專利名稱：在擴頻通信系統(tǒng)中降低峰值功率的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及碼分多址通信系統(tǒng)和相關的操作方法。更具體而言，本發(fā)明涉及蜂窩通信系統(tǒng)和信號處理設備以及在蜂窩通信系統(tǒng)中采用的方法。
背景技術：
采用在基站與多個移動用戶之間的傳輸?shù)臒o線通信系統(tǒng)是現(xiàn)代通信基礎設施的關鍵部件。(為了簡短和不將術語“蜂窩”限制到特定類型的通信系統(tǒng)或有時與該術語相關聯(lián)的特定頻段，將這種無線通信系統(tǒng)在此稱為“蜂窩”通信系統(tǒng))。這些蜂窩系統(tǒng)被置身于不斷增加的性能要求之下，對可用的設備，尤其是蜂窩基站設備的能力加重了負擔。這些不斷增加的性能要求是由于在給定的蜂窩區(qū)域內不斷增加的用戶數(shù)以及對于給定信道的帶寬要求引起的。不斷增加的蜂窩電話用戶數(shù)當然是容易明白的，并且由于蜂窩電話的方便這種趨勢是不可能變慢的。第二種考慮很大程度上是由于由蜂窩電話系統(tǒng)所提供的功能類型的不斷增加所引起的，如因特網接入和通過蜂窩電話系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞的其他形式。這些考慮已經導致對于在提供給蜂窩電話載波的可用頻譜內更多的信道以及對每個信道更大帶寬的需要。
使盡可能多的信道適應可用的頻譜的傳統(tǒng)方法是將每個信道放在窄頻帶中。然而，為了避免各個蜂窩系統(tǒng)用戶之間顯著的干擾，各個信道在頻率上必須充分地遠離。對于給定信道的頻帶越窄，對于特定信道的可用帶寬也越小。
在給定頻譜內提供最大信道數(shù)的另一種方法是碼分多址擴頻通信，這已在越來越多的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中被采用。當數(shù)字信息被從一個地方發(fā)送到另一個地方時，在發(fā)送前將數(shù)據(jù)位變換成數(shù)據(jù)符號。所發(fā)送的信號的帶寬是對每個被發(fā)送的數(shù)據(jù)位所發(fā)送的符號數(shù)的函數(shù)。在碼分多址擴頻通信中，所發(fā)送的符號比要發(fā)送的數(shù)據(jù)位多。具體是，對于每個要發(fā)送的數(shù)據(jù)位發(fā)送多個符號代碼。知道該代碼的接收機將所發(fā)送的信號解碼，恢復被發(fā)送的數(shù)據(jù)位。通過適當選擇的獨特代碼，許多用戶可以沒有干擾地在相同的帶寬中通信，因為通過編碼使每個信道是正交的。在碼分多址擴頻蜂窩系統(tǒng)中，典型情況下，選擇擴頻代碼，將來自各個信道的數(shù)據(jù)擴展在比較寬的頻譜上，當然是在對于給定的蜂窩提供者可用的頻譜范圍內。這樣做使信道之間的干擾為最小，使可用頻譜中信道數(shù)為最大。目前，存在兩種涉及碼分多址蜂窩通信系統(tǒng)的標準。對于碼分多址和寬帶碼分多址通常將這些標準稱為CDMA和WCDMA。由于高度有效地利用可用的頻譜，CDMA和WCDMA越來越多地被用為適應不斷增長的蜂窩用途的選擇方案。
然而，在實際實現(xiàn)擴頻蜂窩系統(tǒng)時，由于將多用戶信道組合產生擴頻信號而存在一個問題。這可通過參考圖1來理解，圖1示出在一種典型的現(xiàn)有技術蜂窩基站實施方案中擴頻信號的產生。如圖1中所示，在一種擴頻系統(tǒng)中，代碼多路復用信號發(fā)生器10接收多個數(shù)據(jù)信道D，例如，與可被容納的用戶數(shù)對應的數(shù)目n。通過對每個信道的輸入符號乘以一個分離的正交代碼，為每個通信信道產生符號序列。每個信道的幅度可根據(jù)各個信道功率的需要而有差別。然后將每個符號序列相加以產生單一的代碼多路復用的符號序列(在圖1中具有同相和正交分量，V1和V2)。然后該代碼多路復用符號序列通過一個濾波器20以產生所希望的輸出信號。這個濾波器起著關鍵的作用，因為它將一個“頻譜掩膜”(spectral mask)強加在符號序列上，保證廣播信號保持在分配給蜂窩載波的頻譜內。不遵守在頻譜分配上的這些限制可能違背聯(lián)邦政府的規(guī)定以及在給定載波的鄰近頻帶中產生噪聲。然后將該輸出信號提供給數(shù)模轉換器30，得到在調制器40中與載波信號混合的模擬信號。將所得的RF信號提供給RF功率放大器50并播放給蜂窩用戶。
問題是從在圖1的代碼多路復用器10中將多個符號序列組合開始的。因為將許多單獨的符號序列組合，從濾波器輸出的總信號的峰值功率將取決于組合的各個符號的幅度。各個信道的符號將相加產生非常大的組合符號峰值在統(tǒng)計上是可能的。盡管在統(tǒng)計上不是通常的情況，在整個系統(tǒng)設計中必須適應這些非常大的符號峰值。在整個系統(tǒng)中適應這些大的符號峰值產生實際實施方面的問題。例如，從濾波器輸出的信號中存在潛在的非常大的峰值對于數(shù)模變換器來說需要使用一種非常高分辨率的數(shù)模變換器。這就增加了整個系統(tǒng)的成本和復雜性。
與碼分多址擴頻系統(tǒng)中潛在的非常大信號峰值有關的另一個問題涉及由RF功率放大器提供對信號線性放大的困難。在蜂窩系統(tǒng)中，對廣播信號提供線性放大是非常重要的。這是因為對信號的非線性放大可導致信號畸變以及產生可以干擾其他蜂窩頻帶的頻譜邊帶。因為蜂窩頻段被嚴格地控制，必須小心地設計蜂窩系統(tǒng)，使得避免這種在所分配的頻段外的噪聲產生。因此，在蜂窩基站中線性的RF放大是必要的。然而，為了使放大器運行在它的線性范圍內，需要放大器運行在相當?shù)偷墓β誓Ｊ街?。如果信號中大的隨機峰值要由這樣一種放大器適應并仍然保持它運行在線性狀態(tài)中，就需要較高功率的RF放大器。高功率，高質量的RF放大器是非常費錢的，這樣就對整個基站系統(tǒng)增加很大的成本。
因此信號中大隨機峰值的問題在實際實施擴頻蜂窩通信系統(tǒng)中是一個重大的問題。
大隨機信號峰值問題的重要性已在現(xiàn)有技術中有所認識，對這個問題的解決方案已被嘗試過。例如，解決這個問題的一種方法被描述在授于Oishi等的美國專利No.6,009,090中，在圖2中示出了美國專利No.6009090的方法。將信號峰值壓制單元60放置在將各個符號序列相加在一起的代碼多路復用器10后面的信號產生路徑中。這個信號峰值壓制單元將多路復用的符號與最大允許值作比較，然后直接將那些超過最大允許值的符號截去。雖然這個峰值壓制單元解決了大符號的問題，然而它沒有除去必須由D/A變換器和功率放大器處理的所有的大信號峰值。另外，當一個符號被截止時，發(fā)送不太理想的符號，這將增加通信的差錯。通過細致地考慮當這些符號連續(xù)通過信號產生路徑時信號峰值壓制單元對這些符號的影響，可以理解這一點。
如圖2中所示，峰值被壓制的符號離開峰值壓制單元以后，它們通過一個濾波器20。濾波器20可以用一個脈沖響應函數(shù)來表示。一種典型的擴頻脈沖響應函數(shù)被示于圖3中(WCDMA，根升余弦，α＝0.22)。當符號通過濾波器時，濾波器的脈沖響應對每個代碼多路復用的符號施加影響。濾波器脈沖響應對符號的影響可以增加或減少在符號間隔上的峰值，和可以在符號時間之間產生新的峰值。更具體而言，圖4示出濾波器輸出峰值可以如何不同于輸入符號峰值。圖4顯示出由兩個相繼的幅度1的輸入符號引起的濾波器輸出。兩個輸入符號在濾波器輸出上產生在圖4中用實線和虛線表示的濾波器脈沖響應函數(shù)。真正的濾波器輸出因而將是這兩種響應的組合(但為了說明容易，這種相加未在圖4中實施)。在符號時間0，一個脈沖響應在其最大值，而另一個則稍微有點負。因此對于這種情況，信號輸出將低于符號時間0上輸入符號幅度。
(如果第二個符號已經是負而不是正，信號將大于符號時間0上的輸入符號)。當兩個濾波器響應相加產生關于1.2的組合輸出時，輸出信號將在符號時間0.5(符號間)達到最大值。在一種實際的輸出信號中，在濾波器中同時出現(xiàn)的其他符號的影響將增強這些效果。
圖5A和5B用作說明一個給定的輸入符號和在符號序列中該符號前后的符號，當這些符號通過濾波器時，在統(tǒng)計上可以產生的輸出信號值的范圍。圖5A和5B是用作說明一個輸入符號作為來自復數(shù)平面的一個向量(同相和正交信號分量)的復數(shù)向量圖。圖5A示出稍微超過所希望的峰值限值(用虛線表示)的輸入符號。在圖5B中，輸入符號是精確地落在限值線上。被濾波的輸出信號是輸入符號和濾波器脈沖響應函數(shù)的一個函數(shù)。正如從圖4的討論很明顯的那樣，輸出信號峰值將隨機地區(qū)別于輸入符號峰值，因為差別是由于對在時間上領先和隨后于該符號的隨機符號的濾波器響應引起的。這種隨機效應統(tǒng)計上在圖中用標有“預測的濾波器輸出”的實線圓表示。
當濾波器對通過濾波器的符號序列的影響被考慮時，以上標有`090專利的信號峰值壓制單元的結果被顯著地改變。例如，假定圖5A中所示的輸入符號，當它超過限值時`090專利將始終對這個符號進行峰值壓制。因而始終被這個過程引入某些畸變。然而，被D/A變換和RF放大的實際值是被濾波的輸出，在統(tǒng)計上用一個圓來表示。正如可以看到的那樣，某些時候，被濾波的值將在限值里面，并不需要限值。另一方面，某些時候，被濾波的值將超過限值，大于輸入符號。即使輸入符號被截取為限值，也將被不適當?shù)胤逯嫡{節(jié)。依次在圖5B的例子中，輸入符號不超過限值，在`090專利的方法中所有這些符號將不受影響地通過。然而，正如從圖5B中被濾波的輸出圓可以理解的那樣，濾波器的影響在于輸出信號將實際上大大地超過限值。因此，對于這種情況，采用`090專利單元根本不解決信號峰值問題。因而以上標明`090專利的方法不僅將不必要的畸變引入峰值壓制不必要的信號中，而且完全沒有消除許多在輸出信號中多余的峰值，這正是要設計解決的問題。
