專利名稱：一種基于脈沖抵消方式的削峰方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高峰均比信號源數(shù)字光纖直放站中頻板FPGA的信號處理，尤其提供 一種基于脈沖抵消方式的削峰方法。
背景技術(shù)：
如何降低通信行業(yè)的網(wǎng)絡投資(CapEx)和運營支出(OpEx)已成為業(yè)界越來越關(guān) 注的問題。基于目前的設備與技術(shù)，基站消耗的直流功率中僅有一小部分用作發(fā)射射頻信 號。功率放大器的工作效率是一個關(guān)于下行鏈路信號特性的函數(shù)。3G制式信號源下行鏈路 信號是一種具有高峰值均值功率比的信號，峰值均值功率比簡稱為峰均比，可用CF(Crest Factor)或PAR (Peak to Average Power Ratio)表示。這種信號的特性對高功率放大器 的工作效率產(chǎn)生了嚴重的影響，因為高PAR信號中峰值的存在，功率放大器不得不采取回 退機制，這樣它就無法在其效率最高的狀態(tài)下進行工作。為了提高工作效率，CFR(Crest Factor Reduction)即削峰算法作為一種新技術(shù)，被引入了 3G制式基站的RRU部分當中。 CFR處于RRU的數(shù)字中頻部分，經(jīng)功率放大器發(fā)射的信號必先經(jīng)過CFR模塊的處理。經(jīng)過 CFR算法處理過的信號的動態(tài)范圍將被減小，這使得功率放大器的回退得到緩解，因此提高 了功放的工作效率。3G系統(tǒng)采用多信道傳輸，高峰均比信號導致功率放大器工作效率大大降低，增加 了運營商的運營成本。降低信號峰均比，使各信道信號功率平均分配，在接收端得到質(zhì)量更 好的多信道信號成為必然。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，從硬件上可大大節(jié)約 FPGA的資源，能更好地避免峰值再生和降低信號的峰均比，極大提高了功放的效率。一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，對輸入信號源進行過門限檢測，檢測出所有 大于門限的點集合，用搜峰法搜索出點集合中的峰值點從而形成時序信號，再用該峰值點 的幅值觸發(fā)抵消脈沖生成器，通過抵消脈沖生成器將原輸入信號減去該時序信號，從而實 現(xiàn)峰值的抵消。一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，具體包括以下步驟步驟1、將輸入的高峰均比信號源分為兩路進行數(shù)據(jù)處理，其中一路送至延遲模 塊；另一路則發(fā)送至Cordic運算模塊；系統(tǒng)對所有需要削峰的信號給出跟蹤使能檢測信 號，延遲模塊根據(jù)此跟蹤使能檢測信號計算出延遲長度，以達到同步；步驟2、該Cordic運算模塊通過Cordic算法計算出信號源每一點的幅度值，根據(jù) 預設的削峰檢測門限找出所有過門限的點的幅度和相位，并將該運算結(jié)果分別發(fā)送至峰值 檢測模塊和邏輯運算模塊；步驟3、峰值檢測模塊對Cordic運算模塊的運算結(jié)果做峰值搜索，檢測出所有大 于削峰檢測門限的峰值點，并對過門限的相鄰點進行峰值比較，找出一段時序段中的最大峰值點，并將運算結(jié)果發(fā)送至峰值定位模塊，由峰值定位模塊對檢測到的峰值點進行相應 的峰值定位，根據(jù)預設的定位間隔參數(shù)確定峰值的時序間隔，舍去過多峰值點形成時序信 號，并將該時序信號中峰值使能信號及峰值使能信號對應的峰值點幅度信息發(fā)送至抵消脈 沖生成器模塊；步驟4、該抵消脈沖生成器模塊設置與輸入信號頻譜相匹配的原型濾波器，通過抵 消脈沖生成器模塊產(chǎn)生用于完成峰值削減的抵消脈沖信號；步驟5、抵消脈沖生成器模塊將該抵消脈沖信號發(fā)送給邏輯運算模塊，由邏輯運算 模塊將該抵消脈沖信號與由Cordic運算模塊輸入的原輸入信號的相位進行匹配，然后將 CORDIC運算求出的I和Q值發(fā)送至邏輯減操作模塊與來自延遲模塊的原始信號源做相應的 邏輯減操作，輸出低峰均比信號。