一種基於分數延時cpg的寬帶削峰方法與裝置的製作方法

2023-07-12 18:58:31 1

專利名稱：一種基於分數延時cpg的寬帶削峰方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信領域，尤其涉及一種基於分數延時CPG(削峰抵消脈衝提取計算，Cancel Pulse Generator)的寬帶削峰方法與裝置。
背景技術：
隨著移動通信技術和產業的發展，移動通信基站發信機從單頻段單制式產品向多頻段多制式融合的方向逐漸過渡，有用信號佔用帶寬達到IOOMHz以上，業界原有的削峰方法需要的處理時鐘速率是原來的幾倍以上，對目前硬體和晶片的處理能力帶來了很大的挑戰。
現有的移動通信系統都採用頻譜利用率較高的QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying,四相相移鍵控信號)與QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度調製)等調製方式對載波的相位和幅度進行調製，輸出信號的瞬時功率會有較大的波動，產生具有較大PAPR(Peak to Average Power Ratio,峰值功率與均值功率之比值,簡稱為峰均比)的非恆包絡調製信號。另外，3G商用基站產品的收發信機上的每根天線均承載多個載波，多載波信號在數字中頻進行線性疊加合併，所以在天線發射端還會出現由於峰峰疊加所產生的較強的信號峰均比的現象。峰值功率太大，很容易使功放工作在非線性區，從而產生較強的ACLR(Adjacent Channel Leakage power Ratio,鄰信道洩漏功率比)，進而降低系統性能。為減少非線性失真，發射信號的瞬時功率必須小於IdB壓縮點，這就要求信號的平均功率降得很低，導致功放的效率降低，並縮小了基站的覆蓋範圍。並且，高的PAPR會導致D/A (數模轉換)轉換器的動態範圍變小，如果使用高解析度的D/A轉換器，成本將會大大提高，如果使用解析度較低的D/A轉換器，量化噪聲會加大。
削峰的目的是降低信號的峰均比，通過一定的技術把非恆包絡調製信號中較大的峰值削去，提高功放的效率並且不影響功放線性化指標。一旦降低了信號峰均比，就可以把功放的輸出平均功率提高，效率也就提高了。在功率提高量小於峰均比降低量時，可以讓功放工作在線性區，則功放的線性指標ACLR也就更好了。
現有的削峰算法基本都採用峰值脈衝成型抵消技術，即:首先根據削峰門限檢測得到合波後多載波信號的峰值，將高於削峰門限的峰值減去峰值門限值後與相應相位信息合併還原到直角域，對直角域的IQ(In-phase Quadrature,同相正交)脈衝值進行成型濾波得到削峰抵消脈衝，與延時對齊後的原信號進行抵消。成型濾波的作用是將削峰抵消脈衝的頻譜限制在原信號的帶內以便保持削峰後信號較好的ACLR。
圖1所示為削峰流程的基本示意圖，輸入IQ信號被分成兩路，一路進行延時等待，另一路用於求取削峰抵消脈衝，兩路信號對齊相減即可得到削峰後輸出IQ信號。
可以看出，CPG為削峰過程中最核心的部分。圖2所示為目前最常用的削峰抵消脈衝產生流程圖。IQ信號經過坐標轉換為幅度和相位，通過判斷相鄰四個幅度點的斜率變化找到峰值信息，將峰值信息與削峰門限相減即可得到需要抵消的峰值脈衝的幅度信息以及相應的抵消位置信息。峰值脈衝的幅度在頻域是擴散的寬譜，這之後的處理就是通過一個階數很高的數字成型濾波器，將需要抵消的峰值脈衝限制在信號帶內。因為削峰時數據採樣速率高導致數字成型濾波器的階數很高，因此通常利用峰值間斷單個出現的特性使用多個CPG_LUT (Look-Up-Table，查找表)並聯查找和乘累加的模式來實現數字成型濾波器以節省資源。CPG_LUT中存儲的是濾波器係數，根據峰值位置依次觸發CPU_LUT輸出濾波器係數脈衝，係數脈衝與對應的經過反坐標變換到直角域的峰值幅度IQ信息相乘並累加，這樣即可得到最後的削峰抵消脈衝。峰值調度的作用一方面是對峰值進行一定的篩選，較小的峰值一般被直接去掉以減少計算量，另一方面是對觸發CPG_LUT的位置信息進行一些調度以防止擁塞，正在輸出CPG濾波器脈衝的CPG_LUT不能被打斷重新輸出，否則CPG濾波器脈衝會出現不希望出現的高頻成分。