專利名稱：在通信系統(tǒng)中用于后濾波峰值功率減小的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請信息本申請按照35 U.S.C§119(e)要求在2001年7月2日提交的序列號為60/302,565的臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在此全部引入作為參考。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)發(fā)送可能由一個或多個組合的發(fā)送載波組成的信號。這些載波中的每一個可能包括一個或多個通信信道。更具體地，本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)和在無線通信系統(tǒng)中使用的信號處理裝置。術(shù)語“無線通信系統(tǒng)”包括蜂窩通信系統(tǒng)、個人通信系統(tǒng)(PCS)、無線本地環(huán)路系統(tǒng)和所有其他類似的系統(tǒng)。
2.現(xiàn)有技術(shù)的背景和相關(guān)信息采用在基站和遠(yuǎn)程用戶之間的傳輸?shù)臒o線通信系統(tǒng)是現(xiàn)代通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一個關(guān)鍵組成部分。這些無線系統(tǒng)在不斷增長的性能要求下正被安置，而該不斷增長的性能要求正在使可用設(shè)備，尤其是無線基站設(shè)備的容量的負(fù)擔(dān)更重。這些日益增長的性能要求是由于在一個給定無線區(qū)域中用戶數(shù)量越來越多，以及分配給無線系統(tǒng)服務(wù)提供商的帶寬要求而導(dǎo)致的。日益增長的無線用戶的數(shù)量當(dāng)然是顯而易見的，而且由于無線服務(wù)的便利性，這種趨勢不可能放慢。第二種考慮很大程度上是由于由無線系統(tǒng)提供的功能性類型越來越多而引起，諸如無線因特網(wǎng)接入和其它形式的在這種系統(tǒng)之上的無線數(shù)據(jù)傳送。這些考慮已經(jīng)導(dǎo)致了需要每個載波更多的通信信道，以及從無線服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的各個發(fā)送位置操作的更多載波。
在單載波上傳送多個通信信道的一種方法是使用如

圖1所示的碼復(fù)用信號發(fā)生器。來自不同用戶的數(shù)據(jù)信道進(jìn)入該碼復(fù)用信號發(fā)生器1以產(chǎn)生一個分別由同相和正交相位分量V1和V2表示的復(fù)信號輸出。然后，該復(fù)信號輸出通過濾波2被限制頻帶、通過數(shù)模(D/A)變換3被變換為一個基帶模擬信號、調(diào)制到RF頻率4、被放大5并且通過天線6發(fā)射。該方法由提供CDMA(碼分多址接入)或者WCDMA(寬帶碼分多址接入)服務(wù)的無線系統(tǒng)使用。
存在將若干個通信信道組合到一個單載波上的其他方法。例如圖1中的碼復(fù)用信號發(fā)生器1能夠用時間復(fù)用信號發(fā)生器來取代。如前所述，多個輸入數(shù)據(jù)信號將被組合以產(chǎn)生一個分別由同相和正交相位分量V1和V2表示的復(fù)信號輸出。NADC(北美數(shù)字蜂窩)和GSM(全球移動通信系統(tǒng))無線服務(wù)提供商使用時間復(fù)用信號發(fā)生器。
對于單載波生成，圖1的信號發(fā)生器1和濾波器2會引起信號峰值，它們決定信號的峰值對平均值比值，該信號必須是被D/A變換3、調(diào)制4和放大5的。高的峰值對平均值比值要求增加這些部件的成本。具有大的比特計數(shù)的D/A變換器必須被用于既引起大的峰值又保持足夠的信號分辨率，以克服在D/A變換過程中產(chǎn)生的噪聲。高的峰值對平均值比值要求使用非常線性的RF上變換調(diào)制器和功率放大部件，以防止信號失真通過失真和互調(diào)而增加載波帶寬。信號帶寬是政府管制的。增加的載波帶寬可能引起在政府分配的工作帶寬之外的違法操作。
