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(hào)源數(shù)字光纖直放站中頻板FPGA的信號(hào)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(luò)投資(CapEx)和運(yùn)營支出(OpEx)已成為業(yè)界越來越關(guān) 注的問題?；谀壳暗脑O(shè)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(hào)。功率放大器的工作效率是一個(gè)關(guān)于下行鏈路信號(hào)特性的函數(shù)。3G制式信號(hào)源下行鏈路 信號(hào)是一種具有高峰值均值功率比的信號(hào)，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(hào)的特性對(duì)高功率放大器 的工作效率產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，因?yàn)楦逷AR信號(hào)中峰值的存在，功率放大器不得不采取回 退機(jī)制，這樣它就無法在其效率最高的狀態(tài)下進(jìn)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(dāng)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(hào)必先經(jīng)過CFR模塊的處理。經(jīng)過 CFR算法處理過的信號(hào)的動(dòng)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(hào)導(dǎo)致功率放大器工作效率大大降低，增加 了運(yùn)營商的運(yùn)營成本。降低信號(hào)峰均比，使各信道信號(hào)功率平均分配，在接收端得到質(zhì)量更 好的多信道信號(hào)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(hào)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(duì)輸入信號(hào)源進(jìn)行過門限檢測，檢測出所有 大于門限的點(diǎn)集合，用搜峰法搜索出點(diǎn)集合中的峰值點(diǎn)從而形成時(shí)序信號(hào)，再用該峰值點(diǎn) 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(hào)減去該時(shí)序信號(hào)，從而實(shí) 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(hào)源分為兩路進(jìn)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(yùn)算模塊；系統(tǒng)對(duì)所有需要削峰的信號(hào)給出跟蹤使能檢測信 號(hào)，延遲模塊根據(jù)此跟蹤使能檢測信號(hào)計(jì)算出延遲長度，以達(dá)到同步；步驟2、該Cordic運(yùn)算模塊通過Cordic算法計(jì)算出信號(hào)源每一點(diǎn)的幅度值，根據(jù) 預(yù)設(shè)的削峰檢測門限找出所有過門限的點(diǎn)的幅度和相位，并將該運(yùn)算結(jié)果分別發(fā)送至峰值 檢測模塊和邏輯運(yùn)算模塊；步驟3、峰值檢測模塊對(duì)Cordic運(yùn)算模塊的運(yùn)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(diǎn)，并對(duì)過門限的相鄰點(diǎn)進(jìn)行峰值比較，找出一段時(shí)序段中的最大峰值點(diǎn)，并將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至峰值定位模塊，由峰值定位模塊對(duì)檢測到的峰值點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng) 的峰值定位，根據(jù)預(yù)設(shè)的定位間隔參數(shù)確定峰值的時(shí)序間隔，舍去過多峰值點(diǎn)形成時(shí)序信 號(hào)，并將該時(shí)序信號(hào)中峰值使能信號(hào)及峰值使能信號(hào)對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)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(shè)置與輸入信號(hào)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(hào)；步驟5、抵消脈沖生成器模塊將該抵消脈沖信號(hào)發(fā)送給邏輯運(yùn)算模塊，由邏輯運(yùn)算 模塊將該抵消脈沖信號(hào)與由Cordic運(yùn)算模塊輸入的原輸入信號(hào)的相位進(jìn)行匹配，然后將 CORDIC運(yùn)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(hào)源做相應(yīng)的 邏輯減操作，輸出低峰均比信號(hào)。所述的步驟4中該峰值檢測模塊檢測到峰值后，第一個(gè)峰值被分配給第一個(gè)抵消 脈沖生成器工作并標(biāo)示此抵消脈沖生成器被占用；當(dāng)后續(xù)峰值到來時(shí)，依次檢測抵消脈沖 生成器的狀態(tài)并分配一個(gè)可用抵消脈沖生成器給此峰值；當(dāng)所有的抵消脈沖生成器均被占 用時(shí)，到達(dá)的峰值不能被抵消則在后續(xù)算法迭代時(shí)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(hào)，再用原信號(hào)減去峰值 信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻譜脈沖，從而降低信號(hào)的峰均比，能更好的完成中頻板的設(shè)計(jì)目標(biāo)及測試指 標(biāo)，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(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
