专利名称：宽带信号削峰方法及其装置、宽带功放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的宽带信号削峰处理的技术领域，尤其涉及一种宽带信号削峰方法及宽带信号削峰装置，以及一种宽带功放系统。
背景技术：
随着通信系统的发展，多制式、多频段组网是全球各大跨国运营商面临的共同挑战，由于各国家和地区频率政策的差异，不同的运营商在全球不同国家和地区的子网获得的频段相对分散，或者在每一个子网也同时需要不同的频段支持不同的网络制式。与此同时，无线通信技术从2G到3G、再向3. 9G/LTE的演进道路，使运营商不得不面临运营多个制式网络的现实问题。基于MCPA(多载波功率放大器)的宽带功放技术可以实现跨度超过150MHz的线性功放，它可实现多制式、多频段基站真正合一，不仅支持融合组网，而且能够通过完全共享不同频段的射频输出功率和载波等系统资源，做到系统资源的灵活配置，以满足运营商特定的业务发展需要。这种随需而动的配置，实现了对资源的最有效利用，也使运营商在发展不同业务时能够更加得心应手。对于宽带功放来讲，由于不同频段的信号在合路输出时峰均都比较大，如果不进行削峰处理，降低信号的峰均比的话，功放的效率将非常低，能耗也随着增大。现有技术中常用的宽带信号的削峰技术是分别对各个频段的信号进行削峰，最后进行合路输出。在这个过程中最终的合路操作会使信号的峰均比重新升高非常不利于功放效率提高，此外多路信号的削峰也需要多个削峰模块，硬件资源消耗比较大。使用这种方法进行合路输出给宽带功放时，当带宽达到在100M以上时，硬件实现非常困难，资源消耗较大，削峰的效果也较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种能够对多制式、多频段的宽带信号进行削峰处理，并且较容易实现的宽带信号削峰方法。一种宽带信号削峰方法，包括接收至少两种模式的宽带信号，并对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理；对合路处理后获得的合路信号进行削峰处理；在削峰处理后的所述合路信号中提取出各种所述宽带信号。与现有技术相比较，本发明的宽带信号削峰方法中，通过对至少两种模式的宽带信号进行合路处理，对合路处理后的信号进行统一联合削峰，因此不需要对每个所述宽带信号的每个载波分别削峰，降低了宽带信号削峰处理的技术难度和方法的实现成本。同时， 可以避免对各个频段的宽带信号分别削峰处理后再合路输出，造成的最终合路输出的信号峰均比重新升高的问题。本发明要解决的技术问题还在于提供一种能够对多制式、多频段的宽带信号进行削峰处理，并且结构较简单的宽带信号削峰装置，以及一种应用所述宽带信号削峰装置的宽带功放系统。一种宽带信号削峰装置，包括合路模块、削峰模块和信号提取模块；所述合路模块用于接收至少两种模式的宽带信号，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理，并将处理获得的合路信号输出至所述削峰模块；所述削峰模块用于对所述合路信号进行削峰处理；所述信号提取模块用于在所述削峰模块处理后的合路信号中提取出各种所述宽带信号。一种宽带功放系统，包括数字上变频和宽带功率放大器，以及连接在所述数字上变频和所述宽带功率放大器之间的宽带信号削峰装置，所述宽带信号削峰装置包括合路模块、削峰模块和信号提取模块；所述合路模块用于接收至少两种模式的宽带信号，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理，并将处理获得的合路信号输出至所述削峰模块； 所述削峰模块用于对所述合路信号进行削峰处理；所述信号提取模块用于在所述削峰模块处理后的合路信号中提取出各种所述宽带信号。与现有技术相比较，本发明的宽带信号削峰装置及所述宽带功放系统中，通过所述合路模块对至少两种模式的宽带信号进行合路处理，再由所述削峰模块对合路处理后的信号进行统一联合削峰，因此不需要对每个所述宽带信号的每个载波分别削峰，可以避免对各个频段的宽带信号分别削峰处理后再合路输出，造成的最终合路输出的信号峰均比重新升高的问题。同时，将多路削峰改为单路来完成，并且在数据速率不高的条件下进行削峰操作，节约了大量的硬件资源，结构比较简单，提高功放系统的效率，减小设备体积，实现较方便。降低了宽带信号削峰处理的技术难度和硬件实现成本。
图1是本发明宽带信号削峰方法的流程示意图；图2是本发明宽带信号削峰方法一种优选实施方式的示意图；图3是本发明宽带信号削峰装置的结构示意图；图4是本发明宽带信号削峰装置一种优选实施方式的结构示意图；图5是本发明宽带功放系统的部分结构示意图。