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)多載波通信系統(tǒng)。圖2示出了M個復(fù)合信號Vm，1和Vm，2的信號生成。然后每個復(fù)合信號將被濾波2、進(jìn)行頻率偏置7以及被組合8以產(chǎn)生單個復(fù)合信號。然后，該組合的復(fù)合信號被以與圖1中濾波2之后的單載波信號相同的方式進(jìn)行處理。
當(dāng)產(chǎn)生一個如圖2中所示的多載波信號時，輸出信號的峰值對平均值比值由信號發(fā)生器1、濾波器2和組合8中的各個載波的相互作用來確定。然后，此多載波信號必須被D/A變換3、調(diào)制4和放大5。正如對單載波的情況一樣，高的峰值對平均值比值將增加D/A變換器3、RF上變換調(diào)制器4和放大器5這些部件的成本。
在以前的方案中，已經(jīng)采用在濾波2之前放置一個信號峰值抑制塊，力圖減小在單載波通信系統(tǒng)中的峰值對平均值比值。圖3中示出了這種現(xiàn)有技術(shù)的方法。信號峰值減小塊9通過在濾波之前調(diào)整輸入復(fù)合信號而起作用。通過在濾波之前對信號進(jìn)行調(diào)整，使得作為結(jié)果而產(chǎn)生的調(diào)整不影響保證在政府分配的限制內(nèi)的操作的信號帶寬。然而，隨后的濾波引入了新的峰值，因此現(xiàn)有的信號峰值抑制塊的有效性就被大大減小了。
如前面所提到的，圖2中示出的多載波通信系統(tǒng)的峰值功率取決于信號發(fā)生器1、濾波器2和組合8中各個載波的相互作用。如果圖3示出的方法在圖2中的濾波2之前被插入，則將不能對組合中的各個載波的相互作用進(jìn)行校正。這種限制將消除這種現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用的，如果不是全部的話，也是大部分的益處。
在單載波通信系統(tǒng)中，經(jīng)常很難在濾波2之前放置一個峰值減小塊并且獲得有效的峰值減小。在多載波通信系統(tǒng)中應(yīng)用前面的技術(shù)將證實(shí)是無效的。因此，在通信系統(tǒng)中抑制高信號峰值的現(xiàn)有方法中存在問題。
概述在本發(fā)明的第一個方面中，提供一個包括通信信號源的通信系統(tǒng)，該通信信號源提供頻帶受限的通信信號；例如，該通信系統(tǒng)可能是多載波通信系統(tǒng)或者擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。峰值減小單元被耦合以接收該頻帶受限的通信信號，而提供一個頻帶受限的峰值減小輸出信號。該峰值減小單元包括一個用于提供峰值減小校正波形的電路，該峰值減小校正波形對應(yīng)于該通信信號和被嚴(yán)格限制到一個限制值的該通信信號之間的差；和一個校正濾波器，該校正濾波器用于濾波該峰值減小校正波形并且提供一個頻帶受限的峰值減小校正信號，該頻帶受限的峰值減小校正信號對應(yīng)于該通信信號的頻帶限制。組合器接收頻帶受限的通信信號和頻帶受限的峰值減小校正信號，并且將它們組合以提供一個頻帶受限的峰值減小輸出信號。該峰值減小單元也最好包括一個用于延遲該頻帶受限的通信信號并提供該延遲信號給組合器的一個延遲。該通信系統(tǒng)可能進(jìn)一步包括一個用于將峰值減小的輸出信號變換為模擬信號的數(shù)模變換級，一個接收并放大該模擬信號的功率放大器和一個耦合到該功率放大器的輸出的天線。
另一方面，本發(fā)明提供一個適合于在通信系統(tǒng)中使用的峰值減小單元。該峰值減小單元包括第一信號路徑和第二并行信號路徑。第一信號路徑接收一個頻帶受限的輸入信號并且包括一個用于延遲該輸入信號的延遲電路。第二并行信號路徑也接收頻帶受限的輸入信號，并且包括一個用于計算峰值減小校正的峰值減小計算單元，以及對該峰值減小校正提供濾波操作的濾波器。該峰值減小單元進(jìn)一步包括一個組合器，用于組合已濾波的峰值減小校正和已延遲的輸入信號，并且提供峰值已調(diào)整的輸出信號。
