多载波正交频分复用系统中峰均比抑制的方法和装置的制作方法

专利名称：多载波正交频分复用系统中峰均比抑制的方法和装置的制作方法
技术领域：
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Multiplexing)技术，特别涉及多载波OFDM系统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 Carrier Interference )能力，成为第4代移动通信的关考建技术。
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个时域的样值信号，称为OFDM符 号。为消除符号间的干扰，可以在用户数据之间插入循环前缀(CP， Cyclic Prefix)，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 Fourier Transform)、数字解调等操作来正确接收数据。
当OFDM系统子栽波个数增加时，发射端信号的峰均比(PAPR， Peak to Average Power Ratio )也会相应增加。众所周知，移动通信系统中无线基 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代移动通信系统问世以来，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，即系统中包括多个栽波，每 个载波又包括多个子栽波，相对于单栽波技术而言，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系统中的子载波个数更多，导致合路后的通道 信号的峰均比更大，从而给多载波峰均比抑制提出了更高的要求。
为了抑制多载波系统较高的峰均比，现有技术针对多载波系统提出了 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，并通过数字振荡器 (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码分多址(CDMA， Code-Division Multiple Access )系统。如果直接将图1所示方案应用于OFDM 系统，由于不同OFDM符号上频域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系统的峰 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，严重影响系统的链路性能。
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 高阶调制子栽波的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语模板。
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系统中，而目前还没有针对多栽波OFDM系 统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系统峰均比抑制的方法，该方法 能够对多载波OFDM系统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系统峰均比抑制的装置，该装置 能够对多载波OFDM系统中的峰均比进行有效的抑制。
本发明实施例的技术方案是这样实现的
一种多载波正交频分复用系统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，将每个栽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提取削波噪声，并依据所述削波噪声在所述
多载波合路通道信号中的位置，从预先生成的加长的核kernel波形上截取通道
长度的类脉沖信号；
使用所述类脉冲信号与所述提取的削波噪声复乘得到对消噪声；
在延时后的多载波合路通道信号上反向叠加所述对消噪声，进行峰均比抑制。
一种多载波正交频分复用系统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OFDM符号上，将每个载波的基带 频域信号，合路成时域多栽波合路通道信号；
时延模块，用于对所述多栽波合路通道信号进行时延；
对消噪声获取模块，用于从所述多载波合路通道信号中提取削波噪声；依 据所述削波噪声在所述多载波合路通道信号中的位置，在预先生成的加长的 kernel波形上截取通道长度的类脉沖信号；使用所述类脉沖信号与所述提取的 削波噪声复乘，得到对消噪声；
峰均比抑制模块，用于在所述延时后的多载波合路通道信号上，反向叠 加所述对消噪声，进行峰均比抑制。