具體實(shí)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(shí)現(xiàn)如下步驟1、將輸入的高峰均比信號(hào)源分為兩路進(jìn)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(yùn)算模塊1 ；系統(tǒng)對(duì)所有需要削峰的信號(hào)給出跟蹤使能檢測信 號(hào)，延遲模塊6根據(jù)此使能信號(hào)計(jì)算出延遲長度，以達(dá)到同步；步驟2、該Cordic運(yùn)算模塊1通過Cordic算法計(jì)算出信號(hào)源每一點(diǎn)的幅度值，根 據(jù)預(yù)設(shè)的削峰檢測門限找出所有過門限的點(diǎn)的幅度和相位，并將該運(yùn)算結(jié)果分別發(fā)送至峰 值檢測模塊2和邏輯運(yùn)算模塊5 ；步驟3、峰值檢測模塊2對(duì)Cordic運(yùn)算模塊1的運(yùn)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(diǎn)，并對(duì)過門限的相鄰點(diǎn)進(jìn)行峰值比較，找出一段時(shí)序段中的最 大峰值點(diǎn)，并將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至峰值定位模塊3，由峰值定位模塊3對(duì)檢測到的峰值點(diǎn)進(jìn)行 相應(yīng)的峰值定位，根據(jù)預(yù)設(shè)的定位間隔參數(shù)確定峰值的時(shí)序間隔，舍去過多峰值點(diǎn)形成時(shí) 序信號(hào)，并將該時(shí)序信號(hào)中峰值使能信號(hào)及峰值使能信號(hào)對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)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(shè)置與輸入信號(hào)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(hào)；步驟5、抵消脈沖生成器模塊4將該抵消脈沖信號(hào)發(fā)送給邏輯運(yùn)算模塊5，由邏輯運(yùn)算模塊5將該抵消脈沖信號(hào)與由Cordic運(yùn)算模塊1輸入的原輸入信號(hào)的相位進(jìn)行匹配， 然后將CORDIC運(yùn)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(hào)源做相應(yīng)的邏輯減操作，輸出低峰均比信號(hào)。所述的步驟4中該峰值檢測模塊2檢測到峰值后，第一個(gè)峰值被分配給第一個(gè)抵 消脈沖生成器42工作并標(biāo)示此抵消脈沖生成器42被占用；當(dāng)后續(xù)峰值到來時(shí)，依次檢測抵 消脈沖生成器的狀態(tài)并分配一個(gè)可用抵消脈沖生成器給此峰值；當(dāng)所有的抵消脈沖生成器 均被占用時(shí)，到達(dá)的峰值不能被抵消則在后續(xù)算法迭代時(shí)處理。為了完成峰值太近信號(hào)的削峰，峰值定位模塊3中設(shè)置定位間隔參數(shù)控制進(jìn)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(fèi)。本發(fā)明中輸入信號(hào)源為復(fù)信號(hào)，幅度和角度的計(jì)算非常重要。對(duì)角度和幅度的旋 轉(zhuǎn)計(jì)算在數(shù)字領(lǐng)域尤其是數(shù)字通信領(lǐng)域是一種應(yīng)用非常廣泛的計(jì)算，如果用傳統(tǒng)的除法 器、乘法器等計(jì)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(shí)現(xiàn)這種類型的計(jì)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(yùn)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(shí)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(jí)搜峰很好地避免了峰值密集造成峰值再生 問題，同時(shí)可以有效地降低系統(tǒng)計(jì)算量。首次峰值檢測檢測出大于門限的峰值點(diǎn)，二次峰值 定位根據(jù)定位間隔參數(shù)確定峰值的時(shí)序間隔，舍去過多峰值點(diǎn)。通過此兩級(jí)搜峰后進(jìn)入后 續(xù)模塊的峰值點(diǎn)較少。