專利名稱：一種信號處理的方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通訊領域，尤其涉及一種信號處理的方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術：
在光通信領域中采用正交頻分復用技術可以提高信號的頻譜利用率、免除色散補償、更好地提抗PMD(Polarization Mode Dispersion,偏振模色散)效應。由于采用IFFT(Inverse Fast Fourier Transform,快速反傅里葉變換)變換產生正交頻分復用信號，正交頻分復用信號的分布有很大的不確定性，造成了信號很大的PAPR(Peak ToAverage Power Ratio,峰均值功率比)。PAPR過大時，會產生非線性失真，造成較明顯的頻譜擴展以及帶內信號畸變，導致系統(tǒng)性能下降。因此現(xiàn)有技術采用P律壓縮方法技術抑制PAPR。 發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題 采用ii律壓縮方法時，由于壓縮處理只對小信號進行放大，不對大信號處理，所
以壓縮后的信號不能有效地減少PAPR。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種信號處理的方法、裝置和系統(tǒng)，可以確保信號幅值不超過器件線性范圍。 —方面，本發(fā)明實施例提供了一種信號處理的方法，包括
接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號； 產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于l; 對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮。 另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種信號處理的裝置，包括 調制模塊，接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號； 函數(shù)產生模塊，用于產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的
函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于1 ; 壓縮模塊，用于對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮。
本發(fā)明實施例提供了一種信號處理的系統(tǒng)，包括信號發(fā)送端和信號接收端；
所述信號發(fā)送端，用于接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號；產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于1 ;對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮；將壓縮后的正交頻分復用信號發(fā)送出去； 所述信號接收端，用于接收所述信號發(fā)送端發(fā)送的壓縮后的正交頻分復用信號；利用與所述反正切函數(shù)對應的正切函數(shù)對所述壓縮后的正交頻分復用信號進行解壓縮；從解壓縮后的正交頻分復用信號中解調出數(shù)據(jù)信號。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點 本發(fā)明實施例提供的技術方案，在信號發(fā)送端將數(shù)據(jù)信號調制為數(shù)字正交頻分復用信號后，將該數(shù)字正交頻分復用信號按照函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)進行壓縮；由于反正切函數(shù)可以限制正交頻分復用信號中大幅值信號，所以可以限制壓縮后信號的最大輸出幅值，從而限制壓縮后信號的最大功率值；同時由于反正切函數(shù)通過坐標原點的斜率值大于1，當原數(shù)據(jù)信號增大1倍時，壓縮后的數(shù)據(jù)信號增大的倍數(shù)大于l，這樣使小信號放大的效果更加顯著，從而增大壓縮后的整體信號的功率值和平均功率值。本發(fā)明實施例提供的技術方案通過增大壓縮后信號的平均功率值和限制壓縮后信號的最大功率值，而PAPR為最大功率值與平均功率值的比值，所以達到了減小PAPR的目的。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例中信號處理的方法流程 圖2是本發(fā)明另一實施例中信號處理的方法流程 圖3是本發(fā)明實施例中信號處理的裝置示意 圖4是本發(fā)明實施例中信號處理的系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 本發(fā)明實施例提供了一種信號處理的方法、裝置和系統(tǒng)，可以確保信號幅值不超過器件線性范圍，且降低信號的PAPR。 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明實施例提供的信號處理的方法、裝置和系統(tǒng)進行詳細說明。 本發(fā)明實施例提出了一種信號處理的方法，如圖1所示，包括 步驟101、發(fā)送端接收數(shù)據(jù)信號，將數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號； 發(fā)送端接收串行輸入的數(shù)據(jù)信號，將串行輸入的數(shù)據(jù)信號分成并行的數(shù)據(jù)信號；
通過離散傅里葉逆變換過程將該數(shù)據(jù)信號轉化為正交頻分復用信號。由于該調制過程可以