可见，本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制的方法和装置， 从多载波合路通道信号中提取削波噪声，并依据削波噪声在通道中的位置， 从预先生成的加长的kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号，再使用类脉 沖信号与提取的削波噪声复乘得到对消噪声，并反向叠加至延时后的多载波
合路通道信号。由于预先生成了加长的kernel波形，因此在截取通道长度的 类脉冲信号时，同时考虑了多栽波合路通道信号中的CP区和符号区，使用 截取的类脉冲信号计算出的对消噪声也同时针对CP区和符号区，使反向叠 加对消噪声后，对多载波合路通道信号在整个通道长度上进行峰均比抑制，
从而实现对峰均比的有效抑制。


图1为现有技术中多载波系统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系统中的峰均比抑制方法的原理框
图3为本发明实施例多载波OFDM系统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系统中的峰均比抑制方法中，单载 波基带频域信号的实现流程图5为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，两载波基带频域信号合路的实现流程图6为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，时域 内过采样流程图7为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，单门 限实现提取削波噪声的原理图8为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，加长 的kernel波形的生成流程图9为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，类脉 沖信号周期延拓的波形变化示意图IO为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，在加 长的kernel波形截取通道长度类脉沖信号的示意图11为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法中，指标 评价流程图12为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制装置示意图； 图13为本发明实施例多载波OFDM系统中，kernel波形生成模块的结 构示意图14为本发明实施例多载波OFDM系统中，多载波合路通道信号模块 的结构示意图15为本发明实施例多载波OFDM系统中，对消噪声获取模块的结构 示意图。
具体实施例方式
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系统中的峰均比抑制方法的原理框 图，图2所示以两载波为例，基带频域信号1对应载波1。基带频域信号2 对应载波2。载波1和载波2的基带频域信号首先进行多载波合路，形成多载波合路通道信号；再对该多载波合路通道信号进行峰值检测，具体实现时 可以对多栽波合路通道信号中的采样点按照功率从大到小排序，提取排序在 前的预设个数的削波噪声；依据提取的削波噪声在多载波合路通道信号中的 位置，从加长的kernel波形中截取通道长度的类脉冲信号，将提取的削波噪 声于类脉沖信号复乘得到对消噪声；将得到的对消噪声反向叠加至时延后的 多载波合路通道信号，对反向叠加后的结果进行指标评价，如果指标评价通 过则直接送入中频通道进行后续处理，如果指标评价未通过则继续对反向叠 加对消噪声后的多载波合路通道信号进行峰值检测。
图3为本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制方法的流程图。 在图3所示流程之前，预先生成加长的核(kernel)波形，图3所示流程包 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提取削波噪声，并依据所述削 波噪声在多载波合路通道信号中的位置，从所述加长的kernel波形上截取通 道长度的类脉冲信号。
步骤303:使用所述类脉沖信号与所述提取的削波噪声复乘得到对消噪声。
步骤304:在延时后的多栽波合路通道信号上反向叠加所述对消噪声， 进行峰均比抑制。
本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制的方法，从多载波合 路通道信号中提取削波噪声，并依椐削波噪声在通道中的位置，从预先生成 的加长的kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号，再使用类脉沖信号与提 取的削波噪声复乘得到对消噪声，并反向叠加至延时后的多载波合路通道信 号。由于生成了加长的kernel波形，因此在截取通道长度的类脉沖信号时， 同时考虑了多载波合路通道信号中的CP区和符号区，使用截取的类脉沖信 号计算出的对消噪声也同时针对CP区和符号区，使反向叠加对消噪声后，对多栽波合路通道信号在整个通道长度上进行峰均比抑制，从而实现对峰均 比的有效抑制。
