CN101222468B - 多载波正交频分复用***中峰均比抑制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波正交频分复用OFDM***中峰均比抑制的方法，该方法包括：在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成时域多载波合路通道信号；从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；获取所述对应每个载波、符号长度的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制。本发明还公开了一种多载波OFDM***中峰均比抑制的装置。应用本发明，能够对多载波OFDM***中的峰均比进行有效的抑制。

Description

多载波正交频分复用***中峰均比抑制的方法和装置

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技术，特别涉及多载波OFDM***中峰均比抑制的方法和装置。

背景技术

现有通信技术中，OFDM技术以其较高的频率利用率、较强的抗符号间干扰(ISI，Inter Symbol Interference)和载波干扰(ICI，Inter CarrierInterference)能力，成为第4代移动通信的关键技术。

针对单载波技术而言，在OFDM信号的发射端，如果单载波包括有N个子载波，则高速数据流经过串并转换后分成N个并行的子数据流，进行反向傅立叶变换(IFFT，Inverse Fast Fourier Transform)，将频域信号转换到时域，长度为N的IFFT输出的是N个时域的样值符号，称为OFDM符号。为消除符号间的干扰，可以在用户数据之间***循环前缀(CP，CyclicPrefix)，形成一个循环扩展的OFDM符号。在OFDM信号的接收端，先对接收到的时域信号去除CP，然后进行傅立叶变换(FFT，Fast FourierTransform)、数字解调等操作来正确接收数据。

当OFDM***子载波个数增加时，发射端信号的峰均比(PAPR，Peakto Average Power Ratio)也会相应增加。众所周知，移动通信***中无线基站的发信机利用功率放大器来发射信号，以补偿因传播距离而带来的信号衰减。功率放大器有一定的线性区域，具有高峰均比的信号会降低功率放大器的效率并增加功率消耗，因此对峰均比的抑制是迫切要解决的问题。

进一步地，从第3代移动通信***问世以来，为了有效地减小基站的体积并且降低基站的成本，普遍采用多载波技术，即***中包括多个载波，每个载波又包括多个子载波。相对于单载波技术而言，由于可以利用一个发射器和一个功率放大器完成多路载波信息的发送，因此能极大减小基站的体积和成本，但是多载波OFDM***中的子载波个数更多，导致合路后的通道信号的PAPR更大，从而给多载波峰均比抑制提出了更高的要求。

为了抑制多载波***较高的峰均比，现有技术针对多载波***提出了一种多级匹配滤波的削波方案，图1示出了这种多匹配滤波的削波方案原理框图。其中，多载波合路时域信号的形成可以简要描述为，每个单载波在每个符号上的发送数据和控制数据比特，经编码器按照预定编码方案编码后按调制方式作相应的星座映射，随后经IFFT处理后加CP，并且进行时域加窗(RAMP)，组帧后通过内插值滤波至高倍速时域信号，并通过数控振荡器(NCO，Numeric Control Oscillator)调制到不同频点后逐个累加得到多载波合路通道信号。上述形成的多载波合路通道信号进入图1所示的削波处理过程，首先提取出通道信号中高于预定门限的削波噪声，然后通过多级匹配滤波模块除去削波噪声中带外部分和一些重要子载波上的噪声，最后把经过匹配滤波的削波噪声反向叠加到延时后的多载波合路时域信号，形成削波后的多载波合路时域信号。这里的匹配滤波的滤波系数由源滤波器系数经过NCO调制后累加得到，每一级匹配滤波都使用相同的滤波器系数。

虽然上述专利给出的方案在满足相同误差矢量幅度、峰值码域误差和邻道功率泄漏比的条件下，能够取得较好的削波效果，即可以使削波后的多载波合路通道信号具有更低的峰均比，但该方案主要面向于CDMA***。如果直接将图1所示方案应用于OFDM***，由于不同OFDM符号上的子载波的调制编码方式、载波功率等都可能不相同，允许的性能损失也会有所不同，如果对每个OFDM符号都使用相同的滤波器系数进行匹配滤波，例如以高阶调制方式来设计滤波器系数，匹配滤波的削波能力将非常有限，匹配滤波后多载波OFDM***的峰均比依然很高，而以较大的错误矢量量级(EVM，Error Vector Magnitude)损失来选择滤波器系数，必然导致高阶调制方式的子载波不能满足协议规定的EVM需求，严重影响***的链路性能。

