用于减少一个复合载波信号的峰值对平均值功率比的方法和装置

摘要

一个峰值降低波形(202)被估计并且被与一个复 合信号(102)相加,来降低这个复合信号(104)的一个峰值对平均 值功率比。这个峰值降低波形的这个期望值(204)被修改成具有 与被分配的Walsh码(210)正交的Walsh码分量(205)。实现估 计随后的峰值降低波形的一个叠代过程来产生一个峰值降低 波形(202),当这个峰值降低波形(202)与这个复合信号(102)相加 时,将产生具有其峰值对平均值比为一个所需值的一个复合信 号(104)并且这个复合信号(104)没有再调制被分配Walsh码的 效果。对没有被分配的Walsh码分量的幅度的限制可以被包括, 来控制没有被分配的Walsh码的功率电平。

说明书

本发明涉及通信装置，特别地涉及在电信装置中实现的发送器。

在直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝电信系统中，一个蜂窝基站与多个移动单元进行通信而维持与这些移动单元的专用链路。每一个专用链路被分配与其它码正交的一个码。最通用的码类型是Walsh码。Walsh码的特点是其所有成员码与其它码正交。Walsh码的这个特点使DS-CDMA系统中的一个基站能够发送一个复合载波信号，其中每一个载波信号被用一个分配的Walsh码来编码。每一个接收单元根据被分配的Walsh码来提取所需的信息并且忽略其它正交的Walsh码。

这个复合载波信号被一个线性功率放大器放大，这个线性功率放大器的峰值功率有限；但是，这个复合载波信号的这个有限峰值功率可能相当大。在这样一个系统中，这个线性功率放大器应有一个陡峭的线性工作区，它反过来极大加重了设计和维持这个线性功率放大器使其工作在线性工作区的需求。结果，在这个DS-CDMA系统中，这个线性功率放大器的费用显著增加了。

为了降低线性功率放大器的工作需求，通常使用一个削波技术。在这个方法中，如果这个复合载波信号的峰值幅度比一个规定电平高，在输入到这个发送器线性功率放大器以前就限制这个信号幅度。

例如，参考图1，显示了用于发送一个复合载波信号的、并且包括一个削波器103的一个DS-CDMA发送器系统。多个信道101-1到101-L被一个加法器105加到一起来产生一个复合信号102x(n)，其中多个信号101-1到101-L分别被用多个分配的Walsh码编码。通常在一个给定的Walsh码空间中，可用的Walsh码总数比一给定的时刻所实际分配的Walsh码的数目多。

这个复合信号102x(n)被输入到这个削波器103。这个削波器103对这个复合信号102x(n)的峰值进行削波，并且产生一个被削波的复合信号104y(n)。但是，这个削波技术对编码到这个复合信号104y(n)的这个被分配Walsh码增加了一个严重的信号质量下降的畸变，如通常所知道的再调制效果。

所以，需要一个技术来减少一个复合载波信号的峰值对平均值功率比，而没有这个削波技术的这个有害的效果。

图1描述了用于发送一个复合载波信号的一个DS-CDMA发送器系统。

图2一般描述了根据本发明的这个装置的一个框图。

在本发明中，通过一个叠代过程可以获得一个峰值降低的波形。这个峰值降低的波形的期望值被修改成具有与其被分配的Walsh码正交的Walsh码分量。这个优化随后的期望值的过程被重复多次，以使产生当与这个复合信号相加时，所产生的复合信号的峰值对平均值比为一个所需程度并且没有重新调制Walsh码时的效果的一个峰值降低波形。本发明进一步能够扩展到限制没有被分配的Walsh码分量的幅度来控制没有被分配的Walsh码的功率电平。

在本发明中，这个峰值降低波形被限制到具有没有被分配的Walsh码的功率，并且当与这个复合信号相加时，所产生的这个复合信号具有所需的峰值对平均值功率比并且没有被分配的Walsh码的功率数量被优化为低于一个所需电平。

根据本发明的这个叠代过程开始时产生一这个峰值降低波形的第一期望值。通过第一次将这个复合信号102x(n)削波到一个所需程度来产生这个峰值降低波形的这个第一期望值，通过提取被削波的部分并且反转这个被提取的信号来产生这个峰值降低波形的这个第一期望值。理想地，这个峰值降低波形的这个第一期望值可以与这个复合信号102x(n)相加来产生具有一个减少的峰值对平均值功率比的一个复合信号。但是，这个峰值降低波形的这个第一期望值具有与这个复合信号中被分配的Walsh码正交的Walsh码分量的可能性是最小的。