具体实施例方式请参阅图1，图1是本发明宽带信号削峰方法的流程示意图。所述宽带信号削峰方法包括以下步骤步骤S101，接收至少两种模式的宽带信号，并对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理；其中，所述至少两种模式的宽带信号包括不同信号制式或者不同频段的宽带
信号；步骤S102，对合路处理后获得的合路信号进行削峰处理；步骤S103，在削峰处理后的所述合路信号中提取出各种所述宽带信号。对于上述步骤S101，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理可以通过以下子步骤实现将各种所述宽带信号的频率混频到第一预定频段；对混频到所述第一预定频段的信号进行相加合路处理。
其中，对各种所述宽带信号的混频处理可以通过混频器实现，而对信号的相加合路处理则可以通过加法器来实现。本发明中的各种混频器也可采用NCOOmmerical controlled oscillator，数字控制振荡器)等具有频率合成功能的器件实现。优选地，所述合路处理在数字域实现，多个频段的信号在数字化后生成零中频的数字信号，此时各个频段的信号中心频点均为0，将各个频段的信号进行搬频后进行相加合路。对各种所述宽带信号搬频与数字合路是为了生成宽带的合路信号，将不同制式或不同频段的宽带信号数字化后搬频到不同的频点后进行数字合路生成单路的宽带合路信号，使不同的频段的信号在频谱上不发生混叠的情况下将两个频段的载波尽量的在频域上靠在一起，使合路后的频谱也不至于太宽影响削峰的效果。所述的宽带合路信号的带宽亦即所述第一预定频段可根据步骤S102中的削峰处理的要求来设置，或者进一步根据后续的其他信号处理的要求来设置，例如滤波的要求等。对于上述步骤S102，对所述合路信号的削峰处理时，可利用现有公知的削峰算法进行信号削峰处理，其中所述削峰算法可以采用峰值对消、峰值加窗、峰值裁剪等算法，实际应用中可以根据需要和成本来选取。对数字合路后的多频段宽带合路信号进行削峰，由于此时的信号在时域上为多路信号的相加生成的合路信号，所以削峰所需的硬件模块仅需要一个即可。对于上述步骤S103，从所述合路信号中提取出各种所述宽带信号可以通过以下方式根据各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率，分别将各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率混频到零中频频段；对混频到所述零中频频段的信号进行滤波，从中提取对应的所述宽带信号。上述混频和滤波的两个步骤可以分别通过混频器和滤波器实现，将削峰后的信号恢复出原有的各个制式和频段的信号，削峰后的信号为多个制式或频段的合路信号，通过预先设计好的滤波器可以取出各个频段的信号。削峰完后的合路信号在送给宽带功放或者宽带DPD做处理之前，往往需要将信号的频段搬移到目标频段，以便适应后续操作的要求。因此，对削峰处理之后的数字合路信号还原其中各种宽带信号的原始频段，将各个频段的宽带信号分离出来，形成对于其各自频段的0中频信号，并通过再次搬频合路，将信号搬移至需要的目标频段。与现有技术相比较，本发明的宽带信号削峰方法中，通过对至少两种模式的宽带信号进行合路处理，对合路处理后的信号进行统一联合削峰，因此不需要对每个所述宽带信号的每个载波分别削峰，降低了宽带信号削峰处理的技术难度和方法的实现成本。同时， 可以避免对各个频段的宽带信号分别削峰处理后再合路输出，造成的最终合路输出的信号峰均比重新升高的问题。请参阅图2，图2是本发明宽带信号削峰方法一种优选实施方式的示意图。作为本发明的一种优选实施方式，执行步骤S103从所述合路信号中提取出各种所述宽带信号之后，还可进一步执行下述步骤步骤S104，将提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段。其中，将提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段的步骤可以通过以下方式实现
分别将提取的各种所述宽带信号的频率混频到所述第二预定频段；对混频到所述第二预定频段的信号进行相加合路处理。上述混频和合路处理可分别通过混频器和合路器来实现，将提取出的各个制式或频段的信号重新进行合路操作，这部分合路操作的目的在于形成与后续的处理相匹配的多频段合路信号。将各个频段的削峰后信号重新搬移到其对应的频段保证两个频段间的载波间隔满足系统要求，然后进行相加。此时的合路信号峰均比依然很低可以满足功放和DPD 的处理要求，同时此时信号为多频段信号的合路信号可以将多频段信号需要多个功放的局面改为仅用一路功放输出，节约了资源。在步骤S104中的合路操作可以是模拟合路也可以是数字合路，可以根据DPD的要求或者功放的要求任意选择。