即使对图1中的匹配滤波作适当改良，例如使每个OFDM符号上使用不同的滤波器系数，也会导致两个OFDM符号间的一部分采样点发生严重畸变，导致较严重的带外泄漏和符号间干扰，从而明显恶化OFDM载波内高阶调制子载波的EVM，而且带外泄漏也会使峰均比抑制后的通道信号无法满足协议规定的频谱模板。

通过以上分析可以看出，图1所示的利用匹配滤波实现的削波方案，并不能直接应用在多载波OFDM***中，而目前还没有针对多载波OFDM***实现有效峰均比抑制的方案。

发明内容

本发明实施例提供一种多载波OFDM***峰均比抑制的方法，该方法能够对多载波OFDM***中的峰均比进行有效的抑制。

本发明实施例提供一种多载波OFDM***峰均比抑制的装置，该装置能够对多载波OFDM***中的峰均比进行有效的抑制。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多载波正交频分复用***中峰均比抑制的方法，该方法包括：

在每个正交频分复用OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成时域多载波合路通道信号；

为多载波合路通道信号的峰值预设门限，从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

获取所述对应每个载波的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制；

所述从多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声包括：

提取所述多载波合路通道信号中峰值超过所述预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值；

使用所述幅度比值复乘多载波合路通道信号，作为多载波合路通道信号的削波噪声；

在所述多载波合路通道信号的削波噪声中，截取符号长度的削波噪声；

将所述截取的符号长度的削波噪声分配给各个载波；

或，

提取所述多载波合路通道信号中峰值超过所述预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值；

使用所述幅度比值复乘每个载波合路前的通道信号，作为每个载波的削波噪声；

在所述每个载波的削波噪声中，截取符号长度的削波噪声。

一种多载波正交频分复用***中峰均比抑制的装置，该装置包括：

多载波合路通道信号模块，用于在每个正交频分复用OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成多载波合路通道信号；

时延模块，用于对所述每个载波的基带频域信号进行时延；

削波噪声获取模块，用于从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

峰均比抑制模块，用于获取所述对应每个载波、符号长度的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制；

所述削波噪声获取模块包括：

指标评价单元，用于判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果否，继续判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，将所述多载波合路通道信号发送到削波噪声获取单元；或者用于判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，继续判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果否，将所述多载波合路通道信号发送到削波噪声获取单元；

削波噪声获取执行单元，用于从所述指标评价单元输出的多载波合路通道信号中获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

所述削波噪声获取执行单元包括：

第一提取执行子单元，用于提取所述多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，使用所述幅度比值复乘多载波合路通道信号，作为多载波合路通道信号的削波噪声；

第一截取执行子单元，用于在所述多载波合路通道信号进行的当前峰均比抑制次数为奇数次时，从所述多载波合路通道信号的削波噪声尾部，截取符号长度的削波噪声；在所述多载波合路通道信号进行的当前峰均比抑制次数为偶数次时，从所述多载波合路通道信号的削波噪声前部，截取符号长度的削波噪声；

分配执行子单元，用于将所述符号长度的削波噪声与对应载波的调频信号的共轭复乘，得到对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

或，

第二提取执行子单元，用于提取所述多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，将所述幅度比值复乘每个载波的通道信号，作为每个载波的削波噪声；1

第二截取执行子单元，用于从所述每个载波的削波噪声中，截取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度。

可见，本发明实施例多载波OFDM***中峰均比抑制的方法和装置，在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号合路成时域多载波合路通道信号，从该多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，该削波噪声的长度为符号长度，再将对应每个载波的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的频域信号，从而通过在每个载波上反向叠加额外的频域噪声，实现对多载波OFDM***中峰均比的有效抑制。

附图说明

图1为现有技术中多载波***中的多匹配滤波削波方案的原理框图；

图2为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法的原理框图；

图3为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法流程图；

图4为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法中，每个载波在OFDM符号发送的频域信号实现流程图；

