專利名稱：在數(shù)字廣播系統(tǒng)中降低峰值功率對(duì)平均功率的比值的方法與裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及電子信號(hào)處理，更具體地說，涉及在射頻信號(hào)中旨在用于降低峰值功率對(duì)平均功率的比值的信號(hào)處理。
數(shù)字音頻廣播(DAB)是一種用于提供優(yōu)于現(xiàn)有的模擬廣播格式的數(shù)字品質(zhì)音頻的媒介。調(diào)頻帶內(nèi)信道上(IBOC)DAB可以以一種混合格式被發(fā)送，其中數(shù)字調(diào)制信號(hào)可以跟當(dāng)前廣播的模擬調(diào)頻信號(hào)共存，或者以一種全數(shù)字格式被發(fā)送，其中模擬調(diào)頻信號(hào)已經(jīng)被消除。由于每一個(gè)DAB信號(hào)都在與現(xiàn)有的調(diào)頻信道分配相同的頻譜覆蓋(mask)中被同時(shí)發(fā)送，所以IBOC不需要新的頻譜分配。IBOC在使各廣播機(jī)構(gòu)能夠向它們的現(xiàn)有的聽眾群提供數(shù)字品質(zhì)音頻的同時(shí)，也推動(dòng)了頻譜的經(jīng)濟(jì)利用。
音頻的數(shù)字傳輸跟現(xiàn)有的調(diào)頻無線電信道相比，其優(yōu)點(diǎn)包括較好的信號(hào)質(zhì)量，較小的噪聲以及較寬的動(dòng)態(tài)范圍。開始時(shí)所采納的混合格式允許現(xiàn)有的接收機(jī)繼續(xù)接收模擬的調(diào)頻信號(hào)，同時(shí)允許新的IBOC接收機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼。在將來，當(dāng)IBOC接收機(jī)大量存在時(shí)，各廣播機(jī)構(gòu)就可以選擇全數(shù)字格式進(jìn)行發(fā)送。調(diào)頻混合IBOC DAB的目標(biāo)就是提供實(shí)質(zhì)上為CD品質(zhì)的立體聲音頻(加數(shù)據(jù))，并同時(shí)發(fā)送現(xiàn)有的調(diào)頻信號(hào)。調(diào)頻全數(shù)字信號(hào)IBOC DAB的目標(biāo)就是提供實(shí)質(zhì)上為CD品質(zhì)的立體聲音頻，連同具有多達(dá)200 kbps容量的一個(gè)數(shù)字信道，這取決于一個(gè)特定電臺(tái)的干擾環(huán)境。
一種已建議的調(diào)頻IBOC廣播系統(tǒng)使用多個(gè)正交的頻分多路復(fù)用(OFDM)載波來發(fā)送數(shù)字信號(hào)。一組OFDM信號(hào)包括在不同的等間隔配置的、互相正交的頻率上進(jìn)行調(diào)制的幾個(gè)載波之和。這就保證了不同的副載波不會(huì)互相干擾。在這樣一個(gè)系統(tǒng)中，被發(fā)送信號(hào)的幅度有時(shí)具有很高的峰值。因此，在IBOC DAB發(fā)射機(jī)中所使用的線性功率放大器需要工作于大的功率回旋余地，這使得帶外功率低于所施加的限值。由此導(dǎo)致十分昂貴和低效率的放大器。因此，對(duì)OFDM DAB信道來說，需要降低峰值功率對(duì)平均功率的比值(PAR)。
本發(fā)明提供一種有效的方案，用于在使用正交頻分多路復(fù)用的電子信號(hào)(例如，可以應(yīng)用于調(diào)頻IBOC DAB系統(tǒng))中，降低峰值功率對(duì)平均功率的比值。
一種特別適用于全數(shù)字IBOC DAB系統(tǒng)的可供選擇的實(shí)施例，在第二已調(diào)制的已限幅的信號(hào)中減少各種互調(diào)產(chǎn)物的同時(shí)，還附加地對(duì)各中心副載波的各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真。
本發(fā)明還包括用以實(shí)現(xiàn)上述方法的發(fā)射機(jī)。
各優(yōu)選實(shí)施例的說明參看諸附圖，

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種混合調(diào)頻帶內(nèi)信道上的數(shù)字音頻廣播信號(hào)10的各信號(hào)分量的頻率分配(頻譜安排)和相對(duì)功率譜密度的示意圖?；旌细袷桨ǔＲ?guī)調(diào)頻立體聲模擬信號(hào)12，其功率譜密度由位于中心頻帶(即，信道的16部分)的三角形14來表示。典型的模擬調(diào)頻廣播信號(hào)的功率譜密度(PSD)接近于三角形，從中心頻率算起，其斜率約為-0.35 dB/kHz。被配置成偶數(shù)的多個(gè)數(shù)字調(diào)制的副載波被定位于模擬調(diào)頻信號(hào)兩側(cè)的上邊帶18和下邊帶20之上，并且跟模擬調(diào)頻信號(hào)同時(shí)發(fā)送。所有載波的發(fā)射功率電平都處于美國聯(lián)邦通信委員會(huì)所發(fā)布的信道覆蓋22的范圍內(nèi)。圖1的垂直軸表示峰值功率譜密度相對(duì)于更加常見的平均功率譜密度的特性。