在峰值減小單元的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，第二信號路徑進(jìn)一步包括信號幅度檢測器，用于比較信號幅度和預(yù)先確定的限制值的比較器，和耦合到該比較器的輸出的開關(guān)，以及如果信號幅度超過該預(yù)先確定的限制值，則用來選擇所述峰值減小校正的峰值減小計算單元。第二信號路徑也可能包括以一個增益值來調(diào)整校正幅度的增益電路。該增益電路可能包括一個接收所述峰值減小校正信號并使所述增益值與之相乘的乘法器。當(dāng)校正濾波器的峰值脈沖響應(yīng)被歸一化為1時，所述增益值應(yīng)小于1。在更一般的情況下，增益值應(yīng)大于零但小于將使得峰值對平均值比值開始增加的一個水平。該輸入信號可以包括由復(fù)向量表示的數(shù)字抽樣，以及峰值減小計算單元可以包括一個算法處理機(jī)，其對該輸入抽樣執(zhí)行一個復(fù)向量計算以便確定復(fù)校正向量，當(dāng)該復(fù)校正向量被加到輸入抽樣時，將導(dǎo)致信號幅度在預(yù)先確定的限制值處或在該值之內(nèi)。組合器最好包括一個加法電路。濾波器提供一個將校正信號限制到一個頻帶的濾波操作，該頻帶對應(yīng)于頻帶受限輸入信號的譜帶，而且該濾波器可以包括一個有限脈沖響應(yīng)濾波器。
另一方面，本發(fā)明提供一種在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中通信信號被處理以將信號帶寬限制到預(yù)先確定的譜帶。該方法包括接收一個頻帶受限的通信信號作為輸入，并且基于該頻帶受限的通信信號超出門限峰值功率值的量來確定一個峰值減小校正信號。該方法進(jìn)一步包括濾波該峰值校正信號以限制該峰值校正信號的帶寬，以及將已濾波的峰值校正信號與輸入濾波的通信信號相組合以提供一個峰值減小輸出通信信號。該輸入通信信號最好在與已濾波的峰值校正信號相組合之前被延遲。
用于信號峰值減小的方法最好進(jìn)一步包括在所述組合之前，通過一個增益值來調(diào)整峰值校正信號。同樣地，可采用一個不同的增益值來重復(fù)所述確定、增益調(diào)整、濾波和組合。該確定最好包括對輸入通信信號執(zhí)行一個峰值減小算法。該用于信號峰值減小的方法可以進(jìn)一步包括檢測輸入通信信號的幅度，并且比較該幅度與峰值限制值，以及僅當(dāng)輸入通信信號的幅度超過該峰值限制值的幅度時，才選擇性地輸出將被濾波并被組合的峰值減小校正信號。最好是，該濾波操作將峰值減小校正信號限制到對應(yīng)于該通信信號的譜帶的一個頻帶。
用于信號峰值減小的方法可以在多載波通信系統(tǒng)中使用，其中通信信號是通過組合多個單獨(dú)的載波信號源而提供的一個多載波信號，每個單獨(dú)的載波信號源具有一個對應(yīng)于一個或多個數(shù)據(jù)信道的載波符號流。或者，用于信號峰值減小的方法可以在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中使用，其中通信信號是一個擴(kuò)頻信號，該擴(kuò)頻信號通過組合對應(yīng)于多個數(shù)據(jù)信道的多個單獨(dú)的通信符號流而被提供。
因此，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明提供一種用于信號峰值減小的系統(tǒng)和方法，適合于在并入了頻帶受限通信信號的源的通信系統(tǒng)中使用，其提供了通信信號的信號峰值減小而沒有違反該通信信號的頻帶限制或者通信信號的調(diào)制方案。通過閱讀下面的本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和方面將被理解。
附圖簡述圖1是現(xiàn)有技術(shù)單載波通信系統(tǒng)的示意性框圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)多載波通信系統(tǒng)的示意性框圖。
圖3是帶有濾波之前的峰值減小的現(xiàn)有技術(shù)單載波通信系統(tǒng)的示意性框圖。
圖4是一個示出了在單載波通信系統(tǒng)中、恰在D/A變換之前進(jìn)行信號峰值抑制的本發(fā)明的示意性框圖。
圖5是一個示出了在多載波通信系統(tǒng)中、恰在D/A變換之前進(jìn)行信號峰值抑制的本發(fā)明的示意性框圖。
圖6是一個在圖4和圖5中示出的信號峰值抑制單元的詳細(xì)的示意性框圖。
圖7示出了一個詳細(xì)描述用于抑制輸出信號峰值功率的校正信號的計算的復(fù)合信號向量圖。
圖8示出了用于限制圖7中計算的校正信號帶寬的校正濾波器的脈沖響應(yīng)函數(shù)。