雖然在以上指出的專利中未討論，一種替代方法可以直接將峰值壓制單元放置在圖2中所示的濾波器20的下游側。然而這也引入一個問題，因為峰值壓制單元的存在將不可避免地使濾波器輸出信號畸變。這將產生延伸到該濾波器被設計保持的頻譜掩模外的譜噪聲。如以上指出的那樣，通過對信號的濾波產生的頻譜掩模在蜂窩系統(tǒng)中是關鍵性的，因為超出頻譜的分配可能潛在地違背聯(lián)邦政府的規(guī)章。
因此，無論峰值壓制單元被放置在濾波器前或濾波器后，很清楚，這樣一種解決方案對于解決輸出信號中大峰值問題是完全不適合的，這樣的解決方案或者沒有消除峰值，或者引入同等重要的問題。因而，這樣一種方法在現(xiàn)實世界的應用中是不能工作的。
因此，將會理解，目前對于提供碼分多址擴頻蜂窩傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法存在一種避免以上指出的大信號峰值問題和伴隨而來的與對這樣的大峰值RF放大和數(shù)模變換有關的約束和成本地需要。而且，將會理解，存在一種這樣的不對系統(tǒng)引入重大的附加的新問題和可被沒有過分的成本或其他實施復雜性的方式實施的系統(tǒng)和方法的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于克服以上指出的問題，降低碼分多址擴頻通信系統(tǒng)中信號峰值功率的系統(tǒng)和方法。而且，本發(fā)明以并不重大改變信號的譜特性，并不對信號引入重大的不希望的畸變，和并不對整個系統(tǒng)增加重大復雜性的方式提供這樣一種系統(tǒng)和方法。
在第一方面中，本發(fā)明提供一種接收由該系統(tǒng)輸出的，與多個組合的分離數(shù)據(jù)信道對應的擴頻符號的擴頻通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)包括一個用于在從系統(tǒng)輸出前對符號濾波的濾波器。在濾波器前提供一個峰值降低單元，連接在輸入擴頻符號源和濾波器之間。峰值降低單元從擴頻符號源接收輸入擴頻符號并利用與濾波器脈沖響應函數(shù)對應的已知的濾波器系數(shù)值作為輸入，預測濾波器對符號的影響。峰值降低單元只對被預測使濾波器輸出超過預先確定的峰值限值的那些擴頻符號實行峰值降低處理。然后，峰值降低單元提供已處理的符號到濾波器供濾波和由通信系統(tǒng)輸出。
峰值降低單元最好在濾波前對被過采樣的擴頻符號流操作。過采樣通過在擴頻符號之間插入零幅度的符號增加符號速率而沒有改變擴頻符號之間的時間。通過插入這些零幅度符號使得到的符號帶寬增加。這種符號帶寬的增加對于濾波器的通帶和阻帶產生了空間。峰值降低單元最好在過采樣被執(zhí)行以前操作，但也可以在過采樣以后操作。
當在過采樣以前操作時，峰值降低單元最好采用從濾波器脈沖響應函數(shù)周期性采樣的系數(shù)。例如，如果過采樣過程在擴頻符號之間增加三個零幅度的符號，將有四個不同的周期性的采樣可用。所取的樣本之間的時間是與擴頻符號之間的時間相同的。這種濾波器脈沖響應的周期性采樣被用于產生一個濾波器輸出預測器。將根據(jù)所取的周期性采樣的定時進行預測。至少這些周期性的采樣應該在符號上的定時和符號間的定時上取得。然后峰值降低單元將包括根據(jù)符號上的定時提供峰值降低的第一級和根據(jù)符號間的定時提供峰值降低的第二級。另一種做法是，可以提供一種多級的實施方案。這樣一種多級的實施方案可以采用多級的峰值降低處理，每級對應于一種不同的周期性的濾波器采樣定時，以串行配置或并行配置的方式實施。每級峰值降低單元可進一步包括一個反饋環(huán)，提供返回到濾波器預測器的峰值降低值。因為峰值降低也被以臨時方式應用，復制的峰值功率降低級可以提供進一步的峰值因數(shù)改進。當按串行或并行方式處理時，這些復制級應該跟隨一整套所有其他的周期性采樣。
當在過采樣后操作時，直接按過采樣速率從濾波器脈沖響應函數(shù)取得系數(shù)。然后這些系數(shù)被用于產生一個濾波器輸出預測器。將在過采樣速率上完成濾波器輸出預測。將從這些預測進行峰值降低。這種方法對于某些應用和/或某些脈沖響應函數(shù)并不是優(yōu)選的。當在過采樣率上操作時，可以對在過采樣期間添加的零值符號提供峰值降低。數(shù)字通信系統(tǒng)，如CDMA和WCDMA使用為使符號間干擾最小設計的發(fā)送和接收濾波器。為了在通信期間保持最小的符號間干擾，在過采樣期間添加的零值符號必須仍然是零值。在過采樣速率上的操作也需要在較高速率上執(zhí)行處理。一般，處理速率越高，處理部件的成本越貴。然而可能有這樣一些應用，這些成本是無關緊要的和不需要被考慮，則過采樣后的處理是優(yōu)選的。
更具體而言，在一種詳細的實施方案中，擴頻通信系統(tǒng)包括一個峰值降低單元，其中包括一個濾波器輸出預測器和一個峰值降低計算電路，峰值降低是基于濾波器輸出預測和預先確定的濾波器輸出限值。峰值降低單元最好也包括一個組合器，用于將算得的峰值降低值組合到以濾波器輸出預測器為中心的擴頻符號上。這樣，峰值降低單元將擴頻符號延時濾波器預測器長度的一半，并以時間同步的方式，在逐個符號的基礎上提供峰值降低校正。組合器可以包括一個乘法器電路和峰值降低值增益，當與時間同步的擴頻符號相乘時提供峰值被調節(jié)的符號。另一種做法是，組合器可以包括一個相加電路和峰值降低值向量，當被加到擴頻符號時提供峰值被調節(jié)的符號。
在另一個方面中，本發(fā)明提供一種用于降低峰值信號值的系統(tǒng)，該系統(tǒng)被適配成供在包括一個濾波器的通信系統(tǒng)中使用，該濾波器在從所述的系統(tǒng)輸出信號以前提供對符號的濾波。用于降低峰值信號值的系統(tǒng)包括一個濾波器預測器裝置，用于在被所述的濾波器濾波以前接收擴頻符號，并預測所述的濾波對所述的符號的影響，和連到濾波器預測器裝置的裝置，用于降低在經受所述的濾波后被預測超過峰值限值的擴頻符號峰值。在通信系統(tǒng)中的濾波器可以由預先確定的脈沖響應函數(shù)表示，濾波器預測器裝置最好包括用于接收與在多個周期性的采樣點上的脈沖響應函數(shù)對應的濾波器系數(shù)的裝置。
在一種優(yōu)選實施方案中，用于接收濾波器系數(shù)的裝置至少在符號上的定時和符號間的定時上從濾波器脈沖響應函數(shù)接收濾波器系數(shù)。濾波器系數(shù)也可以在附加的脈沖函數(shù)時間上被提供，以符號速率被從脈沖響應函數(shù)周期性地采樣。另外，任何或全部符號系數(shù)時間可被重復，以便估計由于峰值降低處理的因果關系性質引起的峰值降低誤差。
在另一個方面，本發(fā)明提供一種用于在包括濾波器類型的擴頻通信系統(tǒng)中降低峰值信號值的方法。該濾波器可以用一個脈沖響應函數(shù)表示，在從所述的系統(tǒng)輸出信號以前提供對符號的濾波。該方法包括在被所述的濾波器濾波以前接收擴頻符號，并預測濾波對符號的影響。該方法進一步包括調節(jié)那些被預測使濾波器輸出超過峰值限值的符號值。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選應用中，本發(fā)明可在一種擴頻蜂窩通信系統(tǒng)，如CDMA或WCDMA系統(tǒng)中被實施。例如，本發(fā)明可在這樣一種擴頻蜂窩應用的基站中被實施。在這樣一種應用中，避免了大峰值的線性RF放大器的問題，并可采用已降低成本的RF放大器。對費錢的D/A變換器的需要也被避免。而且，在濾波以前完成峰值降低消除邊帶的產生和對頻譜分配規(guī)則可能的違背。
通過查閱以下的本發(fā)明的詳述將會理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。


圖1是一種現(xiàn)有技術擴頻通信系統(tǒng)的方框簡圖。
圖2是一種采用信號峰值壓制單元的現(xiàn)有技術擴頻通信系統(tǒng)的方框簡圖。
圖3是一種用于現(xiàn)有技術擴頻通信系統(tǒng)濾波器的脈沖響應函數(shù)簡圖。
圖4是示出兩個相繼的符號和在現(xiàn)有技術擴頻通信系統(tǒng)中它們的濾波器響應函數(shù)。
圖5A和5B是用作說明在一種現(xiàn)有技術擴頻通信系統(tǒng)中濾波對任意的相繼符號序列的影響的復數(shù)向量圖。
圖6是用作說明依據(jù)本發(fā)明提供峰值降低的一種擴頻通信系統(tǒng)的方框簡圖。
圖7是用作說明圖6的峰值降低單元一種優(yōu)選實施方案的方框簡圖。
圖8是示出在符號上間隔和符號間間隔上濾波器系數(shù)的一種濾波器脈沖響應函數(shù)圖。
圖9是用作說明峰值降低過程一種優(yōu)選實施方案的方框簡圖。
圖10是用作說明利用反饋的峰值降低過程一種替代的實施方案的方框簡圖。
圖11是用作說明依據(jù)本發(fā)明的一種替代的實施方案的一種多級峰值降低單元方框簡圖。
圖12-21是示出在多個不同的周期性定時上濾波器系數(shù)的濾波器脈沖響應函數(shù)圖，依據(jù)本發(fā)明，圖11的多級峰值降低單元可以采用這些濾波器系數(shù)。
圖22是示出依據(jù)本發(fā)明采用平行實施峰值降低級的一種多級峰值降低單元方框簡圖。
圖23是示出依據(jù)本發(fā)明采用平行實施峰值降低級的一種替代的多級峰值降低單元方框簡圖。
圖24是示出依據(jù)本發(fā)明的圖22和23的多級峰值降低單元中一個峰值降低級的方框簡圖。
圖25是示出依據(jù)本發(fā)明的一種峰值降低算法中采用的向量的復數(shù)向量圖。
圖26是示出依據(jù)本發(fā)明的一種替代的峰值降低算法中采用的向量的復數(shù)向量圖。
圖27是示出依據(jù)本發(fā)明對于一個特定的輸入符號值的例子的預測濾波器輸出值和峰值降低操作的復數(shù)圖。
圖28是示出依據(jù)本發(fā)明在不同的輸入符號值上的預測濾波器輸出值和峰值降低操作的復數(shù)圖。
圖29是示出依據(jù)本發(fā)明的峰值降低單元中一級的詳細實施方案方框簡圖。