下面分别从多栽波合路通道信号形成、提取削波噪声、加长的kernel 波形生成、生成对消噪声和指标评价几个方面，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，在每个OFDM符号上，获取每个载波发送的基带频域信号，其 实现流程如图4所示，该流程包括
步骤401:将多载波OFDM系统的每个OFDM符号上、每个载波发送 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，上述调制方式可以为四相移键控(QPSK )或正交幅度调制(16QAM ) 等。
步骤403:针对星座映射后的每个载波的数据信号，插入导频信号等控 制信息。
步骤404:对每个载波的空余(TR， Tone Reservation )子载波和左右保 护子载波置O,生成每个OFDM符号上、每个载波发送的基带频域信号。
其次，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，其 实现流程如图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:每个OFDM符号上的基带频域信号经低倍速IFFT处理，例 如经1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。
步骤503:对加CP后的时域信号进行过采样，形成每个载波的高倍速 通道信号。
本步骤中的信号过采样，可以通过一级以上插值滤波来实现，以4倍速 为例，具体流程可以如图6所示，图6所示流程包括 步骤601:对加CP后的时域信号进行间隔内插O。步骤602:对间隔内插O后的时域信号进行有限冲激响应(FIR, Finite Impulse Response )滤波。 步骤603:重复步骤601。
步骤604:将步骤603间隔内插O后的时域信号进行半带滤波(HBF， Half Band Filter)处理。
经过上述步骤601 ~步骤604之后可以得到4倍速的时域信号，当然更 高倍速的时域信号可以采取多个串连的HBF来实现，这里不再赘述。
步骤504:利用NCO将步骤503中得到的每个载波的高倍速通道信号 调制到各自的频点，具体可以通过直接复乘调频信号来数字实现，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系统在每个OFDM符号上的多载波 合路通道信号，可以用下式表示该多载波合路通道信号
上式中的x小)为每个载波的高倍速通道信号，/为载波标记，取值为1
至L， L为载波数，/,是各载波的调频频点，载波间的频点差满足配置需求； W为第/个载波的调频信号在当前OFDM符号第一个采样点的相位，通过它 来保证各OFDM符号间调频信号的相位连续；&是多载波合路通道信号的采 样点间隔；C/^是通道中CP区的采样点数，^附一,是通道中符号区采样点数。
2)提取削波噪声。
在每个OFDM符号，对多载波合路通道信号进行峰值检测，预设提取 削波噪声的个数A^V^0)。可以先对通道信号的采样点按照功率进行升序排 列，然后提取排序在前的1^个削波噪声"0^(>0 0 = 1,2,..，^)，图7以N-3为 例示出了实现提取削波噪声的原理。
上述通过功率进行升序排列，然后提取N个最大峰值超过预设门限的 削波噪声，可以通过如下具体方式实现
将多载波合路通道信号写成复数的形式为少(")=力(")+ /><&("),其中》(")是I路输入信号，％(")为Q路输入信号，计算信号幅度乂/^(")和削波 比例y(n)，如下式所示 G她
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上式中=备/("))2+fe("))2 ， G她表示预定门限值。上述检测出的 N个最大峰值为前N个< 1 (/= 1，2，...,AO的采样点。这里，如果通道中< 1 的个数不超过N，补充y(")-l的采样点使每次峰值检测都输出N个噪声峰值 位置，相应的削波噪声w/化0,)可以表示为
<formula>formula see original document page 15</formula>。
上式中，"是削波噪声因子，用于控制提取削波噪声的幅度，s,标记削 波噪声在通道中的位置。
3 )力口长的kernel波形生成。
对于每个载波中的子载波来说，对应有预畸变系数，该预畸变系数的配 置需考虑子载波和TR子载波的特点。
从系统性能上考虑，预畸变系数受编码速率、星座调制方式、子载波功 率、EVM损失和频谱模板等影响，而且峰均比性能和实现复杂度也制约了 预畸变系数的配置，因此在为OFDM子载波配置预畸变系数时，应充分考 虑上述因素的影响，选择合适的预畸变系数以获得较好的系统综合性能。考 虑上述子载波的特点，可以有效控制子栽波上的信号畸变，使每个子载波上 的性能损失都得到有效的控制。
