CN108833322A - 一种优化的噪声成型削峰方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种优化的噪声成型削峰方法及装置，包括：接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；若中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限，则计算这一级的总体削峰向量；根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。本发明的方法及装置通过多级检测门限进行逐级削除超过检测门限的峰值，无需进行峰值查找，仅仅在检测到超过检测门限的峰值时直接进行削除，简化了***处理复杂度，使得***更稳定。

Description

一种优化的噪声成型削峰方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种优化的噪声成型削峰方法及装置。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)多载波***采用了正交频分信道，所以能够在不需要复杂的均衡技术的情况下支持高速无线数据传输，并具有很强的抗衰落和抗ISI(Inter Symbol Interference，符号间干扰)的能力，但OFDM***最主要的缺点是具有较大的PAPR(Peak to Average Power Ratio，峰值平均功率比)，它直接影响着整个***的运行成本和效率。峰均比问题是MCM(Multi CarrierModulation，多载波调制)中一个普遍存在的问题。

在某个时刻，若多个载波以同一个方向进行累加时，就会产生很大的峰值，从而要求功率放大器具有很大的线性区域。否则，当信号峰值进入放大器的非线性区域时，就会使信号产生畸变，从而产生了子载波间的互调干扰和带外辐射，破坏子载波间的正交性，降低***性能。因此，必须采用一定的技术来降低信号的峰均比值，使发射机中的功率放大器高效工作，并提高***的整体性能。现在降低峰均比的方法有许多种，其中比较常用的有循环限幅滤波算法和子载波保留算法。

循环限幅滤波算法：在OFDM信号中，由于较大的峰值出现的概率非常小，因此，限幅是一种非常直接和有效的降低峰均比的技术。当采用限幅技术来降低信号的PAPR值时，信号幅度一旦超过设定的门限时就将被限掉。限幅过程由下面的等式来实现：

其中，x为限幅前的信号幅度，y为限幅后的信号幅度。由等式可知，限幅后的信号幅度将限制在A内。

限幅是一个非线性过程，它将导致严重的带内噪声和带外干扰，从而降低整个***的误比特率性能和频谱效率。限幅后滤波可以降低带外频谱干扰，但这又导致峰值再生。虽然滤波会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小得多。因此，可以通过多次限幅滤波过程来进一步降低信号的峰值。

如果数字信号被直接限幅，限幅噪声将全部落在带内，并且不能通过滤波操作减小这些噪声。为了避免这种混叠现象，可以在输入数据后填充0，并采用更长的IFFT过程来过采样原始的数据块。同样，限幅后需要通过滤波来消除带外限幅噪声。

限幅技术也有各种不同的方法。有的对IFFT变换后、插值前的信号进行限幅处理。然而，处理后的信号在数模变换前必须进行插值，这将导致峰值再生。图1给出了插值后限幅滤波的原理框图。首先，用更大长度的IFFT把输入数据向量从频域过采样转换到时域。对于给定的过采样因子J，在数据向量的中间添加N(J-1)个0来扩充原来的数据向量，这将在时域内导致三角内插。对于OFDM这种FFT窗内包含整数个频率周期的信号，三角内插具有更好的性能。接着对信号进行限幅。由于限幅为非线性过程，它会带来带内噪声和带外干扰。为了消除带外干扰，必须对限幅后的信号进行滤波。图1中给出的是一个新的滤波器结构。它首先将时域信号用FFT转换到频域，然后人为地将带外信号置零，再用IFFT将信号转换到时域，这就完成了对信号的滤波过程。通过这样的处理后的信号没有任何带外干扰，与未限幅的OFDM信号一样。然而，带内的限幅噪声无法通过滤波操作来消除，因此，它会降低***的误码率性能。