图5为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法中，多载波合路通道信号实现流程图；

图6为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法中，指标评价流程图；

图7为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法中，削波噪声提取的原理示意图；

图8a～b为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法中，削波噪声截取的原理示意图；

图9为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法中，对频域响应进行幅度相位调整的原理示意图；

图10为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置结构示意图；

图11为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置中，削波噪声获取模块的第一种结构示意图；

图12为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置中，削波噪声获取模块的第二种结构示意图；

图13为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置中，多载波合路通道信号模块的结构示意图；

图14为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置中，峰均比抑制模块的第一种结构示意图；

图15为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置中，峰均比抑制模块的第二种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细的说明。

图2为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法的原理框图。图2所示以两载波为例，载波1和载波2的基带频域信号1和基带频域信号2首先进行多载波合路，形成多载波合路通道信号后进行指标评价，如果指标评价通过则直接发送到中频通道进行后续处理，如果指标评价未通过则从多载波合路通道信号中提取削波噪声，并将提取的削波噪声截取符号长度后分配给载波1和载波2。针对载波1，获得所分配削波噪声的频域响应，使用幅度相位调整因子对获得的削波噪声频域响应进行幅相调整，将调整后的频域响应反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制，针对载波2与上述载波1的操作相同。使用上述载波1和载波2的新基带频域信号又可以继续执行多载波合路的操作。

图3为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制方法的流程图，该流程包括：

步骤301：在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成时域多载波合路通道信号。

步骤302：从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波、符号长度的削波噪声。

步骤303：将所述对应每个载波、符号长度的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制。

本发明实施例多载波OFDM***中峰均比抑制的方法，在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号合路成时域多载波合路通道信号，从该多载波合路通道信号中，获取对应每个载波、符号长度的削波噪声，再将对应每个载波、符号长度的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波时延后的频域信号，从而通过在每个载波上反向叠加额外的频域噪声，实现对多载波OFDM***中峰均比的有效抑制。

下面分别从多载波合路通道信号形成、指标评价、削波噪声获取，以及峰均比抑制几个方面，来详细说明本发明实施例提供的方法。

1)多载波合路通道信号形成。

首先，得到每个载波在OFDM符号发送的频域信号，其实现流程如图4所示，该流程包括：

步骤401：多载波OFDM***的每个OFDM符号上，每个载波上的数据信号，按照预定编码方式编码。

步骤402：将编码后的每个载波的数据信号，按照预定调制方式进行星座映射。

步骤403：针对星座映射后的每个载波的数据信号，***导频信号等控制信息。

步骤404：对每个载波的空闲(TR，Tone Reservation)子载波和左右保护子载波置0，生成每个载波的基带频域信号。

其次，将每个载波的基带频域信号合路成多载波合路通道信号，即多载波合路通道信号，其实现流如图5所示，以两个载波的基带频域信号合路为例，该流程包括：

步骤501：在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号经高倍速IFFT处理，形成时域信号。

步骤502：为IFFT处理后的时域信号加CP，形成每个载波的通道信号。

步骤503：利用NCO将步骤502中得到的每个载波的通道信号调制到各自的频点，具体可以通过直接和调频信号复乘来数字实现，各个OFDM符号间调频信号的相位保持连续。最后对调频后的每个OFDM载波的通道信号逐个累加得到多载波OFDM***中的多载波合路通道信号y(n)，可以用下式表示：

$y\left(n\right)=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{x}_l\left(n\right)e^{j2\mathrm{\π}{f}_i(n+N_0^l)}\mathrm{\ΔT},n=\mathrm{0,1},...,{\mathrm{Sym}}_{\_L}+{\mathrm{CP}}_{\_L}-1.$

上式中的f_l(l＝1，2，..，L)是各OFDM载波的调频频点，载波间的频点差满足配置需求，L为载波数；N₀ ^l为第l个载波的调频信号在OFDM符号第0个采样点的相位，通过它来保证各OFDM符号间调频信号的相位连续；ΔT是多载波合路通道信号的采样点间隔；CP_{_L}为多载波合路通道信号中CP区采样点个数，Sym_{_L}为多载波合路通道信号中符号区采样点个数；x_l(n)为每个载波合路前的通道信号。

