Bw (tk+1)和系統(tǒng)頻譜模板要求的低通濾波器沖激響應(yīng)，得到Hdt"'(n)，i^i^L^，，由于設(shè)計的濾波器為低通濾波器，其數(shù)字中 心頻點(diǎn)為零頻，需要將其搬頻至此時的系統(tǒng)信號的系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)Center (tk+1)，形成適合本發(fā)明使用的帶通濾波器，即執(zhí)行如下公式Htk+1 (n) = Hdtk+1 (n)*eJ n,B n ^ 、。
這樣，便保證重新構(gòu)造的濾波器的系統(tǒng)數(shù)字中心頻點(diǎn)與當(dāng)前系統(tǒng)信號的數(shù)字中心頻點(diǎn)保持一致，可進(jìn)一步進(jìn)行步驟4)的削峰操作。4)本實(shí)施例因基于傳統(tǒng)的削峰方法進(jìn)行優(yōu)化，在步驟2)或3)中得到 滿足當(dāng)前系統(tǒng)帶寬和頻鐠要求的濾波器沖激響應(yīng)H1"'(n)之后，構(gòu)造削峰脈沖和削峰的方式與傳統(tǒng)削峰方法中的方式是相同的，即檢測輸入信號峰值，將 濾波器沖激響應(yīng)移位，使其峰值與檢測到的信號峰值位置對準(zhǔn)，然后構(gòu)造削 峰脈沖進(jìn)行削峰。因而，其主要原理仍然是利用與輸入信號的系統(tǒng)數(shù)字帶寬和頻語模板 (SpectrumMask)相同的濾波器的沖激響應(yīng)(也即濾波器系數(shù))來生成削峰Htk+1(n) = Htk (n)，l^n化脈沖，對原系統(tǒng)信號中超過預(yù)設(shè)的幅度門P艮值的點(diǎn)進(jìn)行削峰。故可參閱圖1和圖2所揭示的公知的構(gòu)造削峰脈沖的方法，構(gòu)造削峰脈沖的方程式同于背 景技術(shù)所引用的公式CP — val(n) = (A - Ath) * eje * Htk+1 (n), 1《"Ltk, 其中，A為檢測到的峰值幅度，Ath為峰值的幅度門限，e為自然對數(shù)的 底數(shù)，j為虛部符號，j-V11, e為信號峰值的相位，eje=cose + j.sine， n 為整數(shù)，Bn^Ltk+i， tw僅起標(biāo)識作用，用于表示當(dāng)前時刻。為使本發(fā)明的闡述更為可讀，現(xiàn)進(jìn)一步揭示步驟3)的更具體的子步驟 3. 1、首先由如下公式確定逼近理想低通頻響函數(shù)HjeJ":CO(0、0, coc <其中co。為信號的數(shù)字帶寬，即濾波器頻語特性的歸一化帶寬，d為重新構(gòu) 建的低通濾波器的標(biāo)識符；3.2、因?yàn)V波器階數(shù)為L，設(shè)a-(L-1)/2,接著由如下公式求出逼近理想低通沖激響應(yīng)Hd(n):Hd(n) = ^￡H dco1 r c sin「co。 (n —a)] ;27i」-^ 7i (n-a)3.3、 然后選擇窗函數(shù)類型，幾種常用的窗函數(shù)有矩形窗、三角窗、漢 寧(Harming )窗、海明(Hamming )窗、布萊克曼(Blackman )窗、凱塞(Kaiser) 窗，這些窗函數(shù)的表達(dá)式為本領(lǐng)域所公知，故不行贅述；3.4、 窗函數(shù)長度即為濾波器階數(shù)L，根據(jù)窗函數(shù)表達(dá)式得到窗函數(shù)系數(shù) win(n)，(^r^L-l,通過如下公式計算數(shù)字低通濾波器沖激響應(yīng)(即濾波器系數(shù)):<formula>formula see original document page 15</formula>需要進(jìn)一步指出的是，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其采用先行構(gòu)建 低通濾波器然后將其移頻實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的方法來實(shí)現(xiàn)，但前述步驟3)中， 還可通過直接構(gòu)建滿足系統(tǒng)信號數(shù)字帶寬、數(shù)字中心頻點(diǎn)以及頻鐠模板要求 的帶通濾波器實(shí)現(xiàn)。此外，構(gòu)造低通濾波器的方法也不受上述所列限制。本 領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員在通讀本發(fā)明后，應(yīng)當(dāng)可舉一反三，通過多種等效替換 的方式，而本發(fā)明為簡潔起見，對各知公知的等效替換步驟不行贅述。綜上所述，本發(fā)明多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，能根據(jù)系統(tǒng)載波頻點(diǎn) 變化而自適應(yīng)調(diào)整用于構(gòu)造削峰脈沖的濾波器系數(shù)，從而保證削峰效果優(yōu)于 傳統(tǒng)技術(shù)。
權(quán)利要求
1、一種多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，通過在跳頻通信系統(tǒng)削峰過程中及時自適應(yīng)調(diào)節(jié)濾波器的系數(shù)，準(zhǔn)確構(gòu)建削峰脈沖對輸入信號進(jìn)行有效削峰處理，其特征在于，包括如下實(shí)時步驟1)利用當(dāng)前輸入的系統(tǒng)信號的數(shù)字序列判斷當(dāng)前時刻的信號帶寬相對于前一相鄰時刻是否發(fā)生改變，若改變則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3)，否則執(zhí)行步驟2)；2)計算當(dāng)前系統(tǒng)信號與前一相鄰時刻的中心頻點(diǎn)的頻差，利用該頻差對濾波器進(jìn)行移頻處理使其中心頻點(diǎn)與當(dāng)前系統(tǒng)信號的中心頻點(diǎn)保持一致，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4)；3)重新構(gòu)造滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬、中心頻點(diǎn)和頻譜模板要求的濾波器，執(zhí)行步驟4)；4)構(gòu)造出削峰脈沖后，以濾波器沖激響應(yīng)的峰值對準(zhǔn)系統(tǒng)信號的峰值，用系統(tǒng)信號減去削峰脈沖。