用于降低发射信号峰均比的削峰装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供用于降低发射信号峰均比的削峰装置，包括硬削峰单元、滤波器单元、衰减单元及延时单元，经基带合并后的原始中频信号分成两路，一路依次经过硬削峰单元、滤波器单元、防溢出单元及衰减单元，另一路信号则直接经延时单元后进入衰减单元。本实用新型专利技术不仅能减少系统的延时，而且能提高整机性能，为后续的数字预失真处理提供更宽的可调节动态范围。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及射频拉远单元和数字直放站的信号处理领域，具体是指用 于降低发射信号峰均比的削峰装置。
技术介绍
我国提出的TD-SCDMA (时分同步码分多址接入)标准的商用实验正在 逐步展开，与恒包络的GSM信号不同，TD-SCDMA采用的是扩频多码道 QPSK调制技术，其峰均比较高。在实际的应用中，运营商可能都会使用多 载波技术来进行处理，然而多载波信号也同样具有较高的峰均比。在经过信 号叠加后，峰均比将进一步增高。信号的峰均比越高，这也就要求发射信号 的功率放大器要具备更好的线性和更高的转换效率，从而会大幅度的提高功 率放大器的成本。削峰技术和数字预失真技术都是本领域技术人员公知的提高功率放大器 转换效率和线性的重要技术手段。在专利公开号为CN1702964A的中国专利技术 专利中公开了一种采用预处理技术的多载波信号削峰装置及方法，该装置包 括单载波削峰单元和多载波合路削峰单元，所述的单载波削峰单元用于对接 收的各个载波的基带信号进行根升余弦成形滤波、数字上变频和单载波限幅 削峰，最后将各个单载波削峰后的信号合路为多载波信号，而多载波合路削 峰单元则用于对接收的多载波信号进行多载波限幅削峰、数字下变频和回复 各个载波的基带信号数字上变频单元，用于对接收的各个载波的基带信号上 采样后进行根升余弦成形滤波和数字上变频，合路形成削峰后的多载波合路 信号并且输出。该专利技术专利提出的先成形上变频，然后针对单载波硬削峰， 合成多载波信号后再削一次，然后下变频，整形滤波，最后上变频发送的一 系列步骤，此方法存在以下缺点1、由于要通过上变频，削峰，合成多载波， 削峰，下变频，整形，上变频等至少七个步骤，延时必然增大，会对整机尤 其是数字直放站和射频拉远单元产生不良影响；2、在最后的整形滤波的过程 中，滤波器将会使信号峰均比增大，这就抵消了前面削峰的效果。本技术的目的在于克服上述技术的缺点与不足，提供一种用于降低发 射信号峰均比的削峰装置，该装置不仅能减少延时，而且能提高整机性能，为 后续的数字预失真处理提供更宽的可调节动态范围。本技术的目的通过下述的技术方案来实现用于降低发射信号峰均比 的削峰装置，包括硬削峰单元、滤波器单元、衰减单元及延时单元，所述硬削 峰单元、滤波器单元、衰减单元依次连接，延时单元与衰减单元连接，硬削峰 单元与延时单元同时外接原始中频信号；所述的硬削峰单元包括中频信号求模 单元、门限值判断单元及衰减脉冲产生单元，所述的中频信号求模单元依次与 门限值判断单元、衰减脉冲产生单元相连；所述的滤波器单元包括预运算单元、 前向滤波器、反向滤波器及防溢出单元，所述预运算单元与前向滤波器的输入 端、反向滤波器的输出端相连，防溢出单元与前向滤波器的输出端、反向滤波 器的输入端相连。所述的前向滤波器、反向滤波器均采用对称滤波器系数的FIR滤波器，其输出表达式为其中，Windowing—Iout(n)表示上述滤波器的I路输出削峰信号， Windowing—Qout(n)表示上述滤波器的Q路输出削峰信号，^表示巻积； cliping—I(n)表示I路硬削峰信号，cliping—Q(n)表示Q路硬削峰信号， Coe伍cient(length一win)表示滤波器系数，length—win表示滤波器阶数或长度。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1) 本技术专门针对多载波系统的合路信号进行削峰处理，延时极 小，非常适合于射频拉远系统和数字直放站等对延时要求高的场合，相对其 他装置，本专利技术扩宽了应用领域；(2) 本技术采用查表方式产生削峰脉冲，降低了处理延时和处理算 法的复杂度，使得稳定性更高，而且针对不同系统精度要求很容易调整，仅 仅调整表的大小即可，通过实际测试非常少的资源使用即可使最终削峰性能 达到3Gpp指标要求；(3) 本技术使用经过特别优化的滤波器结构，使得滤波器处理需要 的运算量大为降低，硬件结构简单，更容易实现和应用；(4) 本技术硬件架构经过多种优化处理，结构精简，因此处理速度可以很高，能够直接对DAC前端数据速率高的信号进行处理，不再需要在 其后加内插单元。