專利名稱：用于降低信號峰均比的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及信號處理，并具體地涉及降低諸如在無線通信網(wǎng)
絡(luò)中用于傳輸?shù)耐ㄐ判盘柕膹?fù)數(shù)值信號的峰均比(PAR, peak-to-average ratio) 0
背景技術(shù)：
諸如蜂窩、無線局域網(wǎng)(WLAN， Wireless Local Area Network)、數(shù) 字電視廣播、非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL, Asymmetric Digital Subscriber Line)等許多通信技術(shù)的標準使用基于幅度與相位二者都調(diào)制的信號調(diào)制 技術(shù)。與單純的相位(或頻率)調(diào)制相比，經(jīng)調(diào)幅的信號需要線性放大 以進行準確的信號再生。在放大這種信號中引入的非線性帶來了很大的 問題，諸如相鄰信道干擾(ACI， adjacent channel interference)增加以及 信號的誤差矢量幅值(EVM， error-vector-magnitude)增加。
線性放大特別是在成本方面以及在無線通信應(yīng)用中典型的受限的功 率環(huán)境方面帶來了挑戰(zhàn)。例如，在線性發(fā)射機中適應(yīng)較大的信號幅值變 化通常造成了功率效率下降和/或線路成本及復(fù)雜性更高。不幸地是，目 前的趨勢是使用表現(xiàn)出了較大幅值變化的調(diào)制方案。例如，在3GPP標準 中引入HSDPA (High Speed Downlink Packet Access,高速下行鏈路分組 接入)和HSUPA (High Speed Uplink Packet Access,高速上行鏈路分組 接入)將顯著地增大發(fā)射信號幅值變化。而且，很多針對WLAN、數(shù)字 電視廣播、ADSL等的標準都是基于已知具有非常大的幅度變化的正交頻 分復(fù)用(OFDM， Orthogonal Frequency Division Multiplex)調(diào)制技術(shù)。
一種能夠顯著降低幅度變化但不復(fù)雜的技術(shù)是把信號峰削減(clip) 到一定程度，但這種技術(shù)是以潛在急劇地提高ACI與EVM作為代價的。 作為在OFDM信號的情況下的一種另選方法，己經(jīng)提出了通過直接地更改數(shù)據(jù)對子載波的映射來降低幅度變化，使得總體幅度變化降低。然而， 該提議例如通過分配大部分的子載波以降低幅度變化或通過引入特定的
編碼方案在自身OFDM信號上強加了限制。
與窮盡削波法(brute-force dipping)相反，其它方法采取了一些形 式的峰抵消(peakcancellation)。然而，在此之前的這些方法都帶來了不 希望的信號處理復(fù)雜程度，或者在PAR降低方面提供了不足的性能。

發(fā)明內(nèi)容
展示了大幅值變化的信號調(diào)制方案帶來了對發(fā)射機設(shè)計的挑戰(zhàn)。對 這種變化的降低提供了簡化了的放大器設(shè)計并且潛在地降低了工作功 率，但是卻有著增大干擾和信號誤差的風(fēng)險。為了這一點，這里所教導(dǎo) 的方法和裝置實現(xiàn)了對信號峰均比的降低，這種降低既在計算方面是高 效的并且在頻譜方面也是性能良好的。
在一種實施方中， 一種降低復(fù)數(shù)值信號中的峰均比的方法包括以下 步驟檢測信號中高于峰閾值的峰；在笛卡爾坐標(Cartesian coordinates) 中對檢測到的峰進行表征；以及基于所述檢測到的峰的表征在笛卡爾坐 標中生成抵消脈沖。該方法繼續(xù)通過將所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng) 延遲后的信號進行合并以抵消所檢測到的峰。
相應(yīng)地， 一種用于降低復(fù)數(shù)值信號中的峰均比的信號處理電路的實 施方式包括一個或更多個處理電路，所述處理電路被設(shè)置成檢測信號 中高于峰閾值的峰；在笛卡爾坐標中對檢測到的峰進行表征；以及基于 所檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖。所述信號處理電路 被設(shè)置成通過將所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng)延遲后的信號進行合 并來抵消所檢測到的峰。
針對計算效率，這里所教導(dǎo)的峰降低的至少一種實施方式將對峰表 征的計算推遲到檢測到了信號峰之后。而且，檢測這些峰的所述方法還 提供了在計算方面的效率。例如，在至少一種實施方式中，檢測信號中 高于峰閾值的峰包括以下步驟以第一峰檢測精度對信號進行估計；以 及針對以所述第一峰精度檢測到的峰，以更高的第二峰檢測精度對所述信號進行估計以確認以所述第一峰檢測精度檢測到的峰的存在。而且， 響應(yīng)于對信號峰的檢測，至少一種實施方式通過根據(jù)所述(復(fù)數(shù)值)信 號與"基于所述信號的笛卡爾分量的平方和與所述峰閾值的非線性函數(shù)" 的乘積計算所述信號的笛卡爾分量的信號峰波形，來有利地在笛卡爾坐 標中對所檢測到的峰進行表征。非線性項能夠被容易地表示，因此使用 多項式表達或查詢表表達中的一種可以容易地計算該非線性項。
然而，信號峰被表征，這里所教導(dǎo)的峰均比降低的一種或更多種實 施方式基于所檢測到的峰的表征生成了峰抵消脈沖。例如，根據(jù)以下中 的一個或更多個對檢測到的信號峰的笛卡爾分量進行表征峰形狀(可 表示為峰形狀因數(shù))、峰高度、峰寬度、以及峰不對稱度。因此，對檢測 到的峰進行抵消可包括以下步驟針對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量， 從限定的一組歸一化的脈沖中選擇最匹配的歸一化的脈沖。這些歸---化 的脈沖可根據(jù)對峰高度/寬度的需要來按比例調(diào)整。
不管抵銷脈沖是否是根據(jù)歸一化的脈沖生成的，所述抵消脈沖可以
被設(shè)置成過度抵消(over-cancellation),例如，可以使抵消脈沖的寬度或 高度大于檢測到的峰的寬或高度。另外，不管是否使用過度抵消，所述 抵消脈沖可以是不對稱的，這在計算方面以及信號定時/延遲方面提供了 優(yōu)勢。
當(dāng)然，本發(fā)明限于以上特點和優(yōu)點。實際上，在閱讀以下的詳細說 明并且查看附圖之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到另外的特點和優(yōu)點。


圖1是一種無線通信裝置的一種實施方式的框圖，該無線通信裝置 包括用于實施這里所教導(dǎo)的PAR降低的一種或更多種實施方式的信號處 理電路。
圖2是PAR降低處理的一種實施方式的邏輯流程圖。 圖3是用于支持由圖1中介紹的信號處理電路進行的PAR降低處理 的功能性電路布置的一種實施方式的框圖。
圖4和圖5是相對于給定的峰閾值的示例性的波形以及其相應(yīng)的信號峰的波形圖。
圖6和圖7是圖5中所示出的峰波形的笛卡爾分量(I和Q波形) 的波形圖。
圖8和圖9是示例性的歸一化峰抵消脈沖以及相應(yīng)的示例性的檢測 到的峰波形的波形圖。
圖10是與sine函數(shù)脈沖相比較的具有不同的滾降因數(shù)(roll-off factor)的升余弦(RC)抵消脈沖的波形圖。
圖11是根據(jù)多種不同濾波器類型生成的不對稱抵消脈沖的波形圖。
圖12是與峰檢測可靠性(精度)的第一級和第二級相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)邊 界的圖，該峰檢測可靠性(精度)與以極坐標形式檢測信號峰的一種實 施方式相關(guān)聯(lián)。
圖13是極坐標形式檢測信號峰的邏輯流程圖，并且與圖12中所示 出的數(shù)學(xué)邊界相對應(yīng)。
圖14是在這里所教導(dǎo)的降低PAR的一種或更多種實施方式中使用 的"過沖(overshoot)"函數(shù)的圖。
圖15是出于抵消目的而對檢測到的信號峰進行表征的一種實施方 式的邏輯流程圖，其中圖示涉及對I路徑的檢測到的峰分量的表征，并且 相似的處理用于Q路徑的檢測到的峰分量。
圖16是按照形狀因數(shù)對檢測到的峰進行表征并且在調(diào)節(jié)歸一化抵 消脈沖以抵消所檢測到的峰的過程中相應(yīng)使用該形狀因數(shù)的一種實施方 式的邏輯流程圖。
圖17是示出了用于抵消脈沖的形狀因數(shù)調(diào)節(jié)的一種實施方式的波 形圖。
圖18示出了圖3中所介紹的抵消脈沖生成電路的一種實施方式。
圖19是示出了示例性的檢測到的峰以及相對應(yīng)的抵消脈沖的波形 圖，而圖20示出了相對應(yīng)的降低了的峰的波形圖。