虽然滤波会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小的多。因此，可以通过多次限幅滤波过程来进一步降低信号的峰值。重复限幅滤波可以显著降低信号的PAPR值，每次限幅滤波过程都能进一步改善信号的PAPR特性。由于采用了上面所讲到的新滤波器结构，它不会带来任何的带外干扰的增加。因此，在实际***中，主要限制是带内限幅噪声的累积。由于限幅噪声是在发送端产生的，在衰落信道中将随信号一起衰减，这将减轻它对***误码率性能的影响。

循环限幅滤波算法属于限幅类技术，实现较为简单，即直接对过高的峰值进行限幅，是非线性处理，会产生带内噪声和带外干扰，需要通过滤波来消除带外限幅噪声，但是滤波后的信号又会导致峰值再生，但比限幅前的信号峰值要小的多。因此，可以通过多次限幅滤波过程来进一步降低信号的峰值。重复限幅滤波可以显著降低信号的PAPR值，每次限幅滤波过程都能进一步改善信号的PAPR特性。

最新物理层还有一种TR(Tone Reservation，子载波预留)削峰算法，其是近年来兴起的降低PAPR的技术，它不需要传送边带信息，并且对于原始的TR方法来说，它不引入带外干扰。它的复杂度比较低并且不牺牲频谱效率。在扩展TR算法中不仅频谱效率没有降低，而且核心向量也变成为固定值，所以复杂度明显降低。值得注意的是使用这种方法会在所有可用载波上产生干扰。就这两种方法比较而言，在物理层都能有效的削除峰值，由于子载波保留算法没有产生带外干扰，所以效果稍微优于循环限幅滤波算法。但是这种算法仅仅限制在物理层实现。在现有技术中只有一个限幅门限功率A，大于此削峰门限的峰值信号都要被削除，由于TR算法是***一个削峰序列，削峰序列虽然把主峰值削除，但是削峰序列的旁瓣可能会产生峰值信号。或者在削除小峰值信号时的，削峰序列的旁瓣有可能会使得刚刚削完峰的信号峰值再生，只要增加一点点峰值，就需要再次削除，这样就需要不断的迭代削峰，不仅浪费资源，而且对信号造成的损伤增大。

除此以外在中频还有噪声成型削峰算法(NS-CFR)，这个算法需要首先对超过门限的信号与门限相减，得到削峰噪声，然后对噪声成型滤波，原始信号减去成型的滤波噪声，从而降低信号的PAPR，但是此算法资源消耗大，并且信号质量EVM(Error VectorMagnitude，误差向量幅度)恶化严重。

以上三种算法中，前两种算法在物理层虽然可以很好的削除峰值，但是输入到中频以后由于还要经过多级内插，并且滤波导致峰均比再次提高。第三种算法，中频的噪声成型算法资源消耗大，并且信号质量EVM恶化严重。

因此，提出一种优化的噪声成型削峰方法及装置。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的优化的噪声成型削峰方法及装置，通过多级检测门限进行逐级削除超过检测门限的峰值，无需进行峰值查找，仅仅在检测到超过检测门限的峰值时直接进行削除，简化了***处理复杂度，使得***更稳定，资源消耗小，设计简单，易于实用。

根据本发明的一个方面，本发明提供的优化的噪声成型削峰方法，包括以下步骤：

接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；若中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限，则计算这一级的总体削峰向量；根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。

所述计算这一级的总体削峰向量，包括以下步骤：检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点；根据所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点生成第一级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第一级总体削峰向量；按照以上两个步骤生成第二级到第m级总体削峰向量。

通过以下公式计算检测门限：

Dm＝Average_A*10^Λ(measPAR_m/20)，

其中，m为总削峰级数，Dm为检测门限，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，measPAR_m＝par0+p_m，p_m为检测门限与限幅门限相差的dB数，一般取0.1dB～0.4dB。