对于每个OFDM符号内栽波中的TR子栽波来说，这些TR子栽波并不 承载任何有用信号，理论上允许配置任意的预畸变系数，但是TR子载波上 叠加过大的削波噪声不仅影响接收端相邻子栽波的调制，而且也会明显降低 发射机的效率，因此TR子栽波上的预畸变系数需做适当抑制，以减弱由此 带来的不利影响。考虑上述TR子载波的特点，使TR子载波上叠加的噪声能量得到适当抑制，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。
结合以上本发明实施例给出的预畸变系数确定的原则，具体如何进行预 畸变系数的确定，这里不再赘述。
在每个OFDM符号上，加长的kernel波形由每个栽波在频域子栽波上 的预畸变系数，生成的类脉沖信号波形周期延拓后合路得到，以两周期延拓 为例，其实现流程如图8所示，该流程包括
步骤801:在每个OFDM符号上，每个载波为频域子载波配置预畸变系 数，进行高倍速IFFT处理后获得每个载波的过采样类脉冲信号 ^^(/ = 1,2,...，丄，丄是载波个数)。该类脉冲信号为周期信号且最大实峰值在 第一个采样点处。
步骤802:将步骤801得到的类脉冲信号重复一个周期，形成两周期的 类脉冲信号。
步骤803:在步骤802中得到的两周期类脉沖信号上补左右CP，得到 每个OFDM载波两周期延拓的类脉沖信号，可以使用下式表示 A:e/v;g// (5^w—i — <formula>formula see original document page 16</formula>
,er"e// (m - 2S戸—t - t) C尸一i + 2——,, +1S w S 2(f> j+2S"—i 图9示出了步骤801 ~步骤803所描述的类脉沖信号周期延拓的波形变化。
步骤804:通过NCO把两倍通道信号长度的^i/,(m)调制到各自的频点， 具体可通过和每个栽波的调频信号复乘实现，最后累加得到加长的kernel波形
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其中/,为载波的调频频点，和多载波信号合路的载波频点相同；r。是合 路通道信号的采样点间隔。
kernel波形在第CC分/^+l个采样点处始终为0相位且为最大值处。为加长的kernel波形归一化。
除了上述加长的kernel波形的生成方式以外，步骤803和步骤804之间
还可以增加通过内插值滤波实现过采样的步骤。 4)生成对消噪声。
将每个栽波的削波噪声与加长的kernel波形的最大峰值处对齐，以对齐 点为参考点从kernel波形中截取通道长度的类脉沖信号，使得截取后的类脉 沖信号最大峰值位置和削波噪声在通道信号中所处位置相同。
图10示出了在加长的kernel波形截取通道长度类脉沖信号的示意图。
对上述类脉冲信号作适当的相位、幅度调整，使调整后的类脉沖信号的 极大值和噪声峰值的相位相同，幅度相当，具体实现时可以通过把归一化后 的通道长度的类脉沖信号和通道削波噪声复乘，得到叠加的对消噪声。
在每个OFDM符号上，将对应的N个对消噪声进行累加，并反向叠加 至时延后的多载波合路通道信号，形成消波噪声对消后得到的多载波合路通 道信号。
5 )指标评价。
对削波噪声对消后得到的多载波合路通道信号进行指标评价，需要预先 设置削波算法停止标准，该削波算法标准可以包括目标峰均比值和目标计算 次数，当削波对消后得到的多载波合路通道信号的峰均比小于该目标峰均比 值，或者虽然削波对消得到的多栽波合路通道信号的峰均比值大于目标峰均 比值，但计算次数已超过最大计算次数，认为峰均比抑制已经符合削波算法 停止标准。
图11示出了指标评价的流程，该流程包括
步骤1101:判断多载波合路通道信号的峰均比抑制计算次数是否大于 目标计算次数，如果是，直接执行步骤1104,否则执行步骤1102。
步骤1002: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1004，否则执行步骤1003。
步骤1003:返回执行从多栽波合路通道信号中提取削波噪声的步骤。本步骤中，继续对多载波合路通道信号进行时延、执行提取削波噪声、
截取kernel波形、得出对消噪声以及将对消噪声反向叠加等步骤都与前述已
描述过的实现方式相同。
步骤1104:将多载波合路通道信号送至中频通道进一步处理。
本发明实施例提供的方法并不局限于上述举出的两载波，对于任意多的
载波个数和任意多载波频点间隔，都可以使用本发明实施例提供的方法，并
且允许给每个栽波在每个OFDM符号上的频域子载波配置任意的调制方式。 图12为本发明实施例多载波OFDM系统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，合路成时域多载波合路通道信号。
时延模块12，用于对所述多载波合路通道信号进行时延。
对消噪声获取模块13，用于从所述多载波合路通道信号中提取削波噪声； 依据所述削波噪声在所述多载波合路通道信号中的位置，在预先生成的加长的 kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号；使用所述类脉冲信号与所述提取的 削波噪声复乘，得到对消噪声。
峰均比抑制模块14，用于在所述延时后的多载波合路通道信号上，反 向叠加所述对消噪声，进行峰均比抑制。