所述的步驟4中該峰值檢測模塊檢測到峰值后，第一個峰值被分配給第一個抵消 脈沖生成器工作并標示此抵消脈沖生成器被占用；當后續(xù)峰值到來時，依次檢測抵消脈沖 生成器的狀態(tài)并分配一個可用抵消脈沖生成器給此峰值；當所有的抵消脈沖生成器均被占 用時，到達的峰值不能被抵消則在后續(xù)算法迭代時處理。本發(fā)明采用脈沖抵消方式，先檢測出大于門限的峰值信號，再用原信號減去峰值 信號對應的頻譜脈沖，從而降低信號的峰均比，能更好的完成中頻板的設計目標及測試指 標，極大提高功放的效率。


圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，具體實現(xiàn)如下步驟1、將輸入的高峰均比信號源分為兩路進行數(shù)據(jù)處理，其中一路送至延遲模塊 6 ；另一路則發(fā)送至Cordic運算模塊1 ；系統(tǒng)對所有需要削峰的信號給出跟蹤使能檢測信 號，延遲模塊6根據(jù)此使能信號計算出延遲長度，以達到同步；步驟2、該Cordic運算模塊1通過Cordic算法計算出信號源每一點的幅度值，根 據(jù)預設的削峰檢測門限找出所有過門限的點的幅度和相位，并將該運算結(jié)果分別發(fā)送至峰 值檢測模塊2和邏輯運算模塊5 ；步驟3、峰值檢測模塊2對Cordic運算模塊1的運算結(jié)果做峰值搜索，檢測出所有 大于削峰檢測門限的峰值點，并對過門限的相鄰點進行峰值比較，找出一段時序段中的最 大峰值點，并將運算結(jié)果發(fā)送至峰值定位模塊3，由峰值定位模塊3對檢測到的峰值點進行 相應的峰值定位，根據(jù)預設的定位間隔參數(shù)確定峰值的時序間隔，舍去過多峰值點形成時 序信號，并將該時序信號中峰值使能信號及峰值使能信號對應的峰值點幅度信息發(fā)送至抵 消脈沖生成器模塊4 ；步驟4、該抵消脈沖生成器模塊4設置與輸入信號頻譜相匹配的原型濾波器41和 抵消脈沖生成器42，通過抵消脈沖生成器模塊4產(chǎn)生用于完成峰值削減的抵消脈沖信號；步驟5、抵消脈沖生成器模塊4將該抵消脈沖信號發(fā)送給邏輯運算模塊5，由邏輯運算模塊5將該抵消脈沖信號與由Cordic運算模塊1輸入的原輸入信號的相位進行匹配， 然后將CORDIC運算求出的I和Q值發(fā)送至邏輯減操作模塊7與來自延遲模塊6的原始信 號源做相應的邏輯減操作，輸出低峰均比信號。所述的步驟4中該峰值檢測模塊2檢測到峰值后，第一個峰值被分配給第一個抵 消脈沖生成器42工作并標示此抵消脈沖生成器42被占用；當后續(xù)峰值到來時，依次檢測抵 消脈沖生成器的狀態(tài)并分配一個可用抵消脈沖生成器給此峰值；當所有的抵消脈沖生成器 均被占用時，到達的峰值不能被抵消則在后續(xù)算法迭代時處理。為了完成峰值太近信號的削峰，峰值定位模塊3中設置定位間隔參數(shù)控制進入抵 消脈沖生成器42中峰值的間隔，以免峰值再生及抵消脈沖生成器資源的浪費。本發(fā)明中輸入信號源為復信號，幅度和角度的計算非常重要。對角度和幅度的旋 轉(zhuǎn)計算在數(shù)字領(lǐng)域尤其是數(shù)字通信領(lǐng)域是一種應用非常廣泛的計算，如果用傳統(tǒng)的除法 器、乘法器等計算方法，需要占用大量的FPGA資源，這樣就不能滿足要求，需要考慮其他的 算法實現(xiàn)這種類型的計算。CORDIC算法是一種循環(huán)迭代算法，基本思想是通過一系列固定 的、與運算基數(shù)有關(guān)的角度不斷偏擺迭代以逼近所需的旋轉(zhuǎn)角度。⑶RDIC算法在硬件電路 的實現(xiàn)上只用到了加法器和移位器，這樣就大大節(jié)約了 FPGA的資源，從而可以滿足要求。本發(fā)明采用峰值檢測與峰值定位二級搜峰很好地避免了峰值密集造成峰值再生 問題，同時可以有效地降低系統(tǒng)計算量。首次峰值檢測檢測出大于門限的峰值點，二次峰值 定位根據(jù)定位間隔參數(shù)確定峰值的時序間隔，舍去過多峰值點。通過此兩級搜峰后進入后 續(xù)模塊的峰值點較少。若一段時序內(nèi)峰值點比較稀疏可更好地避免峰值再生。本發(fā)明根據(jù)輸入高峰均比信號源原始頻譜，采用等紋波方式設計抵消脈沖生成器 的原型濾波器，能較好的滿足原始信號源頻譜對帶內(nèi)波動，阻帶抑制度及過渡帶寬度等的 要求，實現(xiàn)抵消脈沖生成器頻譜與輸入信號源頻譜的較好匹配。對于多載波系統(tǒng)首先要設計匹配單個輸入信號源的原型濾波器，此處采用等波紋 濾波器設計此抵消脈沖生成器，然后對此原型濾波器進行相應的載波搬移。進行載波搬移 時h(k)需滿足下面的公式