圖30是示出依據(jù)本發(fā)明實施一種近似的峰值降低算法的峰值降低單元中一級的詳細實施方案方框簡圖。
圖31是示出依據(jù)本發(fā)明采用反饋的峰值降低單元中一級的詳細實施方案方框簡圖。
圖32是示出依據(jù)本發(fā)明的峰值降低單元中一級的一種替代的實施方案方框簡圖。
圖33是示出依據(jù)本發(fā)明利用反饋時圖32中所示的替代實施方案方框簡圖。
圖34是示出依據(jù)本發(fā)明在符號間間隔上操作的峰值降低單元中一級的一種詳細實施方案方框簡圖。
圖35是示出利用反饋的圖34中所示的詳細實施方案方框圖。
圖36A和36B是示出依據(jù)本發(fā)明采用圖23中所示的平行實施峰值降低級的一種多級峰值降低單元詳細實施方案方框簡圖。
具體實施例方式
參考圖6，示出一種依據(jù)本發(fā)明采用峰值功率降低的擴頻通信系統(tǒng)優(yōu)選實施方案。雖然所示的擴頻通信系統(tǒng)可以在一種無線蜂窩網，如WCDMA或CDMA網中實施，并且這些系統(tǒng)提供本發(fā)明的一種優(yōu)選的應用，應該認識到對于本發(fā)明的其他應用和環(huán)境也是可能的。
如圖所示，數(shù)量為N的多個信道被提供為進入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)信道可以包括例如在數(shù)字蜂窩應用中的聲頻數(shù)據(jù)，或者可以包括希望通過通信系統(tǒng)發(fā)送的任何其他形式的數(shù)據(jù)。然后在每個信道中的數(shù)據(jù)通過一個數(shù)據(jù)-符號變換器100，從輸入的數(shù)據(jù)位流提供符號流。各種各樣不同的符號編碼方案可被用于從輸入的數(shù)據(jù)位流提供符號流(QPSK或“正交相移鍵控”被用在WCDMA中)。(在圖6中意味著，在數(shù)據(jù)-符號變換器之后，所有的處理路徑是復數(shù)，包括同相和正交分量)。接著，在每個信道中的符號流被提供給一個混合器110，在其中將每個信道中的輸入符號流與由擴頻代碼電路112所提供的擴頻代碼混合。例如，在擴頻蜂窩通信系統(tǒng)中可以采用一種Wa1sh碼。每個信道接收一個唯一的正交擴頻代碼，允許在接收機端利用一種匹配的去擴頻代碼恢復各個信道。在與唯一的擴頻代碼組合以后每個信道可再次被提供給另一個混合器114，在其中將每個信道中的信號與來自擾頻碼電路116的擾頻碼組合。擾頻碼被用在蜂窩應用中供單元位置的識別。典型情況下擾頻碼被應用在蜂窩通信系統(tǒng)中，但也可被分配在其他的應用中。然后每個信道的輸出被提供給相加電路120，將來自各個信道中每一個的符號流組合并將它們組合到單一的輸出符號流中(對于兩種復數(shù)正交相位中每一個)。
因為在相加電路120中N個信道被組合在一起，如在以上背景部分中所討論過的那樣，存在產生非常大的符號峰值的可能性。本發(fā)明提供一種峰值降低單元122，降低或消除從濾波器126輸出的信號峰值，這些峰值將超過為特定的通信系統(tǒng)應用選取的給定的最大信號峰值功率電平。如在圖6中進一步示出的那樣，峰值降低單元122的輸出被提供給一個過采樣電路124，將符號速率變換為滿足或超過對于感興趣的頻率范圍的帶寬要求的頻率。典型情況下過采樣過程將直接將零插入符號流，使信號流能夠工作在所希望的較高鐘速率以滿足或超過帶寬的需要。因此，對于每個輸入符號將插入M個零到符號流中，其中M是為提供所希望的上變換選取的一個整數(shù)。典型情況下整數(shù)M將至少是1或更多。然后過采樣的信號流被提供給一個濾波器126。在某些情況下過采樣電路124的操作可被并入濾波器126的操作中而不是在分離的電路中進行。濾波器輸出被提供給一個數(shù)模變換器128以提供模擬信號。這個模擬信號將由對此細節(jié)未被示出的同相和正交分量組成。這個模擬信號在混合器134中與來自RF源136的RF載波混合，然后RF調制的信號被提供給一個RF放大器130，然后，例如在無線蜂窩通信基站的應用中，被提供給一個RF發(fā)射機132。混合器134在這種應用中實際上是一種對此細節(jié)未示出的正交上變換混頻器。正如對本領域的技術人員是眾所周知的那樣，從濾波器輸出的信號可有選擇地從同相和正交信號變換成偏離零Hz的基帶中心頻率的實信號。如果這被完成，D/A變換器可被用于產生實中頻輸出，然后可利用一種簡單的標準混頻器混頻成RF頻率。
如在以上背景部分中所討論過的那樣，由濾波器126所提供的濾波操作在許多采用擴頻通信的應用中是極其重要的。特別是，在蜂窩通信系統(tǒng)中，由于必須保持所發(fā)送的信號在預先規(guī)定的頻帶內這樣的濾波是關鍵性的。濾波器126也將對由符號流產生的信號峰值具有重大的影響，因此可以顯著地影響在這樣的濾波以前所實施的任何峰值降低。
峰值降低單元122通過根據(jù)符號流輸入預測濾波器輸出126，然后根據(jù)濾波后所預測的信號峰值對符號實行峰值降低處理。峰值降低單元122的這種濾波器預測操作可被非常精確地實現(xiàn)，因為濾波器126的脈沖響應函數(shù)是事先已知的。因此，濾波器對任何給定的符號流的影響可被一種電路精確地預測到任何所希望的精確度，該電路具有作為對該電路的輸入的所希望數(shù)目的濾波器系數(shù)，以便適當?shù)啬M濾波器脈沖響應函數(shù)。這些濾波器系數(shù)被加到輸入符號流上，模擬濾波器對輸入符號流的影響，產生預測的濾波輸出流。然后預測的濾波輸出流被經受峰值降低計算，確定是否預測的濾波器輸出流將超過信號峰值限值，如果是的，就需要校正。如果限值被超過，則實際的符號流被經受峰值降低處理，在逐個符號的基礎上將所得的信號峰值降低到所希望的限值。
用這種方法，只有需要的峰值降低被執(zhí)行，最少的畸變被引入信號。峰值降低處理的精度以及濾波器預測過程的精度可根據(jù)峰值降低電路的速度和復雜性和相關聯(lián)的成本的權衡來選取。然而，在大多數(shù)應用中，濾波器預測處理以及峰值降低處理可被適當?shù)貙嵤┒粚φ麄€系統(tǒng)增加很大的復雜性或成本。
參考圖7和8，示出一種峰值降低單元122的優(yōu)選實施方案。更具體而言，在圖7中示出一種峰值降低單元122的方框簡圖，在圖8中用作說明在峰值降低電路122中采用的典型濾波器系數(shù)，示出一種典型濾波器的脈沖響應函數(shù)。如圖所示，峰值降低單元122最好包括兩級140，142，分別對應于在符號上的間隔，t＝0，和符號間的間隔，t＝0.5上的峰值降低。這兩級的次序是隨意的。正如以上關于圖6所討論過的那樣，符號流典型情況下在通過濾波器126以前被過采樣。因此，附加的采樣點將被添加在符號序列中實際符號之間，濾波器脈沖響應函數(shù)將被加在添加的采樣點以及符號采樣點上。假定對符號流中每個符號的一個添加的采樣點過采樣，濾波器的脈沖響應函數(shù)將被加在符號上的間隔和符號之間一半的位置，也就是符號間的間隔上的過采樣符號流上。這被示于圖8中，在其中在符號上間隔上的濾波器系數(shù)被用星號(*)表示，在符號間的間隔上濾波器系數(shù)被用十字號(+)表示。因為符號和符號間濾波器系數(shù)的影響當它從濾波器126出現(xiàn)時將被加在符號流上，為了準確地預測在峰值降低單元中濾波器的響應，必須既考慮在符號上的間隔上的濾波器系數(shù)，也考慮在符號間間隔上的濾波器系數(shù)。圖7中所示的兩級過程使這種符號上和符號間的處理能夠被串行地實施。這種串行實施方式比起同時地，也就是平行地進行符號上和符號間處理可以使用較少的硬件，或較不復雜的DSP程序。不過，應該認識到，在一種替代的實施方案中，可以完成這樣一種同時處理方式，以下描述這樣一種實施方案。在對于符號序列中每個符號具有多于1個添加的符號的過采樣符號流的情況下，為了濾波器預測處理可以增加附加的濾波器定時點。也應該認識到，雖然至少一個符號上和符號間的處理目前是優(yōu)選的，提供只有符號上(或符號間)的峰值降低處理并且仍然獲得某些有益的結果也是可能的。另外，為了估計由于峰值降低處理的因果關系的性質引起的峰值降低誤差，任何或全部的級可被重復。
雖然圖6示出了在過采樣電路124以前的峰值降低單元，也可以配置在過采樣電路(但在濾波器126以前)以后。當在過采樣以后操作時，直接按過采樣速率從濾波器脈沖響應函數(shù)取得系數(shù)。然后這些系數(shù)被用于產生濾波器輸出預測器。將在過采樣速率上完成濾波器輸出預測。將從這些預測結果完成峰值降低。這種方法對于某些應用和/或某些脈沖響應函數(shù)并不是優(yōu)選的。當在過采樣速率上工作時，可以對在過采樣期間添加的零值符號提供峰值降低。數(shù)字通信系統(tǒng)，如CDMA和WCDMA，使用為使符號間干擾最小設計的發(fā)送和接收濾波器。為了在通信期間保持最小的符號間干擾，在過采樣期間添加的零值符號必須仍然是零值。在過采樣速率上工作也需要在較高速率上進行處理。一般，處理速率越高，處理部件的成本越貴。然而，可能有這樣一些應用，在其中這些成本是無關緊要的，不需要被考慮，則在過采樣以后處理被優(yōu)先采用。對于以下所描述的實現(xiàn)過采樣以后的峰值降低單元的特定的實施方案必要的任何修改對于本領域的技術人員將是明顯的，在此是不言而喻的。