采用常規(guī)的調制方法，所以這里只是簡單描述。 步驟102、發(fā)送端產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，該反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于1 ; 步驟103、發(fā)送端對正交頻分復用信號按照反正切函數(shù)進行壓縮。 待壓縮結束后，可以將壓縮后的正交頻分復用信號經(jīng)放大器放大并輸出。使用放 大器進行信號放大時，要求該正交頻分復用信號的幅度最大值不超過放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值，因此產生反正切函數(shù)時需要調整該反正切函數(shù)的系數(shù)，使得壓縮后的正交頻分復用信號的幅值最大值不大于放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。該系數(shù)用于控制壓縮后的正交頻分復用信號的幅值。
由于在信號發(fā)送端采用了反正切函數(shù)對正交頻分復用信號進行壓縮，因此信號接
收端，接收到正交頻分復用信號后，利用與反正切函數(shù)對應的正切函數(shù)對壓縮后的正交頻
分復用信號進行解壓縮；然后從解壓縮后的正交頻分復用信號中解調出數(shù)據(jù)信號，其中從
解壓縮后的正交頻分復用信號中解調出數(shù)據(jù)信號可以采用常規(guī)的解調方法。 本發(fā)明實施例提供的方法，采用反正切函數(shù)對正交頻分復用信號進行壓縮，并對
正交頻分復用信號的幅值進行動態(tài)的調整，這樣可以確保正交頻分復用信號的幅值最大值
不超過放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。 本發(fā)明實施例提供的方案，在信號發(fā)送端將數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號后，將該正交頻分復用信號按照函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)進行壓縮；由于反正切函數(shù)可以限制正交頻分復用信號中大幅值信號，所以可以限制壓縮后正交頻分復用信號的最大輸出幅值，從而限制壓縮后正交頻分復用信號的最大功率值；同時由于反正切函數(shù)通過坐標原點的斜率值大于l，所以當原正交頻分復用信號增大1倍時，壓縮后的正交頻分復用信號增大的倍數(shù)大于l，這樣使小信號放大的效果更加顯著，從而增大壓縮后的整體信號的功率值和平均功率值。本發(fā)明實施例提供的方法，可以增大壓縮后正交頻分復用信號的平均功率值，而且限制壓縮后正交頻分復用信號的最大功率值，由于PAPR為最大功率值與平均功率值的比值，所以還可以達到減小PAPR的目的。 現(xiàn)有技術中產生正交頻分復用信號時，將接收的數(shù)據(jù)信號進行調制生成正交頻分復用信號，然后經(jīng)過壓縮、放大等過程后輸出。本發(fā)明實施例提供的方法采用反正切函數(shù)對正交頻分復用信號進行壓縮處理，如圖2所示，具體過程包括 步驟201、信號發(fā)送端接收數(shù)據(jù)信號，對數(shù)據(jù)信號進行調制，生成正交頻分復用信號；該步驟中的調制過程包括發(fā)送端接收串行輸入的數(shù)據(jù)信號，將串行輸入的數(shù)據(jù)信號分成并行信號；通過離散傅里葉逆變換過程將數(shù)據(jù)信號轉化為正交頻分復用信號。由于該調制過程可以采用常規(guī)的調制方法，所以這里只是簡單描述。 步驟202、信號發(fā)送端對該正交頻分復用信號進行壓縮；壓縮時可以使用y =A*arCtan(B*x)函數(shù)；其中A為正數(shù)，用于控制壓縮后正交頻分復用信號的幅度，因為arctan(B朽)的極限為n/2，為了控制壓縮后的正交頻分復用信號的幅值最大值在放大器的線性區(qū)間，需要調整A的值使得/2*A不超過放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值；B為正數(shù)，用于在A值確定后，控制壓縮后正交頻分復用信號的PAPR，當A值確定時，調整B值使反正切函數(shù)通過坐標原點的斜率值大于1，即使得<formula>formula see original document page 6</formula> 由于反正切函數(shù)通過坐標原點的斜率值大于1，當原正交頻分復用信號x增大l倍
時，壓縮后的正交頻分復用信號y增大的倍數(shù)大于l，這樣使小信號放大的效果更加顯著。同時，由于A值已確定，那么該正交頻分復用信號的最大功率值就已確定，此時B值越大，原正交頻分復用信號x增大時，壓縮后的正交頻分復用信號y增大的倍數(shù)就越大，因此整體數(shù)據(jù)信號的功率值增大，平均功率值也增大，因此A值確定時B值越大，反正切函數(shù)通過原點的斜率越大，對于小信號的幅度提升越大。而且由于A值已經(jīng)確定，壓縮后正交頻分復用信 號的最大輸出幅值確定，那么小信號幅度提升越大，整體信號的平均功率越大。同時PAPR 為最大功率值與平均功率值的比值，所以可以得出A值確定時，B值越大，最大功率值與平 均功率值的比值越小，即PAPR值越小。本發(fā)明實施例提供的方法通過調整A、 B的值，使得 反正切函數(shù)能夠對大信號進行限幅，對于小信號幅值進行提升，達到了減小PAPR的目的。
步驟203、信號發(fā)送端利用放大器對壓縮后的正交頻分復用信號進行放大并輸 出； 上述步驟利用上述反正切函數(shù)的固有特性，即arctan(B朽)的極限為/2，通過 調整A值來控制正交頻分復用信號的幅值，使壓縮后的正交頻分復用信號的幅值最大值不 超過放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值，同時通過上述處理的過程，對小幅值信 號有一定放大作用，對大幅值信號又進行了壓縮，而且降低了 PAPR ;可選地，本發(fā)明實施例 的方法還可以包括信號接收端接收信號發(fā)送端輸出的正交頻分復用信號后，對該正交頻 分復用信號進行相應的處理，將其恢復為數(shù)據(jù)信號，具體過程如下 步驟204、信號接收端接收發(fā)送端發(fā)送的壓縮后的正交頻分復用信號；利用與反 正切函數(shù)對應的正切函數(shù)對壓縮后的正交頻分復用信號進行解壓縮；所述解壓縮為按照y =tan (x/A) /B進行解壓縮變換，其中y = tan (x/A) /B與上述y = A*arctan (B*x)相對應。