2)指标评价。

对于由频域信号形成的多载波合路通道信号，在进行峰均比抑制之前，可以首先通过指标评价来判断该多载波合路通道信号是否需要进行峰均比抑制，具体可以设置削波算法停止标准，包括：最大迭代次数和目标峰均比值。图6示出了上述指标评价的流程，该流程包括：

步骤601：判断对多载波合路通道信号进行的峰均比抑制迭代次数，是否大于最大迭代次数，如果是直接执行步骤604，否则执行步骤602。

步骤602：判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果是直接执行步骤604，否则执行步骤603。

步骤603：继续执行对多载波合路通道信号进行削波噪声提取的步骤。

本步骤中，指标评价的结果如果是多载波合路通道信号仍需进行峰均比抑制，则继续对多载波合路通道信号进行削波噪声提取，在削波噪声提取后继续执行后续削波噪声截取等步骤。

步骤604：将多载波合路通道信号发送至中频通道。

上述步骤601和步骤602没有严格的顺序关系，上述流程给出的是其中一种顺序关系，也可以先判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，再判断对多载波合路通道信号进行的峰均比抑制迭代次数，是否大于最大迭代次数。

3)削波噪声获取。

本发明实施例提供的方法中，削波噪声获取分为两种具体实现方式。

第一种，为多载波合路通道信号的峰值预设门限Gate，确定多载波合路通道信号中峰值大于该提取门限的部分，计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，使用所述幅度比值复乘多载波合路通道信号，作为多载波合路通道信号的削波噪声，在所述多载波合路通道信号的削波噪声中，截取符号长度的削波噪声，再将截取的符号长度的削波噪声分配给各个载波。图7示出了上述提取多载波合路通道信号大于预设门限部分的实现原理。

上述过程具体实现时可以采用如下方式。将多载波合路通道信号的每个采样点表示为y(n)＝y_I(n)+j×y_Q(n)，其中y_I(n)是I路输入信号，y_Q(n)为Q路输入信号，计算信号幅度Amp(n)和削波比例γ(n)，如下式所示：

其中 $\mathrm{Amp}\left(n\right)=\sqrt{{\left(y_I\left(n\right)\right)}^2+{\left(y_Q\left(n\right)\right)}^2}.$

然后计算多载波合路通道信号的削波噪声如下：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{noise}}\left(n\right)=(1-\mathrm{\γ}\left(n\right))y\left(n\right),$ t＝0，1，...，Sym_{_L}+CP_{_L}-1。

可见，多载波合路通道信号的削波噪声长度为通道长度Sym_{_L}+CP_{_L}。

由于频域结构每次仅能处理长度为符号长度的削波噪声，因此需对上述多载波合路通道信号的削波噪声进行截取处理。一种简便且可行的策略是针对不同级的峰均比抑制，处理多载波合路通道信号中不同位置的削波噪声，这里的级指的是多载波合路通道信号当前进行峰均比抑制的迭代次数，例如多载波合路通道信号当前进行第一次迭代时，为第一级；多载波合路通道信号当前进行第二次迭代时，为第二级。

在奇数次迭代时，从多载波合路通道信号尾部截取符号长度的噪声信号，而在偶数次迭代时，从多载波合路通道信号前部截取符号长度的噪声信号。上述分两级进行削波噪声截取的实现原理如图8所示，其中a示出的是奇数次迭代时的处理方式，b示出的是偶数次迭代时的处理方式。不同的迭代过程截取的削波噪声在通道中的位置有所不同，从而在对多载波合路通道信号进行多次迭代后，有利于抑制整个通道信号的峰均比。

经过削波噪声截取的处理后，输出符号长度的削波噪声如下：

在削波噪声截取后，将截取的削波噪声分配至各个载波，可以依据削波噪声的频域响应进行上述削波噪声分配，实现时可通过复乘合路时NCO共轭来对多载波合路通道信号的削波噪声进行分配。

如果削波噪声截取时为奇数次迭代，则分配后第l(l＝1，...，L，L为载波数)个载波的削波噪声如下：

${\mathrm{noise}}_l\left(n\right)=(1-\mathrm{\γ}(n+{\mathrm{CP}}_{\_L}))x(n+{\mathrm{CP}}_{\_L})e^{-j2\mathrm{\π}{f}_l(l+N_0+{\mathrm{CP}}_{\_L})\mathrm{\ΔT}},n=\mathrm{0,1},...,{\mathrm{Sym}}_{\_L}-1$

