专利名称：复合波峰因子抑制的制作方法
技术领域：
本发明涉及RF通信系统，并且特别地注重于用于产生具有减小的波峰因 子的濕^f言号的系统和方法。
背景技术：
被提iML美国^^I的带内同频(IBOC)数字，广播系fej"广播发4^几
提出了新的要求。其中首要的AM性，因为iBOC数字^ 调制具有振幅^f:。
该振幅调制的深度对^H几设计的^W重要影响，因为必需在^^振幅范围 上提供足够的净空值(headroom)和线性。因此，希望减小这个范围，被称为 波峰因子抑制的it禾呈。
要求数字调制的信号在信号内的不同数字抽样时间到达确定的向量状态
(例如，信号包^4^幅^f目位)。对于信号偏离这些状态的程度，^N关接J^ 处可以出,号^r测差错(symbol detection error )。波峰因子抑制的禾^H 受到相关接》1^几对向量状态失真的预期容错度的限制。失真可以是由符号时间
(symboltimes)处的直接压缩引起的，或者间接雌为^MW时间之间对信号 i^f亍压缩的结果。
在一个实例中，混^f言号可以包括数字^J^M率调制的樹以信号。数字 信号在与^^f言号相关的离散,时间之间数字^1:的多个可能的向量状态之 间转换，从而数字信号在每个4W时间JJ(Lil多个向量状态中的一个。#^理 解，在这些转换过程中，混^f言号可以呈现明显比其在各个向量状态时的振幅 高的振幅。这导致信号的波峰因子(即峰值平均功率比Peak-to"average power ratio)增大，这^:不希望的。先前对于减小混^fT号的波峰因子的尝试已经引 起信号的向量状态的失真，从而导致信号差错。因此，对于给定信号可能的波 峰因子抑制禾UL受对于给^用可允许的失真度以及受频i普增生约束(spectral regrowth constraints)卩艮命。
依据本发明的一个方面，提出一种用于提供具有减小的波峰因子的&^f言
号的方法。樹以a^力器产生具有相关相位的4對以信号。凝:字、a^力器产生在与混 ^f言号有关的离散抽样时间呈现多个向量状态中一个的数字信号。这多个向量 状态中的^-个具有相关相位。数摊号^f對以信^i^且合，以提供;;^f言号。 当数字信号呈现与樹以信号同相的向量状态时，^^"fi綠;U^缩。
依据本发明的另一个方面，提出一个用于提供具有减小的波峰因子的^^ 信号的系统。数字、a^力器产生在与混^f言号有关的离散抽样时间呈现多个向量 状态中一个的数字信号。这多个向量状态中的^个具有相关相位。信号组合 ^#数字信号和才勤以信号组合，以提供^^f言号。限制系^数字信号呈现与 才梨以信号同相的向量状态时对^^信号进#*大压缩。
通过参考附图考虑本发明的下ii^述，本发明的Jii^其它特;M"于相关 领樹l^A员来i膽变得清楚，其中
图1;UU于对^^言号应用复合波峰因子抑制的系统的功能船匡图2示出图1所示系统的示例'f^r出的信号星座图； 图3 A^于对^^f言号应用复合波峰因子抑制的系统的示例性实现的功能 '眺图4是依据本发明一个方面^!l复合波峰因子抑制的示例'l^:字賴广播 系统的功能I^匡图；以及
图5 ^于提供具有减小的波峰因子的混^ft号的方法流程图。
^R^实施方式
图1 A^于对^^f言号应用复合波峰因子抑制的系统50的功能船匡图。混 ^ft号的数字^J:由数字^^力器(digital exciter) 52提供。数字 器52例如 可以包括用于#-个或多个^^以信号编码为数字数据流、将数据^A用为数字 信号、和对数字信号进4彌码用于前向纠麟适当部件。在一个示例性实现中， 数字'^^力器52产生通iii交相^^控调制的数字信号4^^期望的信息，例如 数字沐
樹以激励器54提供频率调制(FM)的才對以信号。銜以激劲器54可以包 括用于对载波信号;^a频率调制的压控振荡器或类^^置。 FM ;^以信号在信 号组合器56处与数字信号组合。信号组合器56以i^这两^t号之间的干扰 的方式将銜以信号和数字信号复用为混^f言号。在一个示例性实现中，信号组 合器56舰两摊号加和。
对混合信号 口限制功能以压缩期望的振幅之上的任何信"^%值。这个限 制功育^所示例子中以软限幅器58表示，但是应当衝醉，实际的限制功能可以 通过多种方式被应用到混合信号。例如，通it^测^^以信号并"iW^^号振 幅的适当计算，数字信号可以被预失真(predistorted),以限制"^fT号的预期 振幅。勤以地，系统50中的放大器60可以被选择为对信号提供P艮制功能的一 些或4^。 通itf艮制^^T号，信号的数字妙可以M必需敬信^it时、 即在数字分量的相位与樹以信号的相位对准的那些点处才被有皿限制，应当 ,，即^/^数^f言号的相位与衞以信号不对准时，粉艮幅器58也可以最小量 地限制信号。一J^V^f言号已经净itP艮幅，其M大器60处^^大，^H皮提供到 相^^4^几(未示出)。