本发明中，这个峰值降低波形的这个第一期望值被修改成具有与被分配的Walsh码正交的Walsh码分量。一个Walsh Hadamard变换(WHT)操作将这个峰值降低波形的这个第一期望值分解为Walsh码分量。与被分配的Walsh码相应的这些分量然后被强迫变为0，并且WHT的反变换从这个被修改的Walsh码分量组中重构一第一重构峰值降低波形。这是具有与被分配的Walsh码正交的Walsh码分量的第一重构峰值降低波形。

当与这个复合信号相加时，这个第一重构峰值降低波形将不再调制这个被分配的Walsh码；但是，它的峰值降低特点将比理想的情形要低。

为了进一步优化这个第一重构峰值降低波形，产生具有更有效的峰值降低特性并且具有与被分配的Walsh码正交的Walsh码分量的这个峰值降低波形的一第二期望值。这个第一重构峰值降低波形被与这个复合信号102x(n)相加来产生峰值对平均值比降低的一第一复合信号。所产生的这个信号被削波到所需程度，并且提取这个被削波的部分，这个被削波的部分被反转来产生这个峰值降低波形的这个第二期望值。

通过WHT，这个峰值降低波形的这个第二期望值被分解为Walsh码分量；然后，与被分配的Walsh码相应的这些Walsh码分量被强迫变为0。下面，WHT的反变换从这个最新被修改的Walsh码分量重构一第二峰值降低波形。这个第二重构峰值降低波形是对这个第一重构峰值降低波形的进一步优化。

当与这个复合信号相加时，这个第二重构峰值降低波形将不再调制这些被分配的Walsh码，并且与这个第一重构峰值降低波形相比，它能够更有效地降低峰值。这个优化过程可以按照需要重复多次，来产生一个峰值降低波形，当这个峰值降低波形与这个复合信号相加时，所产生的复合信号的峰值对平均值比具有一个所需的程度，并且不会产生重新调制被分配的Walsh码的效果。

这个WHT操作被修改成包括一个有效的实施方式。一个这样的有效实施方式是执行部分WHT操作而不是全部WHT操作。对码空间中的每一个可能码均执行WHT操作，来了解这个复合信号中分配了哪些码，并且这个峰值降低波形的期望值是否包括了任何被分配的码。所以，提供关于教导哪些码被分配和这个峰值降低波形的期望值是否包括任何一个被分配的码的任何一个有效的方法均能够替代WHT操作。

当在部分WHT操作以前已经知道被分配的码时，执行部分WHT操作来了解这个峰值降低波形的没有被分配码中的能量内容。在这个情形下，WHT操作被限制于没有被分配的码，来决定没有被分配的相应码分量。

在这个峰值降低波形的期望值中被分配码的分量被设置为0的这个修改步骤中，在另一实施例中，本发明将这个被分配码分量设置为一个非0的值；或者另一个替代中，将多个被分配的码分量设置为0而剩余的那部分被分配码的值被设置为非0。尽管因为在这个峰值降低波形中具有非0的被分配码分量值而产生的再调制效果，这个系统能够容忍一些再调制效果。

虽然上述优化过程没有限制没有被分配的Walsh码分量的幅度，进一步，本发明能够扩展到限制没有被分配Walsh码分量的幅度来控制没有被分配Walsh码的功率电平。在被分配Walsh码分量被强迫设置为0的这个步骤中，上述这个优化过程进一步被修改为包括将没有被分配Walsh码分量的幅度限制到一个限制幅度的一个步骤；由此，没有被分配Walsh码的功率大小被相应的限制了。

图2一般描述了根据本发明的这个装置的一个框图。如图2所描述的本发明替代图1中的削波器103；与图1所显示的这个发送器中的所有其它部件一起，它接收这个信号102x(n)并且产生这个信号104y(n)。本发明是用于产生一个峰值降低波形202z(n)的一个装置。当这个信号202z(n)在加法器201中被与这个复合信号102x(n)相加，所产生的这个复合信号104y(n)具有所需的峰值对平均值功率比，而对这个信号104y(n)中的被分配Walsh码的再调制效果被减少或者被消除。进一步，没有被分配的Walsh码的功率电平被限制到一个所需电平。