圖21是使用例如圖18的生成電路輸出適當(dāng)?shù)貢r間對齊后的抵消脈 沖的一種實施方式的邏輯流程圖。
圖22和圖23分別是示出用于基于FIR的抵消脈沖生成的輸入脈沖和相對應(yīng)的輸出抵消脈沖的波形圖。
圖24是示出了在一種實施方式中PAR降低性能的波形圖。 圖25和圖26是示出了在另一種實施方式中PAR降低性能的波形圖。
具體實施例方式
圖1示出了無線通信裝置10，諸如無線通信網(wǎng)絡(luò)中的基站，或是在 無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用的移動站。示出的無線通信裝置IO包括信號發(fā)生器 12、信號處理電路(或多個電路)14、發(fā)射機16以及相關(guān)聯(lián)的天線18。 在工作中，信號發(fā)生器12例如通過將輸入數(shù)據(jù)映射到限定的調(diào)制星座 (constellation)中的相位和幅度點來生成復(fù)數(shù)值信號。然后，信號處理 電路14處理復(fù)數(shù)值信號(簡稱為"信號")以降低其幅度變化，同時限制 信號在相鄰信道干擾(ACI)和誤差矢量幅值(EVM)的上升。信號處 理電路14所進行的峰均比降低使得發(fā)射機16的線性放大要求得到了緩 和，同時避免了可能由"削峰"或其它窮盡PAR降低技術(shù)產(chǎn)生的頻譜鄰信 道干擾(spectral splatter)和信號誤差。
圖2展示了可以在信號處理電路14中實現(xiàn)的處理邏輯的一種實施方 式，應(yīng)該理解的是，可以用硬件、軟件或固件或它們的任意組合來實現(xiàn) 所示出的方法。因此，PAR降低處理以對信號中高于峰閾值的峰進行檢 測來"開始"(步驟100)?？梢灶A(yù)先確定峰閾值并由信號處理電路14將峰 閾值作為存儲的值來保留，或者可以動態(tài)地確定(或至少動態(tài)地調(diào)整) 峰閾值。而且，可以將不同的峰閾值用于不同的調(diào)制標準和/或工作模式。 處理接下來在笛卡爾坐標中對所檢測到的峰進行表征(步驟102)。 在笛卡爾坐標中對所檢測到的峰進行表征的至少一種實施方式包括了對
每個檢測到的信號峰的同相(I，in-phase)分量和正交(Q， quadrature)分
量進行表征的步驟。處理接下來基于所表征的峰在笛卡爾坐標中生成了 抵消脈沖(步驟104)，并且通過將抵消脈沖與延遲后的信號合并起來對 檢測到的峰進行抵消來"結(jié)束"處理(步驟106)。 g卩，針對信號中每個檢 測到的峰生成抵消脈沖，并且按照與要被抵消的峰在時間上對齊的方式 將相應(yīng)抵消脈沖加入到該信號中。注意，這里使用的術(shù)語"抵消(cancel、cancelled以及cancellation)，，并不必須意味著全部或完全的峰抵消，并且 至少在一些情況下，這些術(shù)語僅僅表示被認為是抵消的實質(zhì)上的峰降低。
對于每個抵消脈沖來說，在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖包括生成 抵消脈沖以抵消I峰分量并且生成抵消脈沖以抵消Q峰分量的步驟。換 而言之，抵消脈沖是針對PAR降低所需要的復(fù)數(shù)值信號中的檢測到的峰 的每個笛卡爾分量而生成的?；诘芽栕鴺松傻窒}沖使得信號處 理電路14可以調(diào)整抵消脈沖以適應(yīng)I信號分量和Q信號分量的具體峰特 性，--般而言I信號分量和Q信號分量的峰特征是不同的。
因此，在至少一種實施方式中，該方法包括以下步驟在笛卡爾坐 標中對檢測到的峰進行表征；基于檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生 成抵消脈沖；以及通過將抵消脈沖與相應(yīng)延遲后的信號進行合并來抵消 檢測到的峰。在該方法中，對檢測到的峰進行表征步驟可包括對(PAR 降低所需要的)信號中每個檢測到的峰的I分量和Q分量進行表征。相 應(yīng)地，生成抵消脈沖可以包括針對信號中每個檢測到的峰，基于該檢
測到的峰的I分量的表征來生成I分量抵消脈沖；以及針對信號中每個檢
測到的峰，基于該檢測到的峰的Q分量的表征來生成Q分量抵消脈沖。
而且，抵消檢測到的峰可包括將I分量抵消脈沖與信號的時間對齊的I
分量合并起來，以及將Q分量抵消脈沖與信號的時間對齊的Q分量合并
的步驟。
另外，在至少一種實施方式中，在笛卡爾坐標中對檢測到的峰進行
表征包括計算每個檢測到的峰的I分量和Q分量的形狀因數(shù)。補充了 該表征后，基于檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖包括
將每個檢測到的峰的I分量與Q分量的形狀因數(shù)與相對應(yīng)的歸一化的抵
消脈沖的形狀因數(shù)進行比較，并且基于該比較，按比例調(diào)整相對應(yīng)的歸 一化的抵消脈沖的幅度。
圖3是示出了信號處理電路14的一個功能性電路實施方式，用于執(zhí) 行上述詳細的PAR降低方法，或該方法的變型。所示出的信號處理電路
14包括被設(shè)置成對信號中高于峰閾值的那些峰進行檢測的峰檢測電路
20、在笛卡爾坐標中對檢測到的峰進行表征的峰表征電路22、以及基于檢測到的峰表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖的脈沖生成電路24。所示出的信號處理電路14還包括通過將抵消脈沖與相應(yīng)后延遲后的信號進行合并以抵消檢測到的峰的抵消電路26。
除了用于檢測峰(例如通過以極坐標形式檢測峰)的功能性電路以外，峰檢測電路20包括峰波形計算器30。針對檢測到的峰，峰波形計算器30針對信號的I分量與Q分量計算信號峰波形。然后，峰表征電路22包括針對I峰分量與Q峰分量的峰特性識別器32。依靠該結(jié)構(gòu)，峰表征電路22對每個檢測到的峰的I分量與Q分量進行表征，并且向脈沖生成電路24提供相對應(yīng)的表征信息。
脈沖生成電路24包括抵消脈沖選擇器34以及x路徑脈沖發(fā)生器36，其中，對于同相(實數(shù))路徑而言，"x"表示I，而對于正交(虛數(shù))路徑而言，"x"表示Q。脈沖生成電路24在笛卡爾坐標中生成多個抵消脈沖(多個I抵消脈沖與Q抵消脈沖對)，并且，應(yīng)該注意的是，抵消電路26將這些抵消脈沖與相應(yīng)延遲后的信號進行合并，從而降低信號峰并因此降低信號的PAR。針對信號的I路徑的信號求和電路38與延遲元件40以及針對信號的Q路徑的另一信號求和電路38與延遲元件40支持這種操作。(將延遲元件40的延遲值設(shè)置成將抵消脈沖發(fā)生器電路36所生成的抵消脈沖的笛卡爾分量與信號的相應(yīng)笛卡爾分量恰當(dāng)?shù)貢r間對齊所需的值。)
憑借以上對信號處理電路14的概括理解，以對降低PAR所需的復(fù)數(shù)值信號的理解來開始對信號處理電路14在一個或更多個實施方式中的工作的更加詳細的討論。在基帶上，可以使用結(jié)合起來限定復(fù)數(shù)基帶信號的兩個波形力和^按如下等式來表示將要發(fā)送的信號，
<formula>formula see original document page 14</formula>
艮口，可以以I分量信號與Q分量信號來表示基帶信號。當(dāng)然，也可以以信號的極性分量(幅度。與相位A)來表示該信號。在極坐標形式
中，信號按如下等式給出，
<formula>formula see original document page 14</formula>
在表征信號過程中，可以計算信號的均方根(RMS，root-mean-squared)禾口PAR值。RMS值是這樣計算的，
<formula>formula see original document page 15</formula> 等式(3)
其中，7)定義了計算RMS值期間的時間間隔。峰幅度定義為rmax-max(r,)?；谶@些值，可以將真峰均比(TPAR)定義為，
<formula>formula see original document page 15</formula> 等式(4)
然而，在很多情況下，由于理論上 a接近于無窮大，使得PAR值變得無窮大，所以這些定義并不實用。相反，通?；谛盘柕姆雀怕拭芏群瘮?shù)/ ^的一定百分比來定義 w數(shù)量。
例如，如果考慮百分之99.9，則獲得
<formula>formula see original document page 15</formula>等式(5)
根據(jù)等式(5)，可計算 ^99。相應(yīng)地，可以將PAR值計算為，
<formula>formula see original document page 15</formula> 等式(6)