图2示出从图1所示系统50输出的^缩^^ff号72和示例性"^t号 74的信号星座图70。该图包括四个星座点76-79,它们表示可以由';^ft号 72和74的数字^f:呈现的四个向量状态。应当麟，当数辦号与^^以FM信 号82同相时，在各向量状态之间转换期间示例性^^ft号74的J^flL振幅相对 于^￡缩信号的信*值已经净^^^制。该抑制是波峰因子抑制系统强加 给信号的选棒,缩的直接结果。数字信号的^^目位值处的压缩;l^小的， 当数字信号与^^信号完全不同相时&'J最小值，并15|*数字信号的相位变化 而在最小等级(level)和最大等级之间变换。因此，相对于3W技术，轮好的 (superior)波峰因"^###，而不将明显的向量状态失真引A^信号中。
图3 A^于对^^f言号应用复合波峰因子抑制的系统100的示例性实现的 功能,酙匡图。混^f言号的数字分量由数字激励器102提供。在所示例子中，通
iii交相^^:控调制方案产生数字分量，从而数字^i:可以呈现四个相位状态
中任何一个，其中^-"个具有不同的相关相位值。^M^以激励器104处产生混
^f言号的模拟分量，其具有相关的相位。在所示例子中，模拟^*賴率调制 (雨)的樹以信号。
^t字4言号^J:在^:字预失真器106处被预失真，以在lt字^i:呈现与;^^ 载波信号同相的向量状态时，减小信号的振幅。数字预失真器106选捧H^ 缩数字分量，以产生具有减小的波峰因子的混合信号。预失真后的数字信号在 复用器108处与衞以信号组合，以产生混^ft号。然后，混^f言号在功率放大 器110处被故大。可以在功率放大器lio^f:^^f言号应用附加压缩，以进一
步限制^^rr号的波峰因子。
图4是依据本发明一个方面^^复合波峰因子抑制的示斜性数字絲广播 (DAB)系统200的功能船匡图。发^f几系统200包括将樹以源信号编码为数 字音频信号的编码器202。数字信号被编码作为正交相#^控(QPSK),从而 多个两比特符" i皮编码为四个相位状态中的一个，其中每个相位状态具有相关联 的相位。賴编码器202将冗緒息从^M信号中移除，以减小比特率，并进 而减小传送信号所需的带宽。
压缩后的比特流然后被提供给前向纠#交织部件204。前向纠4t^交织 部件204对信号进4彌码用于稍后的纠错，以提高在数字信号中所传送的信息 的可靠性。前向差错编码例如可以包括里德-所罗门编码(Reed-Solomon encoding)和M编码(Trellis coding)。数据交织在时间和频率上扩/^目关数 据，以减轻所传送信号中^Lt错的影响。然后，编码后的信"t^提供给正交 频分JJ I器206，正^M分^器206将交织后的数据射ei^^正交子信道， 并針信ili且合为调制信号。然后，该信"fi皮提^^上变频器(upconverter) 208，上转换器208将信号上变频到射频。
才勤以激励器210由具有相关相位的模拟载波信号产生频率调制的樹以信 号。频率调制的才勤以信号和编码后的信号被提^^JJ J器212。复用器212将这 两个信号组M成';^^f言号。信号以以下方式3id且合，即使^ff号之间的干扰 最小4匕。^^[言"^^皮提#^限幅器214。
软限幅器214压缩濕^f言号，以限制其最大振幅。有放地，软限幅器214 在混^f言号处于其峰值振幅时对^^信号进4豫大压缩，it^i在数字信号和 才對以信号同相时。在一个示例性实施例中，软P艮幅器可以作为P艮幅器和带通滤 波器被实现。这些元件可以被重复3^kiW，以提高^;虑波器的性能。应当麟， 这可以通过其它方式实现，例如对数字信号进4ffi失真，以在数字信号与才對以 载波同相时减小M幅。信号然后被提供给功率放大器216。功率放大器216将信号放大到用于传输的适当电平，并将信号提供给相关天线218。在一个示例性实现中，功率放大器216可以提供信号压缩的一些或全部，从而补充或代替欹限幅器214。考虑到上述的结构和功能性特点，参考图5将更好地理解依据本发明各个方面的方法。虽然，为了简化解释，图5的方法被表示和描述为顺次地融行，但是应当理解和清楚，本发明不受所图示的顺序的限制，因为依据本发明，某些方面可以以与此处显示和描述不同的顺序和成与其它方面同时地发生。