CN201360268Y - 一种基于峰值检测的削峰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于峰值检测的削峰装置，其中，原始中频数据的I路和Q路数据经模值计算模块进行模值计算，经与门限比较模块将大于门限值的模值发送给比例因子计算模块计算比例因子，并通过最大值检测模块检测出预定距离内的最大比例因子；I路数据经数据延迟模块进行数据延迟后与最大比例因子通过乘法器进行乘法计算，并经对消脉冲形成模块进行对消脉冲处理；Q路数据经数据延迟模块进行数据延迟后与最大比例因子通过乘法器进行乘法计算，并经对消脉冲形成模块进行对消脉冲处理；原始中频数据经过中频数据延迟模块进行数据延迟后与对消脉冲处理后的数据经求和模块进行对应点相加。本实用新型能够针对不同的宽度峰值数据进行削峰。

Description

一种基于峰值检测的削峰装置

技术领域

本实用新型涉及通信***中的信号处理技术，特别涉及一种基于峰值检测的削峰装置。

背景技术

目前第三代移动通信(3rd Generation，3G)中多载波技术的应用会带来峰均比较高的问题，一般情况下如果没有削峰装置的话，功放的效率只有10％，因此为了提高功放效率，减小功放在峰值上的回推，必须使用削峰算法。目前比较常用的几种峰值检测方法有：硬限幅检测方法和最大值检测方法。

其中，硬限幅检测方法是根据***设定的门限，将大于门限的信号都认为是噪声，这种检测方法的优点是比较简单，但是，该峰值检测方式应用到削峰算法中，会使信号具有陡沿和锐峰的特性，削峰过程中信号的突变和削峰边沿的短暂持续时间会产生显著的带外频谱异常，例如频谱畸变、邻道干扰、频谱扩展等，因此会降低信号的传输质量。

最大值检测方法，其优点就是使用的资源较少，特别是使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)中乘法器的资源较少。该方法首先判断当前信号的模值是不是超过门限，其次判断当前信号的模值是不是大于前一个信号的模值，以及是不是大于后一个信号的模值，如果这两个条件都满足，则认为找到了最大值。该检测方法虽然相对于硬削峰的方法上减少了乘法器资源，但是由于它需要对所有的最大值进行处理，所以容易存在过削峰问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于峰值检测的削峰装置，能够解决过削峰问题。

本实用新型的基于峰值检测的削峰装置，其中，原始中频数据的I路数据和Q路数据经模值计算模块进行模值计算，计算得到的模值进入与门限比较模块与相应的门限值进行比较，将大于所述门限值的模值发送给比例因子计算模块，比例因子计算模块根据所述大于门限值的模值计算比例因子，最大值检测模块根据所述比例因子检测出预定距离内的最大比例因子；

I路数据经I路数据延迟模块进行数据延迟后与所述最大值检测模块检测到的最大比例因子通过I路乘法器进行乘法计算，并将计算结果输入至对消脉冲形成模块进行对消脉冲处理，其中，所述I路数据的延迟时间为峰值检测的时间；

Q路数据经Q路数据延迟模块进行数据延迟后与所述最大值检测模块检测到的最大比例因子通过Q路乘法器进行乘法计算，并将计算结果输入至对消脉冲形成模块进行对消脉冲处理，其中，所述Q路数据的延迟时间为所述峰值检测的时间；

所述原始中频数据经过中频数据延迟模块进行数据延迟后与所述对消脉冲形成模块输出的对消脉冲处理后的数据在相位一致的条件下经求和模块进行对应点相加。

其中，进一步包括滤波器形成模块，在原始中频数据是单载波数据时，将所述单载波数据经原型滤波器滤波后按照所述载波的中频频点进行与所述移频振荡处理模块相应的频谱搬移。

其中，在原始中频数据是多载波数据时，所述滤波器形成模块，将所述多载波数据经原型滤波器滤波后依照各个载波的不同频点进行与所述移频振荡处理模块相应的频谱搬移，再将经过频谱搬移后的各载波滤波器系数对应相加，将相加后的系数除以载波数后输出。

其中，进一步包括基带信号模块、成型滤波模块、数字上采样模块、移频振荡处理模块，其中，所述基带信号模块中的基带信号为单载波数据时，经由所述成型滤波模块进行成型滤波处理后，进入数字上采样模块进行数字上采样处理，然后进入移频振荡处理模块进行频谱搬移处理后输出单载波的原始中频数据。