如圖3所示,在CPG濾波器係數計算產生的流程中，protype_ci (其中，i = I,2，...，η，η為正整數)為對應每個載波的滿足頻譜發射模板的原型濾波器係數，原型濾波器與對應載波的頻點exp(j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘並累加即可得到CPG濾波器複數係數。為取得較好的削峰性能，目前的算法要求削峰時數據採樣速率不低於有用信號所佔帶寬的5倍。如果低於這個比例，按照上述脈衝抵消算法削峰後信號繼續上變頻到射頻信號後PAPR會有較大的恢復，導致性能基本不能滿足要求。隨著移動用戶對數據業務需求的爆發式增長，移動通信網絡對帶寬的要求越來越寬，移動通信正在從3G(3rd-generation，第三代移動通信技術)向更寬帶的LTE (Long Term Evolution,長期演進)過渡。此外，2G 的 GSM(Global System of Mobilecommunication,全球移動通訊系統)網絡還擁有大量用戶，這種情況下為降低移動通信設備硬體成本，需要基站產品能夠同時支持多個頻段的不同制式的行動網路，導致基站產品需要支持的帶寬越來越寬。因此，寬帶化是當前移動通信網絡最顯著的趨勢，在IOOMHz帶寬應用條件下，削峰時數據採樣速率要達到500MHz，這對現有數字器件的工作時序和功耗等提出了很大的挑戰。此外，削峰時數據速率越高，按照載波帶寬進行設計的數字成型濾波器相對帶寬越小，這為數字成型濾波器的設計和開發帶來了很大的挑戰，很難保證削峰後信號的ACLR特性。

發明內容
本發明公開了一種基於分數延時CPG的寬帶削峰方法與裝置，以克服現有削峰方法在高帶寬應用條件下對數字器件要求太高的缺陷。為解決上述問題，本發明提供了一種基於分數延時CPG的寬帶削峰方法，包括:對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值後，進行極坐標轉換，轉換成極坐標域的幅度信息和相位信息；其中，N為正整數；對所述幅度信息進行峰值搜索計算後，對搜索到的峰值信息進行N倍抽取；利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列；對所述相位信息進行相位抽取，並對抽取後的相位與峰值信息進行直角坐標轉換，得到削峰抵消脈衝。進一步地,所述方法還包括:
在完成相位抽取後，對相位信息進行Fs/4移頻轉換；其中，Fs為信號的採樣頻率；
在輸出抵消脈衝之前，對信號進行反Fs/4移頻轉換。
進一步地，
N的取值為2、3及4中的任意一個。
進一步地，
所述進行極坐標轉換是指採用通用的坐標旋轉數字迭代算法將直角域的IQ信號轉換到極坐標域的幅度和相位。
進一步地，
所述對輸出的幅度信息進行峰值搜索計算，具體包括:
幅度值若低於削峰門限則取0，若高於削峰門限則取幅度值為當前幅度值減去峰值檢測門限的差值；
經過處理後得到的幅度值中，在每連續4個採樣點中進行一次峰值的搜索，在連續4個採樣點A、B、C、D中，如果B>A且C>=D，則取B與C中值較大的作為一個峰值，確定該採樣點的值減去削峰門限後的差值為需要處理的峰值，並將這4個採樣點中其它採樣點的值置為O。
進一步地，
如果不滿足B > A且(:> =D這一條件，則將這4個採樣點的值均置為O。
進一步地，
所述進行峰值信息抽取，具體包括:
比較峰值前後對應低速率點的兩個高速率點的幅度值，取幅度值大的位置為抽取後的峰值位置，並比較抽取前後峰值採樣點的採樣間隔得到抽取分數相位信息。
進一步地，
所述對輸出的相位信息進行相位抽取，具體包括:
取高峰值點對應的相位值對應到抽取後的峰值點。
進一步地，
所述利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，具體包括:
所述利用原型濾波器與對應載波的頻點exp (j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘並累加後，利用Farrow濾波器對CPG係數進行分數延時，分數延時值依次為O、1/N、2/N.....N-1/N。
相應地，本發明還提供了一種基於分數延時CPG的寬帶削峰裝置，包括:
