用于减小信号峰均比的方法及设备的制造方法
【专利说明】用于减小信号峰均比的方法及设备
[0001] 本发明一般来说涉及信号的处理且更具体来说涉及减小信号的峰均比。
【背景技术】
[0002] 信号的峰均比（PAR)通常是指如在一时间周期（或时间窗）内所测量的峰值瞬时 功率与平均功率的比。替代地，峰均比也指在一时间周期内测量的信号包络的峰值振幅对 信号包络的平均振幅。一般来说，峰均比表示信号变化的特性。举例来说，具有高峰均比的 信号可含有罕见/偶然峰值、尖峰或过冲。
[0003] -般来说，具有高峰均比的信号导致处理信号的低效。举例来说，将具有高峰均比 的信号放大的功率放大器通常以低效率工作。类似地，在将高PAR的模拟信号转换为数字 形式的模/数（A/D)转换器的情形中，A/D转换器的整个动态范围被低效地利用。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的方面，通过以下操作来减小信号的PAR:以阈值电平对所述信号进 行削波且用所述信号的一组频率音调替换所述经削波信号的选定频率音调。
[0005] 根据本发明的另一方面，通过将峰值消除信号加到所接收信号而减小信号的PAR。 通过以阈值电平对所接收信号进行削波以产生经削波信号而产生所述峰值消除信号。通过 从所述经削波信号减去所接收信号而产生差信号。通过按比例调整因子按比例调整因此产 生的所述峰值消除信号且将其加到所述所接收信号来减小所述所接收信号的所述PAR。调 整所述按比例调整因子以维持所述所接收信号的所要质量。
[0006] 根据本发明的另一方面，通过将OFDM信号的副载波转换成时域OFDM信号而减小 经正交频分多路复用（OFDM)信号的PAR。以阈值电平对所述时域OFDM信号进行削波。将 所述经削波时域OFDM信号转换为频率音调。用原始带内OFDM频率音调替换经削波信号的 带内频率音调，借此增强OFDM信号的质量。
[0007] 根据本发明的另一方面，可按比例调整经削波OFDM信号的带内频率音调及带外 频率音调两者以遵守通信标准（例如，WLAN(802. lla/b/n/g))中所规定的掩码。
【附图说明】
[0008] 图1是其中看到本发明的各个方面的实例环境。
[0009] 图2是在一个实施例中在图1中所展示的示范性装置中的一或多者内执行的实例 数据处理顺序的框图。
[0010] 图3图解说明图2的功率放大器的实例传送曲线。
[0011] 图4是图解说明其中在实施例中减小信号的PAR的方式的流程图。
[0012] 图5是图解说明其中在一个实施例中减小OFDM信号的PAR的方式的框图。
[0013] 图6A到6F表示处于不同处理层级的实例OFDM信号。
[0014]图7是图解说明其中在一个实施例中产生峰值消除信号并将所述峰值消除信号 加到原始OFDM信号的方式的框图。
[0015] 图8是根据一个实施例的调制技术的实例星座图。
[0016] 图9是一个实施例中的信号的实例功率谱密度（PSD)。
【具体实施方式】
[0017] 图1是其中看到本发明的各个方面的实例环境。如所展示，举例来说，环境包括一 或多个移动装置110、膝上型计算机120、网络打印机130、路由器140、基站150、PDA160及 计算机170。其它无线或有线装置可耦合到通信网络190。装置110到170耦合到通信网 络190。通信网络190根据例如但不限于WLAN、WIFI、蓝牙、专用RF信道、GSM、CDMA、OFDM、 卫星通信、电缆联网、PSTN、DSL等各种无线/有线线路通信标准而支持数据的交换。因此， 装置110到170通过根据一或多个此类标准处理信号来发射及接收信号携载信息。下文进 一步详细地描述可在装置110到170中执行的信号处理的实例顺序。
[0018] 图2是可在图1中所展示的示范性装置中的一或多者内执行的实例数据处理顺序 的框图。所述框图经展示含有信号源210、A/D转换器220、源编码器230、数字信号源240、 处理器250、输入/输出（I/O)装置260、存储器270、数/模（D/A)转换器280、模拟信号处 理器285、功率放大器290及天线299。下文进一步详细地描述每一框。
[0019] 信号源210在路径212上提供模拟信号以供在通信网络190上处理及发射。在一 些实施例中，信号源210包含模拟源，例如但不限于产生音频/语音信号的麦克风、产生视 频或图像信号的摄像机及产生表示温度变化、压力变化的信号及/或其它自动化信号的传 感器。信号源210还可包含从信号源/传感器获取信号且将所述信号转换为适合格式以供 处理的其它辅助系统。