该领域的一个普通技术人员可以理解，这个输入信号102x(n)可以被描述为： $>>x>>(>n>)>>=>>\Sigma >>i>=>1>>L>{{}_{}}_{}$

其中x(n)是所有被分配的Walsh码函数Wi，1到L的和，其中每一个Walsh码函数被乘以代表每一个Walsh码函数Wi的被分配功率电平的一个功率因子α.。通过一个叠代的优化这个信号202z(n)的方法来产生这个信号104y(n)，直到这个信号104y(n)具有所需的峰值对平均值功率比并且最好被描述为下述形式： $>>y>>(>n>)>>=>>\Sigma >>i>=>1>>L>{{{{}_{}}_{}}_{}}_{}$

该领域的一个普通技术人员可以理解，方程(2)中右边的第一项是这个信号102x(n)，第二项是这个信号202z(n)的贡献。这里，共有“N”个可用的Walsh码。注意，这个信号102x(n)的被分配的Walsh码i＝1到L没有被任何附加项引起畸变，并且这个信号202z(n)的贡献均在于没有被分配的Walsh码L+1到N。每一个没有被分配的Walsh码函数Wi有一个功率因子γ。

这个复合信号102x(n)在一个WHT模块210中被分解为其Walsh码分量，用于识别所有被分配的Walsh码分量。这个模块210识别被分配Walsh码功率因子α项。

这个复合信号102x(n)还被输入到一个峰值降低波形发生器203中。这个模块203产生一个基于这个复合信号102x(n)的一个峰值降低波形204的一个第一期望值。这个信号204在一个WHT模块205中被分解为其Walsh码分量。

一个模块207接收在模块205和210中这个WHT操作的结果。模块207将在模块205中被识别为与在模块210中被识别的被分配码，α项相应的Walsh码功率因子分量强迫变为0。结果，剩余的Walsh码功率因子分量成为γ功率因子。

这个模块207的这个结果被传递到一个模块209，以进行一个反WHT操作来产生仅具有γ功率因子乘积项，而没有α功率因子乘积项的这个信号202z(n)。这个信号202z(n)在一个加法器201中被与这个信号102x(n)相加来产生如方程(2)所显示的一第一信号104y(n)。

这个第一获取的信号104y(n)被反馈到这个模块203。然后，这个模块203产生基于这个第一信号104y(n)的这个峰值降低波形204的一第二期望值。这个峰值降低波形204的这个第二期望值在这个模块WHT205中被分解为其Walsh码分量。这个结果被反馈到这个模块207中，在这个模块207中，与被识别的α项相应的Walsh码分量被强迫变为0。下面，这个模块207的结果被馈送到执行反WHT操作的这个模块209中。这个模块209操作的结果是仅具有被更新的γ功率因子的一个新获取的信号202z(n)。与这个第一获取的信号202z(n)相比，这个新获取的信号202z(n)具有更有效的峰值降低特性。这个信号102x(n)在这个加法器201中被与这个新获取的峰值降低信号202z(n)相加，来产生一个新信号104y(n)。与这个第一叠代相比，这个新信号104y(n)的一个峰值对平均值功率比更靠近所需值，并且最好被描述为方程(2)所显示的。

对于下一个叠代，这个新获取的信号104y(n)被再反馈到这个模块203来产生另一个峰值降低波形。模块205中的WHT，模块207中的将α项分配为0，模块209中的反WHT，和模块201中的相加过程被重复来产生其峰值对平均值功率比更靠近这个所需值的一个最新信号104y(n)，并且这个信号104y(n)没有被分配Walsh码的畸变项，如方程(2)所显示的。这个叠代过程被重复，直到获得这个所需的信号104y(n)。

一旦这个信号104y(n)不再可能获得进一步优化时，就完成了这个叠代过程。这个模块203最后作出决定，是否已经获得了这个所需的信号104y(n)。

进一步，根据本发明，这个模块207除了将与α项相应的Walsh码分量变为0外，还限制是γ功率系数的剩余Walsh码分量的幅度。通过限制这个γ功率系数的幅度来控制没有被分配Walsh码的功率电平。当这个产生的信号202z(n)被加到这个复合信号102x(n)时，所产生的信号104y(n)具有有限的没有被分配Walsh码功率电平。

虽然已经具说明了本发明并且参考一个特别的实施方式描述了本发明，但是应理解，那些该领域的技术人员可以在形式和细节上对本发明进行很多改变而不偏离本发明的精神和范围。