圖9示出了對一個示例的校正信號進(jìn)行的有效濾波，并且例示了對該校正信號進(jìn)行增益加權(quán)的優(yōu)點(diǎn)。
圖10示出了用于確定所使用的增益加權(quán)常數(shù)的圖形方法。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖4示出了采用根據(jù)本發(fā)明的信號峰值抑制(或者減小)的單載波通信系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施方案。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的使用信號峰值抑制的多載波通信系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施方案。
參考圖4，一個通信信號可以包括一個由同相分量信號流A和正交相位分量信號流B表示的數(shù)字抽樣信號流，該通信信號被輸入到信號峰值抑制單元110。該數(shù)字抽樣信號流可以包括由信號發(fā)生器10和濾波器20產(chǎn)生的一個或多個通信信道。該信號峰值抑制單元輸出一個由同相分量信號流A和正交相位分量信號流B′表示的峰值減小的信號流。然后，該信號峰值抑制的輸出信號在D/A變換器30處被D/A變換，在RF上變換調(diào)制器40處被調(diào)制到RF載波上，通過功率放大器50放大，并且利用天線60發(fā)射。
參考圖5，示出了采用根據(jù)本發(fā)明的信號峰值抑制的多載波通信系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施方案。一個通信信號可以包括由同相分量信號流A和正交相位分量信號流B表示的數(shù)字抽樣信號流，該通信信號被輸入到信號峰值抑制單元110。該數(shù)字抽樣的信號流可以表示一個或多個發(fā)送載波，這些發(fā)送載波中的每一個都提供由信號發(fā)生器10、濾波器20、頻率變換器70和組合器80產(chǎn)生的一個或多個通信信道。該信號峰值抑制單元輸出一個由同相分量信號流A′和正交相位分量信號流B′表示的峰值減小的信號流。然后，該峰值減小的信號在D/A變換器30處被D/A變換、在RF上變換調(diào)制器40處被調(diào)制到RF載波上、通過功率放大器50放大，并且利用天線60發(fā)射。
在圖4和圖5的兩個實(shí)施方案中，輸入到峰值抑制單元110的通信信號的頻帶被限制到這樣一個頻帶，該頻帶對應(yīng)于典型地是由諸如FCC(聯(lián)邦通信委員會)這樣的政府機(jī)關(guān)分配給該通信系統(tǒng)的譜帶。這種頻帶限制典型地是通過濾波器20來提供的。這些濾波器可以被視為調(diào)制濾波器，因?yàn)槌藢⑿盘栴l帶限制到所分配的頻譜屏蔽外，信號波形的軌跡也在必須與調(diào)制方案一致的意義上被修改。正如下面將被詳細(xì)討論的，信號峰值抑制單元110對該通信信號進(jìn)行峰值抑制而不違反譜帶或者調(diào)制方案。
參考圖6，示出了圖4和圖5中的信號峰值抑制單元110的一個詳細(xì)實(shí)施方案。該信號峰值抑制單元將同相和正交相位分量流A和B作為一個單一的復(fù)合信號流S來處理。該信號峰值抑制單元包括具有延遲120的第一信號路徑和并行的校正信號路徑。在校正信號路徑中的算法處理機(jī)140基于S的各個抽樣和信號限制常數(shù)L來計算校正向量C。在180處確定S的每個抽樣的幅度，并將其輸入到開關(guān)驅(qū)動器190(Switchdriver)，其控制開關(guān)150。開關(guān)150依據(jù)S的當(dāng)前抽樣的幅度是否超出限制常數(shù)L，來選擇已計算的校正向量C或者零值。開關(guān)150的輸出表示輸入信號流S和被嚴(yán)格限制到振幅L的S的一個版本之間的差。然后，在乘法器160處通過一個增益常數(shù)g來調(diào)整開關(guān)的輸出以建立該校正信號流VC。然后，利用校正濾波器170濾波該校正信號流Vx以建立已濾波的校正信號流VF。然后，在組合器130處，將已濾波的校正信號流VF與輸入復(fù)合信號流S的延時版本相組合。已組合的信號流是峰值已調(diào)整的輸出信號流S′，該信號流S′能表示為同相分量A′和正交相位分量B′信號流。