[0020] A/D转换器220将从信号源210接收的模拟信号转换为数字值。在一个实施例中， A/D转换器220将输入模拟值取样且将每一样本转换为数字代码，以借此产生对应于连续 模拟信号的数字值的序列。A/D转换器220的动态范围经适合地选择以匹配模拟信号的动 态范围使得每一经取样值由数字代码有效地表示。可使用任何已知技术来实施A/D转换器 220〇
[0021] 源编码器230根据各种源编码标准对从A/D转换器220接收的原始数字代码进行 编码。举例来说，源编码器230将所接收原始数字代码中的任何冗余去除且改进以数字格 式表示模拟值的效率。可考虑到被编码的源信号来实施源编码器230,如相关技术中已知。
[0022] 数字信号源240在路径245上提供数字信号以供在通信网络190上处理及发射。 在一些实施例中，数字信号源240包括经处理视频信号、经压缩视频信号及表示（举例来 说）多媒体、数字文档、数据包、根据一或多个调制技术（例如BPSK、QPSK、QAM、多进制等 等）形成的数据符号中的一或多者。数字信号源240还可包含获取信号并将所述信号转换 为适合格式以供处理的其它辅助系统。I/O装置260为用户提供到处理器250的外部接口。 处理器250经由I/O装置260发送及接收数据。存储器270耦合到I/O装置260且耦合到 处理器250。存储器270在需要时存储及/或提供数据以供处理。
[0023] D/A转换器280将数字位的序列转换为对应模拟信号。然后经转换模拟信号被提 供到模拟信号处理器285。可使用匹配信号速率、范围精确度等的任何已知技术来实施D/A 转换器。模拟信号处理器285处理从D/A转换器280接收的模拟信号以供在通信网络190 上发射。在一个实施例中，模拟信号处理器285执行滤波器、混频器、频率转换器的一或多 个操作及适合于根据所要通信标准发射信号的操作。所述经处理模拟信号被提供到功率放 大器290。
[0024] 功率放大器290将所接收信号放大到所要功率电平以供发射。信号的发射是经由 天线299进行的。在一个实施例中，发射是经由其它发射设备或作为通信网络190的部分 的功能性而进行。功率放大器290经配置以将具有特定峰均比（PAR)的信号放大。功率放 大器290的效率取决于被放大的信号的PAR而变化。下文参考图3描述其中PAR可影响功 率放大器290的效率的方式。
[0025] 图3图解说明功率放大器290的实例传送曲线。Psat输出功率电平表示功率放大 器290的经设计饱和功率。P T1输出功率电平表示具有等于PAR i的峰均比的信号的发射功 率。PT2输出功率电平表示具有等于PAR2(大于PAR)的峰均比的信号的发射功率。
[0026] 如可见，发射功率被设置为小于（称作"回退"）用于将信号分量放大的Psat。回退 的量是基于信号摆动或PAR来确定。一般来说，信号的PAR越高，回退越大。因此，为实现 所要发射功率，应将功率放大器的P sat设置为对应较高的值。较高P sat在图2的处理链中导 致较高电流消耗。替代地，对于固定的Psat，发射功率可随着增加PAR而降低。
[0027] 如与图2的处理链中的其它单元相比，功率放大器可消耗较大百分比的功率。因 此，期望通过减小被放大的信号的PAR来保持使发射功率较接近于P sat。
[0028] 在一个实施例中，处理器250经配置以减小信号的PAR。处理器250接收信号以减 小PAR以供在通信网络190上发射。在一个实施例中，处理器250执行各种信号处理操作 以减小信号的PAR。处理器250执行根据适用的通信标准的例如快速傅里叶变换（FFT)、逆 快速傅里叶变换（IFFT)及/或其它信号调节操作等操作。下文进一步详细地描述其中处 理器250可减小信号的PAR的方式。
[0029] 图4是图解说明其中根据一个实施例减小信号的PAR的方式的流程图。在框410 中，处理器250接收信号以减小PAR。在一个实施例中，所接收信号在频域中。举例来说， 信号被表示为具有变化的振幅及/或相位的有限数目个离散频率音调。在一个替代实施例 中，所接收信号在时域中。举例来说，所接收信号包括以数字位/代码表示的一序列模拟样 本。如果在频域中接收信号，那么处理器250使用例如逆傅里叶变换（IFT)、IFFT、逆离散 余弦变换（IDCT)等技术将信号的频域表示转换为时域。另一方面，如果所接收信号在时域 中，那么处理器250通过应用合适变换技术将所述信号转换为频率音调以供稍后使用。
[0030] 在框420中，处理器250以所要电平对所接收信号进行削波。在一个实施例中，使 用数字处理技术