圖7中的兩級可以使用圖9中所示的降低過程。參考圖9，降低過程包括一個濾波器系數(shù)的源144。這些濾波器系數(shù)被取自符號上或符號間的間隔上的濾波器脈沖響應函數(shù)，這取決于圖7中的處理級140或142。這些系數(shù)源可以采取存儲濾波器系數(shù)的存儲器144的形式，例如，對于適當?shù)姆栭g隔在圖8中所示的系數(shù)。當然，其他的濾波器實施方案可以具有不同的濾波器響應函數(shù)，因此不同的濾波器系數(shù)將被存儲在濾波器系數(shù)存儲器144中。這些濾波器系數(shù)被提供給一個濾波器預測器146，接收沿線路148提供的輸入符號流并模擬在所選的符號間隔上濾波器126對符號流的影響，從濾波器預測器提供兩個輸出，一個輸出147是使用所有輸入濾波器系數(shù)和相等數(shù)目的時間微分的輸入符號的濾波器系數(shù)加權和。另一個輸出145是只使用中心濾波器系數(shù)和相匹配的中心符號的濾波器系數(shù)加權和。當奇數(shù)數(shù)目的濾波器系數(shù)被使用時，第二輸出是用于計算第一輸出147的中心系數(shù)和匹配的中心符號。當偶數(shù)數(shù)目的系數(shù)被使用時，兩個中心系數(shù)將具有相同的值，可被隨同兩個匹配的中心符號使用計算第一輸出147。每次一個新的符號進入濾波器預測器時由146產生兩個輸出。每個新的輸出對被在逐個符號的基礎上提供給峰值降低算法處理電路152。峰值降低算法處理電路152將第一預測濾波器輸出147的幅度與預先確定的最大允許的峰值限值L作比較。如果第一預測濾波器輸出147超過限值，則峰值降低算法電路152計算對第二濾波器預測器輸出145的調節(jié)量，這將導致被圖6的濾波器126處理以后濾波器輸出將仍然在峰值限值內。然后這個調節(jié)量被組合器168在逐個符號的基礎上施加到被延時電路166延時的相應的符號上。然后峰值已調節(jié)的符號流被沿著線路154輸出。各種各樣不同的算法可被應用在峰值降低算法電路152中。可以根據(jù)對于特定的應用所希望的精確度和可達到的處理速度和/或所希望的硬件的復雜程度選取特定的算法。例如，在許多應用中一種近似算法可能是完全可接受的，在符號序列中給出所希望的峰值降低。
圖9的一種替代實施方案被示于圖10中，在其中圖9的濾波器預測器146，延時器166和組合器168被合并為濾波器預測器的部件。由峰值降低算法152提供的調節(jié)量被回送到濾波器預測器中以便將目前的調節(jié)量引入未來的預測中。當濾波器預測器實施方案被討論時，將較詳細地討論這種引入。
參考圖11，(圖6的)峰值降低單元122的一種替代的實施方案被示出。圖11的實施方案提供一種利用多級串行排列的多級峰值降低單元。
更具體地，參考圖11，所示出的峰值降低單元包括多個單獨的級320。在峰值降低單元中每一級320利用一套與特定的濾波器輸出定時對應的周期性采樣的濾波器系數(shù)施加濾波器預測操作。例如，如果過采樣在符號之間插入9個零，則產生的實際的濾波器操作對于每個符號間隔將包括10個濾波器定時點。為了提供濾波器操作完全精確的模型，這些濾波器定時點中每一點將需要被包括在峰值降低處理中。這樣，濾波器脈沖響應函數(shù)對于每個符號間隔將需要在10個不同的位置上被采樣。對于一個特定的脈沖響應函數(shù)在每個符號間隔的10個濾波器采樣位置的這種例子被示于圖12-21中。這10個圖中每一個示出符號間隔內不同的濾波器系數(shù)采樣定時。特別是，圖12表示在從符號上的間隔的-0.5的定時，也就是在負的時間方向(符號間)兩個符號之間半程點的偏離上開始的符號間隔上對脈沖響應函數(shù)周期性的采樣。圖13表示從-0.4的定時開始的符號間隔上周期性地采樣的脈沖響應函數(shù)。圖14-21依次表示從-0.3至+0.4偏離的順序的采樣定時。因此圖12-21合起來表示對于符號上間隔對稱的10個濾波器系數(shù)樣本位置。圖11中峰值降低單元的每一級320在一個單獨的采樣定時點上執(zhí)行濾波器預測操作。因此，對于圖12-21中所示的特定的脈沖響應函數(shù)和采樣，10個分離的濾波器級320將被提供，每級在與圖12-21中的一個對應的一個定時點上提供濾波器預測操作。具體地說，級320-1可以對應于圖12中所示的采樣定時，級320-2對應于在圖13中所示的采樣定時，等。
當然，將認識到在圖11和圖12-21中的10個采樣點和10級的例子純粹是用作說明，可以提供較多或較少數(shù)目的采樣點和級。級320的數(shù)目也不需要與發(fā)生的過采樣的特定數(shù)量對應，可以采用比實際的過采樣點的數(shù)量少的級和系數(shù)采樣點。圖11也示出按時間次序從t＝-0.5到t＝0.4排列的每個峰值降低過程。在圖11中峰值降低級的時間關系可以是按任何隨意的次序排列。另外，任何或所有的級可被重復以便估計由峰值降低處理的因果關系性質引起的峰值降低誤差。
參考圖22，峰值降低單元的一種替代的實施方案被示出，包括一種以平行方式實施的多級峰值降低處理。以上關于圖11描述的峰值降低單元實施方案是按串行方式實施的一種多級峰值降低過程。在圖22中所示的實施方案中，一種類似的多級峰值降低過程是以平行方式實施的。也就是，在圖22中所示的每級360根據(jù)濾波器脈沖響應函數(shù)中濾波器系數(shù)的不同定時實施峰值降低處理，與對輸入符號的過采樣后發(fā)生的較高速率的濾波相對應。例如，在圖22中所示的每級360可采用在圖12-21中所示的不同定時上采樣的濾波器系數(shù)執(zhí)行峰值降低處理。然而，因為在圖11的實施方案的情況下，可以采用不同的定時和不同的特定的濾波器脈沖響應函數(shù)，圖12-21的特定的濾波器系數(shù)和系數(shù)采樣定時純粹是用作說明。另外，任何的或所有的符號系數(shù)定時可被重復，以便估計由峰值降低處理的因果關系性質引起的峰值降低誤差。
在以前所描述的圖11的實施方案中，在多級峰值降低單元中每個相繼的級接收來自前級的峰值已調節(jié)的符號作為其輸入。因此，采用這種串行實施方案避免了對以前已調節(jié)過的符號的峰值調節(jié)作不必要的重復。在圖22的平行實施方案中，最好采用一種多級反饋方法，將峰值降低值從平行峰值降低級回送到其他的級以達到類似的結果。更具體而言，圖22的分支0，頂部的分支的峰值降低過程接收來自它自已內部的峰值降低算法的反饋，也將這種反饋提供給所有的較低的分支。較低的分支，如分支i，接收來自它自己內部的峰值降低算法的反饋和來自在它之上所有支路的反饋。最后的分支，分支N-1，接收包括來自它自己的內部峰值降低算法的所有分支的反饋。如圖22中所示，底部的級輸出全部峰值已調節(jié)的符號流。
參考圖23，示出一種對平行處理實施方案的替代方案。這種實施方案除了來自所有分支的反饋被提供給每個分支的峰值降低單元外，與圖22的方案是相同的。這種替代的實施方案改進了來自每個分支的峰值降低計算，因為每個計算將基于最近已調節(jié)的符號。
因為在圖22和23的實施方案中峰值降低處理是以平行方式完成的，可以比以前所描述的串行實施方案完成得快。因此，在某些情況下，圖22和23的實施方案可能被優(yōu)先選擇。因為處理也可被更快地完成，在更多的系數(shù)定時和/或利用更多的系數(shù)實施濾波器預測，從而利用圖22的平行實施方案增加峰值降低處理的精確度也是可能的。
參考圖24，示出圖22和23的平行峰值降低單元的一級360。如圖所示，對于級360的輸入符號首先被提供給濾波器預測器372，利用在特定的偏置-符號定時上的被示出從濾波器系數(shù)源144提供的濾波器系數(shù)實施濾波器預測處理。濾波器系數(shù)源144可被硬線連入電路，或者可采取適當?shù)拇鎯ζ鞯男问?，如在峰值降低單元的一種被適當編程的DSP實施方案中的一個寄存器。如以上所指出的那樣，對于供應給濾波器預測器372的濾波器系數(shù)的特定的采樣偏置定時對應于在系統(tǒng)中所采用的實際濾波器的過采樣速率上的所選的采樣偏置定時。因此，例如，如圖12-21中所示的采樣定時可被應用于存儲在濾波器系數(shù)源144中用于每個特定的級360的濾波器系數(shù)。
濾波器預測器372輸出兩種在圖9中描述過的預測的已濾波輸出到峰值降低算法電路152，在其中實施一種適當?shù)姆逯到档退惴ㄒ源_定峰值降低值，如果必要的話，將峰值降低到所希望的限值。算得的峰值降低值被作為反饋值F1從級360輸出，被提供給它自己的內部濾波器預測器372和圖22和23中其他平行分支360-1的濾波器預測器。
如以上指出的，各種各樣不同的算法可在圖9，10和24的峰值降低算法電路152中實施。一種這樣的算法被示于圖25中。圖25示出一種復數(shù)向量圖，用作說明基于利用所有的輸入系數(shù)的輸入符號的濾波器系數(shù)加權和，和只有中心濾波器系數(shù)和匹配的中心符號被使用的輸入符號的濾波器系數(shù)加權和的濾波器輸出。對于適合將濾波器輸出放置在預置的限值L內的濾波器為中心的符號從這兩個輸入計算校正值。在圖25中所示的算法被特別設計用以只將幅度誤差引入輸入符號。某些通信系統(tǒng)對于幅度誤差比相位誤差更能容忍。
更具體地參考圖25，基于中心輸入符號的濾波器輸出被用向量A表示?；诙噍斎敕?，包括中心輸入符號，的預測濾波器輸出被用向量B表示。通過取這兩個向量的差計算向量D。因此向量D表示從濾波器輸出的缺少中心符號向量A的多個符號，輸出gA表示向量A的一種增益已調節(jié)的形式，當被添加到D上時，將濾波器輸出拉回到限值電平L。在圖25中所示的其余的向量被用于計算增益g。通過以下一系列向量計算計算增益g。
L2＝z2+y2z=L2-y2]]>g|A|=L2-y2-x]]>x=D·A|A|]]>y=|D-(D·A)A|A|2|]]>g=(L2-|D-(D·A)A|A|2|2-(D·A)|A|)1|A|----(1)]]>這種算法可通過使用一種被適當?shù)鼐幊痰腄SP或其他的處理器在圖9，10和24中所示的峰值降低算法電路中實施。因為該算法包含取若干向量量的平方根，這可能多少是高強度的計算，因此可能希望采用一種近似算法，在大多數(shù)情況下也將提供適當?shù)姆栃Ｕ?。特別是，如果假定，在預測的輸出B和單一的符號輸出A之間的差相當小，也就是在以上等式中D是很小?？梢允褂靡韵碌慕乒接嬎銓V波器輸出降低到限值L所需的增益g。g≈L+|A|-|B||A|,]]>對于較小的‘D’(2)
