通信無線電中的通用峰值功率降低的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于在無線電中實現(xiàn)峰值功率降低的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個方面，通用峰值功率降低用于在長期演進LTE系統(tǒng)中使用的諸如CDMA、WCDMA和GSM等時域信號及諸如OFDM信號等頻率域信號上及在時間和頻率域信號的組合上執(zhí)行峰值功率降低。一次在數(shù)據(jù)的一個段上執(zhí)行處理。選擇的數(shù)據(jù)段的大小基于給定系統(tǒng)中所需的等待時間、頻率分辨率和峰值功率降低性能。
【專利說明】通信無線電中的通用峰值功率降低

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于無線通信的無線電中的峰值功率降低。

【背景技術(shù)】
[0002] 在濾波信號以消除帶外發(fā)射的同時，復(fù)雜的無線電信號的峰值對平均功率比 (PAPR)的數(shù)字降低提供了在功率放大器上降低峰值需求的方式。這允許通過信號質(zhì)量或誤 差向量值（EVM)的小但可接受的降級，改進無線電系統(tǒng)的效率和成本。
[0003] 正交頻分復(fù)用（OFDM)技術(shù)具有帶許多緊密間隔副載波的復(fù)雜無線電信號，每個 副載波能夠具有大不相同的EVM要求。然而，緊密的頻率間隔使得在降低PAPR時從EVM角 度提供區(qū)分變得更困難?，F(xiàn)有技術(shù)未有效地區(qū)分副載波，并且也要求預(yù)留的副載波。另外， 需要在相同功率放大器中一起處理諸如全球移動通信系統(tǒng)（GSM)、寬帶碼分多址（WCDM) 和碼分多址（CDM)等時間域技術(shù)和OFDM技術(shù)。
[0004] 在使用OFDM技術(shù)時，信號由對信號質(zhì)量降級有不同的容許度的副載波的陣列組 成?，F(xiàn)有時間域解決方案不能區(qū)分副載波，并且因此在能夠由最小容許度副載波應(yīng)用的峰 值功率降低（PPR)量方面受到限制。一些現(xiàn)有解決方案不區(qū)分業(yè)務(wù)副載波，并且要求從用 于正常通信的分配的頻譜離開的預(yù)留的信號音或預(yù)留的副載波，例如，2009年7月9日的美 國專利申請公布說明書2009/0176466 Al "用于在電信系統(tǒng)的傳送器中降低峰值功率的設(shè) 備和方法"(APPARATUSES AND A METHOD FOR REDUCING PEAK POWER IN A TRANSMITTER OF TELECOMMUNICATIONS SYSTEMS)及2005年12月15日提出的美國專利7583583"使用預(yù)留頻 譜，用于在正交頻分多址信號中降低峰值對平均功率比的系統(tǒng)和方法"(SYSTEM AND METHOD FOR REDUCING PEAK TO AVERAGE POWER RATIO IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SIGNALS USING RESERVED SPECTRUM)。其它現(xiàn)有解決方案區(qū)分業(yè)務(wù)副載波， 但還要求從用于正常通信的分配的頻離開的預(yù)留的副載波，例如，2009年4月9日的美國 專利申請公布說明書2009/0092195 Al "用于正交頻分復(fù)用通信網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)峰值對平均 功率比降低的方法和系統(tǒng)"（METHOD AND SYSTEM FOR ADAPTIVE PEAK TO AVERAGE POWER RATIO REDUCTION IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING COMMUNICATION NETWORKS)。
[0005] OFDM和時間域技術(shù)在相同頻帶中（共享相同傳送器)使用時，則使用的PPR方法可 以是具有上面提及的限制的時間域方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本文公開了用于實現(xiàn)無線電中峰值功率降低的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個方面，本發(fā) 明提供一種用于峰值功率降低的方法，包括建立對應(yīng)于載波的至少一個分支以便進行處 理。在至少一個分支中，接收具有對應(yīng)載波的輸入信號。使用配置成產(chǎn)生對應(yīng)于輸入信號 的特性的權(quán)重集的段濾波器。在信號的特性更改時，權(quán)重更改。段濾波器還配置成產(chǎn)生表 示權(quán)重發(fā)生更改的時間的轉(zhuǎn)變索引。選擇輸入信號的連續(xù)信號段。選擇的信號段的序列對 應(yīng)于權(quán)重集，并且在轉(zhuǎn)變索引表示的時間開始。轉(zhuǎn)變索引由至少一個分支中具有的轉(zhuǎn)變索 引小于任何其它分支的轉(zhuǎn)變索引的分支供應(yīng)。基于對應(yīng)權(quán)重處理每個信號段以產(chǎn)生削減的 信號段。應(yīng)用窗口到在對應(yīng)于不同權(quán)重的相鄰削減的信號段之間的轉(zhuǎn)變。窗口根據(jù)轉(zhuǎn)變索 引定位以產(chǎn)生降低的輸出信號。組合每個分支的降低的輸出信號以產(chǎn)生組合的峰值功率降 低輸出信號。