注意，在以上表達式中的PAR是以線性功率定義的，但是如果需要，也可以以dB來同樣地規(guī)定PAR。無論如何，作為一個示例，可以認為OFDM信號具有大量獨立子載波(例如，100個或更多)。對于這種類型的信號，幅度概率密度函數(shù)接近瑞利分布(Rayleigh distribution),根據(jù)這個結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)PAR值近似于8.4dB。
轉(zhuǎn)到更加詳細的示例，由信號處理電路14實現(xiàn)的PAR降低的一種實施方式運用復(fù)數(shù)值輸入信號A = = 。
,該信號是在數(shù)字
域中被規(guī)定為多個時間離散采樣的時間有限的波形。這里，峰被定義為復(fù)數(shù)值波形中幅度r,大于峰閾值水平 ^&的復(fù)數(shù)值脈沖或部分。
在圖4中，可看出，針對所示出的幅度刻度的峰閾值水平為"2"。以該閾值作為峰檢測基準，可以看出在信號的所示出的部分中存在4個峰?；诖?，可以將峰幅度波形(即，信號波形中在所限定的峰檢測閾值之上的部分)定義為，
<formula>formula see original document page 15</formula>
等式(7)通過再次引入輸入信號的幅角(相位)，由此得到峰信號波形的表達式為，
了戸A:二廠戸A:.e ' 等式(8)
圖5示出了與圖4中所標出的信號峰相對應(yīng)的峰幅度波形 W。
圖5中所示的峰波形是從極坐標形式的復(fù)數(shù)值輸入信號獲得的。然
而，對于峰抵消而言，使用以下等式所給出的峰波形的笛卡爾坐標表示
進行計算是有幫助的，
^ped = ;。/t + 7'!2戶/t 等式(9)
在圖6和圖7中表示出了等式(9)的峰波形的笛卡爾分量，示出了從最先在圖4中示出的復(fù)數(shù)值信號表示中檢測到的峰的I峰波形分量(I路徑)與Q峰波形分量(Q路徑)。
從圖6和圖7所給出的峰波形的笛卡爾坐標表示中可以立即理解到，任何給定的檢測到的峰的I峰波形分量與Q峰波形分量通常是不相同的，因而支持了在笛卡爾坐標域中工作的抵消方法。在至少一種實施方式中，PAR降低因而包括了以下步驟:檢測將要發(fā)送的復(fù)數(shù)值信號(例如，OFDM或其它經(jīng)調(diào)制的通信信號)中的峰、針對每個檢測到的峰的每個笛卡爾分量生成峰波形。之后，針對每個峰波形，抵消包括以下步驟針對所檢測到的峰的I/Q分量選擇或生成最匹配的抵消脈沖，并且之后以時間對齊的方式將I/Q抵消脈沖與所檢測到的峰的I分量與Q分量合并起來。以這種方式，抵消脈沖的I/Q分量與信號中檢測到的峰的I/Q分量時間對齊，并且抵消信號中檢測到的峰的該I/Q分量。
因此，例如在符號-時間的基礎(chǔ)上、或通過實時地或接近實時地監(jiān)控信號采樣流值，來估計需要降低PAR的信號的波形，從而檢測與峰閾值相比較的信號峰。之后針對每個檢測到的峰的I分量與Q分量而生成峰波形，然后基于對峰波形的表征來生成最匹配的抵消脈沖。然后將抵消脈沖與原始信號以時間對齊的方式合并在一起以降低該信號的PAR?；趯λ鶛z測到的峰(在時間上)的開始點與結(jié)束點的幅度(幅值和符號)、和/或它們的形狀或其它參數(shù)，可以對該檢測到的峰進行表征。峰抵消還可以考慮檢測到的峰中的不對稱度，使得抵消脈沖與檢測到的峰的匹配至少在某種程度上還涉及與檢測到的峰不對稱性相匹配。
圖9示出了峰波形的多個笛卡爾分量中一個分量的任意單峰，而圖8示出了相對應(yīng)的歸一化的抵消脈沖。注意，如在本示例中所示出的，歸一化的抵消脈沖的寬度不必須要峰波形在過零點之間(或由過零點決定)的寬度相一致。而且，可以從經(jīng)定義的一組歸一化脈沖中選擇最匹配的歸一化的抵消脈沖，然后，基于對該歸一化的脈沖的高度、寬度、和/或形狀進行按比例調(diào)整來將該最匹配的歸一化抵消脈沖與峰波形的細節(jié)相"切合"。
更普通地，抵消脈沖的特性必須是這樣的，即，它們高效地抵消所檢測到的峰。在至少一種實施方式中，信號處理電路14生成了這樣一種
抵消脈沖，該抵消脈沖不僅在幅值(magnitude)與寬度方面與檢測到的峰相匹配，而且還與其它形狀特點定性地相匹配。如此，對于不同的檢測到的峰，抵消脈沖的表征可以不同，并且對于不同類型的調(diào)制以及對于不同的峰閾值水平，抵消脈沖的表征可具有大體上不同的表征特性。
然而，有利的是，抵消脈沖展示了與任何可適用的頻域性能標準(例如，如果不是大部分的通信協(xié)議已經(jīng)建立了具有限定了最大容許頻譜鄰信道干擾的頻域包絡(luò)，則將會有很多)相符的頻譜特性。如此，抵消脈沖應(yīng)該不向信號增加"噪聲"，使得經(jīng)PAR降低后的信號違反任意這種頻域約束。(該技術(shù)假定，峰的序列可以被看作是脈沖的隨機序列，使得由抵消脈沖所引入的總功率頻譜密度是單個脈沖功率頻譜密度的總和)。
一種定義了一組恰當(dāng)?shù)牡窒}沖的方法首先預(yù)先定義能夠針對將要抵消的每個峰來調(diào)整其幅值與寬度的脈沖形狀，該組抵消脈沖可以存儲在與信號處理電路14相關(guān)聯(lián)的存儲器電路中。幅值與寬度的量既可以是連續(xù)的也可以是離散的，并且可選地，可以針對有限的范圍(min，max)來進行限定?？梢允褂貌煌愋偷牡窒}沖。實際上，針對用于生成想要降低PAR的信號的各種不同的調(diào)制方案，信號處理電路14可以使用不同族或不同基本類型的抵消脈沖。
Sine函數(shù)(辛克函數(shù))脈沖提供了良好的頻譜效率，并因此看起來將是生成抵消脈沖的良好基礎(chǔ)。然而，在沒有積極截斷(aggressivetruncation)(這將會造成頻譜鄰信道干擾問題)的情況下，sine函數(shù)脈沖在時域中非常寬并且在這一點上是不利的。(具有顯著前沿紋波(leading ripple)和后沿紋波(trailing ripple)的寬脈沖的缺點是，抵消脈沖"覆蓋"了正處理的信號中的大量采樣，并且要求大量的延遲/緩沖處理，因而可以將表示抵消脈沖所需的大量的值與相對應(yīng)的大量的受到影響的信號采樣進行合并。這個事實也突出了寬抵消脈沖涉及相對應(yīng)的大量的合并操作，其中，抵消脈沖所覆蓋的信號采樣的數(shù)量非常巨大。)
升余弦(RC)或平方根升余弦(SQRC)脈沖代表了 sine函數(shù)脈沖的一種有吸引力的另選方式，其具有以較窄的抵消脈沖寬度(由滾降因數(shù)(roll off factor) a來設(shè)定)來維持良好的頻譜性能的能力。即，RC和SQRC脈沖近似sine函數(shù)脈沖，但是更快地接近零，因此允許進行更加積極的截斷而沒有過度顯著的頻譜鄰信道干擾。此外，信號處理電路14可設(shè)置成使用窗函數(shù)(windowing fiinction)(例如，Kasier (凱撒)函數(shù))，以改善(截斷后的)抵消脈沖的頻譜特性。圖IO提供了 sine函數(shù)與具有不同滾降因數(shù)a的RC脈沖的比較圖，不同的滾降因數(shù)a全部歸一化以具有時間單位中1的寬度。注意，也可以使用SQRC脈沖類型。
從圖10中的波形圖可以容易地看出的一點是，基于sine函數(shù)的、或基于RC/SQRC近似法的抵消脈沖顯示了脈沖對稱性，其中主瓣(脈沖峰)位于實際的抵消脈沖峰的前沿"振鈴(ringing)"部分與后沿"振鈴"部分之間的中心。如前面所提到的，必須將抵消脈沖的這些振鈴部分與相應(yīng)信號采樣合并，這導(dǎo)致大量的計算，并且為了使受影響的信號采樣與包括整個抵消脈沖的采樣值進行適當(dāng)?shù)膶R而需要顯著的時間延遲(和/或緩沖需求)。
因此，盡管RC與SQRC濾波器具有良好的頻譜特性，但是它們的缺點是必須在由處理電路14所執(zhí)行的PAR降低處理中引入大的延遲/等待時間。在一些情況下，例如在無線通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸高速率數(shù)據(jù)的情況下，這種等待時間是不可接受的。針對這一點，這里所教導(dǎo)的PAR降低的至少一種實施方式使用非對稱抵消脈沖，其中主瓣位于抵消脈沖波形的開始處，由此，使得將抵消脈沖與想要降低PAR的信號進行時間對齊所需要的信號延遲/等待時間最小化。例如，信號處理電路14可設(shè)置成實
現(xiàn)Butterworth (巴特沃斯)濾波函數(shù)(或Chebyshev (切比雪夫)、Bessel(貝塞爾)、Cauer (考爾)等濾波函數(shù))，并且按照相應(yīng)的濾波器沖激響應(yīng)計算抵消脈沖。傳統(tǒng)地說，這類型的濾波器展示了具有初始主瓣并跟隨有衰減的振鈴的沖激響應(yīng)。
濾波函數(shù)的階應(yīng)該足夠高，使得接近將被使用的RC/SQRC脈沖的頻譜特性，但沒有它們的等待時間缺點。圖11示出了針對不同類型的濾波器實現(xiàn)方式的示例性濾波沖激響應(yīng)。當(dāng)然，這些示例并不是限制，而且可以基于具體PAR降低應(yīng)用的需要來設(shè)定所挑選的濾波器的具體類型以及該濾波器的階數(shù)。