然后利用以上的準確的或近似的算法算得的增益值被施加到圖9中所示的組合器168。組合器可以就是一個乘法器電路，將增益g和產生輸出向量A的輸入符號相乘。另一種方案是，如果在以上的(1)和(2)得到的增益計算被轉換成通過以下的等式(3)所提供的向量調節(jié)量，組合器可被改變成一個相加電路。值gc是由濾波器施加到圖25中產生向量A的中心符號上的增益。V=(A-gA)1gc----(3)]]>如以上所指出的，可將各種各樣不同的算法用于計算將預測濾波器輸出放置在限值L內的符號調節(jié)量。一種這樣的附加的算法被示于圖26中，示出通過相加與中心輸入符號組合的一個校正向量的計算。該算法與圖25的算法不同，在其中調節(jié)量允許有相位誤差，以便使加上的總畸變能量為最小。更具體而言，如圖26中所示，向量A，B和D與圖25中具有相同的意義。在圖26中值C是為了使預測濾波器輸出放置在限值L上對預測濾波器輸出所做的附加的調節(jié)。雖然各種各樣調節(jié)向量可被附加上使所得的向量放置在限值L上，使向量C的大小從而校正量為最小是所希望的，因為對輸入符號所做的任何改變都有可能導致信號中某些畸變。將基本的向量代數(shù)應用到圖26中所示的向量得到以下的等式，確定為了得到所希望的在限值L內的峰值降低輸出，要被施加到中心符號濾波器輸出A的校正量CC=(LB|B|-B)----(4)]]>在與符號調節(jié)量相加以前，以上的向量必須是被施加到用于計算向量C的中心符號的反相濾波器增益所調節(jié)的增益。在(5)中給出為了調節(jié)符號使峰值降低所得到的算法。這種算法可在被適當編程的DSP或其他的硬件或軟件實現(xiàn)的電路中實施。V=(LB|B|-B)1gc----(5)]]>
然后在以上的等式(5)中算得的校正向量值被施加到圖9中所示的組合器168上。組合器可以就是一個相加電路，將向量V加到產生輸出向量A的中心符號上。另一種方案是，如果在(4)中得到的向量計算被轉換成通過以下等式(6)所提供的增益調節(jié)量，組合器可被改變成一個乘法器電路。g=(A+C)1A----(6)]]>本領域的技術人員應該認識到，分別在圖25和26中所示的兩種算法實際上純粹是用作說明，各種各樣不同的算法可被適當?shù)夭捎貌⒖稍贒SP或包括圖9，10和24中所示的峰值降低算法電路152的其他電路中實施。
參考圖27和28，依據(jù)本發(fā)明的峰值降低處理的例子被示于兩個復數(shù)向量圖中。圖27和28適用于只有一個中心符號被調節(jié)的場合。然而，所示的中心符號可以表示兩個中心符號的組合。如圖27和28中所示，輸入符號被提供濾波器預測器處理。因為濾波器輸出在時間上與許多符號有關，不僅僅是被調節(jié)的中心符號，輸出可被表示為中心符號和表示時間上相鄰的符號的影響的圓。
雖然起初在兩個例子中中心符號超過限值，在圖27的例子中，表示已濾波輸出的圓的一部分實際上位于限值線內。因此這些輸出值并不經受峰值降低處理。在圖27和28的復數(shù)圖的粗線部分所示的輸出的其余部分按已濾波的符號超過限值線的程度而變化的量經受峰值降低處理。然后符號被調節(jié)使預測的濾波器輸出被拉回到限值線，如圖27和28中限值線粗線部分所示。因此，將認識到，不需要峰值限處理的符號仍然未被觸動過，從而減少通過這樣的降低引入的任何畸變，而且需要峰值降低處理的符號被提供為將已濾波輸出置于限值內必要的最低限度的峰值降低量。否則，起初看來不需要峰值降低處理的符號將被峰值調節(jié)，如果濾波器預測表明該濾波器將超過限值。因此，將認識到，本發(fā)明提供高度有效的信號峰值降低而同時使引入符號序列的畸變?yōu)樽钚　?br> 圖29到35示出利用等式(1)，(2)，(3)，(5)和(6)中給出的算法的不同的峰值降低單元實施方案。圖29，30，32和34表示圖9中所示的峰值降低處理。圖31，33和35表示圖10中所示的降低處理。在圖23和24中所示的平行處理的一個例子將在圖36A和36B中給出。
參考圖29，利用等式(1)的一種峰值降低單元實施方案被以方框簡圖形式示出。如圖29中所示，采用一種多抽頭的濾波器200可方便地將延時電路166和圖9中所示的濾波器預測器電路146組合。濾波器200包括多個單獨的存儲器寄存器202，其中5個被示于圖29的特定的實施方案中。然而應該認識到，附加的或較少的延時存儲器寄存器可被提供，一般N個這樣的存儲器寄存器202將被提供組成N個元件的移位寄存器，通過將一個存儲器寄存器輸出抽頭，例如，在中心存儲器寄存器處，可以提供一個延時的符號序列，使得峰值校正可以在組合器168上，在被正確定時的逐個符號的基礎上完成。這樣一種從N元件存儲器寄存器的延時輸出用線205示出，它相應于圖9中所示的延時電路166的輸出。沿著線204所提供的輸出是從與中心濾波器系數(shù)相乘以后的中心延時線的一個抽頭得到的。這條線表示中心的已濾波符號輸出(圖9中的線145和圖25中的向量A)，被提供給如圖29中所示的峰值降低算法處理電路152。來自存儲器寄存器202中每一個的延時輸出被提供給相應的乘法器206，該乘法器也接收相應的濾波器系數(shù)作為它的一個輸入。因此每個濾波器系數(shù)起著一個增益gN的作用，N＝1到5，與來自相應的延時級202的符號輸出相乘。濾波器系數(shù)gN可以對應于圖8或圖12-21中所示的符號間隔系數(shù)中任何一個，取決于在圖9或11的處理中哪一級被示出。當然，可以使用各種各樣不同的濾波器響應函數(shù)，這取決于被預測的特定的濾波器，其系數(shù)將相應地改變。也將認識到，利用實際上純粹是用作說明的五個系數(shù)的例子，可以從脈沖響應函數(shù)的任何符號間隔上取得附加的系數(shù)，對于特定的實施方案可以采用多于或少于五個系數(shù)，這取決于被模型化的特定的脈沖響應函數(shù)以及采用的處理系統(tǒng)的速度和所希望的精確度。
再參考圖29，來自乘法器電路206的輸出被提供給相加電路208，將多個輸出相加并將它們沿著線210提供。沿著線210的輸出對應于在特定的符號間隔上取得的符號的濾波器系數(shù)加權和，因而對應于在此間隔上濾波器對符號的影響的一個模型。這種預測的濾波器符號輸出被沿著線210提供，作為對峰值降低算法電路152的一個輸入。如以上指出的那樣，峰值降低算法電路152也沿著線204接收延時的中心符號濾波器輸出。這種延時的中心符號濾波器輸出流被沿著線212提供給減法電路216，和沿著線214提供給算法處理器218。這樣，減法電路216接收沿著線210提供的已濾波輸出作為對它的一個輸入，接收沿著線212的延時的中心符號濾波器輸出作為對它的第二個輸入。減法電路216取這兩個輸出流的差，提供逐個符號的差值D(利用圖25的術語，D＝B-A)，沿著線220給算法處理器218。算法處理器218接收沿著線220和214的兩個輸入符號流，也接收限值L作為輸入。算法處理器218利用等式(1)計算增益g，以便將已濾波輸出降低到位于限值L內的值。
在更一般的情況下，減法電路216將與算法處理器218組合，建立一種更通用的算法處理器。通過對圖29的這種少量修改，基于來自線204，210的輸入和限值L，可以使用各種各樣不同的算法。在這種更通用的情況下，可以使用在等式(2)中給出的近似算法或在等式(6)中給出的，基于圖26的算法。
在圖29中所示的特定情況下，或所描述的更通用的情況下，從算法處理器218算得的增益值g被沿著線232輸出到選擇開關230。
再參考圖29，沿著線210提供的已濾波輸出流也被提供給量值檢測電路222。最值檢測電路222確定已濾波輸出的量值，也就是，包含該輸出的復數(shù)向量量的絕對值，該量值被沿著線224作為輸出提供。這個量值被提供給比較器226，將已濾波符號的量值與限值L作比較。如果已濾波符號的量值超過限值L，從比較器226的輸出取第一值(例如“1”)。如果已濾波符號的量值小于限值L，則從比較器226的輸出是一個第二值(例如，“0”)。然后，這個值，也就是“0”或“1”被作為輸出沿著線228提供給選擇開關230。如果沿著線228到選擇開關230的輸入是0，則從選擇開關230的輸出是一個單位信號，它對沿著線205提供給組合器168(在圖29的特定的實施方案中作為一個乘法器示出)的符號流沒有影響。如果沿著線228提供給選擇開關230的信號是1，對應于已濾波符號值超過限值L的情況，則從算法處理器218提供的算得的增益值g被輸出到乘法器168。只有必要在逐個符號的基礎上用這種方法，沿著線205提供的符號流將是被通過算法算得的適當值降低的增益，適當?shù)姆逯当徽{節(jié)的符號將在線154上輸出。
將認識到，在圖29中所示的各種電路部件可以只用硬件，只用軟件，也就是作為一個被適當編程的DSP或其他的處理器來實現(xiàn)，或者可作為硬件和軟件的一種組合來實現(xiàn)。例如，濾波器200被作為硬件實現(xiàn)，而算法處理器218被作為適當編碼的DSP處理器來實現(xiàn)可能是有利的。另一種方案是，算法處理器218的電路可被作為一個可編程的門陣列電路來實現(xiàn)。濾波器200和/或差電路216及量值檢測器222也可被作為一個門陣列電路來實現(xiàn)，并與基于處理器的電路218組合。因此，將認識到，在圖29中所示的電路的各種各樣不同的實施方案的組合是可能的。
參考圖30，示出一種在圖29中所示的峰值降低單元的替代的實施方案。在圖30的實施方案中，在一種簡化的峰值降低算法電路152中實施峰值降低算法，利用一個對于峰值降低的近似等式以便應用到輸入符號上。特別是，在圖30中所示的特定的實施方案可以實施以上所描述的等式(2)，提供對于施加到符號向量以便將它帶到限值L的增益g的一種近似計算。
正如可以看到的那樣，該等式包含相當簡單的計算。涉及限值L，中心符號濾波器輸出A的量值和預測的濾波輸出B的量值。將這個等式與圖30中所示的峰值降低算法電路152作比較表明電路222，250，252，254和256以直截了當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)等式(2)。更具體而言，線204連同量值檢測電路250提供中心符號濾波器輸出A，從濾波器200到量值檢測電路222提供預測的濾波輸出，確定預測的濾波輸出B的量值。這兩個量值被提供給減法電路252，如行符號量值的減法以提供值|A|-|B|。然后相加器電路254(如果電路252交換它的輸入，它可以是一種減法電路)將從電路252提供的這個值加到限值L上。從電路250提供的中心濾波輸出被提供給除法電路256，它也接收電路254的輸出，以提供由以上等式(2)給出的近似峰值降低增益g。