步驟205、信號接收端從解壓縮后的正交頻分復用信號中解調出數(shù)據(jù)信號；該解 調制過程可以包括對該解壓縮后的正交頻分復用信號進行并串轉換、使用離散傅里葉變換 對信號進行解調，最后得到數(shù)據(jù)信號。由于該解調過程可以采用常規(guī)的解調方法，所以這里 只是簡單描述。 本發(fā)明實施例提供的方法，采用反正切函數(shù)和正切函數(shù)進行信號的壓縮和解壓 縮，算法簡單，易于實現(xiàn)，對PAPR的抑制效果比較好。 本發(fā)明實施例提供的方法，在信號發(fā)送端將數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號 后，將該正交頻分復用信號按照函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)進行壓縮；由于反正切 函數(shù)可以限制正交頻分復用信號中大幅值信號，所以可以限制壓縮后信號的最大輸出幅 值，從而限制壓縮后信號的最大功率值；同時，由于反正切函數(shù)通過坐標原點的斜率值大于 1，當原數(shù)據(jù)信號增大1倍時，壓縮后的數(shù)據(jù)信號增大的倍數(shù)大于l，這樣使小信號放大的效 果更加顯著，從而增大壓縮后的整體信號的功率值和平均功率值。本發(fā)明實施例提供的方 法，通過增大壓縮后信號的平均功率值和限制壓縮后信號的最大功率值，而PAPR為最大功 率值與平均功率值的比值，所以達到了減小PAPR的目的。 為實現(xiàn)本發(fā)明實施例提供的方法，本發(fā)明實施例還提供了一種信號處理的裝置， 如圖3所示，包括 調制模塊310，接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號； 函數(shù)產生模塊320，用于產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)
的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于1 ; 壓縮模塊330，用于對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮。
該裝置還可以包括放大模塊340，用于將壓縮模塊330壓縮后的正交頻分復用信 號經(jīng)放大器放大后輸出；其中所述壓縮后的正交頻分復用信號的幅值最大值不大于所述放 大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。
上述函數(shù)產生模塊320可以包括 生成子模塊3201，用于生成反正切函數(shù)y = A*arctan (B*x); 系數(shù)調整子模塊3202，用于調整所述A值使得所述壓縮后的正交頻分復用信號幅
值最大值不大于放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。 上述系數(shù)調整子模塊3202還可以用于在所述A值調整完成后，調整所述B值使 得反正切函數(shù)y = A*arCtan(B*X)通過坐標原點的斜率值大于1。 本發(fā)明實施例提供的裝置，在信號發(fā)送端利用壓縮模塊將正交頻分復用信號按照 反正切函數(shù)進行壓縮，使壓縮后的正交頻分復用信號的信號幅值最大值不超過器件線性范 圍，且降低了信號的PAPR。 本發(fā)明實施例還提供了一種信號處理系統(tǒng)，如圖4所示，包括信號發(fā)送端410和 信號接收端420 ; 信號發(fā)送端410，用于接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號； 產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率 值大于1 ;對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮；將壓縮后的正交頻分 復用信號發(fā)送出去； 信號接收端420，用于接收所述信號發(fā)送端發(fā)送的壓縮后的正交頻分復用信號； 利用與所述反正切函數(shù)對應的正切函數(shù)對所述壓縮后的正交頻分復用信號進行解壓縮；從 解壓縮后的正交頻分復用信號中解調出數(shù)據(jù)信號。 本發(fā)明實施例提供的信號處理系統(tǒng)，在信號發(fā)送端將數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復
用信號后，將該正交頻分復用信號按照函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)進行壓縮；由于
反正切函數(shù)可以限制正交頻分復用信號中大幅值信號，所以可以限制壓縮后信號的最大輸
出幅值，從而限制壓縮后信號的最大功率值；同時由于反正切函數(shù)通過坐標原點的斜率值
大于1，當原數(shù)據(jù)信號增大1倍時，壓縮后的數(shù)據(jù)信號增大的倍數(shù)大于l，這樣使小信號放
大的效果更加顯著，從而增大壓縮后的整體信號的功率值和平均功率值。本發(fā)明實施例提
供的信號處理系統(tǒng)通過增大壓縮后信號的平均功率值和限制壓縮后信號的最大功率值，而
PAPR為最大功率值與平均功率值的比值，所以達到了減小PAPR的目的。 通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可以通
過硬件實現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)。基于這樣的理解，本發(fā)