在所述根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰中，通过以下公式进行削峰：

其中，xⁱ⁺¹表示削峰后的中频信号，xⁱ表示削峰前的中频信号，n表示x_n超过限幅门限的索引，i表示第i级削峰，μ为削峰步长，α是对核心削峰向量Noi_P的向量调节因子， 表示第i级第n个峰值的量调节因子，Noi_P为核心削峰向量，P为中频信号功率点，A为限幅门限，A＝Average_A*10^(par0/20)，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，x_n表示的是从上变频器输出的I路和Q路的复数表示，表示第i级总体削峰向量，限幅门限与检测门限之间的关系为：D1＞D2…Dm＞A。

在检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点中，对中频信号进行分段检测，分段之间设置有间隔。

在对中频信号进行削峰中，在峰值功率点移动到L/2的位置时开始削峰，其中，L为削峰长度。

根据本发明的另一个方面，本发明提供的优化的噪声成型削峰装置，包括：

信号缓存器，用于接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；削峰条件判断器，用于判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；总体削峰向量计算器，用于在中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限时计算这一级的总体削峰向量；峰值对削器，用于根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。

总体削峰向量计算器包括第一级峰值检测单元至第m级峰值检测单元以及第一级总体削峰向量计算单元至第m级总体削峰向量计算单元，其中，第一级峰值检测单元，用于检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点；第一级总体削峰向量计算单元，用于根据所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点生成第一级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第一级总体削峰向量并根据第一级总体削峰向量对中频信号进行削峰；第二级到第m级峰值检测单元，分别用于检测到所有幅度大于第二级到第m级检测门限的峰值功率点；第二级到第m级总体削峰向量计算单元，分别用于根据所有幅度大于第二级到第m级检测门限的峰值功率点生成第二级到第m级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第二级到第m级总体削峰向量并根据第二级到第m级总体削峰向量对中频信号进行削峰。

所述优化的噪声成型削峰装置，还包括：门限计算器，用于计算限幅门限和各级检测门限，将计算限幅门限发送至总体削峰向量计算器，并将各级检测门限发送至削峰条件判断器，通过以下公式计算限幅门限：

A＝Average_A*10^(par0/20)，

其中，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，

通过以下公式计算检测门限：

Dm＝Average_A*10^Λ(measPAR_m/20)，

其中，m为总削峰级数，Dm为检测门限，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，measPAR_m＝par0+p_m，p_m为检测门限与限幅门限相差的dB数，一般取0.1dB～0.4dB，

限幅门限与检测门限之间的关系为：D1＞D2…Dm＞A。

在峰值对削器中，通过以下公式进行削峰：

其中，xⁱ⁺¹表示削峰后的中频信号，xⁱ表示削峰前的中频信号，n表示x_n超过限幅门限的索引，i表示第i级削峰，μ为削峰步长，α是对核心削峰向量Noi_P的向量调节因子， 表示第i级第n个峰值的量调节因子，Noi_P为核心削峰向量，P为中频信号功率点，A为限幅门限，A＝Average_A*10^(par0/20)，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，x_n表示的是从上变频器输出的I路和Q路的复数表示，表示第i级总体削峰向量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明的方法及装置通过多级检测门限进行逐级削除超过检测门限的峰值，无需进行峰值查找，仅仅在检测到超过检测门限的峰值时直接进行削除，简化了***处理复杂度，使得***更稳定，资源消耗小，设计简单，易于实用。

2.本发明的方法及装置中，各级检测门限依次递减并且均大于限幅门限，大峰值信号首先被削除，小峰值信号后级削除，使得削峰迭代次数减少，峰值信号受损较小。

3.本发明的方法中，在检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点中，对中频信号进行分段检测，分段之间设置有间隔，防止大于第一级检测门限的峰值功率点离得太近，造成过度削峰。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的设置。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中限幅滤波原理图；