在基带信号为多载波数据时，进一步包括载波合路处理器，用于将所述移频振荡处理模块频谱搬移处理后的数据进行载波合路处理，形成合路以后的多载波的原始中频数据。

本实用新型的有益效果是：依照本实用新型的基于峰值检测的削峰装置，能够解决过削峰问题，并且能够根据***配置，动态改变设定的最大距离，有效针对不同的宽度峰值数据进行削峰；另外，与硬限幅检测方法相比本实用新型的峰均比(Peak Average Ratio，PAR)可以提高0.7dB左右。

附图说明

图1为基于峰值检测***的框架示意图；

图2为最大值搜索过程的示意图；

图3为对消脉冲形成过程的示意图。

具体实施方式

以下，参考附图1～3详细描述本实用新型的基于峰值检测的削峰装置。

如图1所示，基带信号模块101中的基带信号(可以为单载波或者是多载波数据)，经过成型滤波模块102进行成型滤波处理后，进入数字上采样模块103进行数字上采样处理，然后进入移频振荡处理模块104，在基带信号为单载波数据时，经移频振荡处理模块104进行频谱搬移处理后输出单载波的原始中频数据；在基带信号为多载波数据时，进一步包括载波合路处理器，用于将移频振荡处理模块104频谱搬移处理后的数据进行载波合路处理，形成合路以后的多载波的原始中频数据。

如图1所示，本实用新型的基于新的峰值检测的削峰装置，包括：中频数据延迟模块105、I路数据延迟模块106、模值计算模块107、与门限比较模块108、比例因子计算模块109、最大值检测模块110、对消脉冲形成模块111、滤波器形成模块112、Q路数据延迟模块113以及求和模块114。

其中，原始中频数据的I路数据和Q路数据经模值计算模块107进行模值计算，计算得到的模值进入与门限比较模块108与相应的门限值进行比较，将大于门限值的模值发送给比例因子计算模块109，其中，相应的门限值由***设定；比例因子计算模块109根据该大于门限值的模值计算比例因子，最大值检测模块110根据计算得到的比例因子检测出预定距离内的最大比例因子，其中，预定距离是由***设定的。

I路数据经I路数据延迟模块106进行数据延迟后与最大值检测模块110检测到的最大比例因子通过I路乘法器进行乘法计算，并将计算结果输入至对消脉冲形成模块111进行对消脉冲处理；

Q路数据经Q路数据延迟模块113进行数据延迟后与最大值检测模块110检测到的最大比例因子通过Q路乘法器进行乘法计算，并将计算结果输入至对消脉冲形成模块111进行对消脉冲处理；

原始中频数据经过中频数据延迟模块105进行数据延迟后与对消脉冲形成模块111输出的对消脉冲处理后的数据在相位一致的条件下经求和模块114进行对应点相加。

具体地，中频数据延迟模块105，对输入的原始中频数据进行延迟，该延迟时间为峰值检测的时间与对消脉冲形成时间之和。

I路数据延迟模块106，对I路数据进行延迟，该延迟时间为峰值检测的时间。这里要保证检测出的比例因子与原始中频数据相对应。其中，峰值检测的时间包括模值计算时间、与门限比较时间、比例因子计算时间和最大值检测时间。

模值计算模块107在进行模值计算时，可以使用坐标旋转的方法求信号的模值，能节省乘法器的资源。其中，

其中，I表示I路同相数据；Q表示Q路正交数据。

由于大于门限值的部分能出现最大值，而小于门限值的部分不能出现最大值，因此，在与门限比较模块108进行门限值比较时，将大于门限值的模值发送给比例因子计算模块。

比例因子计算模块109，根据检测出来的大于门限的模值计算比例因子，其中，比例因子＝(大于门限的模值-门限值)/大于门限的模值。对应于小于门限值的模值的比例因子设置为0。

最大值检测模块110，根据比例因子计算模块109计算出来的比例因子判断在预定的最大值距离内是否找到了最大比例因子，如果是，则输出该最大比例因子，然后根据预定的最大值距离，继续寻找下一个最大比例因子。

具体地，如图2所示，一般以无线帧为起始位置，将无线帧对应的第一个数据作为初始化峰值，搜索到第一个极大峰值A点，将点A输出为一个峰值点；将紧临峰值点A的下一个高于门限值点a1点设置为“临时峰值比例因子点”，搜索到下一个极大值峰值点B点，假定a1点到B点的距离为X，并且X小于最小峰值距离M；B点取代了a1点，成为“临时峰值比例因子点”；假定搜索到的下一个极大值点C，与当前的“临时峰值比例因子点”B点的距离为Y，并且Y＜M；由于C点的值小于B点的值，所以C点不是一个峰值点，也不能取代当前的“临时峰值比例因子点”，舍弃C点，搜索下一个极大值点；将搜索到的下一个极大值点D点与当前的“临时峰值比例因子点”B点的距离记为Z，并且Z＞M。那么D点为一个峰值点；设置新的“临时峰值比例因子点”d1点；重复上述过程，输出新的峰值点；最终输出最大值序列。