重要的是注意到輸出信號流S′是根據(jù)輸入信號流S的一個延遲版本和已濾波的校正信號流VF建立的。該已濾波的校正信號VF充當(dāng)對預(yù)定的通信信道用戶的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_。增益g調(diào)整干擾的級別。如果增益g被設(shè)置為零，則信號流S將無干擾地被傳輸。應(yīng)當(dāng)注意輸入信號流S僅有的變化是加上VF。輸入信號流S并不被時間變化增益控制或?yàn)V波改變。信號流S的濾波和時間變化增益控制將引起信號的變化。這種變化將作用而影響輸入信號流S的調(diào)制。在本發(fā)明中，輸入信號流S的調(diào)制不受相加的已濾波校正信號流VF的影響。
校正信號流VC包括一個波形，且因而具有一個相關(guān)聯(lián)的帶寬。校正濾波器170被用于限制該校正信號流VC的校正波形的帶寬。該帶寬和校正濾波器的頻率相關(guān)的增益應(yīng)被設(shè)置以滿足政府分配的所希望通信信號的帶寬要求。在單發(fā)送載波的情況下，校正濾波器能被設(shè)置以匹配圖4中示出的濾波器20的濾波特性。在多載波的情況下，校正濾波器帶寬應(yīng)被設(shè)置以覆蓋所有已發(fā)送的載波。校正濾波器將延時該校正信號流VC，要求在與VF進(jìn)行信號組合之前、由延時電路120提供的對信號流S的匹配延時。延時電路120應(yīng)當(dāng)也包括與校正信號路徑相關(guān)聯(lián)的，例如由于算法處理機(jī)140而引起的任何附加的延遲。此信號組合產(chǎn)生了圖6中的S′。
算法處理機(jī)140使用下面的等式(1)來計算用于S的各個抽樣的校正向量C。此等式在幾何學(xué)上從圖7中得到。圖7示出了復(fù)合輸入信號流S的時間軌跡線段和表示S的單個抽樣的向量。在所示抽樣的時刻，該復(fù)合輸入信號S以復(fù)向量C超出該限制常數(shù)L。用等式(1)來計算復(fù)向量C。
C=(LS|S|-S)---(1)]]>參考圖6，校正向量C僅在S的復(fù)合輸入信號抽樣的幅度超過限制常數(shù)L時才對校正信號流VC起作用。如果開關(guān)150的輸出被直接加到輸入復(fù)合信號流S，則輸出峰值功率將被箝位到該限制常數(shù)L。不幸地是，開關(guān)輸出的帶寬將超過政府分配的輸出信號需要的帶寬。為了限制該開關(guān)輸出帶寬，校正信號流VC被通過校正濾波器。
每個輸入到校正濾波器的抽樣將在濾波器輸出端產(chǎn)生該校正慮波器脈沖響應(yīng)函數(shù)的一個輸入抽樣增益調(diào)整的再現(xiàn)。這些再現(xiàn)被組合以產(chǎn)生校正濾波器輸出。圖8示出了一個可以通過校正濾波器產(chǎn)生的典型的脈沖響應(yīng)函數(shù)。此脈沖響應(yīng)函數(shù)被示出僅用于示例的目的。用在實(shí)際的功能系統(tǒng)中的脈沖響應(yīng)函數(shù)將由系統(tǒng)需要來確定?；谏贁?shù)幾個VC信號流的簡單實(shí)例來檢查該校正濾波器的輸出是具有指導(dǎo)性的。
考慮一個短持續(xù)時間的峰值信號流S，它產(chǎn)生一個校正信號VC，該校正信號VC由時序中兩個相等幅度校正抽樣組成。這兩個校正抽樣將基于開關(guān)150選擇而跟隨和后跟零取值抽樣。圖9中示出了用于此實(shí)例的校正濾波器輸入和輸出信號VC和VF。VC的這兩個非零輸入抽樣剛好振幅超過0.6。該圖示出了校正濾波器的脈沖響應(yīng)函數(shù)如何作用于VC以產(chǎn)生VF。已濾波的校正信號幅度F對應(yīng)于圖9中的輸入信號校正幅度C。為了防止過補(bǔ)償，必須在與圖6中的信號S相組合之前將增益調(diào)整g應(yīng)用到校正信號產(chǎn)生路徑中。對于所示出的例子，圖9通過簡單地取C對于F的比率而計算此增益g。
上一段中的增益計算是特定于所描述的示例VC抽樣流。如果該校正濾波器輸入信號流恰恰只是一個跟隨和后跟零取值抽樣的校正抽樣，則該濾波器輸入和輸出幅度將在所要求的校正時刻處是相同的。在第二個實(shí)例中，所計算的增益g是1。