图2为本发明实施例的优化的噪声成型削峰方法步骤图；

图3为本发明实施例的多级削峰处理示意图；

图4为本发明实施例的一级削峰处理算法框图；

图5为本发明实施例的削峰数据处理流程示意图；

图6为本发明实施例的另一削峰数据处理流程示意图；

图7为本发明实施例的优化的噪声成型削峰装置框图；

图8为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的时域功率图；

图9为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的CCDF图；

图10为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的星座图；

图11为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰前后频谱图；

图12为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的时间功率图；

图13为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的另一时间功率图；

图14为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的又一时间功率图；

图15为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的还一时间功率图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所设置。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图2为本发明实施例的优化的噪声成型削峰方法步骤图，图3为本发明实施例的多级削峰处理示意图，参见图2和图3，本发明提供的优化的噪声成型削峰方法，包括以下步骤：接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；若中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限，则计算这一级的总体削峰向量；根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。具体地，收到上变频器发送的中频信号，首先存入缓存器，开始m级的串联峰值削除处理，每一级都按照各自的要求进行峰值与检测幅度的对比，生成各级的削峰序列，完成各级的峰值对削，等到m级的峰值对削处理完成以后，一次削峰处理结束。本发明的方法通过多级检测门限进行逐级削除超过检测门限的峰值，无需进行峰值查找，仅仅在检测到超过检测门限的峰值时直接进行削除，简化了***处理复杂度，使得***更稳定，资源消耗小，设计简单，易于实用。

中频信号通过以下方式获取：上变频器接收从基带发送过来的信号为然后通过内插滤波形成中频信号x_IF[n]，具体处理公式如下。

x_IF[n]＝x_mix[n]·exp(-jω_IFn)

数据在上变频器重处理时经过L倍内插，数据量增加L倍，但是峰值点与没有内插前会稍有增加，但是绝大部分峰值的起伏与原始物理层信号保持一致，最大的区别是任意一个峰值点的分布更加紧密和平缓，这样更有利找到峰值功率点，同时真正受损的物理层数据有可能减少，在中频通带所占用的相对带宽变窄，削峰序列的时域脉冲不如物理层的时域脉冲尖锐，这也正是中频对削峰序列的需求，其缺点是中频削峰序列的旁瓣要高于物理层削峰序列的旁瓣，这样会导致峰值附近的信号幅值会有稍微的增长，在本发明实施例中，在对中频信号进行削峰中，在峰值功率点移动到L/2的位置时开始削峰，其中，L为削峰长度，这样能够克服以上缺点。换句话说，在中心频点在ω_IF＝0开始削峰，P_n＝P·exp(-jω_IFn)，1≤n≤L，其中，P为中频信号功率，P_n为中频信号功率点，L为中频信号的长度。

所述计算这一级的总体削峰向量，包括以下步骤：检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点；根据所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点生成第一级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第一级总体削峰向量；按照以上两个步骤生成第二级到第m级总体削峰向量。

具体地，一级削峰处理算法如图4所示，图4中这一级削峰处理过程中，检测到所有大于本次检测门限信号功率点的位置，在时域对核心削峰向量的元素循环移位到匹配的位置，同时根据向量调节因子生成本次峰值功率点的削峰向量，各个峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成总体削峰向量设置，K个削峰噪声生成器，也就是说，能够并行处理K个峰值功率点，如果正在并行削峰的个数超过K，则剩余的峰值功率点顺延至下一级削峰处理。如图4所示，优化后的噪声成型算法，从滤波处理变成了多个点乘处理，大大节省了乘法器资源，并且避免了过度削峰操作。

通过以下公式计算检测门限：

Dm＝Average_A*10^Λ(measPAR_m/20)，

其中，m为总削峰级数，Dm为检测门限，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，measPAR_m＝par0+p_m，p_m为检测门限与限幅门限相差的dB数，一般取0.1dB～0.4dB。