如果削波噪声截取时为偶数次迭代，则分配后的削波噪声如下：

${\mathrm{noise}}_l\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\mathrm{\γ}(n+{\mathrm{CP}}_{\_L}))x(n+{\mathrm{CP}}_{\_L})e^{-j2\mathrm{\π}{f}_l(n+N_0+{\mathrm{CP}}_{\_L})\mathrm{\ΔT}},n=\mathrm{0,1},...,{\mathrm{Sym}}_{\_L}-{\mathrm{CP}}_{\_L}-1& \\ (1-\mathrm{\γ}(n-{\mathrm{Sym}}_{\_L}+{\mathrm{CP}}_{\_L}))x(n-{\mathrm{Sym}}_{\_L}+{\mathrm{CP}}_{\_L})e^{-j2\mathrm{\π}{f}_l(n+N_0-{\mathrm{Sym}}_{\_L}+{\mathrm{CP}}_{\_L})\mathrm{\ΔT}},n={\mathrm{Sym}}_{\_L}-{\mathrm{CP}}_{\_L},...,{\mathrm{Sym}}_{\_L}-1& \end{array},.\right.$

第二种，提取多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，使用所述幅度比值复乘每个载波的通道信号，作为每个载波的削波噪声，再从所述每个载波的削波噪声中，截取符号长度的削波噪声。

上述第二种方法可以按如下方式实现。仍然按照上述第一种实现方式中的方法计算削波比例γ(n)，将每个载波计算出的通道信号x_l(n)直接与计算出的削波比例γ(n)相乘进行折算，如下式所示：

noise_l(n)＝(1-γ(n))x_l(n)，

经过上式计算已经得出每个载波的削波噪声，直接针对每个载波按照上述第一种实现方法中截取削波噪声的规则截取出符号长度的削波噪声即可。

4)峰均比抑制。

对每个载波、符号长度的削波噪声，经高倍速FFT处理得到其在带内的频域响应，然后经适当的幅度、相位调整后反向叠加至延时后每个载波的频域信号，从而实现在多载波OFDM***中的峰均比抑制。或者，上述获得每个载波削波噪声的频域响应，还可以采用另一种方式实现，即首先使用滤波器滤除每个载波削波噪声中带外部分的频域响应，低倍速抽取后通过一倍速FFT处理得到每个载波削波噪声的频域响应。

图9示出了对上述每个载波频域响应进行幅度相位调整的实现原理图。

对上述频域响应进行的幅度、相位调整，通过幅度、相位调整因子控制，确定该幅度、相位调整因子需考虑子载波参数和TR子载波参数。子载波参数可以从链路性能上考虑，包括编码速率、星座调制方式、子载波功率、EVM损失、频谱模板等，而且峰均比性能和实现复杂度也制约着上述调整因子的配置，因此应充分考虑上述因素，选择合适的幅度、相位调整因子。

对每个OFDM符号内的TR子载波，这些TR子载波并不承载任何有用信号，理论上允许配置任意的幅度、相位调整因子，但TR子载波上过大的叠加噪声不仅影响接收端数据子载波的解调，还会降低发射机的功率，因此对TR子载波参数可以包括对幅度、相位调整因子做适当抑制，减弱由此带来的不利影响。可以看出，本发明实施例让OFDM符号内的TR子载波也参与了峰均比抑制，充分利用了***物理资源，可以获得更好的峰均比抑制效果，而且对TR子载波上的幅度、相位调整因子的限制也让TR子载波上叠加的噪声能量得到有效控制，不仅有利于终端数据子载波的解调，而且也间接提高了发射机的效率。

由于每个载波的频域子载波在每个OFDM符号上的特点有可能不同，因此在不同的OFDM符号上配置的幅度、相位因子也有所不同。

结合以上本发明实施例给出的幅度、相位调整因子确定的原则，具体如何进行幅度、相位调整因子的确定，这里不再赘述。

对幅度、相位调整因子和每个载波的频域削波噪声进行复乘，复乘结果也可以称为对消噪声。在进行峰均比抑制时，直接将上述每个载波的频域对消噪声，反向叠加到对应的时延后每个载波的基带频域信号上，完成一次峰均比抑制。