在一種已建議的調(diào)制格式中，被配置成偶數(shù)的多個(gè)正交頻分多路復(fù)用(OFDM)副載波被放置在主模擬調(diào)頻信號(hào)的兩側(cè)，它們占據(jù)著離開主調(diào)頻中心頻率從大約129 kHz到大約199 kHz的頻譜，如圖1中的上邊帶18和下邊帶20所示。在混合系統(tǒng)中，每一個(gè)邊帶的已調(diào)制的OFDM副載波的總的DAB功率被設(shè)置為相對(duì)于主模擬調(diào)頻功率的-25 dB。在被定位于模擬頻譜兩側(cè)的OFDM各副載波上發(fā)送DAB信號(hào)。DAB系統(tǒng)包括在主調(diào)頻頻譜之上的191個(gè)載波以及在主調(diào)頻頻譜之下的191個(gè)載波。每一個(gè)DAB副載波都按照344.53125 Hz的碼元速率進(jìn)行QPSK調(diào)制。同相與正交脈沖形狀為從根部抬起的余弦波形(超過時(shí)間(excess time)＝7/128)，在其兩個(gè)邊緣上依次遞減，以抑制頻譜旁瓣。這種脈沖形狀導(dǎo)致正交副載波頻率的間隔為363.3728 Hz。
混合信號(hào)的數(shù)字調(diào)制部分是將按照全數(shù)字式IBOC DAB格式進(jìn)行發(fā)送的全數(shù)字DAB信號(hào)的一個(gè)子集。在一種已建議的全數(shù)字調(diào)頻DAB格式中，OFDM數(shù)字副載波的頻譜安排以及相對(duì)信號(hào)功率密度水平用標(biāo)號(hào)24來表示，如圖2所示。圖1的模擬調(diào)頻信號(hào)已經(jīng)被OFDM副載波的一個(gè)可選的附加組所取代，后者被稱為擴(kuò)展的全數(shù)字信號(hào)26，它位于中心頻帶28。再次被配置成偶數(shù)的OFDM副載波被定位于上邊帶30以及下邊帶32。圖2的全數(shù)字格式的邊帶比圖1的邊帶來得更寬些。此外，全數(shù)字IBOC信號(hào)各邊帶的功率譜密度水平被設(shè)置為比在混合IBOC各邊帶中的允許值大約高10 dB。這就為全數(shù)字IBOC信號(hào)提供了一種重要的性能上的好處。而且，擴(kuò)展的全數(shù)字信號(hào)的功率譜密度比混合的IBOC各邊帶的大約低15 dB。這就在為其他數(shù)字業(yè)務(wù)提供附加的容量時(shí)，使得鄰近混合或全數(shù)字IBOC信號(hào)的任何干擾問題得以最小化，甚至完全消除。
全數(shù)字模式是混合模式的邏輯擴(kuò)展，其中，原先占用中心+/-100 kHz區(qū)域的模擬信號(hào)被低電平的各數(shù)字副載波所取代。位于低電平的各副載波兩側(cè)的是兩個(gè)數(shù)字邊帶，通過將帶寬增加到大約100 kHz并將功率增加大約10 dB，使上述數(shù)字邊帶不同于混合模式。一種已建議的全數(shù)字DAB系統(tǒng)在每一個(gè)邊帶上包括267個(gè)載波，以及在中心頻帶有559個(gè)載波。每一個(gè)DAB副載波都受到QPSK調(diào)制。同相和正交的脈沖波形為根部抬起的余弦波形(超過時(shí)間＝7/128)，在兩個(gè)邊緣處依次遞減，以抑制頻譜旁瓣。這種脈沖波形導(dǎo)致正交的副載波頻率的間隔為363.3728 Hz。針對(duì)已發(fā)送信號(hào)的功率譜密度圖應(yīng)當(dāng)很好地處于全數(shù)字調(diào)頻IBOC的覆蓋范圍內(nèi)。
圖3是功能方框圖，表示在IBOC DAB調(diào)頻發(fā)射機(jī)中的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。碼元發(fā)生器34產(chǎn)生正交相移鍵控(QPSK)的各數(shù)據(jù)碼元，其中含有待發(fā)送的信息。這些碼元被傳送到調(diào)制器36，其中，對(duì)多個(gè)OFDM副載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生DAB信號(hào)(已歸一化)。這種調(diào)制包括讓各數(shù)據(jù)碼元通過快速傅里葉反變換(IFFT)以便實(shí)現(xiàn)OFDM調(diào)制。一個(gè)循環(huán)前綴，連同從根部抬起的余弦窗口一起，被施加到已調(diào)信號(hào)(超過時(shí)間＝7/128)。以下將IFFT與窗口運(yùn)算的組合稱為DAB調(diào)制器。
方框38是使峰值功率對(duì)平均功率比值(PAR)的降低得以實(shí)現(xiàn)的主方框。DAB調(diào)制器36的已調(diào)制輸出作為輸入被送到這個(gè)方框。方框38的輸出是已降低了PAR的待發(fā)送信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)PAR的降低，已調(diào)信號(hào)被限幅，如方框40所示，然后，它在方框42中被解調(diào)，并且在方框44中，從解調(diào)器獲得的各碼元矢量被預(yù)失真，或者令其受到約束，使之具有最小的同相與正交分量。然后，受約束的各碼元在方框46中被調(diào)制，以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)，該信號(hào)在方框48中受到進(jìn)一步的限幅。這種限幅導(dǎo)致不需要的各種互調(diào)產(chǎn)物。在將該信號(hào)送往大功率放大器52以便經(jīng)由天線54進(jìn)行廣播之前，在方框50中已限幅的第二已調(diào)信號(hào)中的各種互調(diào)產(chǎn)物被減少或消除。