本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制的装置，对消噪声获 取模块13从多载波合路通道信号模块11生成的多载波合路通道信号中提取 削波噪声，并依据削波噪声在通道中的位置，从加长的kernel波形上截取通 道长度的类脉沖信号，再使用类脉冲信号与提取的削波噪声复乘得到对消噪 声，再由峰均比抑制模块14将对消噪声获取模块13得到的对消噪声反向叠 加至时延后的多载波合路通道信号。由于生成了加长的kernel波形，因此对 消噪声获取模块13在截取通道长度的类脉沖信号时，同时考虑了多载波合 路通道信号中的CP区和符号区，使用截取的类脉沖信号计算出的对消噪声 也同时针对CP区和符号区，使峰均比抑制模块14反向叠加对消噪声后，对多栽波合路通道信号的整个通道长度进行峰均比抑制，从而实现有效峰均 比抑制。
该装置中还包括kernel波形生成模块15，用于生成加长的kernel波形。图 13为本发明实施例多载波OFDM系统中，kernel波形生成模块的结构示意图， 如图13所示，上述kernel波形生成模块15可以包括
第一IFFT单元151，用于对每个栽波的频域子载波配置的预畸变系数 进行高倍速IFFT处理，得到每个栽波的过采样类脉沖信号。
第一CP单元152，用于将所述每个载波的过采样类脉沖信号进行周期 延拓，并为周期延拓的类脉沖信号补充左右CP，得到每个载波的周期延拓 类脉沖信号。
第一NCO单元153,用于将所述每个载波的周期延拓类脉沖信号，调 制到各自的频点。
第一累加单元154,用于累加所述调制到各自频点的每个载波的周期延 拓类脉冲信号，得到加长的kernel波形。
图14为本发明实施例多载波OFDM系统中，多载波合路通道信号模块 的结构示意图，如图14所示，上述多载波合路通道信号模块11可以包括
基带频域信号单元111，用于在每个OFDM符号上，获取每个载波发送 的基带频域信号。
第二IFFT单元112，用于将所述基带频域信号进行低倍速IFFT处理。 第二 CP单元113,用于将所述经低倍速IFFT处理后得到的时域信号加CP。
过采样单元114，用于将所述加CP后的时域信号进行过采样，得到每 个载波的高倍速通道信号。
第二NCO单元115，用于将所述每个载波的高倍速通道信号调制到各 自频点。
第二累加单元116，用于累加所述调制到各自频点的每个载波的高倍速 通道信号，得到多载波合路通道信号。图15为本发明实施例多载波OFDM系统中，对消噪声获取模块的结构 示意图，如图15所示，上述对消噪声获取模块13包括
峰值检测单元131，用于从所述多载波合路通道信号中提取峰值高于预设 门限值，并且符合提取削波噪声个数的削波噪声。
kernel波形截取单元132,用于将所述每个削波噪声的位置与加长的kernel 波形的最大峰值对齐，分别以对齐点为参考点，截取与每个削波噪声对应的通 道长度的类脉沖信号。
对削噪声计算单元133，用于将所述截取的每个类脉沖信号与对应的削 波噪声复乘，并累加复乘结果作为对消噪声。
本发明实施例提供的装置中，还可以包括指标评价模块16，用于判断 反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信号的峰均比抑制计算次数是否大 于目标计算次数，如果是，将反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信号发 送至中频通道，否则继续评价反向叠加对消噪声的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，将反向叠加对消噪声的多载波合路通 道信号发送至中频通道，否则将所述反向叠加对消噪声的多载波合路通道信 号发送给所述时延模块12和对消噪声获取模块13继续处理；
或者用于判断反向叠加对消噪声后的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，将反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信号发送 至中频通道，否则继续判断反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信号的峰均 比抑制计算次数是否大于目标计算次数，如果是，将反向叠加对消噪声后的多 载波合路通道信号发送至中频通道，否则将所迷反向叠加对消噪声的多载波合 路通道信号发送给所述时延模块12和对消噪声获取模块13继续处理。
本发明实施例多载波OFDM系统中的峰均比抑制的方法和装置，从多 载波合路通道信号中提取削波噪声，并依据削波噪声在通道中的位置，从预 先生成的加长的kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号，再使用类脉沖信 号与提取的削波噪声复乘得到对消噪声，并反向叠加至延时后的多载波合路 通道信号。由于预先生成了加长的kernel波形，因此在截取通道长度的类脉沖信号时，同时考虑了多栽波合路通道信号中的CP区和符号区，使用截取 的类脉冲信号计算出的对消噪声也同时针对CP区和符号区，使反向叠加对