因此，將認識到在圖30中示出的用于峰值降低算法電路152的電路實施方案提供一種相當簡單的可容易用硬件提供的實施方案。這種硬件可采用可編程門陣列的形式或其他的硬件實施方案，或者用在DSP或其他處理器中實施的相當簡單的程序來實現(xiàn)。在圖30中所示的實施方案的這種相當?shù)暮唵蔚奶攸c可以具有成本和/或速度的優(yōu)點，在特定的應用中可被優(yōu)先選用。在圖30中所示的實施方案中電路的其余部分可與圖29中所示的精確地相同，并可用與以上所描述的準確地相同的方式操作。因此，為了描述圖30的實施方案，將不重復這種公共電路的操作。
參考圖31，示出一種峰值降低單元的替代的實施方案。圖31的實施方案采用從峰值降低算法電路152的輸出到濾波器預測器的反饋，以便增加濾波器預測操作的準確度。因此圖31表示圖10的一種實施方案。更具體而言，如在以前已描述的實施方案中那樣，濾波器預測器和延時電路被優(yōu)先地組合在一個有限元濾波器200中，將接收輸入符號的多個存儲器寄存器合并，作為一個N元的移位寄存器操作。如在圖29的實施方案的情況中那樣，存儲器寄存器的輸出被提供給乘法器電路206，它也接收濾波器系數(shù)作為它的輸入。也如圖29的實施方案的情況中那樣，乘法器輸出被提供給相加器電路208，以提供已濾波的輸出符號。然而，圖31中所示的峰值降低算法電路152也與圖29中的對應，如在關于以前的實施方案以上已討論過的那樣，它可被修改以實施各種各樣不同的算法。
與圖29的實施方案相對照，在圖31中峰值降低算法電路152的輸出被回送到濾波器200。特別是，峰值降低算法電路152的輸出被沿著線162回送到乘法器，提供由電路152算得的峰值降低增益到濾波器200的N級存儲器寄存器中中心延時級的輸出。結果，提供給存儲器寄存器下游級的乘法器168的輸出包括已經增益降低的符號值。這將更準確地反映濾波器126進行的實際處理(參考圖6)，因為增益降低的符號將被濾波器200包括在已濾波符號的計算中。因此，在圖31中所示的實施方案在許多情況下提供更精確的濾波器預測，在許多應用中可被優(yōu)先選用。
對圖30中所示的實施方案可以進行一種類似的反饋延伸，其中等式(2)被專門用一個獨特的方框圖限定。這種延伸應該容易被本領域的技術人員所理解。
如上所述，反饋修改對于所有隨后的峰值調節(jié)計算提供已調節(jié)的符號。然而在修改前，預先調節(jié)的符號被用于在調節(jié)時間前計算峰值調節(jié)量。這意味著當已調節(jié)的符號流通過濾波器(圖6中的20)時，已調節(jié)的符號將參與建立已調節(jié)的符號前后的峰值。這樣，新的峰值可在已調節(jié)的符號前建立。這些新的峰值是峰值調節(jié)過程的因果關系或非期望性質的結果。簡單地重復圖7，11，22和23中所示的峰值降低過程可容易地消除這些新的峰值。
以前的實施方案描述了基于增益校正的符號調節(jié)，這些增益校正可從等式(1)，(2)和(6)算出。符號調節(jié)也可基于可從等式(3)和(5)算出的附加向量。參考圖32，示出一種基于附加向量調節(jié)符號的實施方案。在圖32的實施方案中，圖9的延時電路被作為一系列存儲器寄存器的部件來實現(xiàn)，以與以前描述過的實施方案類似的方式組成濾波器預測器電路146的部件。更具體而言，濾波器200包括多個存儲器寄存器202，可以作為N元的移位寄存器工作，專門的說明圖形是一個7元移位寄存器。存儲器寄存器中心級的輸出被抽頭作一個輸出，沿著線205提供延時的符號到組合器168。組合器168作為一個相加器電路示出。存儲器寄存器級的輸出被提供給乘法器電路206，它也接收在與該級對應的特定的符號定時上的濾波器系數(shù)值作為它的輸入。乘法器206的輸出被提供給相加電路，沿著線210輸出預測的濾波器輸出值，與以前描述過的實施方案類似。
預測的濾波器輸出沿著線210提供給峰值降低算法電路218，在預測濾波器輸出上實施特定的峰值降低算法，并提供降低值，如果有的話，到組合器168。在圖32的實施方案中，可以實施一種特別簡單的算法，它不需要沿著線204來自中心濾波符號輸出的輸入，而且簡單地在沿著線210提供的預測的濾波器輸出上操作。對于所示的特定的實施方案該算法也采用所希望的限值L和濾波器預測器的中心抽頭的增益g4作為輸入。這樣一種算法可對應于以上關于圖26所描述的等式(5)。然而其他的算法也可被應用在電路338中。這些其他的算法可能需要沿著線204提供的來自符號流的輸入，對于圖32中電路152的這樣一種輸入的可能性在這些替代的實施方案的情況下得到理解。恰好在等式(3)中給出這樣一種算法，其中等式(3)中的值g是在等式(1)中算得的。
在所示的電路152的實施方案中，沿著線210提供的預測的濾波器輸出的量值是由量值檢測電路222確定的。這個量值被提供給一個比較器226，將預測的濾波器輸出值的量值與閾值L作比較。預測的濾波器輸出也被提供給算法處理器電路218，可以是一個被適當編程的DSP或其他的處理器，實施用于所示的特定實施方案的等式或對預測的符號操作的其他適當?shù)乃惴?。另一種方案是，算法處理器218可以用門陣列結構或其他的硬件實施方案實現(xiàn)。從算法處理器218的輸出被提供給選擇器開關230，該開關也接收比較器226的輸出。如果預測的符號值大于閾值L，則來自比較器的輸出使開關230能夠輸出峰值校正值到組合器168。否則，如果預測的符號值小于或等于限值L，則比較器對選擇器開關230的輸出選擇零輸出到組合器168，對應于對符號流無峰值調節(jié)。
參考圖33，示出圖32的一種替代的實施方案，如圖10中所給出的那樣，采用峰值調節(jié)對濾波器預測器的反饋。更具體而言，在圖33的實施方案中，濾波器200沿著線262從峰值降低算法電路218接收反饋的峰值調節(jié)值。在圖33中示出的濾波器200，如在圖32的情況中那樣，可以對應于一個N級的實施方案，因此不需要詳細描述。如圖所示，沿著線262提供的峰值調節(jié)量可被提供給組合器168，在圖33中作為一個相加器示出，被配置在存儲器寄存器的中心級之后，組成濾波器200的部件。因此，對符號的峰值調節(jié)被包括在濾波器的相繼的級中，對濾波器200的預測能力提供附加的改進。將認識到，利用存儲器寄存器中不同的反饋位置可以方便地實現(xiàn)不同的濾波器實施方案。因此，在圖33中所示的特定的實施方案純粹是用作說明，不應該在實際上當作限制。
參考圖34，示出一種圖29的峰值降低電路單元的替代的實施方案方框簡圖。為了理解這種替代的實施方案的合理性，想起由兩個相鄰的類似幅度的符號占優(yōu)勢的符號間峰值。這是在以上參考圖4中描述過的。如果只完成符號上和符號間的調節(jié)，在符號上處理以后將有大量的類似幅度的符號。除了延時更長-單元和濾波器預測器存儲寄存器中居中的兩個相鄰符號被調節(jié)外，圖34基本上與圖29對應。兩個中心系數(shù)具有相同的值。
在圖34中所示電路的實施方案基本上與圖29的對應，因此同樣的數(shù)字被應用于同樣的部件，因而每個部件的詳細描述將不再重復。如以上關于圖29所討論的那樣，該電路利用一個多抽頭濾波器200，在符號間的間隔上進行預測濾波器脈沖響應對輸入符號的影響，并以此為基礎提供峰值降低處理。濾波器200除了以下的若干修改外，一般來說與圖29中的濾波器200相對應。對乘法器206的輸入gN，N＝1到6，被選自符號間間隔的濾波器系數(shù)(t＝0.5)，如在此示出的特定的脈沖響應函數(shù)在圖8中用十字符號表示。如關于圖29所討論的那樣，在圖8中特定的濾波器系數(shù)實際上純粹是用作說明，所以輸入gN并不限于在此所示的特定的符號間的值。為了對主要影響符號間峰值的兩個符號提供符號校正，來自兩個中心濾波器抽頭202-3和202-4的濾波器輸出被提供給一個相加電路240以便建立線204。線204等效于在圖25和26中所示的單一的符號濾波器輸出A。然后通過使用單個單元的存儲器寄存器244和乘法器242，利用施加到兩個中心抽頭的增益校正如以前那樣處理峰值調節(jié)。因此，將認識到在線154上的輸出符號流提供在符號間的間隔上，逐個符號進行調節(jié)的一個適當?shù)姆逯狄颜{節(jié)的符號流，而不是與關于圖29所討論的方法相同。雖然處理最好在圖34中與圖29中相同，在某些情況下，可能希望在圖34中實施與圖29不同的算法或者另一種方法是將在符號上的間隔上處理修改為在符號間的間隔上處理。
參考圖35，示出一種圖34的替代的實施方案，也按關于圖31所描述的方式應用反饋。更具體而言，如圖35中所示，濾波器200包括來自峰值降低算法電路152的反饋。這個反饋回路提供由峰值降低算法電路152算得的用于峰值降低的增益g，沿著線262到組成濾波器200的部件的N級存儲器寄存器。在所示的特定的實施方案中，這個反饋的增益被提供給第四個存儲器寄存器的相對側上的乘法器168-1和乘法器168-2。這樣把符號增益引入最影響符號間峰值的兩個符號。這種實施方案是基于圖8的特定的符號間脈沖響應函數(shù)和濾波器延時級的特定選擇。因此，將認識到利用不同的濾波器實施方案或對于不同的脈沖響應函數(shù)可以提供不同的方式引入反饋增益到存儲器寄存器級。如圖所示從存儲器寄存器的最后的級，沿著線154提供級的降低過程的輸出。正如在圖31的實施方案的情況中那樣，符號降低的反饋引入存儲器寄存器可以改進濾波器200的預測能力和在某些情況下可被優(yōu)先選用。
圖34和35描述對圖29和31的替代的實施方案?？梢詫D30和32完成類似的替代的實施方案。這些替代的實施方案從以上的解釋對于本領域的技術人員應該是明白的。