附图说明图1是现有技术的基带削峰示意图； 图2是现有技术的中频削峰示意图；图3是本技术用于降低发射信号峰均比的削峰装置的整体结构框图；图4是现有技术中未经优化的FIR滤波器结构图；图5是本技术中经优化后的FIR滤波器结构图；图6是本技术整个滤波器单元的归一化的频域响应图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。图l及图2是常用的两种削峰处理结构图，图1为基带削峰处理结构图， 削峰处理在成形滤波之前。基带削峰只有硬削峰模块，对基带IQ信号求模判 断是否超过门限值后产生削峰脉冲，利用削峰脉冲对基带IQ信号进行衰减， 然后通过公知的成形滤波技术和上变频技术把基带IQ信号转变到合乎要求 的数字中频上去。此优点是削峰处理对ACLR指标没有任何影响，缺点是在 成形滤波和多载滤波合成之后，峰均功率比会有所上升。图2为中频削峰结 构图，该削峰处理在成形滤波和多载滤波之后，中频削峰就是对已经成形滤 波和上变频的中频IQ信号执行求模，门限值判断，削峰脉冲产生，削峰脉冲 的滤波这几个步骤的处理，直接输出合乎要求的数字中频信号。优点是没有 频谱再生现象，缺点是ACLR指标会变差和处理频率较高。图3为本技术的整体结构框图，本专利技术由硬削峰单元、滤波器单元、 延时单元及衰减单元组成。经基带的多载波信号合并后的原始中频信号分成 两路进入不同的单元， 一路信号依次进入硬削峰单元、滤波器单元及衰减单 元，另一路信号通过延时单元后直接进入衰减单元。进入硬削峰单元的原始 中频信号要依次通过中频信号求模单元，门限值判断单元和衰减脉冲产生单 元，在硬削峰单元中产生衰减脉冲后再进入滤波器单元。进入滤波器单元的 衰减脉冲在预运算单元中同反向滤波器输出反馈信号进行减运算，从而得到进入前向滤波器的预处理衰减脉冲。该预处理衰减脉冲在前向滤波器中进行 完滤波处理后进入到防溢出单元。经过防溢出单元输出的衰减脉冲分为两路， 一路直接输入到衰减单元，另一路则反馈到反向滤波器中进行滤波处理。进 入到衰减单元的衰减脉冲与经过延时单元进行延时处理的原始中频信号进行 乘法运算，最后得到所需的整体输出信号。将原始中频信号转变成衰减脉冲的硬削峰单元包括以下步骤1、 在中频信号求模单元中完成求模运算，即将合并后的原始中频信号送 入到中频信号求模单元中进行求模运算，由于该原始中频信号为复信号，有IQ两路，所以中频信号求模单元首先对IQ两路的输入值分别求平方得到I2 和Q2，然后再进行加法运算得到12+(^2的值，从而完成求模运算。2、 判断是否超出门限值，即在完成求模运算以后，门限值判断单元将该 求模的结果与预先设置好的门限值或者实时输入的门限值进行比较，得出是 否超过门限值的结果。在对原始中频信号进行完求模运算以后，将该运算结果送入门限值判断单元进行门值判断，中频信号求模单元运算得到的I2+ Q2的值与预设的门限值或者实时输入的门限值相减，如果结果为正，则超出门 限值，还需要对进入延时单元的原始中频信本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于降低发射信号峰均比的削峰装置，其特征在于，包括硬削峰单元、滤波器单元、衰减单元及延时单元，所述硬削峰单元、滤波器单元、衰减单元依次连接，延时单元与衰减单元连接，硬削峰单元与延时单元同时外接中频信号；所述的硬削峰单元包括中频信号求 模单元、门限值判断单元及衰减脉冲产生单元，所述的中频信号求模单元依次与门限值判断单元、衰减脉冲产生单元相连；所述的滤波器单元包括预运算单元、前向滤波器、反向滤波器及防溢出单元，所述预运算单元与前向滤波器的输入端、反向滤波器的输出端相 连，防溢出单元与前向滤波器的输出端、反向滤波器的输入端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刁穗东，陈俊，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]