圖4是表示可以被用來執(zhí)行方框40的功能的限幅器的工作。該限幅器被設(shè)置到一定的閾值，或限值K1。在任何瞬時(shí)，若輸入信號(hào)功率超過K1，則它被限幅到K1。由于輸入信號(hào)已被歸一化，所以這就保證了在限幅器的輸出端，信號(hào)的PAR為K1。因此限幅器(對(duì)實(shí)數(shù)x)的操作說明如下。若輸入信號(hào)(X)的數(shù)值小于-K1，則限幅器的輸出被設(shè)置為-K1；若輸入信號(hào)(X)的數(shù)值大于K1，則限幅器的輸出被設(shè)置為等于K1；并且若輸入信號(hào)(X)的數(shù)值介于-K1與K1之間，則輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。對(duì)這種操作來說，K1為1.58意味著峰值功率對(duì)平均功率比值被設(shè)置為4 dB。
然后，限幅的已調(diào)信號(hào)被送到DAB解調(diào)器42。在DAB解調(diào)器42中，首先對(duì)已調(diào)制的樣本進(jìn)行反循環(huán)前綴和窗口運(yùn)算。其后接著進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)，以實(shí)現(xiàn)OFDM解調(diào)。以下將窗口運(yùn)算與FFT的組合稱為DAB解調(diào)器。
其次，在解調(diào)步驟中所恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元矢量各星座點(diǎn)被施加約束，使之具有最小的同相與正交分量，以便降低因限幅器的限幅而引入的失真。為了實(shí)現(xiàn)這種約束，在這個(gè)步驟中，每一個(gè)OFDM碼元矢量被強(qiáng)迫處于環(huán)繞星座點(diǎn)的某一區(qū)域54、56、58或60之內(nèi)，如圖5所示。在圖5中，各星座點(diǎn)62、64、66和68都有預(yù)期的同相與正交幅度“A”?！癆”的某些預(yù)定部分，表示為“F”，定義各數(shù)據(jù)碼元被約束于其中的區(qū)域。這樣一來，對(duì)OFDM碼元矢量的每一個(gè)元素施加約束的操作說明如下。
若輸入碼元(x)為x＝a+b*i，式中，“a”為同相分量，“b”為正交分量，輸出(y)被定義為y＝a’+b’*i，式中，a’和b’的定義如下If abs(a)＜＝F*Aifa＜0，a’＝-(F*A)else， a’＝F*Aelse a’＝aIf abs(b)＜＝F·Aif b＜0，b’＝-(F*A)else， b’＝F*Aelse b’＝b有了這樣的約束，可以看出各碼元星座點(diǎn)的同相和正交分量被迫至少具有等于預(yù)期的同相和正交分量幅度的某個(gè)預(yù)定部分的最小幅度。
其次，受約束的碼元矢量由DAB調(diào)制器46進(jìn)行調(diào)制，并且調(diào)制后的輸出通過限幅器48。限幅器48使用類似于圖4那樣的限幅函數(shù)，但其閾值為K2。由于輸入信號(hào)是歸一化的，所以這就保證了限幅器48的輸出信號(hào)的峰值功率對(duì)平均功率比值等于K2。
為了使已發(fā)送的信號(hào)很好地處于混合調(diào)頻IBOC覆蓋的范圍內(nèi)，在方框50中，通過使非數(shù)據(jù)的各副載波變?yōu)?來清除該信號(hào)。由于這種清除操作所引入的失真是最小的。在調(diào)頻IBOC DAB系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，實(shí)際的處理過程涉及將所有不使用的信道(在兩個(gè)邊帶以外)的非數(shù)據(jù)的各副載波變?yōu)?。
圖6是表示本發(fā)明的降低PAR的方法的流程圖。方框70表示副載波數(shù)據(jù)的DAB輸入OFDM碼元矢量被輸入到DAB調(diào)制器72。在方框76，使用閾值K1對(duì)在線路74上所得到的第一已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。這就在線路78上產(chǎn)生已限幅的第一調(diào)制信號(hào)，隨后，該信號(hào)在方框80中進(jìn)行解調(diào)，以便在線路82上恢復(fù)數(shù)據(jù)碼元矢量的各星座點(diǎn)。在方框84，對(duì)已恢復(fù)的各星座點(diǎn)進(jìn)行預(yù)失真，使得它們受到約束，具有如上所述的同相和正交分量的一個(gè)預(yù)定的最小幅度。DAB調(diào)制器86對(duì)受到約束的各碼元矢量進(jìn)行調(diào)制，以便在線路88上產(chǎn)生一個(gè)第二已調(diào)信號(hào)。第二已調(diào)信號(hào)在具有第二閾值K2的限幅器90中被限幅。