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，其特征在于， 步驟2)中應(yīng)用如下^^式利用頻差進(jìn)行移頻<formula>formula see original document page 2</formula>其中，k為整數(shù)，U與tw分別表示相鄰的前后兩個時刻，Aco為前后兩個 中心頻點(diǎn)的頻差，Htk(n)、 H'"'(n)表示移頻前后的濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列， n為整數(shù)，表示濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列的序號，L表示濾波器階數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，其特征在于 步驟2)中，當(dāng)所述頻差為零時，不需進(jìn)行移頻，濾波器沖激響應(yīng)保持不變， 跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4 )。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法， 其特征在于步驟3)中重新構(gòu)造的濾波器為帶通濾波器，其數(shù)字帶寬、中心 頻點(diǎn)及頻語模板均滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的要求。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的多栽波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法， 其特征在于步驟3)中先行構(gòu)造數(shù)字帶寬和頻鐠模板滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號要求 的低通濾波器，然后再通過移頻處理將該低通濾波器的中心頻點(diǎn)從零頻搬移 至與當(dāng)前系統(tǒng)信號的中心頻點(diǎn)保持一致，將低通濾波器變換為帶通濾波器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，其特征在于， 所述步驟3)中，構(gòu)造低通濾波器的具體步驟如下，3.1、以如下/^式確定逼近理想頻響函數(shù)Hd(eJ":其中，co為歸一化的數(shù)字頻率，co。為系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬，也即濾波器頻譜特性的歸一化帶寬；，3.2、 L為低通濾波器的階數(shù)，設(shè)o^(L-l)/2，以如下公式求出逼近理想低通沖激響應(yīng)Hd(n):Hd(n) = ^J:H d(on為整數(shù)，表示低通濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列的序號，d為重新構(gòu)建的低 通濾波器的標(biāo)識符；，3.3、確定一窗函數(shù)類型，估算窗函數(shù)長度即為濾波器階數(shù)L,根據(jù)窗函2兀J，數(shù)表達(dá)式計算窗函數(shù)系數(shù)win(n)，0^n^L-1;3.4、通過下式計算當(dāng)前時刻的濾波器沖激響應(yīng)H》"(n):smn-a)]d V ; " ; V ; 兀(n-a) 、 7 ，為當(dāng)前時刻的標(biāo)識符； 完成上述步驟后，形成滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬和頻譜才莫板要求的 低通濾波器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，其特征在于 所述窗函數(shù)為矩形窗、三角窗、漢寧窗、海明窗、布萊克曼窗及凱塞窗中任 意一種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載涑跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，其特征在于， 所述步驟3)中，采用如下公式進(jìn)行移頻處理Htk+1 (n) = Hdtk+1 (n)*ejH)*n,lS"、，其中，^e自(tk+l)為當(dāng)前時刻系統(tǒng)信號中心頻點(diǎn)，Hd'"'(II) 、 H"(n)為移 頻前后的濾波器沖激響應(yīng)數(shù)字序列。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的窗式削峰方法，其特征在于，所述步驟4)中， 采用如下公式構(gòu)造削峰脈沖CP一val(n卜(A-Ath)*eje*Htk+' (n), 1S"Ltk, 其中，A為檢測到的峰值幅度，Ath為峰值的幅度門限，e為自然對數(shù)的 底數(shù)，j為虛部符號，j二V11, e為信號峰值的相位，eje=cose + j'sine， n 為整數(shù)，ls"Ltk+i。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，其特征在于，包括如下實(shí)時步驟1)判斷當(dāng)前時刻的信號帶寬相對于前一時刻是否發(fā)生改變，若改變則執(zhí)行步驟3)，否則執(zhí)行步驟2)；2)計算當(dāng)前系統(tǒng)信號與前一相鄰時刻的中心頻點(diǎn)的頻差，利用頻差對濾波器進(jìn)行移頻使其中心頻點(diǎn)與當(dāng)前系統(tǒng)信號保持一致，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4)；3)重新構(gòu)造滿足當(dāng)前系統(tǒng)信號的數(shù)字帶寬、中心頻點(diǎn)和頻譜模板要求的濾波器，執(zhí)行步驟4)；4)構(gòu)造出削峰脈沖后，以濾波器沖激響應(yīng)的峰值對準(zhǔn)系統(tǒng)信號的峰值，用系統(tǒng)信號減去削峰脈沖。本發(fā)明多載波跳頻通信系統(tǒng)削峰方法，能根據(jù)系統(tǒng)載波頻點(diǎn)變化而自適應(yīng)調(diào)整用于構(gòu)造削峰脈沖的濾波器系數(shù)，從而保證削峰效果優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。
文檔編號H04L27/26GK101651653SQ200910192408
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者英 施, 賴文強(qiáng) 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司