若一段時(shí)序內(nèi)峰值點(diǎn)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(hào)源原始頻譜，采用等紋波方式設(shè)計(jì)抵消脈沖生成器 的原型濾波器，能較好的滿足原始信號(hào)源頻譜對(duì)帶內(nèi)波動(dòng)，阻帶抑制度及過渡帶寬度等的 要求，實(shí)現(xiàn)抵消脈沖生成器頻譜與輸入信號(hào)源頻譜的較好匹配。對(duì)于多載波系統(tǒng)首先要設(shè)計(jì)匹配單個(gè)輸入信號(hào)源的原型濾波器，此處采用等波紋 濾波器設(shè)計(jì)此抵消脈沖生成器，然后對(duì)此原型濾波器進(jìn)行相應(yīng)的載波搬移。進(jìn)行載波搬移 時(shí)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(duì)輸入信號(hào)源進(jìn)行過門限檢測， 檢測出所有大于門限的點(diǎn)集合，用搜峰法搜索出點(diǎn)集合中的峰值點(diǎn)從而形成時(shí)序信號(hào)，再 用該峰值點(diǎn)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(hào)減去該時(shí)序信 號(hào)，從而實(shí)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(hào)源分為兩路進(jìn)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(yùn)算模塊；系統(tǒng)對(duì)所有需要削峰的信號(hào)給出跟蹤使能檢測信號(hào)，延遲 模塊根據(jù)此跟蹤使能檢測信號(hào)計(jì)算出延遲長度，以達(dá)到同步；步驟2、該Cordic運(yùn)算模塊通過Cordic算法計(jì)算出信號(hào)源每一點(diǎn)的幅度值，根據(jù)預(yù)設(shè) 的削峰檢測門限找出所有過門限的點(diǎn)的幅度和相位，并將該運(yùn)算結(jié)果分別發(fā)送至峰值檢測 模塊和邏輯運(yùn)算模塊；步驟3、峰值檢測模塊對(duì)Cordic運(yùn)算模塊的運(yùn)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(diǎn)，并對(duì)過門限的相鄰點(diǎn)進(jìn)行峰值比較，找出一段時(shí)序段中的最大峰值 點(diǎn)，并將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至峰值定位模塊，由峰值定位模塊對(duì)檢測到的峰值點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的峰 值定位，根據(jù)預(yù)設(shè)的定位間隔參數(shù)確定峰值的時(shí)序間隔，舍去過多峰值點(diǎn)形成時(shí)序信號(hào)，并 將該時(shí)序信號(hào)中峰值使能信號(hào)及峰值使能信號(hào)對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)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(shè)置與輸入信號(hào)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(hào)；步驟5、抵消脈沖生成器模塊將該抵消脈沖信號(hào)發(fā)送給邏輯運(yùn)算模塊，由邏輯運(yùn)算模 塊將該抵消脈沖信號(hào)與由Cordic運(yùn)算模塊輸入的原輸入信號(hào)的相位進(jìn)行匹配，然后將 CORDIC運(yùn)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(hào)源做相應(yīng)的 邏輯減操作，輸出低峰均比信號(hào)。
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(gè)峰值被分配給第一個(gè)抵消脈沖生成器工作并 標(biāo)示此抵消脈沖生成器被占用；當(dāng)后續(xù)峰值到來時(shí)，依次檢測抵消脈沖生成器的狀態(tài)并分 配一個(gè)可用抵消脈沖生成器給此峰值；當(dāng)所有的抵消脈沖生成器均被占用時(shí)，到達(dá)的峰值 不能被抵消則在后續(xù)算法迭代時(shí)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(duì)輸入信號(hào)源進(jìn)行過門限檢測，檢測出大于門限的點(diǎn)集合，用搜峰法搜索出點(diǎn)集合中的峰值點(diǎn)，再用峰值點(diǎn)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(hào)減去時(shí)序信號(hào)，從而實(shí)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(hào)，再用原信號(hào)減去峰值信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻譜脈沖，從而降低信號(hào)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(hào)的峰均比，極大提高了功放的效率。
文檔編號(hào)H04L25/03GK102111372SQ20111006047
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)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(biāo) 申請(qǐng)人:福建先創(chuàng)通信有限公司