由于限幅操作產(chǎn)生各種互調(diào)產(chǎn)物，所以要通過下列各步驟來減少各種互調(diào)產(chǎn)物。在線路92上的第二已限幅的調(diào)制信號(hào)被送往在方框94中的一個(gè)解調(diào)器。在線路96上的已解調(diào)輸出被送往在方框98中的一個(gè)清除步驟，其中，各非數(shù)據(jù)的副載波被限幅到0。在線路100上所得到的信號(hào)在方框102中被調(diào)制，并且在方框106，使用另一個(gè)限幅閾值(K3)對(duì)在線路104上的第三已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在方框94、98、102和106中的各步驟被重復(fù)執(zhí)行兩次，在第一次重復(fù)中，在限幅器106中使用閾值K4。在第二次重復(fù)中，不使用限幅器106，但是該信號(hào)經(jīng)由線路108被送往大功率放大器供廣播之用。
為了仿真的目的，針對(duì)大功率放大器(HPA)使用兩種模型。模型1使用如圖4所示的“Z字形曲線”限幅函數(shù)。該限幅器被設(shè)置為一定的閾值K5。在任何瞬時(shí)，若信號(hào)功率超過K5(對(duì)歸一化輸入信號(hào)而言)，則它被限幅到K5。模型2使用“S字形曲線”限幅函數(shù)。在這種情況下，使用一個(gè)已標(biāo)定的誤差函數(shù)110作為HPA的模型(如圖7所示)。由K5來設(shè)置工作點(diǎn)。6dB的K5數(shù)值意味著信號(hào)均方值比1dB壓縮點(diǎn)低6dB。
圖8表示使用圖4的具有各種最終限幅標(biāo)準(zhǔn)的限幅器并使用下列的限幅數(shù)值K1＝3；K2，K3和K4＝4；以及分?jǐn)?shù)F＝7/8進(jìn)行處理的采樣數(shù)字音頻廣播信號(hào)中的OFDM副載波的功率譜密度的仿真結(jié)果。由線112表示的信號(hào)表示限幅于5.5+0.85dB。線114表示限幅于5.0+0.85dB，線116表示限幅于4.5+0.86dB，以及線118表示限幅于4.0+0.88dB時(shí)的各項(xiàng)結(jié)果。圖9表示針對(duì)這些方案的相應(yīng)的位誤碼率，相應(yīng)的各項(xiàng)結(jié)果使用帶撇(’)的數(shù)字。線119表示未限幅時(shí)的結(jié)果。
圖10表示在降低PAR的方法中，使用圖4的限幅器并且在發(fā)射機(jī)的輸出級(jí)的大功率放大器中使用圖7的限幅器，同時(shí)使用下列的限幅數(shù)值K1＝3；K2，K3和K4＝4；以及分?jǐn)?shù)F＝7/8進(jìn)行處理的采樣數(shù)字音頻廣播信號(hào)中的OFDM副載波的功率譜密度的仿真結(jié)果。線120表示未限幅的信號(hào)。線122表示限幅于5.17+1.09sigrms＝-8。圖11表示針對(duì)這些方案的相應(yīng)的位誤碼率，相應(yīng)的各項(xiàng)結(jié)果使用帶撇(’)的數(shù)字。
圖12是流程圖，表示用于全數(shù)字信號(hào)的本發(fā)明的降低PAR的方法。方框124表示副載波數(shù)據(jù)的DAB輸入OFDM碼元矢量被輸入到DAB調(diào)制器126。在方框130，使用第一閾值K1對(duì)在線128上所得到的第一已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。這個(gè)步驟在線132上產(chǎn)生一個(gè)已限幅的第一已調(diào)信號(hào)，隨后，它在方框134中被解調(diào)，以便在線136上恢復(fù)各數(shù)據(jù)碼元矢量的各星座點(diǎn)。在方框138中，對(duì)已恢復(fù)的各星座點(diǎn)進(jìn)行預(yù)失真，使得它們受到約束，并具有如上所述的同相與正交分量的一個(gè)預(yù)定的最小幅度。此外，在這個(gè)步驟中，不需要的非數(shù)據(jù)副載波也被限幅到0。DAB調(diào)制器140對(duì)受到約束的各碼元矢量進(jìn)行調(diào)制，以便在線142上產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)。第二已調(diào)信號(hào)在具有第二閾值K2的限幅器144中被限幅。
由于限幅操作產(chǎn)生各種互調(diào)產(chǎn)物，所以要通過下列各步驟來減少互調(diào)產(chǎn)物。在線路146上的第二已限幅的調(diào)制信號(hào)被送往在方框148中的一個(gè)解調(diào)器。在線路150上的已解調(diào)輸出被送往方框152，在其中，來自各中心載波的各數(shù)據(jù)碼元被預(yù)失真，并且各非數(shù)據(jù)的副載波被限幅到0。在線路154上所得到的信號(hào)在方框156中被調(diào)制，并且在方框106，使用另一個(gè)限幅閾值(K3)對(duì)在線路158上的第三已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在方框148、152、156和160中的各步驟被重復(fù)執(zhí)行兩次，在第一次重復(fù)中，在限幅器160中使用閾值K4。在第二次重復(fù)中，不使用限幅器160，但是該信號(hào)經(jīng)由線路162被送往大功率放大器供廣播之用。