參考圖36A和36B，示出圖23的平行多級峰值降低單元的一種詳細的實施方案。在圖36A中所示的特定的實施方案包括10個平行的峰值降低處理級。然而，將認識到，這純粹是用作說明，取決于特定的應用情況可以采用較多或較少數(shù)目的級。如以前所提到的那樣，由峰值降低的因果關系性質引起的峰值可被重復的級除去。在平行處理中，通過對在圖12到21中實行的脈沖響應函數(shù)的周期性采樣的連續(xù)進行實現(xiàn)這種重復，在這些圖中表示周期性采樣在-0.5到0.4上取得。在t＝0.5上取得的樣本，將與在t＝-0.4上取得的樣本相同。這種采樣圖形的復制將在間隔t＝-0.5到0.5上連續(xù)進行。然后這些重復的采樣可被加到圖36A的底部作為平行線10，11等。
每級包括一個延時電路370，如圖所示，可作為一系列存儲器寄存器來實施，其中的每一個將符號流延時與符號之間的時間對應的時間。如以前那樣，抽頭被取自這些存儲器寄存器，以便計算存儲在存儲器寄存器中的符號的濾波器系數(shù)加權和。如圖36A中所示，一個附加的延時的存儲器寄存器必須被加到相繼的平行級。這些延時寄存器供來自平行級的反饋符號調節(jié)的正確定時用。
這些來自每個平行延時級Ti，n，i＝0到10，n＝0到7的單獨的抽頭被提供給一個濾波器預測器200，預測器提供輸出到乘法器206(參考圖36B，示出對于第i級的濾波器預測器)，乘法器接收各個濾波器系數(shù)gi，n作為它的第二輸入。乘法器206的輸出被提供給相加電路208，相加器提供存儲在存儲器寄存器中的符號的濾波器系數(shù)加權和。因此沿著線210的輸出表示在與目前的濾波器系數(shù)gi，n有關的定時上濾波器輸出(圖6的126)的預測。
沿著線210提供的濾波器預測器200的輸出被提供給峰值降低算法計算電路218。在所示的特定的實施方案中，峰值降低算法計算器電路包括一個量值檢測電路222，該檢測電路接收沿著線210的已預測的濾波器輸出，并檢測它的幅度。已預測的濾波輸出被檢測到的量值被提供給比較器226，比較器也接收預先確定的限值L和中心濾波器抽頭增益g4。如在前面的實施方案的情況下，如果預測的濾波器符號值超過限值，則一個開關使能信號被提供給選擇器開關230。否則，如果預測的濾波器符號值小于或等于限值，開關230被使能，以便不提供調節(jié)峰值，例如，在所選的實施方案中的零值。預測的濾波器輸出也被提供給算法處理器216，可以實施許多的適當?shù)姆逯到档退惴ㄖ腥魏我粋€。在所示的特定的實施方案中。只接收預測的濾波器符號值，限值L，和施加到濾波器預測器g4的中心抽頭的增益作為輸入，由電路實施的適當?shù)乃惴梢允堑仁?5)。然后，算法處理器218的輸出被作為一個反饋峰值降低值Fi給其他級，如果對于這樣一個輸出，選擇器開關230被比較器226使能的話。
每個平行分支產生反饋的符號調節(jié)量，這些反饋調節(jié)量被提供給平行分支中每一個，使得最近的符號值可被包括在未來的濾波器預測值中。對分支的反饋可用兩種方式實施。這兩種方式被示于圖22和23中。圖36表示在圖23中所示的實施方案的實現(xiàn)方式。每個平行分支的符號調節(jié)被提供給所有的平行分支。來自下面的分支的反饋并未在上面的分支中示出，因為反饋將發(fā)生在最后抽頭的存儲器寄存器之后。如果每個單獨的分支的反饋被回送到它自身和所有下面的分支，圖36可被修改來表示圖22。圖22的實施方案比圖23的精確性稍差，因為所有分支的未來的預測將并不基于最當前的符號值。然而圖23將提供有效的峰值降低。
本領域的技術人員應該認識到圖36A和36B示出圖33的一種平行實施方案，包括來自其他平行級的附加反饋。本領域的技術人員也應該認識到所有包括象圖31和35那樣的反饋的實施方案可用同樣的方式修改以便在以上的平行實施方案中使用。
本領域的技術人員也應該認識到，通過在一個長的多級移位寄存器中對每個存儲器寄存器提供多級抽頭也可以產生在圖22，23和36A中所示的平行實施方案。通過將反饋抽頭對于對應的濾波器系數(shù)適當?shù)胤纸M，用圖24和36B中所示的方法以平行方式計算反饋校正值。然后平行計算得到的反饋值將被回送到圖36A線9所示的反饋點。
對本發(fā)明的許多不同的實施方案已參照各種圖形作了描述。然而，本領域的技術人員將認識到在本發(fā)明的教導的范圍內各種各樣附加的實施方案都是可能的。例如，采用本發(fā)明的講授內容可以提供實施特定算法的各種各樣特定的電路，空間的限制不能列出所有可能的電路實施方案的詳細目錄或列舉所有可能的算法。各種各樣其他可能的修改和附加的實施方案顯然也是可能的，并且落在本發(fā)明的范圍內。因此，所描述的特定的實施方案和過程在任何意義上都不應該被看作是實際上的限制，而只是用作說明本發(fā)明。
雖然所示的峰值降低系統(tǒng)和本發(fā)明的方法已經作為在擴頻通信系統(tǒng)，如CDMA和WCDMA蜂窩網中的實踐被示出，這些系統(tǒng)提供一種本發(fā)明的優(yōu)選的應用，應該認識到，對于本發(fā)明的峰值降低系統(tǒng)和方法的其他應用和環(huán)境也是可能的。例如，本發(fā)明的峰值降低系統(tǒng)和方法也可被方便地應用在不一定是擴頻通信系統(tǒng)的多載波蜂窩基站中。因此，對于本發(fā)明的峰值降低系統(tǒng)和方法所描述的特定的應用和環(huán)境在任何意義上都不應該被看作是實際上的限制，而只是用作說明本發(fā)明。
權利要求
1.一種擴頻通信系統(tǒng)，包括一個擴頻符號源，提供與組合在一起的多個分離的數(shù)據(jù)信道對應的數(shù)據(jù)符號；一個濾波器，用于根據(jù)濾波器脈沖響應函數(shù)提供濾波操作；和一個峰值降低單元，連接在所述的擴頻符號源和所述的濾波器之間，并從所述的擴頻符號源接收所述的數(shù)據(jù)符號，峰值降低單元包括一個濾波器預測器，利用與所述的濾波器的濾波器脈沖響應函數(shù)對應的濾波器系數(shù)值提供預測的濾波輸出，一個峰值降低計算電路，用于接收預測的濾波輸出和預先確定的濾波器輸出限值，并根據(jù)預測的濾波輸出超過限值的數(shù)量確定峰值降低值，和一個組合器，將峰值降低值和數(shù)據(jù)符號組合，峰值降低單元提供峰值已調節(jié)的符號到濾波器被濾波并由通信系統(tǒng)輸出。
2.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，還包括一個過采樣電路(up sampling circuit)，連接在峰值降低單元和濾波器之間，用于在濾波前增加數(shù)據(jù)符號的采樣率。
3.一種如權利要求2所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中以過采樣濾波器速率將過采樣的數(shù)據(jù)符號濾波。
4.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該峰值降低單元還包括一個延時電路，用于對數(shù)據(jù)符號延時，使得組合器在逐個符號的基礎上以時間同步的方式接收峰值降低值和數(shù)據(jù)符號。
5.一種如權利要求2所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該濾波器預測器接收與在符號上間隔上的濾波器脈沖響應函數(shù)的樣本對應的第一組濾波器系數(shù)和與在符號間的間隔上的濾波器脈沖響應函數(shù)的樣本對應的第二組濾波器系數(shù)。
6.一種如權利要求5所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中峰值降低單元包括基于符號上定時的提供峰值降低的第一級和基于符號間定時提供峰值降低的第二級。
7.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該組合器包括一個乘法器電路，和其中該峰值降低值包括一個增益值，當它與數(shù)據(jù)符號相乘時提供一個已調節(jié)的符號，由此將產生峰值降低的輸出信號。
8.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該組合器包括一個相加電路，和其中該峰值降低值包括一個值，當它與符號相加時提供一個已調節(jié)的符號，由此將產生峰值降低的輸出信號。
9.一種如權利要求4所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該濾波器預測器包括含有多個延時級的存儲器寄存器，和其中一個或多個延時級包括所述的延時電路。
10.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該濾波器預測器包括含有多個延時級的存儲器寄存器，其中每個所述的延時級對應于一個分立的濾波器系數(shù)輸入。
11.一種如權利要求10所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該濾波器預測器包括多個乘法器，在數(shù)量上與含有所述的存儲寄存器的多個延時級相等，和其中每個所述的乘法器接收所述的濾波器系數(shù)之一。
12.一種如權利要求11所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該濾波預測器還包括一個相加電路，接收所述的多個乘法器的輸出。
13.一種如權利要求12所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中有N級所述的存儲器寄存器，N個乘法器，和N個濾波器系數(shù)輸入，其中N小于或等于所述的濾波器的濾波器系數(shù)數(shù)目。
14.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中所述的峰值降低計算電路包括一個量值檢測電路，用于檢測輸入的預測濾波輸出的量值，和一個比較器，用于將輸入的預測濾波輸出的量值與信號輸出峰值的限值作比較。