因此，在执行步骤S104前，可对步骤S103中提取的各种所述宽带信号进行数模转换，先将数字宽带信号转换为模拟宽带信号，然后再执行步骤S104的合路操作。通过上述步骤S104，即可以形成峰均比比较小的最终合路信号，该过程仅需一个削峰模块实现，节约了大量的资源，并且可以有效的降低最终合路信号的峰均比，有利于后续的DPD处理和功放效率的提高。请参阅图3，图3是本发明宽带信号削峰装置的结构示意图。所述宽带信号削峰装置包括合路模块11、削峰模块12和信号提取模块13 ；所述合路模块11接收至少两种模式的宽带信号，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理，并将处理获得的合路信号输出至所述削峰模块12 ；所述削峰模块12对所述合路信号进行削峰处理；所述信号提取模块13在所述削峰模块12处理后的合路信号中提取出各种所述宽带信号。其中，所述合路模块11优选包括至少两个第一混频器和第一加法器；各个所述第一混频器分别将各种所述宽带信号的频率混频到第一预定频段，并将混频到所述第一预定频段的信号输出至所述第一加法器；所述第一加法器对各个所述第一混频器处理后的信号进行相加合路处理，并将所述合路信号输出至所述削峰模块12。本发明中的各种混频器可采用NCO (numerical controlled oscillator，数字控制振荡器)等具有频率合成功能的器件实现。优选地，所述合路模块11实现数字合路，多个频段的信号在数字化后生成零中频的数字信号，此时各个频段的信号中心频点均为0，将各个频段的信号进行搬频后进行相加合路。对各种所述宽带信号搬频与数字合路是为了生成宽带的合路信号，将不同制式或不同频段的宽带信号数字化后搬频到不同的频点后进行数字合路生成单路的宽带合路信号， 使不同的频段的信号在频谱上不发生混叠的情况下将两个频段的载波尽量的在频域上靠在一起，使合路后的频谱也不至于太宽影响削峰的效果。所述的宽带合路信号的带宽亦即所述第一预定频段可根据所述削峰模块12中的削峰处理的要求来设置，或者进一步根据后续的其他信号处理的要求来设置，例如滤波器的要求等。所述削峰模块12对所述合路信号的削峰处理时，可利用现有公知的削峰算法进行信号削峰处理，其中所述削峰算法可以采用峰值对消、峰值加窗、峰值裁剪等算法，实际应用中可以根据需要和成本来选取。对数字合路后的多频段宽带合路信号进行削峰，由于此时的信号在时域上为多路信号的相加生成的合路信号，所以削峰模块12仅需要一个即可。作为一种优选实施方式，所述信号提取模块13包括至少两个第二混频器和至少两个滤波器；各个所述第二混频器分别根据各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率，将各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率混频到零中频频段，并将混频到所述零中频频段的信号输出至各个所述滤波器；各个所述滤波器分别对各个所述第二混频器处理后的信号进行滤波，提取对应的宽带信号。所述第二混频器将削峰后的信号恢复出原有的各个制式和频段的信号，削峰后的信号为多个制式或频段的合路信号，通过预先设计好的滤波器可以取出各个频段的信号。削峰完后的合路信号在送给宽带功放或者宽带DPD做处理之前，往往需要将信号的频段搬移到目标频段，以便适应后续操作的要求。因此，对削峰处理之后的数字合路信号还原其中各种宽带信号的原始频段，将各个频段的宽带信号分离出来，形成对于其各自频段的0中频信号，并通过再次搬频合路，将信号搬移至需要的目标频段。与现有技术相比较，本发明的宽带信号削峰装置中，通过所述合路模块对至少两种模式的宽带信号进行合路处理，再由所述削峰模块对合路处理后的信号进行统一联合削峰，因此不需要对每个所述宽带信号的每个载波分别削峰，可以避免对各个频段的宽带信号分别削峰处理后再合路输出，造成的最终合路输出的信号峰均比重新升高的问题。同时， 将多路削峰改为单路来完成，并且在数据速率不高的条件下进行削峰操作，节约了大量的硬件资源，结构比较简单，提高功放系统的效率，减小设备体积，实现较方便。降低了宽带信号削峰处理的技术难度和硬件实现成本。请参阅图4，图4是本发明宽带信号削峰装置一种优选实施方式的结构示意图。作为一种优选实施方式，所述宽带信号削峰装置进一步包括第二合路模块14 ；所述第二合路模块14将所述信号提取模块13提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段。作为所述第二合路模块14的一种优选实施方式，所述第二合路模块14包括至少两个第三混频器和第二加法器；各个所述第三混频器分别将所述信号提取模块13提取的各种所述宽带信号的频率混频到所述第二预定频段，并将所述混频到第二预定频段的信号输出至所述第二加法器；所述第二加法器将各个所述第三混频器处理后的信号进行相加合路。