在所述根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰中，通过以下公式进行削峰：

其中，xⁱ⁺¹表示削峰后的中频信号，xⁱ表示削峰前的中频信号，n表示x_n超过限幅门限的索引，i表示第i级削峰，μ为削峰步长，α是对核心削峰向量Noi_P的向量调节因子， 表示第i级第n个峰值的量调节因子，Noi_P为核心削峰向量，P为中频信号功率点，A为限幅门限，A＝Average_A*10^(par0/20)，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，x_n表示的是从上变频器输出的I路和Q路的复数表示，表示第i级总体削峰向量，限幅门限与检测门限之间的关系为：D1＞D2…Dm＞A，因此，p₁>p₂…>p_m，用户可以通过设置p₁至p_m来灵活的设置各级检测门限，而削峰目标门限保持不变，这样设置是因为，造成功放非线性最严重的是高峰值信号，越大的峰值数据不被削除，在PA(Power Amplifir，功率放大器)中将造成越大的非线性失真，为了保证大峰值信号首先被检测和削除，设置多级检测门限，并且逐级递减，并且最后一级仍然大于限幅门限，这样在对中频信号进行最后一级削峰后，大峰值将完全被削除，小峰值也将会以很低的概率出现，对***将不会造成影响，这样不仅减少了对输入信号峰值的过度削除，同时加快了削峰的速度。

在检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点中，对中频信号进行分段检测，分段之间设置有间隔。在对中频信号进行削峰中，在峰值功率点移动到L/2的位置时开始削峰，其中，L为削峰长度。图5为本发明实施例的削峰数据处理流程示意图，图6为本发明实施例的另一削峰数据处理流程示意图，参见图5和图6，具体地，缓存器中已保存的数据个数为L/2+M时，最前面的数据输出，判断该数据是否大于检测幅度并且满足预定的隔离度，即隔离一段时间判断一次输出数据是否大于检测幅度，当该数据大于检测幅度并且满足预定的隔离度时，记录当前峰值功率点的位置，削峰器即削峰噪声生成器使用个数加1，削峰系数与调节因子复数相乘，以得到削峰序列，然后在该功率峰值点前L/2位置处开始对缓存器中的数据进行削峰。

原型削峰系数为核心削峰向量，是预先存储的，长度是奇数，L＝63。原型削峰系数一直不变。在检测到中频信号后，判断是否满足削峰条件，即幅度是否大于第一级检测门限的峰值功率点，如果满足削峰条件则进行削峰操作。在削峰过程中，从缓存器中提取被削峰信号都是同一个位置，这个位置上的数据一直处于FIFO(First Input First Output，先入先出队列)状态，而提取原型削峰系数都是从前向后依次移动完成，也就是说，每一个时钟周期提取数据的位置变动。在上变频后使用FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)实现削峰，无法确定未来的数据，所以需要缓存器来缓存L/2+M的输入信号。等到峰值点移动到L/2之前的位置，就开始削峰，一直要削峰L长度的输入数据，L就是削峰系数的长度，例如L＝63。等到这个峰值削除完成，前后参与削峰的数据长度是L，并且标示的过门限点也与原型削峰系数的峰值点对削。值得注意的是，为了保证不丢失数据，在缓存器进行削峰处理完成之前，需要标示现在正在进行削峰操作。

图7为本发明实施例的优化的噪声成型削峰装置框图，如图7所示，本发明提供的优化的噪声成型削峰装置，包括：信号缓存器，用于接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；削峰条件判断器，用于判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；总体削峰向量计算器，用于在中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限时计算这一级的总体削峰向量；峰值对削器，用于根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。

本发明的装置还包括：***初始化模块，用于配置缓存器长度并调整步长。

具体地，缓存器包括主缓存器和备用缓存器，缓存上变频器发送过来的数据，首先缓存到主缓存器中，等到缓存满以后，主缓存器开始进行削峰处理，备用缓存器开始接收数据，完成m级削峰后，缓存数据输出，主用缓存器变成备用缓存器，备用缓存器变成主要缓存器，因此，主备用缓存器的倒换是在***运行以后程序自动完成的。本发明使用一个包括主缓存器和备用缓存器，完成对上变频器输出的数据进行缓存，缓存长度是M+L/2，其中，M为削峰时间内缓存的数据长度，然后使用同样长度的削峰序列对缓存器中的L个数据进行削峰处理，等到缓存器中的数据削峰结束后，完成这次削峰处理，存储深度仅需L/2+M，资源节省。