而且，可能并不需要所有所示出的特征来实现依据本发明—个方面的方法。图5是用于提供具有减小的波峰因子的混合信号的方法250的流程图。方法250从步骤252开始，其中数字信号被产生。数字信号被相位调制，从而信号在多个抽样时间中每一个时呈现多个离散相位状态中的一个。例如，可以通过正交相移键控对信号进行调制。在步骤254，产生频率调制的模拟信号。在步骤256，模拟信号和数字信号被细合形成混舍信号。信号彼产生和组合，以避免干扰。混合信号在步骤258被压缩，以限制混合信号的波峰因子。例如，混合信号可以在软限幅器或放大器处被限幅，或数字信号可以被预失真，以在其呈现与模拟载波相同的相位时减小其振幅。然后，压缩后的信号可以被放大和广播。
权利要求
1、一种用于提供具有减小的波峰因子的混合信号的方法，包括产生在离散的抽样时间处呈现多个向量状态中一个向量状态的数字信号，其中所述多个向量状态中的每一个具有相关相位；产生具有相关相位的频率调制模拟信号；组合所述数字信号和所述模拟信号，以提供所述混合信号；以及当所述数字信号呈现与所述模拟信号同相的向量状态时，对所述混合信号进行最大压缩。
2、 如^U，漆求1所述的方法，其中压缩混^ft号包^^棒It^所述数字 信号进顿失真。
3、 如W'决求2所述的方法，其中选捧l^t数字信号进顿失真包括在 数字信号呈现与所娜以信号同相的向量状态时，减小所述数雜号的振幅。
4、 如;M'J^求1所述的方法，其中压缩混^ft号包括将所迷^^ft号提供 给限制系统，所必艮制系g缩与所i^^f言号相关联的振tl^。
5、 ^M'jJI"求4所述的方法，其中所^F艮制系统包括功率放大器。
6、 ^i5U'漆求5所述的方法，其中所述限制系统进一步包括树艮幅器。
7、 如;M'j^求l所述的方法，其中所述数字信号通iti交相^^控而被调制。
8、 N5U，J^求1所述的方法，其中所必^^ft号在所迷数字信号与所， 拟信号同相时^L^;t^压缩，在所述数字倌号与所i^^以信号完全不同相时被 最小地压缩，而在最大和最小压缩等级之间以可变等M^皮压缩。
9、 一种用于产生具有减小的波峰因子的混^ft号的系统，包拾 衞以 器，产生具有相关相位的樹以信号；数字激励器，产生在与所述^^f言号相关的离，样时间U现多个向量 状态中一个向量状态的数字信号，其中所述多个向量状态中的^个具有相关 相位；信号组合器，组合所i^f對以信号和所述数字信号，以产生所i^V^信号；以及限制系统，当所述数割言号呈现与所娜以信号同相的向量状态时，对所ii"^ft号进^f于有，缩。
10、 如W'j要求9的系统，其中所必艮制系絲所述数字信号与所i^對以 信号同相时对所必^^言号进4豫^缩，在所述数字信号与所娜以信号完 全不同相时对所述^^信号进行最小压缩，而在最大和最小压缩等级之间以可 变等fef所ii^^f言号ii^"压缩。
11、 如^'J要求9所述的系统，其中所必艮制系统包^i^捧I^W所述数 字信号i^fffl失真的lt字预失真器。
12、 如权利要求10所述的系统，其中所述数字预失真器在数雜号呈现与 所，以信号同相的向量状态时有皿减小所述数字信号的振幅。
13、 H5L利要求9所述的系统，其中所iiF艮制系统包括功率狄器。
14、 ^M，J^求13所述的系统，其中所iif艮制系统进一步包括软限幅器。
15、 如^U，J要求14所述的系统，其中所ii^F艮幅器包括限幅器和带通滤波器。
16、 ^M，J^"求14所述的系统，其中所i^tP艮幅器包括限幅器和带通滤波 器的 。
17、 N5U，J要求9所述的系统，其中所述数辨号通itiL交相^^控而被 调制。
18、 如权利要求9所述的系统，其中所^^^励器包括FM樹以激励器。
全文摘要
提出用于提供具有减小的波峰因子的混合信号的系统和方法。模拟激励器产生具有相关相位的模拟信号。数字激励器产生在与混合信号相关的离散抽样时间处呈现多个向量状态中一个向量状态的数字信号。所述多个向量状态中的每一个具有相关相位。数字信号和模拟信号被组合以提供混合信号。当数字信号呈现与模拟信号同相的向量状态时，混合信号被最大地压缩。
文档编号H04L25/03GK101366250SQ200680023129
公开日2009年2月11日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年6月28日
发明者蒂莫西·W·迪特默 申请人:哈里公司