消噪声后，对多载波合路通道信号在整个通道长度上进行峰均比抑制，从而 实现对峰均比的有效抑制。
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。
权利要求
1、一种多载波正交频分复用系统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；从所述多载波合路通道信号中提取削波噪声，并依据所述削波噪声在所述多载波合路通道信号中的位置，从预先生成的加长的核kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号；使用所述类脉冲信号与所述提取的削波噪声复乘得到对消噪声；在时延后的多载波合路通道信号上反向叠加所述对消噪声，进行峰均比抑制。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加长的kernel波形的 生成过程为在每个OFDM符号上，为每个载波的频域子载波配置预畸变系数；对所述频域子载波的预畸变系数进行高倍速反向傅立叶变换IFFT处 理，得到每个载波的过采样类脉冲信号；将所述每个载波的过采样类脉沖信号进行周期延拓，并补充左右循环前 缀CP，得到每个载波的周期延拓类脉沖信号；将所述每个载波的周期延拓类脉冲信号调制到各自的频点后累加，生成 力口长的kernel波形。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为每个载波的频域子 载波配置预畸变系数，是按照子载波特点和空余TR子栽波特点配置的；所述子载波特点包括编码速率、星座调制方式、频域子载波功率、错 误矢量量级EVM损失、频语模板、期望峰均比性能和实现复杂度； 所述TR子载波特点包括抑制TR子载波上的预畸变系数。
4、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将每个载波的周期延拓类脉冲信号调制到各自的频点为将所述每个载波的周期延拓类脉冲信号与各自的调频信号复乘。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合路成时域多载波合路通 道信号为将所述每个载波的基带频域信号经低倍速IFFT处理后，加CP; 对所述每个载波加CP后的时域信号进行过采样，得到每个载波的高倍速 通道信号；将所述每个载波的高倍速通道信号调制到各自频点后累加，得到多栽波合 路通道信号。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对每个载波加CP后的时 域信号进行过采样为将所述每个载波加CP后的时域信号进行一级以上插值滤波。
7、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将每个载波的高倍速通道 信号调制到各自频点为将所述每个载波的高倍速通道信号与各自的调频信号复乘。
8、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，预设提取削波噪声个数N;所 述从多载波合路通道信号中提取削波噪声为对多载波合路通道信号中的采样点按照其功率从大到小进行排序，提取排 序在前的N个削波噪声，作为从多载波合路通道信号中提取的削波噪声。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述从加长的kernel波形上截 取通道长度的类脉冲信号为将提取的每个削波噪声的位置与加长的kernel波形的最大峰值对齐，分别 以对齐点为参考点，截取与每个削波噪声对应的通道长度的类脉冲信号，使截 取后的类脉沖信号最大峰值位置和对应削波噪声在通道信号中所处位置相同。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述使用类脉沖信号与提取 的削波噪声复乘得到对消噪声为将所述每个削波噪声和对应的通道长度的类 脉冲信号复乘，得到对应的对消噪声；所述在延时后的多栽波合路通道信号上反向叠加对消噪声为在延时后的 多载波合路通道信号上反向叠加所述对消噪声的累加和。
11、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，预先设置削波算法停止标准， 包括目标计算次数和目标峰均比值；所述进行峰均比抑制之后进一步包括判断反向叠加对消噪声后的多栽波合路通道信号的峰均比抑制计算次数是 否大于目标计算次数，如果否，继续判断反向叠加对消噪声后的多载波合路通 道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，返回执行从多载波合路通道 信号中提取削波噪声的步骤；或者，判断反向叠加对消噪声后的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，继续判断反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信号 的峰均比抑制计算次数是否大于目标计算次数，如果否，返回执行从多载波合 路通道信号中提取削波噪声的步骤。