用于評估增益常數(shù)g的兩個例子提供了用于不同校正信號輸入實(shí)例的不同增益。任何實(shí)際校正信號VC將產(chǎn)生無窮多個相似類型的實(shí)例。所使用的增益常數(shù)g必須提供用于所有VC的可能變型的最佳可能峰值信號抑制。能夠通過使用一個代表性的固定時間長度的復(fù)合輸入信號S和固定限制常數(shù)L來進(jìn)行一個實(shí)驗(yàn)，而確定典型的VC變型。利用所產(chǎn)生的一個典型的VC信號，一系列的測試實(shí)驗(yàn)便能夠用不同的增益g常數(shù)來執(zhí)行。從這些實(shí)驗(yàn)中，能夠繪制S′的峰值對平均值比值相對增益g以及VF信號功率相對增益g的曲線以確定產(chǎn)生最佳性能的增益g的值。
圖10示出了對于特定測試情況的這些曲線的一組實(shí)例。該測試情況的精確細(xì)節(jié)并不重要。該曲線被顯示作為有關(guān)如何選擇最佳性能的增益g常數(shù)的例子。圖10中的一個曲線示出了恰在與S組合之前測量的、相對于S中功率的VF的功率。另一個曲線示出了輸出信號S′的峰值對平均值比值。VF信號功率表示在輸出復(fù)合信號S′中的失真。VF信號功率應(yīng)被保持為一個最小值以避免降低整體系統(tǒng)通信質(zhì)量。圖10不僅示出了較低增益產(chǎn)生較低VF信號功率，而且也示出了在S′的峰值對平均值比值中的較低減小。該S′的峰值對平均值比值的曲線示出了在g等于0.4時的峰值與平均值減小中的一個拐點(diǎn)。增益g增加到遠(yuǎn)高于0.4可增加由VF引起的輸出信號失真，而沒有對峰值功率的顯著附加的抑制。
上面示范的增益g選擇被示出僅僅是用于示范的目的。在實(shí)際的系統(tǒng)中，增益g將取決于具體的輸入信號S、限制常數(shù)L和所使用的校正濾波器設(shè)計。當(dāng)校正濾波器的峰值脈沖響應(yīng)被歸一化為1時，增益值應(yīng)小于1。在更一般的情況下，增益值應(yīng)大于零，但小于將引起峰值對平均值比值開始增加的一個水平。
最后，通過串聯(lián)級聯(lián)在圖4和圖5中示出的多個信號峰值抑制單元110而能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的信號峰值抑制。通過級聯(lián)信號峰值抑制級，在最后的輸出信號中將給出一個小于單級處理中選擇較大增益值的情況下的信號失真。圖10中示出的方法應(yīng)被用于確定每一級的增益g常數(shù)。由于到各個連續(xù)級的輸入已經(jīng)是峰值被減小的，所以增益g常數(shù)應(yīng)被優(yōu)化到用于各個級的不同的值。當(dāng)對連續(xù)級執(zhí)行測試實(shí)驗(yàn)時，所使用的輸入信號應(yīng)是來自增益g已經(jīng)被預(yù)先優(yōu)化的前一級的峰值減小信號。如果用于各個連續(xù)級的限制常數(shù)L是相同的，則在兩個或者三個連續(xù)級內(nèi)的輸出信號峰值將非常接近于該限制常數(shù)L。
因此，本發(fā)明提供一個使用僅在D/A變換之前被插入的信號峰值抑制單元的通信系統(tǒng)。通過這樣做，將會降低D/A變換器、RF上變換調(diào)制器和功率放大器的復(fù)雜度和成本。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的若干個不同的實(shí)施方案已相對于不同附圖被描述。盡管如此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員仍將理解在本發(fā)明的教導(dǎo)中的多種附加實(shí)施方案是可能的。例如，使用本發(fā)明的教導(dǎo)可能提供多個執(zhí)行具體算法的具體電路，但是篇幅的限制妨礙了窮舉所有可能的電路實(shí)現(xiàn)的列表，或者列舉所有可能的算法。多種其它可能的修改和附加的實(shí)施方案同樣很清楚地是可能的，而且都落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因此，所描述的具體實(shí)施方案和實(shí)現(xiàn)方法在任何意義上都不應(yīng)被視為是實(shí)質(zhì)上的限制，而僅僅是本發(fā)明的一個示例。