明的技術方案可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產品可以存儲在一個非易失性存儲
介質(可以是CD-ROM， U盤，移動硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可
以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。 以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領
域的技術人員能思之的變化都應落入本發(fā)明的保護范圍。
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權利要求
一種信號處理方法，其特征在于，包括接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號；產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于1；對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述正交頻分復用信號按照所述反正切 函數(shù)進行壓縮后還包括將壓縮后的正交頻分復用信號經(jīng)放大器放大后輸出； 所述產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)包括生成反正切函數(shù)，調整所述反正切函數(shù)的系數(shù)使得所述壓縮后的正交頻分復用信號的 幅值最大值不大于所述放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述反正切函數(shù)為y = A*arCtan(B*X)，其 中A用于控制壓縮后的正交頻分復用信號的幅值，B用于當A值確定時，控制壓縮后的正交 頻分復用信號的峰均值功率比，x表示壓縮前的正交頻分復用信號，y表示壓縮后的正交頻 分復用信號。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函 數(shù)包括生成反正切函數(shù)y = A*arctan(B*x)，調整所述A值使得所述壓縮后的正交頻分復用信 號幅值最大值不大于放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述A值調整完成后，調整所述B值使得 反正切函數(shù)y = A*arCtan(B*X)通過坐標原點的斜率值大于1。
6. —種信號處理裝置，其特征在于，包括調制模塊，接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號； 函數(shù)產生模塊，用于產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù) 曲線通過坐標原點的斜率值大于1 ;壓縮模塊，用于對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮。
7. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括放大模塊，用于將壓縮模塊壓縮后的正交頻分復用信號經(jīng)放大器放大后輸出；其中所 述壓縮后的正交頻分復用信號的幅值最大值不大于所述放大器線性工作時所允許的輸入 信號最大值。
8. 如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述函數(shù)產生模塊包括 生成子模塊，用于生成反正切函數(shù)y = A*arctan(B*x);系數(shù)調整子模塊，用于調整所述A值使得所述壓縮后的正交頻分復用信號幅值最大值 不大于放大器線性工作時所允許的輸入信號最大值。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述系數(shù)調整子模塊還用于 在所述A值調整完成后，調整所述B值使得反正切函數(shù)y = A*arCtan(B*X)通過坐標原點的斜率值大于l。
10. —種信號處理系統(tǒng)，其特征在于，包括信號發(fā)送端和信號接收端； 所述信號發(fā)送端，用于接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號；產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大 于1 ;對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮；將壓縮后的正交頻分復用 信號發(fā)送出去；所述信號接收端，用于接收所述信號發(fā)送端發(fā)送的壓縮后的正交頻分復用信號；利用 與所述反正切函數(shù)對應的正切函數(shù)對所述壓縮后的正交頻分復用信號進行解壓縮；從解壓 縮后的正交頻分復用信號中解調出數(shù)據(jù)信號。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種信號處理的方法、裝置和系統(tǒng)，該方法包括接收數(shù)據(jù)信號，將所述數(shù)據(jù)信號調制為正交頻分復用信號；產生函數(shù)曲線過坐標原點的反正切函數(shù)，所述反正切函數(shù)的函數(shù)曲線通過坐標原點的斜率值大于1；對所述正交頻分復用信號按照所述反正切函數(shù)進行壓縮。通過本發(fā)明實施例提供的方法，可以確保信號幅值不超過器件線性范圍，且降低正交頻分復用信號的峰均值功率比。
文檔編號H04L27/26GK101741792SQ20081017211
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權日2008年11月10日
發(fā)明者劉琦, 蘇翼凱, 高俊明, 魏倫 申請人:華為技術有限公司;上海交通大學