专利名称：基于切线原理的矢量孔调整法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种创造"矢量孔"的信号调整方法，具体如下 先检测输入信号的幅度，将低于阈值的信号幅度改为阈值，相位保持不变。然后通 过找阈值圆切线的方法改变信号的相位。如
图1所示，点A和B是两个信号采样点，AB连 线通过了以阈值为半径的圆，即信号过小，需要调整B点的相位和幅度，使AB连线不与圆相 交。于是先求从A点出发的圆切线与以B点幅度为半径的圆的交点，将四个交点中离原B 点最近的那个点设为新的B点(若AB两点的幅度相同，交点只有三个；若AB两点中任一点 幅度等于阈值，则交点为两个)。如果求得的新B点导致的信号失真太大，则使用另一种改 进过的方法，自行设定相位移动阈值和幅度改变阈值，保持原B点幅度不变，改变相位移动 到B'，再保持相位不变，改变幅度变成了新B点，如图2所示。最后，使用空载波技术，只保 留部分空载波的调整信号，如图3所示，将有用载波和过采样插入的零都恢复原值，以减少 带内失真和带外失真。 实施例1图4和图5给出了 16QAM调制LTE信号在使用本发明方法处理前后的矢 量图对比效果。该LTE信号的带宽为20MHz，过采样率为8，快速傅里叶变换的点数是2048， 含1201个数据载波和847个空载波，我们使用了其中的260个空载波，阈值设定为信号幅 度最大值的10%。，幅度改变阈值设为信号最大幅度的1%，相位移动阈值设为1度。
a.将所有信号采样点幅度归一化，定义信号幅度下限阈值O. 1。
b.依次检查所有采样点，将小于0. 1的信号幅度改为0. l，相位不变。
c.在复数平面上做一个圆心为原点、半径为0. 1的圆cl。
d.使用迭代法对信号进行调整。 dl).任意选取两个连续的采样点为例，如第485个已调整过的信号采样点为-0. 03-0. 4i，第486个原始信号采样点为0. 1+0. 049i，这两点分别设为A点和B点。
d2).在复数平面上做圆心为原点、半径为0. 4011的圆c2。 d3).因为AB连线与圆cl有交点，所以做从A点出发到圆cl的切线，该切线与圆
2有四个交点，-O. 0898-0. 0659i、-0. 1071+0. 0306i、0. 1104+0. 0143i、0. 079-0. 0785i，从这
四个点中选取离原B点最近的0. 1104+0. 0143i作为新B点候选。 d4).定义相位移动阈值pt = 1° ，幅度改变阈值mt = 0. 01。 d5).计算点0. 1104+0. 0143i到原B点0. 1+0. 049i的相位移动值为18. 73° ，因
为该值大于相位移动阈值pt，所以需将原B点顺时针相移1° ，并将其幅度延长0.01，最后
得到的点0. 1099+0. 0515i即为所求的新B点。 e.将所有调整过的16384个信号采样点用快速傅里叶变换法转换成频域信号Yl， 并将步骤b中得到的初步调整的数字信号点也转换成频域信号Y2。 f.保持597 726和15649 15778信号采样点仍为调整值不变，1 596和 15779 16384采样点替换为对应位置的Y2值，而727 15648采样点全部改为0。
g.将步骤f后的频域信号用反快速福利叶变换法转换回时域信号。
h.重复步骤b到步骤g十次，则复数平面上可以看到一个清晰的矢量孔，停止。
从图5中可以看出本发明中的信号跳帧方法可以在复数平面上制造一个清晰可 见的矢量孔，避免了信号过小的问题。图6为该信号的频谱图，可以看出经过调整后的带外 失真仍然很小，几乎可以忽略不计。图7为该LTE信号调整后的频域星座图，经过计算，调 整后的16QAM信号EVM值为1. 87%，比指标规定要小得多。
权利要求