在掌握了所有以上的支持細節(jié)之后，圖12示出了用于顯著地改善在這里所教導(dǎo)的一種或更多種實施方式中的PAR降低的處理效率的基礎(chǔ)。本質(zhì)上，這里所教導(dǎo)的基礎(chǔ)PAR降低方法檢測想要降低PAR的信號中的峰，然后計算每個檢測到的峰的I峰波形與Q峰波形，這使得可以表征每個檢測到的峰并隨后進行抵消。然而，只有在信號中的峰實際上超過了所限定的峰閾值的情況下才需要執(zhí)行峰波形計算。
因此，在I/Q軸上所繪制的圓形表示峰閾值的幅值平方^e化,A，而圓形內(nèi)的帶有陰影的菱形部分的周長表示峰閾值的幅值 e化,A 。該信號
圖示出了有利的峰檢測方法，其中信號處理電路14在實際檢測到信號中高于所限定的峰閾值的峰之前放棄了峰波形計算，而且，信號處理電路14實現(xiàn)了在計算方面高效的檢測這種峰的方法。
在至少一種實施方式中，檢測信號中高于峰閾值的峰包括以第一
峰檢測精度估計信號、以及針對以第一峰檢測精度檢測到的峰，以更高的第二峰檢測精度估計信號以對以第一峰檢測精度檢測到的峰的存在進行確認。這里所使用的峰檢測的"精度"并不必須表示正在執(zhí)行的計算的潛在數(shù)學(xué)精度，而是表示峰檢測操作的可靠性。
因此，使用相對簡單的等式可以以第一可靠性來檢測峰。之后通過使用第二的、更高可靠性的峰檢測對在那些檢測到的峰的信號進行評估來"確認"以第一可靠性檢測到的峰。這種方式提供了實現(xiàn)極坐標形式的峰檢測的高效的計算算法，其中，可以使用第一計算識別可能的峰，然后使用識別實際信號峰是否存在的第二計算來進行確認。換而言之，在一種或更多種實施方式中，峰檢測電路20設(shè)置有峰檢測電路，該峰檢測電路可以是硬件、軟件、或者硬件與軟件的結(jié)合，執(zhí)行預(yù)篩選的峰檢測，其中，該電路執(zhí)行可識別信號峰的可能存在的計算簡單的篩選函數(shù)。然后，針對在該預(yù)篩選中識別出的可能的峰，峰檢測電路20執(zhí)行附加的計算，確定可能的峰實際上是否是達到或超過了所限定的峰閾值的峰。簡
而言之，第一峰檢測函數(shù)告知信號處理電路14可能存在著信號峰，而第
二峰檢測函數(shù)確認(或駁斥)這些峰的存在。
以上的峰檢測方法可以在極坐標形式中工作，其中峰閾值是極坐標
形式(即， MW)。依靠這種表示，以第一峰檢測精度估計信號包括將
信號的多個笛卡爾分量的絕對(無符號)值的總和與峰閾值進行比較(例如，|/,|+|2^。喊^成立嗎？)，而以第二峰檢測精度估計信號包括將信
號的多個笛卡爾分量的值的平方和與峰閾值的平方進行比較(例如，
"+^^^L^成立嗎？)。
圖13示出了可以在信號處理電路14中實現(xiàn)的處理邏輯，該邏輯用于執(zhí)行上述的在計算方面高效的峰檢測方法。在《叫/,l + le,l的情況下，峰
檢測處理幵始時，信號處理電路針對所關(guān)注的(多個)給定信號采樣的笛卡爾分量計算尸7 (步驟110)，并且將尸,與^由A進行比較(步驟112)。
如果A小于或等于 e。w，則不需要峰降低處理，g卩，信號未超過所限定
的峰閾值，并且峰表征所需的峰波形因此被設(shè)為零( ^=0)，并由此避免了不必要的計算(步驟114)。
然而，如果(多個)信號采樣值超過了峰檢測閾值，則繼續(xù)處理以
確認峰檢測的數(shù)量，其中信號處理電路14確認基于第一比較(尸^;^)
而檢測到的峰是否超過了峰的幅值閾值的平方。因此，信號處理電路14計算尸2="+"(步驟116)，并且評估^是否低于峰幅值閾值的平方(步驟118)(即，估計A^《。^ )。如果尸2不低于閾值的平方，則存在信
號峰并且必須執(zhí)行峰波形計算。如果A小于閾值平方，則不需要計算峰波形，并且將&d設(shè)為零(步驟114)。針對檢測到的峰以及相應(yīng)的峰波形計算，處理繼續(xù)根據(jù)以下等式計算檢測到的峰的峰波形(步驟120):
<formula>formula see original document page 21</formula>
在本實施方式中使用/,^0函數(shù)提供了進一步的操作和實施優(yōu)勢。更具體地說，/^。,0是這樣定義的，即，其涉及或以其他方式表示了所檢測到的峰相對于峰檢測閾值的過沖，并使得可以簡單地通過將復(fù)數(shù)值
輸入信號的I分量與Q分量分別地乘以針對A的非線性函數(shù)來計算 M"另外，如圖14所示，/，aO函數(shù)性能良好，這意味著針對進行中的
確定使用相對低階的多項表達式很好地實現(xiàn)了該函數(shù)，或者使用相對少量的代表值以查詢表的形式容易地實現(xiàn)了該函數(shù)。在至少一種查詢表的實施方式中，/p^O確定可包括在查詢表的值之間進行插值。
更具體地說，在實施一種實施方式中，/p^O函數(shù)被定義為
<formula>formula see original document page 21</formula>
其中，/v勿a ^p隨。這里，p隨表示輸入信號dx的最大幅值的
平方。相對應(yīng)地，存在a-"2以及/v^,《一。因此，可以以等式(12)來定義總的par降低(tparr;)<formula>formula see original document page 21</formula>
注意，tparr在線性功率尺度上一般地小于(或小得多)4，或6dB。根據(jù)以上功能性限定，可以用所限定的峰閾值與檢測到的信號峰的笛卡爾分量將力^ ( )函數(shù)表示為，<formula>formula see original document page 21</formula>
其中，?！?a^是過沖，即，信號高于限定的峰閾值的幅度。這個事實，意味著可以將/p^(.)函數(shù)表達為
<formula>formula see original document page 21</formula>
因此，當(dāng)以
<formula>formula see original document page 21</formula>來實現(xiàn)/^&0函數(shù)時，由于該函數(shù)是已經(jīng)在峰檢測處理中確定了的
值/,2 + fi2的函數(shù)，因此/p^ 0函數(shù)仍然反映了計算優(yōu)化的解決方案。
假定對超出峰閾值的信號峰進行的檢測提供了峰表征所基于的相應(yīng)峰波形計算的一種實施方式。更具體地說，峰被預(yù)先定義為，
<formula>formula see original document page 22</formula> 等式(16)
如果假定僅僅當(dāng)檢測到超過閾值的信號峰時才對該等式進行評估，則可以將峰波形等式表示為，
S一 二 (。 - "pe一 等式(17)此外，為了獲得用笛卡爾分量表示的所檢測到的峰的表達式，可以將峰波形等式表示為，
<formula>formula see original document page 22</formula>
等式(18)
因此，可以根據(jù)笛卡爾形式的復(fù)數(shù)值信號與基于峰閾值的非線性函數(shù)的乘積來計算峰。鑒于僅在信號超過峰閾值時(即，僅當(dāng)/,2+">^^
時)，才對表達式進行評估，因此可以相對于等式(18)進一步簡化。此外，應(yīng)該理解的是，如此計算的峰波形用于發(fā)現(xiàn)作為理想抵消脈沖的良好近似的抵消脈沖，而不是試圖發(fā)現(xiàn)或以其他方式生成準確地匹配的抵消脈沖。實際上，抵消脈沖將不會準確地與將要被抵消的峰相切合，因此在實踐中，峰抵消并不是具有零誤差或零偽跡(artifact)的完全抵消。然而，這里所教導(dǎo)的PAR降低方法就降低信號的PAR且同時在所生成的降低了PAR的信號中保持可接受的頻譜特性來說，提供了益處。
實際上，如這里所教導(dǎo)的，可以使用受約束的或有限的準確度來執(zhí)行峰波形計算和/或抵消脈沖切合操作，而過度抵消可以用于彌補下降的精度。憑借過度抵消，可以使抵消脈沖寬度和/或高度(或其它可調(diào)整特性)大于所計算的峰波形中的對應(yīng)的特性，使得抵消脈沖過度地抵消了相對應(yīng)的信號峰。在這一點上，過度抵消使得可以在峰波形表征處理中以稍稍提高的EVM為代價使用較低的精度。
關(guān)于峰表征處理的細節(jié)，應(yīng)該注意的是，可以按照峰的幅值來限定峰的最基本的特性，即，在不管峰內(nèi)最大值的實際位置情況下的峰的最大幅度、以及峰的寬度/持續(xù)時間。可以發(fā)現(xiàn)所檢測到的峰的其它參數(shù)，諸如每個峰的最大值的位置以及其它形狀特點。在至少一種實施方式中，檢測信號中高于峰閾值的峰包括以極坐標形式檢測峰。在同一實施方式或其它實施方式中，在笛卡爾坐標中表征所檢測到的峰包括針對每個檢測到的峰的笛卡爾分量表征峰的形狀。在該操作中，在至少一種實施方式中，針對每個檢測到的峰的笛卡爾分量表征峰的形狀包括對峰寬度、峰幅度、以及峰不對稱性中的至少一個進行表征。