N倍預差值濾波模塊，用於對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值；其中，N為正整數；
極坐標轉換模塊，用於對N倍預差值濾波模塊輸出的信號進行極坐標轉換，轉換成極坐標域的幅度信息和相位信息；
峰值搜索計算模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述幅度信息進行峰值搜索計算；
峰值信息抽取模塊，用於對所述峰值搜索計算模塊搜索到的峰值信息進行N倍抽取；峰值調度模塊，用於利用所述峰值信息抽取模塊抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列；相位抽取模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述相位信息進行相位抽取；直角坐標轉換模塊，用於對抽取後的相位與峰值信息進行直角坐標轉換，得到削峰抵消脈衝。進一步地，所述相位抽取模塊還用於在完成相位抽取後，對相位信息進行Fs/4移頻轉換；其中，Fs為信號的採樣頻率；所述裝置中還包括:反Fs/4移頻模塊，用於在輸出抵消脈衝之前，對信號進行反Fs/4移頻轉換。進一步地，N的取值為2、3及4中的任意一個。進一步地，所述極坐標轉換模塊用於採用通用的坐標旋轉數字迭代算法將直角域的IQ信號轉換到極坐標域的幅度和相位。進一步地，所述峰值搜索計算模塊用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述幅度信息進行峰值搜索計算，具體包括:所述峰值搜索計算模塊用於若判斷出幅度值低於削峰門限則取0，若高於削峰門限則取幅度值為當前幅度值減去峰值檢測門限的差值；還用於對於經過處理後得到的幅度值中，在每連續4個採樣點中進行一次峰值的搜索，在連續4個採樣點A、B、C、D中，如果B>A且C>=D，則取B與C中值較大的作為一個峰值，確定該採樣點的值減去削峰門限後的差值為需要處理的峰值，並將這4個採樣點中其它採樣點的值置為O。進一步地，所述峰值搜索計算模塊還用於在判斷出不滿足B>A且C>=D這一條件時，將這4個採樣點的值均置為O。進一步地，峰值信息抽取模塊，用於對所述峰值搜索計算模塊搜索到的峰值信息進行N倍抽取，具體包括:所述峰值信息抽取模塊，用於比較峰值前後對應低速率點的兩個高速率點的幅度值，取幅度值大的位置為抽取後的峰值位置，並比較抽取前後峰值採樣點的採樣間隔得到抽取分數相位信息。進一步地，相位抽取模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述相位信息進行相位抽取，具體包括:所述相位抽取模塊用於取高峰值點對應的相位值對應到抽取後的峰值點。
進一步地，
所述峰值調度模塊用於利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，具體包括:
所述峰值調度模塊用於利用原型濾波器與對應載波的頻點eXp(j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘並累加後，利用Farrow濾波器對CPG係數進行分數延時，分數延時值依次為 0、1/Ν、2/Ν、...、N-1/N。
本發明大大降低了削峰處理對數字硬體和晶片處理速率的要求。


圖1是現有技術中削峰技術整體框圖2是目前通用的削峰抵消脈衝提取框圖3是目前通用的CPG濾波器係數計算示意圖4是本發明實施例中加入分數延時處理和Fs/4移頻處理後的削峰抵消脈衝提取流程框圖5是本發明實施例中高速率峰值抽取和分數相位延時信息產生示意圖6是本發明實施例中加入分數延時濾波和Fs/4移頻處理後的CPG濾波器係數計算流程示意圖7是本發明實施例中N = 4情況下CPG係數的幅度與對應分數延時信息示意圖8是本發明實施例中基於分數延時CPG的寬帶削峰裝置結構圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互任意組合。
本發明所述的削峰抵消脈衝提取與產生流程如圖4所示。這裡輸入IQ信號採樣速率僅為信號佔用帶寬的2.5倍左右即可。與圖2所示的現有技術相比，主要有下面幾點改進和不同:
I)為了查找到精確的幅度抵消信息，需要對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值，插值後需要有插值濾波器抑制鏡像信號；
2)增加相位抽取和Fs/4移頻轉換模塊，需要將插值N倍後信號的相位抽取到插值前的速率上，Fs/4移頻轉換是為了將峰值脈衝信號從零頻搬移到Fs/4上；
3)增加峰值信息抽取處理模塊，將峰值的採樣速率由預插值後的高採樣速率降低到輸入的低採樣速率上，並提取抽取時的分數相位信息；
4) CPG濾波器的通帶中心需要由零頻搬移到Fs/4頻率，其係數不再是複數而是實數，相應地後面的乘加計算為實數乘加而不是複數乘加，不同的抽取分數相位對應使用不同的CPG係數，所以CPG_LUTN為二維實數查找表，包括N組對應不同抽取分數相位的CPG實數係數；
5)經過前面的處理後抵消脈衝的中心頻率是Fs/4，所以在最後需要增加一級反Fs/4移頻處理，並使用半帶濾波器濾除鏡像信號。在本實施例中，輸入IQ信號的採樣速率較低，但是為了保證較好的削峰性能，峰值搜索計算仍然需要在較高的採樣速率上進行，一般需要在至少5倍信號佔用帶寬的採樣速率上進行，所以在峰值搜索前需要對輸入IQ信號進行N倍預插值。N取2、3或者4均可，一般不需要超過4。因為插值是為了提取削峰抵消信號，所以鏡像抑制濾波器不需要按照發射鏈路數字上變頻的鏡像抑制要求進行設計，鏡像抑制要求可以比標準協議規定的譜模板要求降低IOdB到20dB，因此本方法插值的硬體代價相對較小。插值後的信號米用現有的CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer,坐標旋轉數字計算方法)迭代算法將直角域的IQ信號轉換到極坐標域的幅度和相位。仿真和測試顯示8次CORDIC迭代的計算精度就足夠了。將IQ信號轉換成極坐標後，幅度和相位信息被分成兩路分別進行處理。幅度值若低於削峰門限則取幅度值為0，若高於削峰門限則取幅度值為當前幅度值減去峰值檢測門限的差值；其中，峰值檢測門限的值大於等於削峰門限的值。然後對經過處理後得到的幅度值中,在每連續4個採樣點中進行一次峰值的搜索，即從每4個連續採樣點A、B、C、D中判斷峰值可能出現的位置，如果滿足B > A且C > = D時，取B、C中較大值為一個峰值，確定該採樣點的值減去削峰門限後 的差值為需要處理的峰值，並將這4個點中的其它點均置為零；如果不滿足B>A且C>=D這個條件，則將這4個採樣點均置為O。峰值信息是除了信號包絡大於削峰門限的峰值點外其餘點均為零的實時數據流。峰值信息需要進行N倍抽取到低採樣速率以便後續處理，如圖5所示，假設N = 4時，I個低速率點對應4個高速率的峰值信息點，峰值信息抽取後採樣速率降低4倍，峰值抽取模塊輸出增加抽取前高速數據的分數相位信息，分數相位信息對應-3到3，即-N+1到N-10比較峰值前後對應低速率點的兩個高採樣率的幅度值，取幅度值大的位置為抽取後的峰值位置，並比較抽取前後峰值採樣點的採樣間隔得到抽取分數相位信息。如圖5中峰值Pl點，在高速率幅度值中觀察比較其左右兩個低速率採樣值A00和A10，因為A00 ^ A10，所以抽取後峰值點置於A00位置，以A00位置為零點，比較抽取前後峰值位置得到抽取分數延時信息為2。其餘幾個示例點依次類推。從圖5可以看出，如果抽取前高採樣率下峰值間隔小於2*N，那麼抽取操作無法繼續或者會產生兩個連續出現的峰值點，這種情況是需要避免出現的，所以在峰值抽取前需要對高採樣率峰值有一定處理，去掉相對較小的峰值使得兩個峰值之間的採樣間隔大於2*N。相位信息也需要進行抽取處理。與峰值抽取過程類似，取高峰值點對應的相位值對應到抽取後的峰值點即可，無需重複記錄抽取分數相位信息。Fs/4移頻的目的是將峰值信息從零頻移到Fs/4處,在直角坐標域相當於原信號乘以exp (j*Fs/4*2* n *n/Fs),即eXp(j*Ji*n/2)，在極坐標域，相當於在相位信息上按照4為循環依次加上0、π/2、π和η *3/2，經過加法計算後有些相位值會超過2* π，所以需要對循環加法計算得到的相位信息進行對2* 31的求餘處理以歸一到O到2* 31的範圍。抽取後的峰值幅度信息與相位信息經過CORDIC迭代轉換到直角域的IQ脈衝，IQ脈衝經過CPG濾波器處理即得到削峰抵消脈衝。圖4中虛線框內CPG處理相當於一個數字FIR濾波器，與圖2中乘法和加法均工作在複數域不同，這裡的乘法和加法計算均在實數域的，計算量減小一半。