圖13表示使用圖4的具有各種最終限幅標(biāo)準(zhǔn)的限幅器并使用下列的限幅數(shù)值K1＝3；K2，K3和K4＝4；以及分?jǐn)?shù)F＝7/8進(jìn)行處理的采樣數(shù)字音頻廣播信號(hào)中的OFDM副載波的功率譜密度的仿真結(jié)果。曲線164表示未限幅的信號(hào)。曲線166表示限幅于4.5+0.78dB。線168表示限幅于5.0+0.77dB，以及線170表示限幅于5.0+0.77dB時(shí)的各項(xiàng)結(jié)果。圖14表示針對(duì)這些方案的相應(yīng)的位誤碼率，相應(yīng)的各項(xiàng)結(jié)果使用帶撇(’)的數(shù)字。
圖15表示在降低PAR的方法中，使用圖4的限幅器并且在發(fā)射機(jī)的輸出級(jí)的大功率放大器中使用圖7的限幅器，同時(shí)使用下列的限幅數(shù)值K1＝3；K2，K3和K4＝4；以及分?jǐn)?shù)F＝7/8進(jìn)行處理時(shí)的采樣數(shù)字音頻廣播信號(hào)中的OFDM副載波的功率譜密度的仿真結(jié)果。線172表示未限幅的信號(hào)。線174表示限幅于sigrms＝6，PAR＝6.15+0.95dB，以及線176表示限幅于sigrms＝8，PAR＝6.38+0.88dB。圖16表示針對(duì)這些方案的相應(yīng)的位誤碼率，相應(yīng)的各項(xiàng)結(jié)果使用帶撇(’)的數(shù)字。
所有的仿真都使用512個(gè)OFDM碼元來實(shí)現(xiàn)。所選擇的最佳參數(shù)為K1＝3dB，K2＝4dB，K3＝4dB，K4＝4dB，F(xiàn)＝7/8。所考慮的性能測(cè)量值為功率譜密度(PSD)以及位誤碼率(BER)。同樣，畫出了已解調(diào)的各信號(hào)點(diǎn)，以描述所引入的失真。
在末級(jí)，通過在頻域中對(duì)信號(hào)進(jìn)行填0，可以使采樣頻率增加一倍。為了降低減少PAR的方案的復(fù)雜性，最后一個(gè)步驟可以進(jìn)行兩次，而不是3次。這將導(dǎo)致性能上的降低，但是各PSD仍然處于混合調(diào)頻IBOC覆蓋的范圍內(nèi)。
本發(fā)明描述了在調(diào)頻IBOC DAB系統(tǒng)中，用于降低峰值功率對(duì)平均功率的比值(PAR)的一種新穎的方案。針對(duì)這個(gè)方案的仿真結(jié)果(針對(duì)功率放大器使用Z和S曲線)表明，本發(fā)明可以獲得將PAR降低4-7dB，但仍然處于調(diào)頻覆蓋范圍以內(nèi)的效果。由于這種預(yù)失真方案所引入的失真是最小的。特別是，通過使用下列參數(shù)K1＝3dB，K2＝4dB，K3＝4dB，K4＝4dB，F(xiàn)＝7/8，就能得到用于DAB信號(hào)的十分良好的頻譜占用圖，該信號(hào)完全處于調(diào)頻覆蓋的范圍內(nèi)。同樣，使用這組特定的數(shù)值所引入的失真也是最小的。
本發(fā)明使用發(fā)送信號(hào)的預(yù)失真與限幅的組合來使發(fā)送信號(hào)的PAR最小化。已經(jīng)用仿真結(jié)果來證明優(yōu)化的發(fā)送信號(hào)中PAR的降低。在使用各優(yōu)選實(shí)施例來說明本發(fā)明的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由下列權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的前提下，可以對(duì)所公開的方法與系統(tǒng)，包括其等同，作出各種變化。例如，已經(jīng)就應(yīng)用于數(shù)字音頻廣播說明了本發(fā)明，但是，在通過多載波調(diào)制來發(fā)送數(shù)字信號(hào)的其他系統(tǒng)中，它還有更加普遍的用途。
權(quán)利要求
1.一種用于在射頻信號(hào)中降低峰值功率對(duì)平均功率比值的方法，該方法包括下列各步驟用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)；對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)；對(duì)第一限幅的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以恢復(fù)各數(shù)據(jù)碼元矢量；對(duì)各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真，提供其同相與正交分量的最小幅度，以產(chǎn)生預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量；用已預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)；對(duì)所述第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第二限幅的已調(diào)信號(hào)；以及在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中減少各種互調(diào)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中減少各種互調(diào)產(chǎn)物的所述步驟包括下列各步驟對(duì)第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生第二已解調(diào)信號(hào)；在所述第二已解調(diào)信號(hào)中