作為更加詳細的示例，圖15是示出了針對檢測到的信號峰進行峰表征的一種實施方式的流程圖。具體地說，圖15示出了對檢測到的峰的I
分量的表征——可以同時地或隨后地針對檢測到的信號的Q分量執(zhí)行類
似的表征處理——因而在笛卡爾坐標中示出了對檢測到的峰的表征。
所示出的過程(步驟120-154)遍歷了一系列的信號采樣點(或相對應(yīng)的峰波形采樣點)，其中采樣點下標&指代多個信號采樣點中的相應(yīng)的一個采樣點?？偟膩碚f，所示出的處理發(fā)現(xiàn)了檢測到的峰的開始、結(jié)束、以及最大值位置(根據(jù)相對應(yīng)的采樣下標的意義上)，并且還識別了檢測到的峰的最大值，該最大值包括符號/方向。即，通過逐個經(jīng)過峰波形的附標釆樣值(參見，例如示出了 I路徑峰波形的圖6)，圖15的峰表征處理輸出了與檢測到的峰開始的下標值相對應(yīng)的與檢測到的峰結(jié)束的下標值相對應(yīng)的A^,以及與在^一與A^之間并且與檢測到的峰的實際峰點一致的下標值相對應(yīng)的&。該處理還輸出了實際峰點的值/p。
一旦由信號處理電路14在笛卡爾坐標中表征了檢測到的峰，則通過生成合適的抵消脈沖來繼續(xù)PAR降低處理。在至少一種實施方式中，基于所檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖包括針對每個檢測到的峰，基于相對應(yīng)的經(jīng)表征的峰的形狀，按比例調(diào)整針對檢測到的峰的每個笛卡爾分量的歸一化的脈沖。更大體地說，在一種或更多種實
施方式中，基于所檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖包括
針對每個檢測到的峰，從所限定的一組歸一化的脈沖中選擇對于I信號峰
與Q信號峰來說最匹配的歸一化的脈沖。
在同一實施方式或其它實施方式中，在笛卡爾坐標中表征檢測到的峰包括表征每個檢測到的峰的I信號峰形狀與Q信號峰形狀，使得基于檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖的步驟包括基于所表征的I信號峰形狀和Q信號峰形狀，從所限定的一組歸一化的脈沖中選擇最匹配的歸一化的脈沖。該方法還可以包括基于峰形狀和峰不對稱性中的至少一個在限定的一組歸一化的脈沖中限定歸一化的脈沖。
在任何情況下，在笛卡爾坐標中表征檢測到的峰基本上包括表征每個檢測到的峰的I分量與Q分量的峰的形狀，使得針對每個檢測到的峰生成抵消脈沖包括生成I分量抵消脈沖與Q分量抵消脈沖。因此，如這里所描述的，每個"抵消脈沖"包括針對檢測到的信號峰的I路徑分量的I路徑抵消脈沖，以及針對檢測到的信號峰的Q路徑分量的Q路徑抵消
脈沖。因而，1/Q抵消脈沖分量在笛卡爾坐標中抵消了相對應(yīng)的檢測到的
信號峰。
當(dāng)然，如上所述，總體上抵消脈沖將不與任意的峰相切合，因此，
僅僅使用檢測到的峰的所表征的寬度與幅值可造成比所期望PAR降低的更少的PAR降低。針對這一點，信號處理電路14可設(shè)置成以一種或更多種方法來改善其抵消脈沖生成處理。例如，它可設(shè)置成通過將歸一化的抵消脈沖的寬度乘以因數(shù)『《^來放大歸一化抵消脈沖寬度，從而在寬度方面過度抵消給定的檢測到的峰。附加地或者另選地，信號處理電路14
可設(shè)置成通過將歸一化的抵消脈沖峰的最大值乘以因數(shù)M^/e來放大歸一
化的抵消脈沖峰的最大值，從而在幅度方面過度抵消給定的檢測到的峰。此外，附加地或另選地，信號處理電路14可設(shè)置成計算在檢測到的峰的開始與結(jié)束處的時間導(dǎo)數(shù)，并且將相對應(yīng)的抵消脈沖的幅值設(shè)定為與這些導(dǎo)數(shù)相匹配，而不是試圖與峰的幅值相匹配。
上面所概述的寬度和/或幅值重新按比例調(diào)整選項直接由信號處理電路14來實現(xiàn)。然而，基于時間導(dǎo)數(shù)的操作帶來了額外的復(fù)雜性。例如，參照在圖9中示出的示例性信號峰以及圖8中示出的相對應(yīng)的歸一化的抵消脈沖，可以觀察到檢測到的信號峰不是對稱的，并且因此，檢測到的峰的寬度與最大值自身對于生成抵消脈沖而言并不足以準確地表征檢測到的峰。因此，基于時間導(dǎo)數(shù)的脈沖表征首先假定已經(jīng)根據(jù)檢測到的峰按比例調(diào)整了寬度和幅值的歸一化的抵消脈沖。然而，如果在峰的開始處或結(jié)束處的絕對時間導(dǎo)數(shù)(斜度)大于在抵消脈沖的開始處或結(jié)束處的
絕對時間導(dǎo)數(shù)，
1曰
號處理電路14對抵消脈沖的幅度進行按比例調(diào)整，
使得時間導(dǎo)數(shù)等于檢測到的峰的時間導(dǎo)數(shù)。換而言之，信號處理電路14執(zhí)行基于導(dǎo)數(shù)的幅度調(diào)整而不是簡單地相對于檢測到的峰的最大幅度來按比例調(diào)整抵消脈沖幅度。
圖16中的步驟160-174 (偶數(shù))示出了一種基于導(dǎo)數(shù)的脈沖產(chǎn)生方法的實施方式，該實施方式的處理適用于針對信號的I路徑中的一個正峰計算一個抵消脈沖。當(dāng)然，更通常地說，對于I路徑笛卡爾分量與Q路徑笛卡爾分量二者來說，這種處理適用于峰波形內(nèi)的每個峰。還要注意，所示出的處理引入了"形狀因數(shù)"的概念。圖中的值i^,"表示歸一化的抵消脈沖的形狀因數(shù)，可以針對給定抵消脈沖的生成而預(yù)先計算該值。另外，vt^表示歸一化的抵消脈沖(時間上)的寬度，同樣可以預(yù)先計算該值。
針對檢測到的峰，處理涉及按下式計算信號中的峰的位置(步驟160)，
f2+、
2
等式(19)
按下式計算峰的寬度與最大幅度(步驟162)，
= G ,w = max(/—(/)) 等式(20)
并且按下式計算峰的開始處與結(jié)束處的絕對時間導(dǎo)數(shù)(步驟164)，
二 lim
處理繼續(xù)，按下式識別所計算的導(dǎo)數(shù)中最大的-
等式(21)
-個(步驟166)，
等式(22)
并且之后使用該值來計算峰的形狀因數(shù)&^ (步驟168)，<formula>formula see original document page 26</formula>等式(23 )
將針對檢測到的峰而計算的形狀因數(shù)與針對歸一化的抵消脈沖而預(yù)
先計算的形狀因數(shù)進行比較(步驟170)，確定應(yīng)用于歸一化的抵消脈沖 幅度的按比例調(diào)整。即，如果&^>/^.。，則基于峰形狀因數(shù)對歸一化
的抵消脈沖幅度進行按比例調(diào)整，按下式計算歸一化的抵消脈沖幅度(步 驟172)
<formula>formula see original document page 26</formula>等式(24)
另一方面，如果Fp^不大于K^，則基于最大峰幅度來對歸一化的 抵消脈沖幅度進行按比例調(diào)整，按下式計算歸一化的抵消脈沖幅度(步 驟174)，
<formula>formula see original document page 26</formula>等式(25)
在理解上述處理的過程中，可以將形狀因數(shù)理解為對檢測到的峰的 "尖銳度"的描述，可以將其定義為被歸一化為檢測到的峰的寬度與檢測 到的峰的最大幅值的絕對最大時間導(dǎo)數(shù)。在操作中，如果檢測到的峰的 形狀因數(shù)大于最匹配的抵消脈沖的形狀因數(shù)，則相應(yīng)地相對于該形狀因 數(shù)來按比例地調(diào)整抵消脈沖幅度。同樣地，如果檢測到的峰的形狀因數(shù) 小于所選擇的抵消脈沖的形狀因數(shù)，則相應(yīng)地相對于檢測到的峰的幅度 來調(diào)整抵消脈沖幅度。
圖17示出了其中將抵消脈沖的幅度值向上按比例調(diào)整作為形狀因 數(shù)的函數(shù)的情況，并且示出了這種按比例調(diào)整與簡單地基于檢測到的峰 的最大幅值的抵消脈沖的差異。
憑借對形狀因數(shù)的使用，只要檢測到的峰的斜度在峰的幵始處或結(jié)
束處是最高的，信號處理電路14 (以及相對應(yīng)的PAR降低方法)能夠確 保對檢測到的峰的更多或更少的完全抵消。代價是過度補償(過度抵消)， 這是由于檢測到的峰與相應(yīng)針對形狀因數(shù)而調(diào)節(jié)的抵消脈沖之間的差異 一般變得很顯著，作為結(jié)果，這種差異增加了經(jīng)PAR降低后的信號的EVM。