抽取後幅度的位置信息用來依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列。
CPG_LUTN為一個二維查找表，存貯的是N組CPG濾波器係數。分數相位值從-(N-1)到N-1共2*N-1組，其中互為相反數如-1和+1對應的CPG係數僅整數延時上差I個採樣間隔時間，數值序列值是完全相同的，所以對應的CPG係數實際只有N組。負值分數相位比相應正值分數相位對應的CPG係數提前一個採樣點觸發產生即可。
CPG係數的計算如圖6所示，與圖3不同的是在求和計算後加入一級Farrow濾波器對CPG係數進行分數延時，分數延時值依次為0、1/N、2/N、...、N-1/N,對應分數相位為O N-1。分數延時計算一般均使用通用的Farrow濾波器技術實現。經過分數延時之後再進行Fs/4移頻處理並取實部將中心頻點位於零頻的複數係數轉換為中心頻點為Fs/4的實數。同前所述，eXp(j*n*n/2)為(1，j，-1, -j)這4個值的周期循環，對一個複數取Fs/4處理即轉化為以4為周期的實虛部交換和取反處理，處理時需要保證濾波器中間係數與θΧρ *π*0/2)進行計算。Fs/4移頻後的複數取實部即得到最後的CPG濾波器實數係數。如圖7所示的N = 4情況下某應用場景計算出來的CPG係數幅度圖以及數據峰值部分放大圖，-3與3、-2與2、-1與I分別對應的CPG係數數值是一樣的，只是採樣時刻提前了一個採樣點。CPG係數可以在通用的處理器上使用軟體程序計算完成，也可以使用數字硬體電路實時計算完成，後者經常應用於載波信號頻點與功率發生實時變化的應用場合。CPG係數計算完成後存入CPG_LUTN存貯表格中。CPG_LUTN存貯表格個數隨應用場景的不同有一定變化，一般取6到10個，輸入信號峰均比越高的情況下需要的CPG_LUTN越多。
峰值IQ脈衝經過通帶中心位於Fs/4的CPG實數濾波器處理生成的抵消脈衝位於Fs/4位置，另外在-Fs/4位置會存在鏡像，需要經過反Fs/4移頻和半帶濾波器抑制鏡像的處理。反Fs/4處理即需要對信號乘上exp(-j*Fs/4*2* *n/Fs),這是以(I, -j, -1, j)為循環的4個常數，即以4為周期對複數數據進行實虛部交換和取反處理即可。經過反Fs/4處理後鏡像位置位於Fs/2處，使用較為簡單的通用半帶濾波器進行鏡像抑制即可。經過這最後的反Fs/4移頻和半帶鏡像抑制，即得到了最後需要的削峰抵消脈衝。
上述方法在幅度和時間兩個維度`上使抵消成型脈衝與原信號對齊，此削峰裝置和方法中最主要的處理部分信號採樣速率與佔用帶寬的比值僅2.5倍左右即可，S卩比目前公開的方法降低一倍。此外，為進一步降低削峰裝置對硬體資源的要求，對信號做Fs/4移頻和Fs/4反移頻，從而將複數信號轉變為實數信號的技術，大大降低了削峰裝置對硬體電路資源的要求。這裡Fs為信號的採樣頻率，採樣頻率為Fs的複數數位訊號的頻域範圍為-Fs/2到Fs/2，Fs/4即對應正頻率的中心位置。
本發明公開的主要是應用於發信機的一種數字硬體電路裝置，可直接應用於中頻ASIC或者FPGA的設計之中。
假設輸入信號佔用帶寬為60MHz，那麼將基帶信號合路上變頻到2.5倍佔用帶寬的採樣速率輸入到本削峰裝置。
進一步假設輸入本裝置的IQ採樣速率比如為153.6MHz，且預插值倍數為4。
IQ信號預插值4倍到614.4MHz利用CORDIC迭代算法進行極坐標轉換和峰值搜索。這裡預插值濾波器租帶鏡像抑制60dBc即可，614.4MHz採樣速率較高，可以採用多相方法降速並行計算。