所述第二合路模块14将提取出的各个制式或频段的信号重新进行合路操作，这部分合路操作的目的在于形成与后续的处理相匹配的多频段合路信号。将各个频段的削峰后信号重新搬移到其对应的频段保证两个频段间的载波间隔满足系统要求，然后进行相加。此时的合路信号峰均比依然很低可以满足功放和DPD的处理要求，同时此时信号为多频段信号的合路信号可以将多频段信号需要多个功放的局面改为仅用一路功放输出，节约了资源。所述第二合路模块14执行的合路操作可以是模拟合路也可以是数字合路，可以根据DPD的要求或者功放的要求任意选择。因此，在信号输入所述第二合路模块14之前， 可以先经过数模转换器进行数模转换，先将数字宽带信号转换为模拟宽带信号，然后再送入所述第二合路模块14执行合路操作。本实施方式的宽带信号削峰装置可以形成峰均比比较小的最终合路信号，该过程仅需一个削峰模块实现，节约了大量的资源，并且可以有效的降低最终合路信号的峰均比， 有利于后续的DPD处理和功放效率的提高。下面以TD-SCDMA中的F、A、E频段信号的削峰处理为例子，说明本发明的宽带信号削峰装置的应用。多个频段的TD-SCDMA信号在数字化后生成零中频的数字信号，此时各个频段的信号中心频点均为0，不同频段的信号都送入所述合路模块11，所述合路模块11将各个频段的信号进行搬频后进行相加合路。使不同的频段的信号在频谱上不发生混叠的情况下将两个频段的载波尽量的在频域上靠在一起，使合路后的频谱也不至于太宽影响削峰的效
: O上述宽带合路信号被送入所述削峰模块12，所述削峰模块12对数字合路后的多频段宽带信号进行削峰，降低信号峰均比。由于此时的信号在时域上为多路信号的相加生成的合路信号，故所需的削峰模块12仅需要一个即可，削峰模块12的选择可以根据成本与性能进行选择，本实施例中采用PC-CFR算法即峰值对消算法。该算法通过检测某个时刻信号的时域幅度值来判断是否进行削峰操作，若信号幅度超过设定的门限值则调用存储好的削峰脉冲来进行减法操作使峰值减小，由于削峰脉冲在频谱上是与信号频谱相匹配的。因此该过程不会影响信号的ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio，相邻频道泄漏比)。削峰后的合路信号被送入所述信号提取模块13。所述信号提取模块13将各个频段的信号数字信号分离出来，形成各个对于频段的0中频信号。结果所述信号提取模块13 后将得到多路削峰完后的信号，此时的信号会送入所述第二合路模块14。所述第二合路模块14可以是数字合路也可以是模拟合路，各个频段的削峰后信号重新搬移到其对应的频段保证两个频段间的载波间隔满足系统要求，然后进行相加。例如首先将不同频段的信号通过NCO搬移到对应频点上，然后利用加法器将多路信号进行相加生成最终的合路信号。此时的合路信号峰均比依然很低可以满足功放和DPD的处理要求，同时此时信号为多频段信号的合路信号可以将多频段信号需要多个功放的局面改为仅用一路功放输出，节约了资源。请参阅图5，图5是本发明宽带功放系统的部分结构示意图。所述宽带功放系统包括数字上变频和宽带功率放大器，还包括本发明的所述宽带信号削峰装置。本发明的所述宽带信号削峰装置连接在所述数字上变频和所述宽带功率放大器之间，对经过所述数字上变频处理后的宽带数字信号进行合路和削峰处理，然后将削峰信号送入到所述宽带功率放大器中进行功率放大处理。与现有技术相比较，本发明的所述宽带功放系统中，通过所述宽带信号削峰装置对至少两种模式的宽带信号进行合路处理和统一联合削峰，因此不需要对每个所述宽带信号的每个载波分别削峰，可以避免对各个频段的宽带信号分别削峰处理后再合路输出，造成的最终合路输出的信号峰均比重新升高的问题。同时，将多路削峰改为单路来完成，并且在数据速率不高的条件下进行削峰操作，节约了大量的硬件资源，结构比较简单，提高功放系统的效率，减小设备体积，实现较方便。降低了宽带信号削峰处理的技术难度和硬件实现成本。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种宽带信号削峰方法，其特征在于，包括以下步骤接收至少两种模式的宽带信号，并对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理；对合路处理后获得的合路信号进行削峰处理；在削峰处理后的所述合路信号中提取出各种所述宽带信号。
2.如权利要求1所述的宽带信号削峰方法，其特征在于，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理的步骤包括将各种所述宽带信号的频率混频到第一预定频段；对混频到所述第一预定频段的信号进行相加合路处理。