將各非數(shù)據(jù)副載波限幅到0；以及對(duì)所述第二已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第三已調(diào)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括下列步驟對(duì)所述第三已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括下列各步驟對(duì)所述第三已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生第三已解調(diào)信號(hào)；在所述第三已解調(diào)信號(hào)中將各非數(shù)據(jù)副載波限幅到0；以及對(duì)所述第三已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第四已調(diào)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括下列步驟對(duì)所述第四已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括下列各步驟對(duì)所述第四已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生第四已解調(diào)信號(hào)；在所述第四已解調(diào)信號(hào)中將各非數(shù)據(jù)副載波限幅到0；以及對(duì)所述第四已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第五已調(diào)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述各數(shù)據(jù)碼元矢量包括代表各數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)星座點(diǎn)，所述各星座點(diǎn)都具有同相分量與正交分量，并且所述預(yù)失真步驟包括下列各步驟對(duì)每一個(gè)星座點(diǎn)的所述同相分量進(jìn)行標(biāo)定，使之具有大于或等于第一預(yù)定幅度的幅度；對(duì)每一個(gè)星座點(diǎn)的所述正交分量進(jìn)行標(biāo)定，使之具有大于或等于第二預(yù)定幅度的幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生一個(gè)已調(diào)信號(hào)的步驟包括正交移相鍵控調(diào)制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述多個(gè)載波是正交頻分多路復(fù)用的載波。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)的步驟包括下列步驟將第一已調(diào)信號(hào)的最大幅度設(shè)置為一個(gè)預(yù)定的恒定幅度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對(duì)已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)的步驟包括下列步驟將第一已調(diào)信號(hào)的最大幅度設(shè)置為由一條已標(biāo)定的Z字形曲線來定義的一個(gè)預(yù)定的幅度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述已調(diào)制的各載波都被歸一化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)的步驟包括下列各步驟對(duì)所述各數(shù)據(jù)碼元矢量應(yīng)用快速傅里葉反變換；向所述各數(shù)據(jù)碼元矢量施加一個(gè)循環(huán)前綴；以及向所述各數(shù)據(jù)碼元矢量施加一個(gè)從根部抬起的余弦窗口。
14.一種用于在射頻信號(hào)中降低峰值功率對(duì)平均功率比值的方法，該方法包括下列各步驟用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)；所述副載波的第一組處于無線電信道的上下邊帶之中，并且所述副載波的第二組處于所述無線電信道的中心頻帶之中；對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)；在所述第一限幅的已調(diào)信號(hào)中去除各種互調(diào)產(chǎn)物；對(duì)第一限幅的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以恢復(fù)各星座點(diǎn)；對(duì)所述第一和第二組副載波上的各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真，提供其同相與正交分量的最小幅度，以產(chǎn)生預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量；用已預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)；對(duì)所述第