按照圖5的方法對幅度和相位進行抽取，並提取分數延時信息，並對相位進行Fs/4移頻處理。按照實際應用場景設計原型濾波器係數和Farrow濾波器係數，利用圖6所示的流程圖計算得到CPG濾波器係數，將係數配置到圖4所示的CPG_LUTN。一般應用情況下CPG_LUTN表格個數取8就可以了。抽取後的峰值幅度和相位利用CORDIC算法進行直角坐標轉換得到IQ峰值脈衝。峰值位置和分數相位延時信息依次觸發相應的CPG濾波器脈衝與IQ峰值脈衝相乘並累加得到抵消脈衝。此抵消脈衝經過反Fs/4移頻和半帶濾波器抑制鏡像即得到最後的削峰抵消脈衝。延時對齊後的輸入IQ信號減去峰值抵消脈衝即得到削峰輸出信號。如圖8所示，一種基於分數延時CPG的寬帶削峰裝置，包括:N倍預差值濾波模塊，用於對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值；其中，N為正整數；極坐標轉換模塊，用於對N倍預差值濾波模塊輸出的信號進行極坐標轉換，轉換成極坐標域的幅度信息和相位信息；峰值搜索計算模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述幅度信息進行峰值搜索計算；峰值信息抽取模塊，用於對所述峰值搜索計算模塊搜索到的峰值信息進行N倍抽取；峰值調度模塊，用於利用所述峰值信息抽取模塊抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列；相位抽取模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述相位信息進行相位抽取；直角坐標轉換模塊，用於對抽取後的相位與峰值信息進行直角坐標轉換，得到削峰抵消脈衝。較佳地，所述相位抽取模塊還用於在完成相位抽取後，對相位信息進行Fs/4移頻轉換；其中，Fs為信號的採樣頻率；所述裝置中還包括:反Fs/4移頻模塊，用於在輸出抵消脈衝之前，對信號進行反Fs/4移頻轉換。較佳地，N的取值為2、3及4中的任意一個。較佳地，所述極坐標轉換模塊用於採用通用的坐標旋轉數字迭代算法將直角域的IQ信號轉換到極坐標域的幅度和相位。較佳地，所述峰值搜索計算模塊用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述幅度信息進行峰值搜索計算，具體包括:所述峰值搜索計算模塊用於若判斷出幅度值低於削峰門限則取0，若高於削峰門限則取幅度值為當前幅度值減去峰值檢測門限的差值；
還用於對於經過處理後得到的幅度值中，在每連續4個採樣點中進行一次峰值的搜索，在連續4個採樣點A、B、C、D中，如果B>A且C>=D，則取B與C中值較大的作為一個峰值，確定該採樣點的值減去削峰門限後的差值為需要處理的峰值，並將這4個採樣點中其它採樣點的值置為O。
較佳地，
所述峰值搜索計算模塊還用於在判斷出不滿足B > A且C > = D這一條件時，將這4個採樣點的值均置為O。
較佳地，
峰值信息抽取模塊，用於對所述峰值搜索計算模塊搜索到的峰值信息進行N倍抽取，具體包括:
所述峰值信息抽取模塊，用於比較峰值前後對應低速率點的兩個高速率點的幅度值，取幅度值大的位置為抽取後的峰值位置，並比較抽取前後峰值採樣點的採樣間隔得到抽取分數相位信息。
較佳地，
相位抽取模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述相位信息進行相位抽取，具體包括:
所述相位抽取模塊用於取高峰值點對應的相位值對應到抽取後的峰值點。
較佳地，
所述峰值調度模塊用於利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，具體包括:
所述峰值調度模塊用於利用原型濾波器與對應載波的頻點eXp(j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘並累加後，利用Farrow濾波器對CPG係數進行分數延時，分數延時值依次為 0、1/Ν、2/Ν、...、N-1/N。
本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬體完成，所述程序可以存儲於計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁碟或光碟等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現。相應地，上述實施例中的各模塊/單元可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。本發明不限制於任何特定形式的硬體和軟體的結合。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。