15.一種如權利要求14所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該峰值降低單元還包括一個選擇器開關，連到比較器，并且當所述的開關被比較器啟動時使峰值降低值能夠被輸出到組合器。
16.一種如權利要求14所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該峰值降低計算電路還包括一個算法處理器，用于根據(jù)限值和預測的濾波輸出實施一種峰值降低算法。
17.一種如權利要求16所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該峰值降低計算電路還包括一個減法電路。
18.一種如權利要求16所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該峰值降低計算電路還包括一個除法電路。
19.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該峰值降低單元還包括一個反饋回路，將峰值降低值提供給濾波器預測器。
20.一種如權利要求19所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該濾波預測器包括含有多個延時級的存儲器寄存器，和其中反饋回路對延時級之間的所述的存儲器寄存器提供所述的峰值降低值。
21.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，還包括一個數(shù)模變換器，被連接接收濾波器的輸出和該數(shù)模變換器的RF放大器輸出。
22.一種如權利要求21所述的擴頻通信系統(tǒng)，還包括一個連到RF放大器輸出的發(fā)送天線。
23.一種如權利要求1所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中該擴頻符號源包括多個用于接收多個分離的數(shù)字數(shù)據(jù)信道的輸入信道，多個在數(shù)量上等于分離的數(shù)字數(shù)據(jù)信道數(shù)量的擴頻代碼電路，每個擴頻代碼電路提供不同的擴頻代碼，和多個乘法器電路，用于將擴頻代碼之一與分離的數(shù)字數(shù)據(jù)信道之一相乘并提供多個擴頻信道。
24.一種如權利要求23所述的擴頻通信系統(tǒng)，還包括一個擴頻信道組合電路，用于將各個擴頻信道組合在一起，組成組合的數(shù)據(jù)符號。
25.一種擴頻通信系統(tǒng)，包括一個擴頻符號源，提供與組合在一起的多個分離的數(shù)據(jù)信道對應的數(shù)據(jù)符號；一個過采樣電路，用于增加輸入給它的符號的采樣速率并提供過采樣符號；一個濾波器，用于根據(jù)濾波器脈沖響應函數(shù)提供濾波操作，具有與基于所述的被增加的采樣率的定時對應的多個濾波器系數(shù)；和一個峰值降低單元，連接在所述的擴頻符號源和所述的濾波器之間，并從所述的擴頻符號源接收所述的數(shù)據(jù)符號，該峰值降低單元包括多個峰值降低級，每級利用與所述的濾波器的一部分濾波器的脈沖響應函數(shù)對應的濾波器系數(shù)值，預測濾波器對數(shù)據(jù)符號的影響，以提供預測的濾波輸出，并對超過峰值限值的預測的濾波器輸出提供峰值降低處理，在所述的多級峰值降低處理以后，峰值降低單元提供峰值已調節(jié)的符號到所述的濾波器進行濾波并由通信系統(tǒng)輸出。
26.一種如權利要求25所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中所述的多級的峰值降低單元是以串行方式提供的。
27.一種如權利要求25所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中所述的多級的峰值降低單元是以平行方式提供的。
28.一種如權利要求25所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中每級峰值降低單元采用與符號速率偏離整數(shù)倍過采樣定時的定時對應的濾波器系數(shù)。
29.一種如權利要求25所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中每級峰值降低單元包括一個濾波器預測器，接收與濾波器脈沖響應函數(shù)的所述的部分對應的濾波器系數(shù)并提供所述的預測的濾波輸出，和一個峰值降低計算電路，用于根據(jù)由濾波器預測器提供的預測的濾波器輸出計算峰值降低值。
30.一種如權利要求29所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中每級峰值降低單元還包括一個組合器，用于接收算得的峰值降低值并將它們與輸入符號組合。
31.一種如權利要求30所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中每級峰值降低單元還包括一個延時電路，用于對輸入符號延時和提供延時的符號到組合器，使得峰值降低值和延時的符號在正確的定時上逐個符號地被組合。
32.一種如權利要求30所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中所述的組合器包括一個乘法器。
33.一種如權利要求30所述的擴頻通信系統(tǒng)，其中所述的組合器包括一個相加器。
34.一種用于降低峰值信號輸出值的系統(tǒng)，該系統(tǒng)被適配成在包括一個濾波器的通信系統(tǒng)中使用，在從所述的系統(tǒng)輸出信號以前，濾波器提供符號濾波，該系統(tǒng)包括濾波器預測器裝置，用于在被所述的濾波器濾波以前接收符號并預測所述的濾波對所述的符號的影響；和連到濾波器預測器裝置，用于調節(jié)在經受所述的濾波以后被預測超過峰值限值的符號的裝置。
35.一種如權利要求34所述用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的濾波器具有預先確定的脈沖響應函數(shù)，所述的濾波器預測器裝置包括用于在多個樣本點上接收與所述的脈沖響應函數(shù)對應的濾波器系數(shù)的裝置。
36.一種如權利要求34所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的通信系統(tǒng)是一種擴頻蜂窩通信系統(tǒng)。
37.一種如權利要求34所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的用于調節(jié)符號的裝置包括用于計算峰值降低值的裝置和用于將峰值降低值與所述的符號組合的裝置。
38.一種如權利要求37所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的用于計算的裝置包括一個DSP。
39.一種如權利要求37所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的峰值降低值包括一個增益。
40.一種如權利要求37所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的用于組合的裝置包括一個乘法器電路。
41.一種如權利要求37所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的用于組合的裝置包括一個加法或減法電路。
42.一種如權利要求35所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的用于接收濾波器系數(shù)的裝置在樣本定時和符號間樣本定時上接收濾波器系數(shù)。
43.一種如權利要求35所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的用于接收濾波器系數(shù)的裝置在多個偏置的符號樣本時間上接收濾波器系數(shù)。
44.一種如權利要求35所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的濾波器預測器裝置包括多級，每級接收表示不同的濾波器輸出定時的不同的濾波器系數(shù)。
45.一種如權利要求44所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的級被以串行方式配置。
46.一種如權利要求44所述的用于調節(jié)符號值的系統(tǒng)，其中所述的級被以平行方式配置。
47.一種在包括濾波器的通信系統(tǒng)中用于調節(jié)符號值的方法，在從所述的系統(tǒng)輸出信號以前濾波器提供符號濾波，該方法包括在被所述的濾波器濾波以前接收符號；預測所述的濾波對所述的符號的效果；和在經受所述的濾波后，調節(jié)被預測超過峰值限值的符號值。
全文摘要
一種在擴頻通信系統(tǒng)中用于信號峰值降低的系統(tǒng)和方法，通信系統(tǒng)是包括用于限制從系統(tǒng)發(fā)送的符號的信號帶寬的濾波器的類型的。一個信號峰值降低單元(122)被提供在濾波器(126)之前。包括一個濾波器預測器(146)，通過使用與濾波器脈沖響應函數(shù)對應的濾波器系數(shù)值預測濾波器對輸入符號的影響。被預測使輸出信號超過預先確定的峰值限值的輸入符號被調節(jié)。公開了幾個適當?shù)乃惴ǖ睦?，用于計算要被施加到輸入符號上的必要的峰值降低。峰值降低單元提供已調節(jié)的符號到濾波器用于處理和通信系統(tǒng)的輸出。
文檔編號H04L25/03GK1425242SQ01808283
公開日2003年6月18日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權日2000年4月19日
發(fā)明者M·J·亨頓 申請人:電力波技術公司