图10为本发明实施例多载波OFDM***中峰均比抑制的装置结构示意图，该装置包括：

多载波合路通道信号模块11，用于在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成多载波合路通道信号。

时延模块12，用于对所述每个载波的基带频域信号进行时延。

削波噪声获取模块13，用于从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度。

峰均比抑制模块14，用于获取所述对应每个载波的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制。

本发明实施例多载波OFDM***中峰均比抑制的装置，多载波合路通道信号模块11，将每个载波在OFDM符号上的频域信号合路成时域多载波合路通道信号，削波噪声获取模块13从该多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，峰均比抑制模块14再将对应每个载波的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的频域信号，从而通过在每个载波上反向叠加额外的频域噪声，实现对多载波OFDM***中峰均比的有效抑制。

本发明实施例提供的装置中，削波噪声获取模块13可以包括两种内部结构，下面结合图11和图12说明。

上述削波噪声获取模块13可以包括：

指标评价单元131，用于判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果是，将多载波合路通道信号发送至中频通道，否则继续判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果是，将所述多载波合路通道信号发送至中频通道，否则将所述多载波合路通道信号发送到削波噪声获取执行单元132；或者用于判断所述多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果是，将多载波合路通道信号发送至中频通道，否则继续判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果是，将所述多载波合路通道信号发送至中频通道，否则将所述多载波合路通道信号发送到削波噪声获取执行单元132。

削波噪声获取执行单元132，用于从所述指标评价单元131输出的多载波合路通道信号中获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度。

上述削波噪声获取执行单元132的结构有两种。

第一种，参见图11，削波噪声获取执行单元132包括：

第一提取执行子单元1321，用于提取所述多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，使用所述幅度比值复乘多载波合路通道信号，作为多载波合路通道信号的削波噪声。

第一截取执行子单元1322，用于在所述多载波合路通道信号进行的当前峰均比抑制次数为奇数次时，从所述多载波合路通道信号的削波噪声尾部，截取符号长度的削波噪声；在所述多载波合路通道信号进行的当前峰均比抑制次数为偶数次时，从所述多载波合路通道信号的削波噪声前部，截取符号长度的削波噪声。

分配执行子单元1323，用于将所述符号长度的削波噪声与对应载波的调频信号的共轭复乘，得到对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声为符号长度。

第二种，参见图12，削波噪声获取单元132可以包括：

第二提取执行子单元1324，用于提取所述多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分多载波合路通道信号的幅度比值，将所述幅度比值复乘每个载波的通道信号，作为每个载波的削波噪声。

第二截取执行子单元1325，用于从所述每个载波的削波噪声中，截取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声为符号长度。

图13为本发明实施例多载波OFDM***中的峰均比抑制装置中，多载波合路通道信号模块的结构示意图，如图13所示，在上述削波噪声获取模块13的结构基础上，上述多载波合路通道信号模块11可以包括：