針對這一點，這里教導(dǎo)的PAR降低方法的至少一種實施方式使用抵 消脈沖的根據(jù)形狀因數(shù)按比例調(diào)整，但通過限定多于一個的歸一化的抵 消脈沖減低了根據(jù)形狀因數(shù)按比例調(diào)整對信號EVM的影響。例如，除了 需要限定具有不同寬度的抵消脈沖之外，信號處理電路14可以存儲所限 定的一組抵消脈沖，其中包括一組具有不同形狀因數(shù)的歸一化的抵消脈 沖。在這種情況下，信號處理電路14將選擇在形狀因數(shù)方面與檢測到的 峰最切合的抵消脈沖。附加地或另選地，信號處理電路14可以保持限定 的一組具有不同程度的不對稱性的歸一化的抵消脈沖，并且因此使用在 不對稱性方面與檢測到的峰最切合的抵消脈沖。
附加地或另選地，信號處理電路14可以保持所限定的具有不同程度 的不對稱性以及不同形狀因數(shù)的歸一化的抵消脈沖的"二維"的組。因此， 為了抵消給定的檢測到的脈沖，信號處理電路14從該限定的組中選出在 形狀因數(shù)與不對稱性方面最匹配的歸一化的抵消脈沖。(獨立于所涉及的 信號類型/調(diào)制方案，或基于實驗測試，不對稱性匹配可以比形狀因數(shù)提 供有更大的權(quán)重，或反之亦然。)在任何情況下，按照檢測到的峰的最大 幅度的位置可以對不對稱性進行量化。檢測到的峰中最大幅度位置與中 點(fc -0/2)之間的差異是不對稱性的指標，可以將其用于從在信號處理 電路14可訪問的存儲器中存儲的 一組所限定的抵消脈沖中確定最優(yōu)抵消 脈沖(或者要不然以發(fā)生器函數(shù)、查詢表、或用于表示信號波形的其它 機制來實施)。
關(guān)于脈沖生成技術(shù)，圖18示出了最早在圖3中介紹的脈沖發(fā)生器電 路36的一種實施方式，其中每個脈沖發(fā)生器36包括一組有限沖激響應(yīng) (FIR)濾波器50-l—50-N。在抵消脈沖生成操作中，通過向FIR濾波器 50d一50-N供給具有期望的幅值與符號的采樣脈沖來控制抵消脈沖的幅
值與符號。參見，圖19示出了將要抵消的信號峰以及相對應(yīng)的基于RC 的采樣脈沖，而圖20示出了在以合適的時間對齊將抵消脈沖與信號進行 合并之后所生成的信號波形。
當(dāng)然，還有很多實現(xiàn)脈沖發(fā)生器電路36的方法，但是圖18示出了一種方便的并且可調(diào)整的方式，其中該組FIR濾波器50與每個FIR濾波 器的系數(shù)表示了具有一定寬度以及其它可能的形狀特點的抵消脈沖。憑 借這種實施方式，通過向該組FIR濾波器50供給具有所期望的幅值與符 號的單一采樣脈沖，獲得了所期望的抵消脈沖輸出。該組FIR濾波器50 并行地工作，使得可以在同時生成具有不同特性的幾個抵消脈沖。這種 操作的一個優(yōu)點是，作為對抵消脈沖的頻譜要求，抵消脈沖的持續(xù)時間 通常比檢測到將要被抵消的峰的持續(xù)時間更長。因此，抵消脈沖可以交 迭。
要注意地是，由于更大的濾波器組使得可以進行更準確的峰特性匹 配，因此大組的FIR濾波器50在準確性方面得以增加，但是其是以電路 的復(fù)雜性為代價的。如果濾波器組包括針對寬度、幅度以及形狀特點的 一個濾波器，則可以避免將所有FIR濾波器50相乘。g卩，針對每個寬度、 形狀、以及幅度，如果存在一個僅允許三個輸入級-1、 +1、或0 (零)的 FIR濾波器，則可以避免變得復(fù)雜的相乘，同時通過相對于檢測到的峰來 選擇下一個最大的寬度與幅度，仍然確保了良好的峰抵消。
作為進一步的改善，由于每個檢測到的將要被抵消的峰僅有的一個 采樣進入了對應(yīng)的一個FIR濾波器50，大部分采樣將為零。出于這個原 因，脈沖發(fā)生器電路36可包括用于控制FIR濾波器50的附加電路以避 免不必要的計算(即，與零相乘)。
不考慮這些細節(jié)，圖21中的步驟180-196 (偶數(shù))示出了可以在信 號處理電路14中實現(xiàn)的抵消脈沖選擇邏輯的一種實施方式，其中確定了 寬度(w = 、。rt-、 rf)以及被假定為位于峰的開始與結(jié)束的中點處的最 大值位置(、=(^^+^tort)/2)(步驟180、 182)。然后，將峰的寬度與
在所限定的一組抵消脈沖中可用的抵消脈沖寬度進行比較，從而發(fā)現(xiàn)下 一個可用的較大抵消脈沖寬度(步驟184、 188、以及192表示比較，而 步驟186、 190、 194、以及196表示用于觸發(fā)抵消脈沖的相對應(yīng)的單采樣 脈沖生成)。之后，通過向單采樣脈沖供給與檢測到的峰的最大值/p (或
在Q路徑處理的類似背景下的&)相等的值來觸發(fā)抵消脈沖。單采樣脈 沖應(yīng)該與檢測到的將要被抵消的脈沖在時間上對齊?？梢詫⒃摻M濾波器50中從FIR濾波器50-1到FIR濾波50-N中的每個濾波器看成是能夠響 應(yīng)于單一釆樣脈沖而生成具有不同特點的抵消脈沖的N個脈沖發(fā)生器中 的一個。
可以針對每個將要被抵消的峰生成單采樣脈沖，并且將該單采樣脈 沖供給到FIR濾波器50中相對應(yīng)的一個，使得FIR濾波器的輸出是FIR 濾波器自身的沖激響應(yīng)，但是具有按照輸入脈沖的幅值而按比例調(diào)整的 幅值。將輸入脈沖幅值設(shè)置成檢測到的脈沖幅度的函數(shù)，使得抵消脈沖 恰當(dāng)?shù)氐窒麢z測到的脈沖。換而言之，針對每個檢測到的將要被抵消的 脈沖，向FIR濾波器50中的一個FIR濾波器供給在時間上的單脈沖實例。 在所有其它的時刻，例如以零來供給(多個)FIR濾波器50。作為非限制性 描述，圖22示出了針對FIR濾波器50中給定的一個FIR濾波器的輸入 脈沖，其中示出了在前的零值與隨后的零值。圖23示出了從FIR濾波器 50中特定的一個輸出的相對應(yīng)的抵消脈沖。當(dāng)然，利用至FIR濾波器的 輸入脈沖的幅值按比例調(diào)整FIR濾波器的輸出。
因此，在至少一種實施方式中，檢測到的峰的表征包括與檢測到的 峰的I分量與Q分量相對應(yīng)的I分量峰表征與Q分量表征，而基于所檢 測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖包括基于檢測到的峰的I 分量峰表征與Q分量表征，針對檢測到的峰的I分量與Q分量中的每一 個分量生成采樣脈沖。將采樣脈沖導(dǎo)向多個FIR濾波器50中相應(yīng)的一個 濾波器，使得來自相應(yīng)FIR濾波器的輸出脈沖充當(dāng)用于檢測到的峰的I 與Q分量的I抵消脈沖與Q抵消脈沖。
當(dāng)然，有效的峰降低要求所生成的抵消脈沖在時間上與信號恰當(dāng)?shù)?對齊。因此，抵消脈沖選擇器的實現(xiàn)很大程度上取決于脈沖發(fā)生器組的 實現(xiàn)。當(dāng)信號處理與數(shù)字設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計很多不同的方案 時，這里所給出的示例依賴于將峰特性數(shù)據(jù)(即，脈沖表征數(shù)據(jù))映射 到由一組具有不同脈沖寬度的FIR濾波器構(gòu)成的脈沖發(fā)生器的脈沖選擇 器功能或電路。
在評價峰降低如何時(即，這里所教導(dǎo)的PAR降低的性能)，可以 在給定的系統(tǒng)背景下對示例性能進行評估。例如，可以假設(shè)具有8.4 dB的PAR的OFDM信號。另夕卜，假設(shè)PAR降低旨在將這個信號的PAR降 低到6.0dB(即，VaMl// MS = 2)，以及假設(shè)峰抵消脈沖是具有滾降因數(shù)
= 1.0的規(guī)則RC脈沖；將抵消脈沖寬度與幅值設(shè)置成與檢測到的將要被 抵消的峰的寬度與幅值完全一致；并且將針對歸一化的抵消脈沖寬度的 下限設(shè)置成2秒以限制頻譜擴展。
圖24示出了與窮盡削峰方法相比較，針對上述場景的PAR降低結(jié) 果?？梢钥吹?，當(dāng)把信號PAR從8.4dB極大地降低到6.2dB時，與窮盡 削峰法相比，對信號帶寬以外頻譜擴展有較大降低。因此， 一次(one-pass) PAR降低盡管不是非常接近6.0 dB的目標，但是提供了顯著的改善。
一種達到該目標的方法涉及重復(fù)的PAR降低，其中可以使用較低或 以其它方式調(diào)節(jié)后的第二峰檢測閾值來對降低了 PAR的信號再次處理以 進行峰檢測。以該方式，在第二次(second-pass)中可以對在第一次PAR 降低中未充分降低的其余峰進行檢測、表征、以及抵消。當(dāng)然，至少在 一些應(yīng)用中可以使用多于兩次。通常，這里所教導(dǎo)的PAR降低方法的至 少一種實施方式對感興趣的信號進行峰檢測以獲得降低了 PAR的信號， 并且之后還包括對降低了PAR的信號中的其余峰進行檢測(即，在抵消 了檢測到的峰之后的原始信號的延遲信號中檢測)以及對檢測到的其余 峰進行表征和抵消。