[0007] 根據(jù)此方面，每個信號段的處理包括從對應(yīng)信號段推導(dǎo)過量信號。過量信號具有 超過閾值的信號段的能量。通過應(yīng)用對應(yīng)于信號段的權(quán)重以產(chǎn)生濾波的過量信號，濾波過 量信號。從信號段的表示減去濾波的過量信號以產(chǎn)生對應(yīng)于在處理的信號段的削減的信號 段。在一些實施例中，每個信號段的處理包括在推導(dǎo)步驟前將信號段轉(zhuǎn)換到頻率域，并且在 減法步驟后將削減的信號轉(zhuǎn)換到時間域。在一些實施例中，權(quán)重表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種在無線電中峰值功率降低的方法，所述方法包括： 在至少一個分支中的每個分支中，每個分支對應(yīng)于不同的載波： 接收具有對應(yīng)載波的輸入信號（SlOO); 使用配置成產(chǎn)生對應(yīng)于所述輸入信號的特性的權(quán)重集的段濾波器（16) (S102)，所述 權(quán)重在所述信號的所述特性更改時更改，所述段濾波器（16)還配置成產(chǎn)生表示所述權(quán)重 發(fā)生更改的時間的轉(zhuǎn)變索引iT (S104); 選擇所述輸入信號的連續(xù)信號段，選擇的信號段的序列對應(yīng)于權(quán)重集并且在最小轉(zhuǎn)變 索引1了表示的時間開始（si〇6)，所述最小轉(zhuǎn)變索引iT由所述至少一個分支中具有的轉(zhuǎn)變 索引小于任何其它分支的轉(zhuǎn)變索引的分支供應(yīng)； 基于所述對應(yīng)權(quán)重處理每個信號段以產(chǎn)生削減的信號段（S108);以及 應(yīng)用窗口（26)到在對應(yīng)于不同權(quán)重的相鄰削減的信號段之間的轉(zhuǎn)變，所述窗口根據(jù) 所述轉(zhuǎn)變索引定位以產(chǎn)生降低的輸出信號（SllO);以及 組合每個分支的所述降低的輸出信號以產(chǎn)生組合的峰值功率降低輸出信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個信號段的所述處理包括： 從所述對應(yīng)信號段推導(dǎo)過量信號，所述過量信號具有超過閾值的所述信號段的能量 (32)； 通過應(yīng)用對應(yīng)于所述信號段的所述權(quán)重以產(chǎn)生濾波的過量信號，濾波所述過量信號 (34);以及 從所述信號段的表示減去所述濾波的過量信號以產(chǎn)生對應(yīng)于在處理的所述信號段的 削減的信號段（38)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中每個信號段的處理包括在所述推導(dǎo)步驟前將所述信 號段轉(zhuǎn)換到頻率域（15)，并且在所述減法步驟后將所述削減的信號轉(zhuǎn)換到時間域（22)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述權(quán)重表示為：
其中，是所述載波的所述頻譜內(nèi)樣本的數(shù)量，是在載波之間所述頻譜間隙的 樣本的數(shù)量，σ是再生長優(yōu)化因子，并且》n"由是來自基帶處理器的輸入權(quán)重，而所述輸入 信號從所述基帶處理器收到。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述輸入信號是長期演進LTE信號，并且所述輸入權(quán) 重對應(yīng)于所述LTE信號的LTE載波的所需信噪比。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述輸入信號是長期演進LTE信號，并且如果所述輸 入信號的符號更改，則所述權(quán)重更改。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中提供多個分支（12)以同時處理多個輸入信號，每個 信號具有載波，每個載波是長期演進LTE載波、寬帶碼分多址WCDM載波、CDM載波及GSM 載波之一。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述權(quán)重乘以時間域中的濾波器窗口（72)，所述濾 波器窗口（72)經(jīng)選擇以實現(xiàn)頻譜發(fā)射的所需分辨率和所需抑制的至少之一。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述窗口的開始出現(xiàn)在表示如下的時間索引：
其中是所述轉(zhuǎn)變索引，Ατβ是所述窗口的長度，#/是非零段濾波器權(quán)重的數(shù)量，M 是對應(yīng)于當(dāng)前權(quán)重集的段的數(shù)量，以及奪是非負整數(shù)。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中選擇的信號段的樣本表不為：
其中f是所述選擇的信號段中樣本的總數(shù)量。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述削減的信號段的可使用樣本的數(shù)量是，并 且在所有可使用樣本已使用時，所述可使用樣本的段的開始由所述索引表示為： 以?)=|冶)+ (乂-1)/2 并且所述可使用樣本表示為 ⑷=KihMhhM)+'，…+ 。