频域信号单元111，用于在每个OFDM符号上，获取每个载波的基带频域信号。

IFFT单元112，用于将所述每个载波的基带频域信号进行高倍速IFFT处理。

CP单元113，用于将所述经高倍速IFFT处理后的每个载波在对应OFDM符号发送的频域信号加CP。

NCO单元114，用于将所述加CP后的每个载波的信号调制到各自频点。

第一累加单元115，用于累加所述调制到各自频点的每个载波的通道信号，得到多载波合路通道信号。

在削波噪声获取模块13的结构基础上，上述峰均比抑制模块14的结构有两种。

第一种，参见图14，峰均比抑制模块14包括：

高倍速FFT单元141，用于将对应每个载波的削波噪声进行高倍速FFT处理，得到对应频域响应；

第一幅相调整单元142，用于使用配置的幅度、相位调整因子，对所述频域响应进行幅度和相位调整；

第二累加单元143，用于将所述时延后的每个载波的基带频域信号，与所述第一幅相调整单元输出的对应载波的频域响应反向叠加，进行峰均比抑制。

第二种，参见图15，峰均比抑制模块14包括：

滤波单元144，用于将所述对应每个载波的削波噪声，滤除带外部分的频域响应。

一倍速FFT单元145，用于将所述滤波器单元输出的每个载波的削波噪声进行一倍速FFT处理，得到对应频域响应。

第二幅相调整单元146，用于使用配置的幅度、相位调整因子，对所述一倍速FFT单元145输出的频域响应进行幅度和相位调整。

第三累加单元147，用于将所述时延后的每个载波基带的频域信号，与所述第二幅相调整单元输出的对应载波频域响应反向叠加，进行峰均比抑制。

本发明实施例多载波OFDM***中峰均比抑制的方法和装置，在每个OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号合路成时域多载波合路通道信号，从该多载波合路通道信号中，获取对应每个载波、符号长度的削波噪声，再将对应每个载波、符号长度的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的频域信号，从而通过在每个载波上反向叠加额外的频域噪声，实现对多载波OFDM***中峰均比的有效抑制。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种多载波正交频分复用***中峰均比抑制的方法，其特征在于，该方法包括：

在每个正交频分复用OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成时域多载波合路通道信号；

为多载波合路通道信号的峰值预设门限，从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

获取所述对应每个载波的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制；

所述从多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声包括：

提取所述多载波合路通道信号中峰值超过所述预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值；

使用所述幅度比值复乘多载波合路通道信号，作为多载波合路通道信号的削波噪声；

在所述多载波合路通道信号的削波噪声中，截取符号长度的削波噪声；

将所述截取的符号长度的削波噪声分配给各个载波；

或，

提取所述多载波合路通道信号中峰值超过所述预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值；

使用所述幅度比值复乘每个载波合路前的通道信号，作为每个载波的削波噪声；

在所述每个载波的削波噪声中，截取符号长度的削波噪声。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先设置削波算法停止标准，包括：最大迭代次数和目标峰均比值；所述合路成时域多载波合路通道信号之后、获取对应每个载波的削波噪声之前，进一步包括：

判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果否，继续判断所述多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，继续执行从所述多载波合路通道信号中获取对应每个载波的削波噪声的步骤；

或者，判断所述多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，继续判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果否，继续执行从所述多载波合路通道信号中获取对应每个载波的削波噪声的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述合路成时域多载波合路通道信号为：

获取每个载波在OFDM符号发送的基带频域信号；

将所述基带频域信号经高倍速反向傅立叶变换IFFT处理后，加循环前缀CP；

将所述加CP后的每个载波的通道信号调制到各自频点后累加，得到时域多载波合路通道信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多载波合路通道信号当前进行峰均比抑制的迭代次数为一次以上；所述截取符号长度的削波噪声为：在每次峰均比抑制的迭代中，在不同位置截取符号长度的削波噪声。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述多载波合路通道信号当前进行峰均比抑制的迭代次数为奇数次，所述在不同位置截取符号长度的削波噪声为：从削波噪声尾部，截取符号长度的削波噪声；

或者，若所述多载波合路通道信号当前进行峰均比抑制的迭代次数为偶数次，所述在不同位置截取符号长度的削波噪声为：从提取的削波噪声前部，截取符号长度的削波噪声。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将截取的符号长度的削波噪声分配给各个载波为：

将所述截取的符号长度的削波噪声，与每个载波对应的调频信号的共轭进行复乘，得到分配给每个载波的削波噪声。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将对应每个载波的削波噪声的频域响应反向叠加至对应载波在OFDM符号上时延后的频域信号之前，进一步包括：

对所述对应每个载波的削波噪声，进行高倍速傅立叶变换FFT处理，得到对应频域响应；

使用每个载波在频域子载波上配置的幅度、相位调整因子，为对应频域响应进行幅度和相位调整。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将对应每个载波的削波噪声的频域响应反向叠加至对应载波的时延后的频域信号之前，进一步包括：

对所述对应每个载波、符号长度的削波噪声进行滤波，滤除削波噪声中带外部分的频域响应，低倍速抽取后通过FFT处理，得到对应频域响应；

使用每个载波在频域子载波上配置的幅度、相位调整因子，为对应频域响应进行幅度和相位调整。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述幅度、相位调整因子按照子载波参数和空闲TR子载波参数配置；