另一個性能示例，可以考慮HSUPA (高速上行鏈路分組接入)信號 (來自SGPP標準)。己知這種信號具有很大的PAR。這里所教導(dǎo)的PAR 降低方法因此提供了一種有利的方式來降低HSUPA信號PAR，同時仍然 符合ACLR (adjacent-channel leakage power ratio,鄰信道泄露功率比)以 及EVM的要求。在這種情況下，信號處理電路14設(shè)置成使用具有滾降 因數(shù)(a-0.5)的規(guī)則RC抵消脈沖。另外，將抵消脈沖寬度與幅值設(shè)置 成檢測到的將要被抵消的峰的寬度與幅值。另外，將寬度的下限設(shè)置成 HSUPA信號碼片周期260ns的0.75倍，從而以稍稍上升的EVM為代價 限制頻譜擴展。
圖25和圖26分別將EVM與ACLR示為這里所教導(dǎo)的PAR降低的 函數(shù)，其中示出了基于削峰的PAR降低作為對照性能基準。將EVM與ACLR都示為實際PAR的函數(shù)，艮卩，針對在進行峰抵消與削峰之后的 HSUPA信號而測量的PAR。在該特定結(jié)構(gòu)中，與使用窮盡削峰法相比， 使用這里所教導(dǎo)的方法進行的峰抵消的ACLR1效果好多于10 dB。這些 益處對大范圍的PAR都有效。
另一方面，可以看到，與大于窮盡削峰法相比，利用峰抵消的EVM 更大。然而，通過降低抵消脈沖的最小寬度，以ACLR上升為代價，EVM 將變得較低?？紤]到適用于受關(guān)注的通信標準的無線電鏈路預(yù)算計算， 將根據(jù)需要或按照期望來選擇EVM、 ACLR以及PAR的最優(yōu)組合。
根據(jù)以上所述，那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以針對所擁有的 特定應(yīng)用對這里所教導(dǎo)的PAR降低進行調(diào)節(jié)或修改。以上討論提供了挑 選的這種修改的示例，諸如使用重復(fù)的峰抵消、在生成峰抵消脈沖中使 用過度抵消、使用一組歸一化的脈沖中的不同的歸一化的脈沖、生成并 使用不對稱抵消脈沖、在生成抵消脈沖中考慮采用形狀因數(shù)等。
然而，這些示例以及其它示例并不限制本發(fā)明。廣義地說，這里所 教導(dǎo)的PAR降低檢測高于所限定的峰閾值的信號峰，其中，以極坐標形 式來執(zhí)行這種檢測是有利的。PAR降低還包括對與檢測到的峰相對應(yīng)的 峰波形計算，以及在笛卡爾坐標中對檢測到的峰進行相對應(yīng)的表征(即， 對I峰波形分量與Q峰波形分量進行表征)。之后使用檢測到的峰表征以 在笛卡爾坐標中生成相對應(yīng)的抵消脈沖，之后將生成的抵消脈沖與經(jīng)恰 當(dāng)延時的信號進行合并，使得抵消脈沖的笛卡爾分量與所述信號的相應(yīng) 笛卡爾分量相對齊。
如此，本發(fā)明并不受到前述的描述與附圖的限制。相反，本發(fā)明僅 受權(quán)利要求書以及其法律效力等同物的限制。
權(quán)利要求
1、一種降低復(fù)數(shù)值信號中峰均比的方法，該方法包括以下步驟檢測所述信號中高于峰閾值的峰；對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征；基于所表征的峰形狀，生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖；以及通過將所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng)延遲后的信號進行合并來抵消所檢測到的峰。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測所述信號中高于峰閾值的峰的步驟包括以下步驟以第一峰檢測精度估計所述信號，并且，針 對以所述第一峰檢測精度檢測到的峰，以更高的第二峰檢測精度來估計 所述信號以確認以所述第一峰檢測精度檢測到的峰的存在。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述峰閾值是極坐標形式， 并且其中以所述第一峰檢測精度估計所述信號的步驟包括將所述信號 的無符號笛卡爾分量的和與所述峰閾值進行比較的步驟，并且其中以所述第二峰檢測精度估計所述信號的步驟包括將所述 信號的笛卡爾分量的平方和與所述峰閾值的平方進行比較的步驟。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，對所檢測到的峰的每個笛卡 爾分量的峰形狀進行表征的步驟包括以下步驟按照笛卡爾形式的所述信號與非線性函數(shù)的乘積，計算笛卡爾形式 的信號峰波形，其中所述非線性函數(shù)是基于所述信號的笛卡爾分量的平 方和與所述峰閾值的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，使用多項式表達、或査詢表 表達中的一種來計算所述第二項。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測信號中高于峰閾值的峰的步驟包括以極坐標形式檢測峰的步驟。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征的步驟包括針對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量表征峰寬度、峰幅度、以及峰不對稱性中的至少一個的步驟。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所表征的峰形狀生成與 所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖的步驟包括以下步 驟針對每個檢測到的峰，基于所述相應(yīng)的所表征的峰形狀，按比例調(diào) 整針對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的歸一化的脈沖。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征的步驟包括對每個檢測到的峰的I分量與Q分量的峰形狀進行表征的步驟，并且其中，基于所表征的峰形狀來生成與 所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖的步驟包括，基于所 表征的峰形狀從限定的一組歸一化的脈沖中選擇最匹配的歸一化的脈沖 的步驟。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括基于峰形狀與峰不 對稱性中的至少一個，在所述限定的一組歸一化的脈沖中限定歸一化的 脈沖的步驟。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟在抵消 所檢測到的峰后的所述信號的延遲信號中檢測其余峰；以及對所檢測到 的其余峰進行表征和抵消。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，該方法還包括使用第二峰閾值以 檢測所述其余峰的步驟。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖的步驟包括以下步驟基于一個或更多個過度抵消準則來生成所述抵消脈沖。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所檢測到的峰的每個笛 卡爾分量的峰形狀進行表征的步驟包括以下步驟針對每個檢測到的峰 的I分量和Q分量計算形狀因數(shù)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖的步驟包括以下步驟將針對每個檢測到的峰的I分量和Q分量的所述形狀因數(shù)與相對應(yīng)的歸一化的抵消脈沖的形狀因數(shù)進行比較；以及基于所述比較來按比例調(diào)整所述相對應(yīng)的歸一化的抵消脈沖的幅度。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征的步驟包括以下步驟對所檢測到的峰的每 個I分量與Q分量的峰形狀進行表征；并且其中，基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖的步驟包括以下步驟基于相應(yīng)的所表征的I 分量峰形狀與Q分量峰形狀來生成針對所檢測到的峰的每個I分量與Q 分量的采樣脈沖；將所述采樣脈沖導(dǎo)向相對應(yīng)的有限沖激響應(yīng)(FIR)濾 波器，使得來自所述相對應(yīng)的FIR濾波器的輸出脈沖充當(dāng)針對所檢測到 的峰的I分量與Q分量的I抵消脈沖與Q抵消脈沖。