3.如权利要求1或者2所述的宽带信号削峰方法，其特征在于，从所述合路信号中提取出各种所述宽带信号之后，进一步包括下述步骤将提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段。
4.如权利要求3所述的宽带信号削峰方法，其特征在于，从所述合路信号中提取出各种所述宽带信号的步骤包括根据各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率，分别将各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率混频到零中频频段；对混频到所述零中频频段的信号进行滤波，从中提取对应的所述宽带信号。
5.如权利要求3所述的宽带信号削峰方法，其特征在于，将提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段的步骤包括分别将提取的各种所述宽带信号的频率混频到所述第二预定频段；对混频到所述第二预定频段的信号进行相加合路处理。
6.一种宽带信号削峰装置，其特征在于，包括合路模块、削峰模块和信号提取模块；所述合路模块用于接收至少两种模式的宽带信号，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理，并将处理获得的合路信号输出至所述削峰模块；所述削峰模块用于对所述合路信号进行削峰处理；所述信号提取模块用于在所述削峰模块处理后的合路信号中提取出各种所述宽带信号。
7.如权利要求6所述的宽带信号削峰装置，其特征在于，所述合路模块包括至少两个第一混频器和第一加法器；各个所述第一混频器分别将各种所述宽带信号的频率混频到第一预定频段，并将混频到所述第一预定频段的信号输出至所述第一加法器；所述第一加法器对各个所述第一混频器处理后的信号进行相加合路处理，并将所述合路信号输出至所述削峰模块。
8.如权利要求6或者7所述的宽带信号削峰装置，其特征在于，进一步包括第二合路模块；所述第二合路模块将所述信号提取模块提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段。
9.如权利要求8所述的宽带信号削峰装置，其特征在于，所述信号提取模块包括至少两个第二混频器和至少两个滤波器；各个所述第二混频器分别根据各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率，将各种所述宽带信号在所述合路信号中对应的信号频率混频到零中频频段，并将混频到所述零中频频段的信号输出至各个所述滤波器；各个所述滤波器分别对各个所述第二混频器处理后的信号进行滤波，提取对应的宽带信号。
10.如权利要求8所述的宽带信号削峰装置，其特征在于，所述第二合路模块包括至少两个第三混频器和第二加法器；各个所述第三混频器分别将所述信号提取模块提取的各种所述宽带信号的频率混频到所述第二预定频段，并将所述混频到第二预定频段的信号输出至所述第二加法器；所述第二加法器将各个所述第三混频器处理后的信号进行相加合路。
11.一种宽带功放系统，包括数字上变频和宽带功率放大器，以及连接在所述数字上变频和所述宽带功率放大器之间的宽带信号削峰装置，其特征在于，所述宽带信号削峰装置包括合路模块、削峰模块和信号提取模块；所述合路模块用于接收至少两种模式的宽带信号，对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理，并将处理获得的合路信号输出至所述削峰模块；所述削峰模块用于对所述合路信号进行削峰处理；所述信号提取模块用于在所述削峰模块处理后的合路信号中提取出各种所述宽带信号。
12.如权利要求11所述的宽带功放系统，其特征在于，所述宽带信号削峰装置进一步包括第二合路模块；所述第二合路模块将所述信号提取模块提取的各种所述宽带信号搬频合路至第二预定频段。
全文摘要
本发明提供一种宽带信号削峰方法及其装置、宽带功放系统。所述方法包括接收至少两种模式的宽带信号，并对所述至少两种模式的宽带信号进行合路处理；对合路处理后获得的合路信号进行削峰处理，在削峰处理后的所述合路信号中提取出各种所述宽带信号。本发明的宽带信号削峰方法及其装置、宽带功放系统，通过对至少两种模式的宽带信号进行合路处理，对合路处理后的信号进行统一联合削峰，因此不需要对每个所述宽带信号的每个载波分别削峰，降低了宽带信号削峰处理的技术难度和方法的实现成本。同时，可以避免对各个频段的宽带信号分别削峰处理后再合路输出，造成的最终合路输出的信号峰均比重新升高的问题。
文档编号H04L27/26GK102571680SQ201210067699
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者吕辉, 雷文明 申请人:京信通信系统(中国)有限公司