总体削峰向量计算器包括第一级峰值检测单元至第m级峰值检测单元以及第一级总体削峰向量计算单元至第m级总体削峰向量计算单元，其中，第一级峰值检测单元，用于检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点；第一级总体削峰向量计算单元，用于根据所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点生成第一级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第一级总体削峰向量并根据第一级总体削峰向量对中频信号进行削峰；第二级到第m级峰值检测单元，分别用于检测到所有幅度大于第二级到第m级检测门限的峰值功率点；第二级到第m级总体削峰向量计算单元，分别用于根据所有幅度大于第二级到第m级检测门限的峰值功率点生成第二级到第m级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第二级到第m级总体削峰向量并根据第二级到第m级总体削峰向量对中频信号进行削峰。

所述优化的噪声成型削峰装置，还包括：门限计算器，用于计算限幅门限和各级检测门限，将计算限幅门限发送至总体削峰向量计算器，并将各级检测门限发送至削峰条件判断器，通过以下公式计算限幅门限：

A＝Average_A*10^(par0/20)，

其中，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，

通过以下公式计算检测门限：

Dm＝Average_A*10^Λ(measPAR_m/20)，

其中，m为总削峰级数，Dm为检测门限，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，measPAR_m＝par0+p_m，p_m为检测门限与限幅门限相差的dB数，一般取0.1dB～0.4dB，

限幅门限与检测门限之间的关系为：D1＞D2…Dm＞A。

在峰值对削器中，通过以下公式进行削峰：

其中，xⁱ⁺¹表示削峰后的中频信号，xⁱ表示削峰前的中频信号，n表示x_n超过限幅门限的索引，i表示第i级削峰，μ为削峰步长，α是对核心削峰向量Noi_P的向量调节因子， 表示第i级第n个峰值的量调节因子，Noi_P为核心削峰向量，P为中频信号功率点，A为限幅门限，A＝Average_A*10^(par0/20)，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，x_n表示的是从上变频器输出的I路和Q路的复数表示，表示第i级总体削峰向量。

图8为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的时域功率图，参见图8，削峰后功率起伏与原始信号保持一致，这样就使得信号的恶化减少到最低。

图9为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的CCDF图，由图9可知，削峰后中频信号的PAPR值大大减小。

图10为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的星座图，由图10可知，削峰后中频信号的EVM值很小。

图11为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰前后频谱图，由图11可知，削峰前后中频信号的频谱几乎不变，也就是说，中频信号的频谱不受削峰的影响。

图12为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的时间功率图，图13为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的另一时间功率图，图14为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的又一时间功率图，图15为本发明实施例的方法对中频信号完成削峰后的还一时间功率图。参见图12至15，中频信号的PAR很低，表示削峰能够明显降低中频信号的PAR。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种优化的噪声成型削峰方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；

判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；

若中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限，则计算这一级的总体削峰向量；

根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。

2.根据权利要求1所述的优化的噪声成型削峰方法，其特征在于，所述计算这一级的总体削峰向量，包括以下步骤：

检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点；

根据所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点生成第一级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第一级总体削峰向量；

按照以上两个步骤生成第二级到第m级总体削峰向量。

3.根据权利要求2所述的优化的噪声成型削峰方法，其特征在于，

通过以下公式计算检测门限：

Dm＝Average_A*10^Λ(measPAR_m/20)，

其中，m为总削峰级数，Dm为检测门限，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，measPAR_m＝par0+p_m，p_m为检测门限与限幅门限相差的dB数，一般取0.1dB～0.4dB。

4.根据权利要求3所述的优化的噪声成型削峰方法，其特征在于，在所述根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰中，通过以下公式进行削峰：