17、 一種用于降低復(fù)數(shù)值信號中的峰均比的信號處理電路，該電路 包括一個或更多個處理電路，所述一個或更多個處理電路設(shè)置成檢測所述信號中高于峰閾值的峰；對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征； 基于所表征的峰的形狀，生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖；以及通過將所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng)延遲后的信號進行合并來抵消所檢測到的峰。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述一個或更多 個處理電路包括基于微處理器的電路，所述基于微處理器的電路用于執(zhí) 行計算機程序指令以進行下述操作中的至少一個檢測峰、表征所檢測 到的峰、生成所述抵消脈沖、以及抵消所檢測到的峰。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述一個或更多 個處理電路包括峰檢測電路，其設(shè)置成檢測所述信號中高于所述峰閾值的那些峰； 峰表征電路，其對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征；脈沖生成電路，基于所表征的峰形狀，該脈沖生成電路生成與所檢 測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖；以及抵消電路，該抵消電路通過將所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng)延遲 后的信號進行合并以抵消所檢測到的峰。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電路設(shè)置成通過下述方式檢測所述信號中高于峰閾值的峰 以第一峰檢測精度對所述信號進行估計，以及針對以所述第一峰檢測計算精度檢測到的峰，以更高的第二峰檢測 精度對所述信號進行估計以確認以所述第一峰檢測精度檢測到的峰的存 在。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的信號處理電路，其中，所述峰閾值是極坐標形式，并且其中，所述信號處理電路被設(shè)置成通過將所述信號的無符號笛卡爾分量的和與所述峰閾值進行比較， 從而以所述第一峰檢測精度估計所述信號；以及其中通過將所述信號的笛卡爾分量的平方和與所述峰閾值的平方進 行比較，從而以所述第二峰檢測精度估計所述信號。
22、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成通過按照笛卡爾形式的所述信號與非線性函數(shù)的乘積計算笛卡爾形 式的信號峰波形，來表征所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀，所 述非線性函數(shù)是基于所述信號的笛卡爾分量的平方和與所述峰閾值的。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成使用多項式表達或查詢表表達中的一種來計算所述第二項。
24、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電路被設(shè)置成基于以極坐標形式檢測峰來檢測所述信號中高于峰閾值的峰。
25、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成通過對峰寬度、峰幅度、以及峰不對稱性中的至少一個進行表征，來對所述檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征。
26、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電路被設(shè)置成通過針對每個檢測到的峰，基于相應(yīng)的所表征的峰形狀來 按比例調(diào)整針對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的歸一化的脈沖，從而 基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的 抵消脈沖。
27、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電路被設(shè)置成通過對每個檢測到的峰的I分量與Q分量的信號峰形狀進行表征來對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征，并且其中，所述信號處理電路被設(shè)置成通過基于所表征的I分量信號峰形狀與Q分量信號峰形狀，從限定的一組歸一化的脈沖中選擇最匹配的歸一化的脈沖，從而基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰 的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的信號處理電路，其中，通過峰形狀與峰 不對稱性中的至少一個來限定所述限定的一組歸一化的脈沖中的歸一化 的脈沖。
29、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路還被設(shè)置成在抵消所檢測到的峰后的所述信號的延遲信號中檢測其 余峰；以及對所檢測到的其余峰進行表征和抵消。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成使用第二峰閾值以檢測所述其余峰。
31、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成通過基于一個或更多個過度抵消準則來生成所述抵消脈沖， 從而基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對 應(yīng)的抵消脈沖。
32、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成通過下述方式抵消所檢測到的峰基于將所述I分量抵消脈沖與時間對齊的所述信號的I分量的合并， 并且將所述Q分量抵消脈沖與時間對齊的所述信號的Q分量的合并，將 所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng)延遲后的信號進行合并。
33、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電路被設(shè)置成通過針對每個檢測到的峰的I分量和Q分量計算形狀因數(shù) 來對所檢測到的峰的每個笛卡爾分量的峰形狀進行表征。
34、 根據(jù)權(quán)利要求33所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路被設(shè)置成通過下述方式基于所表征的峰形狀來生成與所檢測到的峰的每個笛卡爾分量相對應(yīng)的抵消脈沖將針對每個檢測到的峰的I分量和Q分量的所述形狀因數(shù)與相對應(yīng)的歸一化的抵消脈沖的形狀因數(shù)進行比較，以及基于所述比較來按比例調(diào)整所述相對應(yīng)的歸一化的抵消脈沖的幅度。
35、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，其中，所述信號處理電 路包括一個或更多個有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，并且其中，所述信號 處理電路被設(shè)置成基于所檢測到的峰的相對應(yīng)的I分量峰表征與Q分 量峰表征來生成針對所檢測到的峰的每個I分量與Q分量的采樣脈沖， 并且向所述FIR濾波器中一個相對應(yīng)的FIR濾波器提供所述采樣脈沖， 使得來自所述相對應(yīng)的FIR濾波器的輸出脈沖充當(dāng)針對所檢測到的峰的I 分量與Q分量的I抵消脈沖與Q抵消脈沖。
36、 一種無線通信裝置，該無線通信裝置包括發(fā)射機，該發(fā)射機包 括根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號處理電路，并且相對應(yīng)地產(chǎn)生具有降低了 峰均比的傳輸信號。
全文摘要
這里所教導(dǎo)的一種方法與裝置基于下述降低復(fù)數(shù)值信號的峰均比(PAR)檢測信號中高于峰閾值的峰、在笛卡爾坐標中表征所檢測到的峰、基于檢測到的峰的表征在笛卡爾坐標中生成抵消脈沖。PAR降低處理繼續(xù)，通過將所述抵消脈沖與所述信號的相應(yīng)延遲后的信號進行合并來抵消所檢測到的峰。有利的是，可以使用在計算方面高效的峰檢測算法以極坐標形式來進行峰檢測，所述峰檢測算法除非存在信號峰超過限定的閾值的情況否則避免計算I峰波形與Q峰波形的計算。在一種或更多種實施方式中，生成并使用不對稱的和/或經(jīng)整形的抵消脈沖進一步提供了性能優(yōu)勢。
文檔編號H04L27/26GK101563902SQ200780046711
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
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