一种基于切线原理的矢量孔调整法，其特征在于在复数平面上制造“矢量孔”的信号调整方法，具体如下a.定义一个信号幅度的下限阈值R，阈值R的大小由通信系统自身指标要求决定，阈值R越大，矢量孔的半径越大，对漏极功放的要求越低，极坐标系发射机的制作难度越低，取阈值R为信号幅度最大值的10％，b.依次检查所有的数字信号采样点，凡是幅度小于阈值R的采样点，将其幅度改为阈值R，相位保持不变；若信号幅度大于或等于阈值R，则保持该采样点不变；c.将所有信号采样点折射到复数平面上，实部为横坐标，虚部为纵坐标；在复数平面上画一个以原点为圆心，阈值R为半径的圆c1；d.使用迭代法，用一个已调整过的信号点，改变下一个原始信号点的相位和幅度；d1).从n＝1开始，重复步骤d2)到步骤d4)，直至n＝N-I，其中N是信号采样点的总个数，设A点为第n个调整后的信号采样点，B点为第n+1个原始信号采样点，求第n+1个调整后的信号采样点，即一个新的B点，当n＝1时，设第1个调整后的信号采样点等于第一个原始信号采样点；d2).在复数平面画一个以原点为圆心，B点幅度为半径的圆，设为c2；d3).连接A点和B点，若AB两点的连线与圆c1无交点，或者点A和点B都在圆c1上，则B点保持不动，即第n+1个调整后信号采样点等于第n+1个原始信号采样点；若AB连线与圆c1有交点，从A点出发画两条切线到圆c1，这两条切线与圆c2将有四个交点，从这四个交点中选取与原B点距离最近的那个点作为新的B点候选；如果点A在圆c1上，则只有一条切线和两个交点，从这两个点中选取离原B点最近的那个点作为新B点候选；而如果点B在圆c1上，则圆c1和圆c2重合，两条切线的两个切点就是我们需要的新B点候选；d4).定义相位移动阈值pt和幅度改变阈值mt，这两个阈值用于限制信号调整的程度，抑制信号失真，选取相位移动阈值pt为1度，幅度改变阈值mt为信号幅度最大值的1％，可以得到不错的效果；d5).计算新B点候选与原B点之间的相位移动值，如果该值大于相位移动阈值pt，则将原B点向新B点候选方向相移pt度角，并将其幅度在原B点基础上增加幅度改变阈值mt，由此得到新的B点；如果该相位移动值小于或等于相位移动阈值pt，则新B点候选就是需要的新B点；e.将所有调整过的N个数字采样点用快速傅里叶变换法转换成频域信号Y1，同时将步骤b中得到的初步调整的数字信号点同样转换成频域信号Y2，f.在频域上进一步调整信号，以去处带外失真，并限制带内失真，一般的频域信号可以分成三部分在有用载波上的部分，在空载波上的部分，以及上采样时插入的零，保持步骤e后得到的频域信号在空载波上的那一部分不变，该插入零的部分恢复为零，而在有用载波上的那一部分则恢复成频域信号Y2与之对应的部分；g.将频域信号用反快速傅里叶变换法转换回时域信号；h.重复步骤b到步骤g，直至在复数平面上可以看到一个清晰可见的矢量孔，停止。
全文摘要
基于切线原理的矢量孔调整法可以应用于任何使用OFDM传输方式和漏极调制功放的通信系统，不仅改变信号幅度，更进一步改变信号相位，从而真正解决信号过于靠近原点的问题。在复数平面上制造“矢量孔”的信号调整方法，具体如下a.定义一个信号幅度的下限阈值R，b.依次检查所有的数字信号采样点，c.将所有信号采样点折射到复数平面上，d.使用迭代法，用一个已调整过的信号点改变下一个原始信号点的相位和幅度；e.将所有调整过的N个数字采样点用快速傅里叶变换法转换成频域信号Y1，同时将步骤b中得到的初步调整的数字信号点同样转换成频域信号Y2，f.在频域上进一步调整信号，h.重复步骤b到步骤g，直至在复数平面上可以看到一个清晰可见的矢量孔。
文档编号H04L27/26GK101729484SQ20091023252
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者托马斯·布拉泽尔, 朱晓维, 王晶琦, 祝安定 申请人:东南大学;爱尔兰国立都柏林大学