權(quán)利要求
1.一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，其特征在于對輸入信號源進行過門限檢測， 檢測出所有大于門限的點集合，用搜峰法搜索出點集合中的峰值點從而形成時序信號，再 用該峰值點的幅值觸發(fā)抵消脈沖生成器，通過抵消脈沖生成器將原輸入信號減去該時序信 號，從而實現(xiàn)峰值的抵消。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，其特征在于具體包括以 下步驟步驟1、將輸入的高峰均比信號源分為兩路進行數(shù)據(jù)處理，其中一路送至延遲模塊 ’另 一路則發(fā)送至Cordic運算模塊；系統(tǒng)對所有需要削峰的信號給出跟蹤使能檢測信號，延遲 模塊根據(jù)此跟蹤使能檢測信號計算出延遲長度，以達到同步；步驟2、該Cordic運算模塊通過Cordic算法計算出信號源每一點的幅度值，根據(jù)預設 的削峰檢測門限找出所有過門限的點的幅度和相位，并將該運算結(jié)果分別發(fā)送至峰值檢測 模塊和邏輯運算模塊；步驟3、峰值檢測模塊對Cordic運算模塊的運算結(jié)果做峰值搜索，檢測出所有大于削 峰檢測門限的峰值點，并對過門限的相鄰點進行峰值比較，找出一段時序段中的最大峰值 點，并將運算結(jié)果發(fā)送至峰值定位模塊，由峰值定位模塊對檢測到的峰值點進行相應的峰 值定位，根據(jù)預設的定位間隔參數(shù)確定峰值的時序間隔，舍去過多峰值點形成時序信號，并 將該時序信號中峰值使能信號及峰值使能信號對應的峰值點幅度信息發(fā)送至抵消脈沖生 成器模塊；步驟4、該抵消脈沖生成器模塊設置與輸入信號頻譜相匹配的原型濾波器，通過抵消脈 沖生成器模塊產(chǎn)生用于完成峰值削減的抵消脈沖信號；步驟5、抵消脈沖生成器模塊將該抵消脈沖信號發(fā)送給邏輯運算模塊，由邏輯運算模 塊將該抵消脈沖信號與由Cordic運算模塊輸入的原輸入信號的相位進行匹配，然后將 CORDIC運算求出的I和Q值發(fā)送至邏輯減操作模塊與來自延遲模塊的原始信號源做相應的 邏輯減操作，輸出低峰均比信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，其特征在于所述的步 驟4中該峰值檢測模塊檢測到峰值后，第一個峰值被分配給第一個抵消脈沖生成器工作并 標示此抵消脈沖生成器被占用；當后續(xù)峰值到來時，依次檢測抵消脈沖生成器的狀態(tài)并分 配一個可用抵消脈沖生成器給此峰值；當所有的抵消脈沖生成器均被占用時，到達的峰值 不能被抵消則在后續(xù)算法迭代時處理。
全文摘要
本發(fā)明一種基于脈沖抵消方式的削峰方法，首先，對輸入信號源進行過門限檢測，檢測出大于門限的點集合，用搜峰法搜索出點集合中的峰值點，再用峰值點的幅值觸發(fā)抵消脈沖生成器，通過抵消脈沖生成器將原信號減去時序信號，從而實現(xiàn)峰值的抵消；由于本發(fā)明采用脈沖抵消方式，先檢測出大于門限的峰值信號，再用原信號減去峰值信號對應的頻譜脈沖，從而降低信號的峰均比，從硬件上可大大節(jié)約FPGA的資源，能更好地避免峰值再生和降低信號的峰均比，極大提高了功放的效率。
文檔編號H04L25/03GK102111372SQ20111006047
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者張文娟, 梁弟標 申請人:福建先創(chuàng)通信有限公司