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第二限幅的已調(diào)信號(hào)；在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中去除各種互調(diào)產(chǎn)物；以及對(duì)所述第二組副載波上的各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真，并提供其同相與正交分量的最小幅度，以產(chǎn)生附加的預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中去除互調(diào)產(chǎn)物的所述步驟包括下列各步驟對(duì)第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生第二已解調(diào)信號(hào)；在所述第二已解調(diào)信號(hào)中將各非數(shù)據(jù)副載波限幅到0；以及對(duì)所述第二已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第三已調(diào)信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法還包括下列步驟對(duì)所述第三已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括下列各步驟對(duì)所述第三已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生第三已解調(diào)信號(hào)；在所述第三已解調(diào)信號(hào)中將各非數(shù)據(jù)副載波限幅到0；以及對(duì)所述第三已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第四已調(diào)信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括下列步驟對(duì)所述第四已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括下列各步驟對(duì)所述第四已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以產(chǎn)生第四已解調(diào)信號(hào)；在所述第四已解調(diào)信號(hào)中，將各非數(shù)據(jù)副載波限幅到0；以及對(duì)所述第四已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第五已調(diào)信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述各數(shù)據(jù)碼元矢量包括代表各數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)星座點(diǎn)，所述各星座點(diǎn)都具有同相分量與正交分量，并且所述預(yù)失真步驟包括下列各步驟對(duì)每一個(gè)星座點(diǎn)的所述同相分量進(jìn)行標(biāo)定，使之具有大于或等于第一預(yù)定幅度的幅度；對(duì)每一個(gè)星座點(diǎn)的所述正交分量進(jìn)行標(biāo)定，使之具有大于或等于第二預(yù)定幅度的幅度。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生一個(gè)已調(diào)信號(hào)的步驟包括正交移相鍵控調(diào)制。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述多個(gè)載波是正交頻分多路復(fù)用的載波。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)的步驟包括下列步驟將第一已調(diào)信號(hào)的最大幅度設(shè)置為一個(gè)預(yù)定的恒定幅度。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述對(duì)已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)的步驟包括下列步驟將第一已調(diào)信號(hào)的最大幅度設(shè)置為由一條已標(biāo)定的Z字形曲線所定義的預(yù)定幅度。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述已調(diào)制的各載波都被歸一化。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)的步驟包括下列各步驟對(duì)所述各數(shù)據(jù)碼元矢量應(yīng)用快速傅里葉反變換；向所述各數(shù)據(jù)碼元矢量施加一個(gè)循環(huán)前綴。