根據本發明的發明內容，還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種基於分數延時CPG的寬帶削峰方法，包括: 對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值後，進行極坐標轉換，轉換成極坐標域的幅度信息和相位信息；其中，N為正整數； 對所述幅度信息進行峰值搜索計算後，對搜索到的峰值信息進行N倍抽取；利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列； 對所述相位信息進行相位抽取，並對抽取後的相位與峰值信息進行直角坐標轉換，得到削峰抵消脈衝。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括: 在完成相位抽取後，對相位信息進行Fs/4移頻轉換；其中，Fs為信號的採樣頻率； 在輸出抵消脈衝之前，對信號進行反Fs/4移頻轉換。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於: N的取值為2、3及4中的任意一個。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於: 所述進行極坐標轉換是指採用通用的坐標旋轉數字迭代算法將直角域的IQ信號轉換到極坐標域的幅度和相位。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於: 所述對輸出的幅度信息進行峰值搜索計算，具體包括: 幅度值若低於削峰門限則取O，若高於削峰門限則取幅度值為當前幅度值減去峰值檢測門限的差值； 經過處理後得到的幅度值中，在每連續4個採樣點中進行一次峰值的搜索，在連續4個採樣點A、B、C、D中，如果B>A且C>=D，則取B與C中值較大的作為一個峰值，確定該採樣點的值減去削峰門限後的差值為需要處理的峰值，並將這4個採樣點中其它採樣點的值置為O。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於: 如果不滿足B>A且C>=D這一條件，則將這4個採樣點的值均置為O。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於: 所述進行峰值信息抽取，具體包括: 比較峰值前後對應低速率點的兩個高速率點的幅度值，取幅度值大的位置為抽取後的峰值位置，並比較抽取前後峰值採樣點的採樣間隔得到抽取分數相位信息。
8.如權利要求1或7所述的方法，其特徵在於: 所述對輸出的相位信息進行相位抽取，具體包括: 取高峰值點對應的相位值對應到抽取後的峰值點。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於: 所述利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，具體包括: 所述利用原型濾波器與對應載波的頻點exp(j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘並累加後，利用Farrow濾波器對CPG係數進行分數延時，分數延時值依次為0、1/N、2/N.....N-1/N0
10.一種基於分數延時CPG的寬帶削峰裝置，包括:N倍預差值濾波模塊，用於對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值；其中，N為正整數； 極坐標轉換模塊，用於對N倍預差值濾波模塊輸出的信號進行極坐標轉換，轉換成極坐標域的幅度信息和相位信息； 峰值搜索計算模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述幅度信息進行峰值搜索計算； 峰值信息抽取模塊，用於對所述峰值搜索計算模塊搜索到的峰值信息進行N倍抽取；峰值調度模塊，用於利用所述峰值信息抽取模塊抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列； 相位抽取模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述相位信息進行相位抽取； 直角坐標轉換模塊，用於對抽取後的相位與峰值信息進行直角坐標轉換，得到削峰抵消脈衝。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於: 所述相位抽取模塊還用於在完成相位抽取後，對相位信息進行Fs/4移頻轉換；其中，Fs為信號的採樣頻率； 所述裝置中還包括: 反Fs/4移頻模塊，用於在輸出抵消脈衝之前，對信號進行反Fs/4移頻轉換。