12. -種峰值功率降低系統(tǒng)，包括： 至少一個處理分支（12)，每個處理分支（12)配置成接收時間域中的輸入信號，并且降 低所述輸入信號的峰值信號功率，每個輸入信號對應(yīng)于不同載波，所述至少一個處理分支 (12)包括： 段濾波器（16)，配置成產(chǎn)生對應(yīng)于所述輸入信號的特性的權(quán)重，在所述輸入信號的所 述特性更改時所述權(quán)重更改，所述段濾波器（16)還配置成產(chǎn)生轉(zhuǎn)變索引iT以表示權(quán)重發(fā) 生更改的時間； 段選擇器（14)，配置成選擇所述輸入信號的樣本的連續(xù)段，每個段要為峰值功率降 低進行單獨處理，選擇的段序列對應(yīng)于權(quán)重集，序列的開始出現(xiàn)在由轉(zhuǎn)變索引i^r表示的時 間，所述轉(zhuǎn)變索引:^是由所述至少一個分支（12)的所述段濾波器（16)產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)變索 引； 迭代處理器（18)，配置成基于對應(yīng)于所述段的所述權(quán)重，降低選擇的段的峰值功率以 產(chǎn)生用于每個選擇的段的削減的信號段；以及 窗口（26)，配置成平滑處理在與選擇的段的相鄰序列對應(yīng)的削減的信號段的相鄰序列 之間的轉(zhuǎn)變，所述窗口的位置基于所述轉(zhuǎn)變索引iT以產(chǎn)生降低的輸出信號；以及 組合器（32)，配置成組合來自所述至少一個分支中每個分支的所述降低的輸出信號， 以產(chǎn)生組合的峰值功率降低的輸出信號。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括配置成在將所述選擇的段輸入所述迭代處理器 (18)前將所述選擇的段變換到頻率域的傅立葉變換器（15)。
14. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括配置成在所述削減的信號段由所述迭代處理器 (18)輸出后，將所述削減的信號段變換到時間域的逆傅立葉變換器（22)。
15. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括配置成從削減的信號段選擇樣本的可使用子集 的子序列選擇器（24)，所述子集中樣本的樣本索引基于所述轉(zhuǎn)變索引iT。
16. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括配置成從削減的信號段選擇樣本的可使用子集 的子序列選擇器（24)，所述子集中樣本的樣本索引基于所述窗口（26)的寬度。
17. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述段濾波器（16)還包括應(yīng)用到時間域中所述權(quán) 重的段濾波器窗口（72)。
18. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述迭代處理器（18)還包括配置成應(yīng)用所述權(quán)重 到過量信號的過量濾波器（34)，所述過量信號表示所述信號段的峰值功率超過閾值。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中應(yīng)用所述權(quán)重到頻率域中的所述過量信號。
20. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中輸入信號的所述特性是所需信噪比和符號長度之 〇
21. -種峰值功率降低方法，包括： 在多個處理路徑的每個處理路徑中： 接收對應(yīng)于載波的輸入信號（S100); 基于所述輸入信號的特性，確定權(quán)重集（16) (S102); 產(chǎn)生指示所述特性更改的時間的轉(zhuǎn)變索引iT (S104); 確定所述輸入信號的信號段的序列，每個序列在由所述多個處理路徑（12)之一產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)變索引iT指示的時間開始，每個序列與對應(yīng)權(quán)重集相關(guān)聯(lián)（S106);以及 基于與所述信號段相關(guān)聯(lián)的所述權(quán)重集，執(zhí)行從每個信號段削減能量的迭代過程 (18)，以產(chǎn)生對應(yīng)于所述信號段的能量削減的信號段（S108);以及 在能量削減的信號段的第一序列與能量削減的信號段的第二序列之間的轉(zhuǎn)變上應(yīng)用 窗口，所述窗口的位置基于所述轉(zhuǎn)變索引1了（SllO)。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括： 計算從削減（52)表示在所述多個處理路徑（12)中同時信號段的組合的信號推導(dǎo)的過 量信號； 提供所述過量信號到所述多個處理路徑中的每個迭代處理器（18);以及 使用所述處理路徑（12)確定的所述權(quán)重集，在每個處理路徑中濾波所述過量信號 (34)。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述迭代過程（18)包括在組合所述多個處理路徑 的同時信號段以便削減前，更改信號段的采樣率。
24. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中第一處理路徑（12)接收長期演進LTE輸入信號， 并且第二處理路徑（12)同時接收碼分多址CDM輸入信號。
【文檔編號】H04L27/26GK104396205SQ201480001511
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】N.麥克戈萬, M.W.達西維爾韋拉 申請人:瑞典愛立信有限公司