对消脉冲形成模块111，根据最大值序列与滤波器形成模块112进行点乘，产生对消脉冲。

滤波器形成模块112，在原始中频数据是单载波数据时，将该单载波数据经原型滤波器滤波后按照该载波的中频频点进行与移频振荡处理模块104相应的频谱搬移；在原始中频数据是多载波数据时，将该多载波数据经原型滤波器滤波后依照各个载波的不同频点进行与移频振荡处理模块104相应的频谱搬移，再将经过频谱搬移后的各载波滤波器系数对应相加，将相加后的系数除以载波数后输出。

如图3所示，将最大值序列与滤波器形成模块进行点乘，1号乘法器与峰值点A进行点乘，2号乘法器与峰值点B进行点乘，3号乘法器与峰值点C进行点乘，然后将点乘之后的结果进行相加，从而形成对消脉冲。这里以三个乘法器为示例进行说明，在实际的***中可以配置乘法器的个数。

Q路数据延迟模块113，对Q路数据进行延迟时，该延迟时间等于峰值检测的时间，这里要保证要检测出的比例因子与原始中频数据相对应。其中，峰值检测的时间包括模值计算时间、与门限比较时间、比例因子计算时间和最大值检测时间。

综上所述，依照本实用新型的基于峰值检测的削峰装置，能够解决过削峰问题，并且能够根据***配置，动态改变设定的最大距离，有效针对不同的宽度峰值数据进行削峰；另外，本实用新型相对硬限幅检测方法峰均比PAR可以提高0.7dB左右。

以上是为了使本领域普通技术人员理解本实用新型，而对本实用新型所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本实用新型的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于峰值检测的削峰装置，其特征在于，原始中频数据的I路数据和Q路数据经模值计算模块(107)进行模值计算，计算得到的模值进入与门限比较模块(108)与相应的门限值进行比较，将大于所述门限值的模值发送给比例因子计算模块(109)，比例因子计算模块(109)根据所述大于门限值的模值计算比例因子，最大值检测模块(110)根据所述比例因子检测出预定距离内的最大比例因子；

I路数据经I路数据延迟模块(106)进行数据延迟后与所述最大值检测模块(110)检测到的最大比例因子通过I路乘法器进行乘法计算，并将计算结果输入至对消脉冲形成模块(111)进行对消脉冲处理，其中，所述I路数据的延迟时间为峰值检测的时间；

Q路数据经Q路数据延迟模块(113)进行数据延迟后与所述最大值检测模块(110)检测到的最大比例因子通过Q路乘法器进行乘法计算，并将计算结果输入至对消脉冲形成模块(111)进行对消脉冲处理，其中，所述Q路数据的延迟时间为所述峰值检测的时间；

所述原始中频数据经过中频数据延迟模块(105)进行数据延迟后与所述对消脉冲形成模块(111)输出的对消脉冲处理后的数据在相位一致的条件下经求和模块(114)进行对应点相加。

2.如权利要求1所述的基于峰值检测的削峰装置，其特征在于，进一步包括滤波器形成模块(112)，在原始中频数据是单载波数据时，将所述单载波数据经原型滤波器滤波后按照所述载波的中频频点进行与所述移频振荡处理模块(104)相应的频谱搬移。

3.如权利要求2所述的基于峰值检测的削峰装置，其特征在于，在原始中频数据是多载波数据时，所述滤波器形成模块(112)，将所述多载波数据经原型滤波器滤波后依照各个载波的不同频点进行与所述移频振荡处理模块(104)相应的频谱搬移，再将经过频谱搬移后的各载波滤波器系数对应相加，将相加后的系数除以载波数后输出。

4.如权利要求1所述的基于峰值检测的削峰装置，其特征在于，进一步包括基带信号模块(101)、成型滤波模块(102)、数字上采样模块(103)、移频振荡处理模块(104)，其中，

所述基带信号模块(101)中的基带信号为单载波数据时，经由所述成型滤波模块(102)进行成型滤波处理后，进入数字上采样模块(103)进行数字上采样处理，然后进入移频振荡处理模块(104)进行频谱搬移处理后输出单载波的原始中频数据。

5.如权利要求4所述的基于峰值检测的削峰装置，其特征在于，在基带信号为多载波数据时，进一步包括载波合路处理器，用于将所述移频振荡处理模块(104)频谱搬移处理后的数据进行载波合路处理，形成合路以后的多载波的原始中频数据。

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