27.一種用于在射頻信號(hào)中降低峰值功率對(duì)平均功率比值的射頻發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)的裝置；對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào)的裝置；對(duì)第一限幅的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以恢復(fù)各數(shù)據(jù)碼元矢量的裝置；對(duì)各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真，提供其同相與正交分量的最小幅度，以產(chǎn)生預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量的裝置；用已預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)的裝置；對(duì)所述第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第二限幅的已調(diào)信號(hào)的裝置；用于減少在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中的各種互調(diào)產(chǎn)物的裝置。
28.一種射頻發(fā)射機(jī)，用于提供在射頻信號(hào)中降低了的峰值功率對(duì)平均功率的比值，該發(fā)射機(jī)包括用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)的裝置，所述副載波的第一組處于無線電信道的上下邊帶之中，所述副載波的第二組處于所述無線電信道的中心頻帶之中；對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第一已限幅的已調(diào)制信號(hào)的裝置；在所述第一限幅的已調(diào)信號(hào)中去除各種互調(diào)產(chǎn)物的裝置；對(duì)第一限幅的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以恢復(fù)各星座點(diǎn)的裝置；對(duì)所述第一和第二組副載波上的各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真，并提供其同相與正交分量的最小幅度，以產(chǎn)生預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量的裝置；用已預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)載波進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)的裝置；對(duì)所述第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅，以產(chǎn)生第二限幅的已調(diào)信號(hào)的裝置；在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中去除各種互調(diào)產(chǎn)物的裝置；對(duì)所述第二組副載波上的各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真，提供其同相與正交分量的最小幅度，以產(chǎn)生附加的預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在射頻信號(hào)中降低峰值功率對(duì)平均功率比值的方法,該方法包括下列各步驟:用多個(gè)數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制,以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào);對(duì)第一已調(diào)信號(hào)的幅度進(jìn)行限幅,以產(chǎn)生第一限幅的已調(diào)信號(hào);對(duì)第一限幅的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào),以恢復(fù)各星座點(diǎn);對(duì)各數(shù)據(jù)碼元矢量進(jìn)行預(yù)失真,提供其同相與正交分量的最小幅度,以產(chǎn)生預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量;用已預(yù)失真的各數(shù)據(jù)碼元矢量對(duì)多個(gè)載波進(jìn)行調(diào)制,以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào);對(duì)第二已調(diào)信號(hào)進(jìn)行限幅,以產(chǎn)生第二限幅的已調(diào)信號(hào);以及在所述第二限幅的已調(diào)信號(hào)中減少互調(diào)產(chǎn)物。還包括用以實(shí)現(xiàn)該方法的發(fā)射機(jī)。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1370365SQ00811918
公開日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2000年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月24日
發(fā)明者安加利·沙斯特里, 布萊恩·威廉·克羅格 申請(qǐng)人:艾比奎蒂數(shù)字公司