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括用于提供頻帶受限的通信信號的通信信號源；以及峰值減小單元，其被耦合以接收所述頻帶受限的通信信號，以及提供一個頻帶受限的峰值減小輸出信號，該峰值減小單元包括一個用于提供峰值減小校正波形的電路，該峰值減小校正波形對應(yīng)于該通信信號和被嚴(yán)格限制到一個限制值的該通信信號之間的差；一個校正濾波器，用于濾波該峰值減小校正波形并且提供一個頻帶受限的峰值減小校正信號，該峰值減小校正信號對應(yīng)于該通信信號的頻帶限制，以及一個組合器用于組合所述頻帶受限的通信信號和所述頻帶受限的峰值減小校正信號，以提供一個頻帶受限的峰值減小輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述通信系統(tǒng)是多載波通信系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述通信系統(tǒng)是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述峰值減小單元進(jìn)一步包括用于延遲該頻帶受限的通信信號并提供該延遲信號給所述組合器的一個延遲。
5.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述組合器是一個復(fù)合加法電路。
6.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述信號源包括一個用于限制該通信信號帶寬的調(diào)制濾波器，以及其中所述校正濾波器基本上與所述調(diào)制濾波器相同。
7.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個用于將所述峰值減小輸出信號變換為模擬信號的數(shù)模變換級。
8.如權(quán)利要求7所述的通信系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個接收并放大所述模擬信號的功率放大器。
9.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個耦合到該功率放大器的輸出的天線。
10.一種適合于在通信系統(tǒng)中使用的峰值減小單元，該峰值減小單元包括第一信號路徑，用于接收一個頻帶受限的輸入信號并且包括一個用于延遲該輸入信號的延遲電路；第二并行信號路徑，用于接收所述頻帶受限的輸入信號，并且包括一個用于計算峰值減小校正的峰值減小計算單元，以及對該峰值減小校正提供濾波操作的濾波器；以及組合器，用于組合已濾波的峰值減小校正和已延遲的輸入信號，并且提供峰值已調(diào)整的輸出信號。
11.如權(quán)利要求10所述的峰值減小單元，其中所述第二信號路徑進(jìn)一步包括信號幅度檢測器，用于比較信號幅度和預(yù)先確定的限制值的比較器，和耦合到該比較器的輸出的開關(guān)，以及如果信號幅度超過該預(yù)先確定的限制值，則用來選擇所述峰值減小校正的峰值減小計算單元。
12.如權(quán)利要求10所述的峰值減小單元，其中所述第二信號路徑進(jìn)一步包括以一個增益值來調(diào)整該校正的幅度的增益電路。
13.如權(quán)利要求12所述的峰值減小單元，其中當(dāng)校正濾波器的峰值脈沖響應(yīng)被歸一化為1時，所述增益值小于1。
14.如權(quán)利要求12所述的峰值減小單元，其中所述增益值大于零但小于將使得峰值對平均值比值開始增加的一個水平。
15.如權(quán)利要求12所述的峰值減小單元，其中所述增益電路包括一個接收所述峰值減小校正信號并使所述增益值與之相乘的乘法器。
16.如權(quán)利要求10所述的峰值減小單元，其中該輸入信號包括由復(fù)向量表示的數(shù)字抽樣，以及其中峰值減小計算單元包括一個算法處理機(jī)，其對該輸入抽樣執(zhí)行一個復(fù)向量計算以確定一個復(fù)校正向量，當(dāng)該復(fù)校正向量被加到該輸入抽樣時，導(dǎo)致信號幅度在預(yù)先確定的限制值或在該預(yù)先確定的限制值之內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的峰值減小單元，其中所述組合器包括一個加法電路。
18.如權(quán)利要求10所述的峰值減小單元，其中所述濾波器提供一個將校正信號限制到一個頻帶的濾波操作，該頻帶對應(yīng)于該頻帶受限的輸入信號的譜帶。