12、 一种多载波正交频分复用系统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，合路成时域多载波合路通道信号；时延模块，用于对所述多载波合路通道信号进行时延；对消噪声获取模块，用于从所述多载波合路通道信号中提取削波噪声；依 据所述削波噪声在所述多栽波合路通道信号中的位置，在预先生成的加长的核 kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号；使用所述类脉沖信号与所述提取的 削波噪声复乘，得到对消噪声；峰均比抑制模块，用于在所述延时后的多载波合路通道信号上，反向叠加 所述对消噪声，进行峰均比抑制。
13、 如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置中还包括kernel波形 生成模块，用于生成加长的kernal波形；所述kernel波形生成模块包括第一反向傅立叶变换IFFT单元，用于在每个OFDM符号上，对每个栽 波的频域子载波配置的预畸变系数进行高倍速IFFT处理，得到每个载波的过采样类脉冲信号；第一循环前缀CP单元，用于将所述每个载波的过采样类脉沖信号进行 周期延拓，并为周期延拓后的类脉冲信号补充左右CP,得到每个载波的周 期延拓类脉沖信号；第一数控振荡器NCO单元，用于将所述每个载波的周期延拓类脉沖信 号，调制到各自的频点；第 一 累加单元，用于累加所述调制到各自频点的每个栽波的周期延拓类脉沖信号，得到加长的kernel波形。
14、 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述多栽波合路通道信 号模块包括基带频域信号单元，用于在每个OFDM符号上，获取每个载波发送的 基带频域信号；第二 IFFT单元，用于将所述基带频域信号进行低倍速IFFT处理； 第二 CP单元，用于将所述经低倍速IFFT处理后得到的时域信号加CP; 过采样单元，用于将所述加CP后的时域信号进行过采样，得到每个载 波的高倍速通道信号；第二 NCO单元，用于将所述每个载波的高倍速通道信号调制到各自频点；第二累加单元，用于累加所述调制到各自频点的每个栽波的高倍速通道信号，得到多载波合路通道信号。
15、 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述对消噪声获取模块包括 峰值检测单元，用于对所述多载波合路通道信号中的采样点按照其功率从大到小进行排序，提取排序在前的预设的N个削波噪声，作为从多载波合路通 道信号中提取的削波噪声；kernel波形截取单元，用于将所述提取的每个削波噪声的位置与加长的 kernel波形的最大峰值对齐，分别以对齐点为参考点截取与每个削波噪声对应 的通道长度的类脉沖信号；对消噪声计算单元，用于将所述截取的每个类脉冲信号与对应的削波噪声 复乘，并累加复乘结杲作为对消噪声。
16、如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置中进一步包括指标评 价模块，用于判断反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信号的峰均比抑制计 算次数是否大于目标计算次数，如果否，继续判断反向叠加对消噪声多载波合 路通道信号的峰均比是否小于目标峰均比值，如果否，将所述反向叠加对消噪 声的多载波合路通道信号发送给所述时延模块和对消噪声获取模块继续处理；或者用于判断反向叠加对消噪声后的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，继续判断反向叠加对消噪声后的多载波合路通道信 号的峰均比抑制计算次数是否大于目标计算次数，如果否，将所述反向叠加对 消噪声的多载波合路通道信号发送给所述时延模块和对消噪声获取模块继续处理。
全文摘要
本发明公开了一种多载波正交频分复用OFDM系统中峰均比抑制的方法，预先生成加长的核kernel波形，该方法还包括在每个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提取削波噪声，并依据所述削波噪声在所述多载波合路通道信号中的位置，从所述加长的kernel波形上截取通道长度的类脉冲信号；使用所述类脉冲信号与所述提取的削波噪声复乘得到对消噪声；在延时后的多载波合路通道信号上反向叠加所述对消噪声，进行峰均比抑制。本发明还提供了一种OFDM系统中峰均比抑制的装置。应用本发明，能够对多载波OFDM系统中的峰均比进行有效的抑制。
文档编号H04J11/00GK101321146SQ200810006699
公开日2008年12月10日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年12月28日
发明者倪观军, 张彬彬, 杰 武, 邹志强 申请人:华为技术有限公司