其中，xⁱ⁺¹表示削峰后的中频信号，xⁱ表示削峰前的中频信号，n表示x_n超过限幅门限的索引，i表示第i级削峰，μ为削峰步长，α是对核心削峰向量Noi_P的向量调节因子， 表示第i级第n个峰值的量调节因子，Noi_P为核心削峰向量，P为中频信号功率点，A为限幅门限，A＝Average_A*10^(par0/20)，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，x_n表示的是从上变频器输出的I路和Q路的复数表示，表示第i级总体削峰向量，

限幅门限与检测门限之间的关系为：D1＞D2…Dm＞A。

5.根据权利要求4所述的优化的噪声成型削峰方法，其特征在于，在检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点中，对中频信号进行分段检测，分段之间设置有间隔。

6.根据权利要求5所述的优化的噪声成型削峰方法，其特征在于，在对中频信号进行削峰中，在峰值功率点移动到L/2的位置时开始削峰，其中，L为削峰长度。

7.一种优化的噪声成型削峰装置，其特征在于，包括：

信号缓存器，用于接收并缓存上变频器发送的中频信号并获取该中频信号的相位和幅度；

削峰条件判断器，用于判断中频信号幅度是否大于各级检测门限；

总体削峰向量计算器，用于在中频信号幅度大于各级检测门限中任一级检测门限时计算这一级的总体削峰向量；

峰值对削器，用于根据这一级的总体削峰向量对中频信号进行削峰，以得到质量好的信号并发送至DA变换器。

8.根据权利要求7所述的优化的噪声成型削峰装置，其特征在于，总体削峰向量计算器包括第一级峰值检测单元至第m级峰值检测单元以及第一级总体削峰向量计算单元至第m级总体削峰向量计算单元，其中，

第一级峰值检测单元，用于检测到所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点；

第一级总体削峰向量计算单元，用于根据所有幅度大于第一级检测门限的峰值功率点生成第一级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第一级总体削峰向量并根据第一级总体削峰向量对中频信号进行削峰；

第二级到第m级峰值检测单元，分别用于检测到所有幅度大于第二级到第m级检测门限的峰值功率点；

第二级到第m级总体削峰向量计算单元，分别用于根据所有幅度大于第二级到第m级检测门限的峰值功率点生成第二级到第m级各峰值功率点的削峰向量，并对各峰值功率点对应的削峰向量进行叠加，生成第二级到第m级总体削峰向量并根据第二级到第m级总体削峰向量对中频信号进行削峰。

9.根据权利要求8所述的优化的噪声成型削峰装置，其特征在于，还包括：门限计算器，用于计算限幅门限和各级检测门限，将计算限幅门限发送至总体削峰向量计算器，并将各级检测门限发送至削峰条件判断器，

通过以下公式计算限幅门限：

A＝Average_A*10^(par0/20)，

其中，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，

通过以下公式计算检测门限：

Dm＝Average_A*10^Λ(measPAR_m/20)，

其中，m为总削峰级数，Dm为检测门限，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，measPAR_m＝par0+p_m，p_m为检测门限与限幅门限相差的dB数，一般取0.1dB～0.4dB，

限幅门限与检测门限之间的关系为：D1＞D2…Dm＞A。

10.根据权利要求9所述的优化的噪声成型削峰装置，其特征在于，在峰值对削器中，

通过以下公式进行削峰：

其中，xⁱ⁺¹表示削峰后的中频信号，xⁱ表示削峰前的中频信号，n表示x_n超过限幅门限的索引，i表示第i级削峰，μ为削峰步长，α是对核心削峰向量Noi_P的向量调节因子， 表示第i级第n个峰值的量调节因子，Noi_P为核心削峰向量，P为中频信号功率点，A为限幅门限，A＝Average_A*10^(par0/20)，Average_A为所有中频信号功率点的幅度平均值，par0为削峰目标门限，x_n表示的是从上变频器输出的I路和Q路的复数表示，表示第i级总体削峰向量。