19.如權(quán)利要求10所述的峰值減小單元，其中所述濾波器是一個有限脈沖響應(yīng)濾波器。
20.一種在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中通信信號被處理以將信號帶寬限制到預(yù)先確定的譜帶，包括接收一個頻帶受限的通信信號作為輸入；基于該頻帶受限的通信信號超出門限峰值功率值的量來確定一個峰值減小校正信號；濾波該峰值校正信號以限制該峰值校正信號的帶寬；以及將該已濾波的峰值校正信號與輸入濾波通信信號相組合以提供一個峰值減小的輸出通信信號。
21.如權(quán)利要求20中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，進(jìn)一步包括在與已濾波的峰值校正信號相組合之前延遲該輸入的通信信號。
22.如權(quán)利要求20中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，進(jìn)一步包括在所述組合之前，通過一個增益值來調(diào)整該峰值校正信號。
23.如權(quán)利要求22中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，進(jìn)一步包括使用一個不同的增益值來重復(fù)所述確定、增益調(diào)整、濾波和組合。
24.如權(quán)利要求20中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中所述確定包括對所述輸入通信信號執(zhí)行一個峰值減小算法。
25.如權(quán)利要求24中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，進(jìn)一步包括檢測該輸入通信信號的幅度，并且比較該幅度與峰值限制值。
26.如權(quán)利要求25中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，進(jìn)一步包括僅當(dāng)輸入通信信號的幅度超過峰值限制值的幅度時，選擇性地輸出將被濾波和被組合的峰值減小校正信號。
27.如權(quán)利要求20中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中濾波操作將峰值減小校正信號限制到對應(yīng)于該通信信號的譜帶的一個頻帶。
28.如權(quán)利要求20中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中所述通信信號是通過組合多個單獨(dú)載波信號源而提供的一個多載波信號，每個單獨(dú)載波信號源具有一個對應(yīng)于一個或多個數(shù)據(jù)信道的載波符號流。
29.如權(quán)利要求20中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中所述通信信號是一個擴(kuò)頻信號，該擴(kuò)頻信號通過組合對應(yīng)于多個數(shù)據(jù)信道的多個單獨(dú)的通信符號流而被提供。
30.如權(quán)利要求22中所述的在通信系統(tǒng)中用于信號峰值減小的方法，其中所述增益值大于零但小于將使得峰值對平均值比值開始增加的一個水平。
全文摘要
一種用于后濾波信號峰值減小的系統(tǒng)(110)和方法，適合于用在這樣的通信系統(tǒng)中，即該通信系統(tǒng)并入了一個源，其通信信號頻帶在相應(yīng)于該通信系統(tǒng)被限制到的譜帶的意義上受限。第一信號路徑接收頻帶受限的通信信號作為一個輸入。第二并行信號路徑包括一個用于計算峰值減小校正信號的峰值減小計算單元(140)，以及一個提供對峰值減小校正信號進(jìn)行濾波操作的濾波器(170)，該峰值減小校正信號對應(yīng)于通信系統(tǒng)被限制到的頻帶。已濾波的峰值減小校正信號和延遲的輸入信號被組合(130)以提供峰值已調(diào)整的輸出信號，而不違反通信信號的頻帶限制或者通信信號的調(diào)制方案。
文檔編號H04B1/707GK1522502SQ02813477
公開日2004年8月18日 申請日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者M·亨頓, M 亨頓 申請人:電力波技術(shù)公司