12.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於: N的取值為2、3及4中的任意一個。
13.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於: 所述極坐標轉換模塊用於採用通用的坐標旋轉數字迭代算法將直角域的IQ信號轉換到極坐標域的幅度和相位。
14.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於: 所述峰值搜索計算模塊用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述幅度信息進行峰值搜索計算，具體包括: 所述峰值搜索計算模塊用於若判斷出幅度值低於削峰門限則取0，若高於削峰門限則取幅度值為當前幅度值減去峰值檢測門限的差值； 還用於對於經過處理後得到的幅度值中，在每連續4個採樣點中進行一次峰值的搜索，在連續4個採樣點A、B、C、D中，如果B>A且C>=D，則取B與C中值較大的作為一個峰值，確定該採樣點的值減去削峰門限後的差值為需要處理的峰值，並將這4個採樣點中其它採樣點的值置為O。
15.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於: 所述峰值搜索計算模塊還用於在判斷出不滿足B>A且C>=D這一條件時，將這4個採樣點的值均置為O。
16.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於: 峰值信息抽取模塊，用於對所述峰值搜索計算模塊搜索到的峰值信息進行N倍抽取，具體包括: 所述峰值信息抽取模塊，用於比較峰值前後對應低速率點的兩個高速率點的幅度值，取幅度值大的位置為抽取後的峰值位置，並比較抽取前後峰值採樣點的採樣間隔得到抽取分數相位信息。
17.如權利要求10或16所述的裝置，其特徵在於: 相位抽取模塊，用於對所述極坐標轉換模塊輸出的所述相位信息進行相位抽取，具體包括: 所述相位抽取模塊用於取高峰值點對應的相位值對應到抽取後的峰值點。
18.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於: 所述峰值調度模塊用於利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，具體包括: 所述峰值調度模塊用於利用原型濾波器與對應載波的頻點eXp(j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘並累加後，利用Far row濾波器對CPG係數進行分數延時，分數延時值依次為O、1/N、2/N、...、N-1/N。
全文摘要
一種基於分數延時CPG的寬帶削峰方法及裝置，所述方法包括對輸入的低採樣速率的信號進行N倍預插值後，進行極坐標轉換，轉換成極坐標域的幅度信息和相位信息；其中，N為正整數；對幅度信息進行峰值搜索計算後，對搜索到的峰值信息進行N倍抽取；利用抽取出的峰值信息依次觸發CPG_LUTN的CPG濾波器脈衝輸出，抽取分數相位信息用來選擇控制CPG_LUTN輸出對應於該分數相位的CPG序列；對相位信息進行相位抽取，並對抽取後的相位與峰值信息進行直角坐標轉換，得到削峰抵消脈衝。所述裝置包括N倍預差值濾波模塊、極坐標轉換模塊、峰值搜索計算模塊、峰值信息抽取模塊、峰值調度模塊、相位抽取模塊及直角坐標轉換模塊。
文檔編號H04L27/26GK103188199SQ20131009653
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者陳永紅 申請人:中興通訊股份有限公司