所述子载波参数包括：编码速率、星座调制方式、子载波功率、错误矢量量级EVM损失、频率模板、峰均比性能和实现复杂度；

所述TR子载波参数包括：抑制TR子载波的幅度和相位。

10.一种多载波正交频分复用***中峰均比抑制的装置，其特征在于，该装置包括：

多载波合路通道信号模块，用于在每个正交频分复用OFDM符号上，将每个载波的基带频域信号，合路成多载波合路通道信号；

时延模块，用于对所述每个载波的基带频域信号进行时延；

削波噪声获取模块，用于从所述多载波合路通道信号中，获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

峰均比抑制模块，用于获取所述对应每个载波、符号长度的削波噪声的频域响应，反向叠加至对应载波时延后的基带频域信号，进行峰均比抑制;

所述削波噪声获取模块包括：

指标评价单元，用于判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果否，继续判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，将所述多载波合路通道信号发送到削波噪声获取单元；或者用于判断多载波合路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，继续判断所述多载波合路通道信号的峰均比抑制迭代次数是否大于最大迭代次数，如果否，将所述多载波合路通道信号发送到削波噪声获取单元；

削波噪声获取执行单元，用于从所述指标评价单元输出的多载波合路通道信号中获取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

所述削波噪声获取执行单元包括：

第一提取执行子单元，用于提取所述多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，使用所述幅度比值复乘多载波合路通道信号，作为多载波合路通道信号的削波噪声；

第一截取执行子单元，用于在所述多载波合路通道信号进行的当前峰均比抑制次数为奇数次时，从所述多载波合路通道信号的削波噪声尾部，截取符号长度的削波噪声；在所述多载波合路通道信号进行的当前峰均比抑制次数为偶数次时，从所述多载波合路通道信号的削波噪声前部，截取符号长度的削波噪声；

分配执行子单元，用于将所述符号长度的削波噪声与对应载波的调频信号的共轭复乘，得到对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度；

或，

第二提取执行子单元，用于提取所述多载波合路通道信号中峰值超过预设门限的部分，并计算超过所述预设门限的部分和多载波合路通道信号的幅度比值，将所述幅度比值复乘每个载波的通道信号，作为每个载波的削波噪声；

第二截取执行子单元，用于从所述每个载波的削波噪声中，截取对应每个载波的削波噪声，所述削波噪声的长度为符号长度。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述多载波合路通道信号模块包括：

频域信号单元，用于在每个OFDM符号上，获取每个载波的基带频域信号；

反向傅立叶变换IFFT单元，用于将所述每个载波的基带频域信号进行高倍速IFFT处理；

循环前缀CP单元，用于将所述经高倍速IFFT处理后的每个载波的信号加CP，形成每个载波的通道信号；

数控振荡器NCO单元，用于将所述每个载波的通道信号调制到各自频点；

第一累加单元，用于累加所述调制到各自频点的每个载波的通道信号，得到多载波合路通道信号。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述峰均比抑制模块包括：

高倍速傅立叶变换FFT单元，用于将对应每个载波的削波噪声进行高倍速FFT处理，得到对应频域响应；

第一幅相调整单元，用于使用配置的幅度、相位调整因子，对所述频域响应进行幅度和相位调整；

第二累加单元，用于将所述时延后的每个载波的基带频域信号，与所述第一幅相调整单元输出的对应载波的频域响应反向叠加，进行峰均比抑制。

13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述峰均比抑制模块包括：

滤波单元，用于将所述对应每个载波的削波噪声，滤除带外部分的频域响应，所述削波噪声的长度为符号长度；

一倍速FFT单元，用于将所述滤波器单元输出的每个载波的削波噪声进行一倍速FFT处理，得到对应频域响应；

第二幅相调整单元，用于使用配置的幅度、相位调整因子，对所述一倍速FFT单元输出的频域响应进行幅度和相位调整；

第三累加单元，用于将所述时延后的每个载波的基带频域信号，与所述第二幅相调整单元输出的对应载波频域响应反向叠加，进行峰均比抑制。

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