數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，該裝置包括增益處理模塊、輸入幅度計算模塊、輸出幅度計算模塊、衰減計算模塊、比較模塊和增益確定模塊；該裝置在衰減計算模塊中計算得到衰減系數(shù)，根據(jù)輸入幅度計算模塊、輸出幅度計算模塊，在比較模塊得到比較結(jié)果，最后在增益確定模塊中確定增益值，實現(xiàn)對輸入信號的增益控制。對應地，本發(fā)明還提供一種數(shù)字信號峰值功率自動控制方法。本發(fā)明能保證輸出信號不超過門限值，并且信號的頻譜形狀基本保持不變，不會影響通信性能。
【專利說明】數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置和方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領域，特別是涉及一種數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，以及一種數(shù)字信號峰值功率自動控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射端，普遍采用了多載波信號，以便滿足日益增長的通信業(yè)務的需求。然而，數(shù)字基帶信號經(jīng)過成型濾波、DDC、再合成多載波后，存在峰均比擴展、峰值功率不可控的問題，特別是對于數(shù)字直放站系統(tǒng)而言，由于輸入功率的不確定，導致信號峰值功率完全不可控。為了限制信號的峰值功率，目前普遍的做法是加入硬消峰的方式，即把大于門限部分的信號峰值直接丟棄，從而限制輸出信號的最大峰值功率。圖1為硬消峰的應用場景一，硬消峰加在多載波合成模塊的后面，確保合成的多載波信號峰值功率是可控的；圖2為硬消峰的應用場景二，硬消峰加載DDC后，確保DDC輸出后的信號峰值功率是可控的；圖3是硬消峰的波形示意圖。硬消峰在信號峰值功率比較穩(wěn)定時，效果較好，當信號峰值功率變化較大時，硬消峰會衰減較多的信號峰值，造成信號頻譜惡化嚴重，從而影響通信性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，本發(fā)明提供一種數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置和方法，本發(fā)明能實現(xiàn)自動控制輸入信號的峰值功率，保證輸出信號不超過門限值，并且信號的頻譜形狀基本保持不變，不會影響通信性能。
[0004]一種數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，包括:增益處理模塊、輸入幅度計算模塊、輸出幅度計算模塊、衰減計算模塊、比較模塊、增益確定模塊；
[0005]所述增益處理模塊用于將輸入數(shù)字信號與增益值相乘得到輸出數(shù)字信號，同時將所述輸出數(shù)字信號反饋至所述輸出幅度計算模塊；
[0006]所述輸入幅度計算模塊，用于計算所述輸入數(shù)字信號的輸入幅度值，并將所述輸入幅度值輸出至所述比較模塊；
[0007]所述輸出幅度計算模塊，用于計算從所述增益處理模塊輸入的所述輸出數(shù)字信號的輸出幅度值，并將所述輸出幅度值輸出至所述比較模塊；
[0008]所述衰減計算模塊，用于根據(jù)預設的門限值，以及根據(jù)從所述輸入幅度計算模塊輸入的所述輸入幅度值，計算衰減系數(shù)輸出至所述增益確定模塊；
[0009]所述比較模塊，用于比較所述預設的門限值與從所述輸入幅度計算模塊輸入的所述輸入幅度值，以及比較所述預設的門限值與從所述輸出幅度計算模塊輸入的所述輸出幅度值，將得到的比較結(jié)果輸出至所述增益確定模塊；
[0010]所述增益確定模塊，用于根據(jù)從所述比較模塊輸入的所述比較結(jié)果和從所述衰減計算模塊輸入的所述衰減系數(shù)，確定增益值，并將所述增益值輸出至所述增益處理模塊。
[0011]對應地，本發(fā)明還提供了一種數(shù)字信號峰值功率自動控制方法。[0012]一種數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0013]將輸入數(shù)字信號與增益值相乘得到輸出數(shù)字信號；
[0014]計算所述輸入數(shù)字信號的輸入幅度值；
[0015]計算所述輸出數(shù)字信號的輸出幅度值；
[0016]根據(jù)預設的門限值和所述輸入幅度值，計算衰減系數(shù)；
[0017]比較所述預設的門限值與所述輸入幅度值，以及比較所述預設的門限值與所述輸出幅度值，得到比較結(jié)果；
[0018]根據(jù)所述比較結(jié)果和所述衰減系數(shù)，確定與所述輸入數(shù)字信號相乘的增益值。
[0019]本發(fā)明根據(jù)預設的門限值，通過簡單的除法計算得到衰減系數(shù)，根據(jù)衰減系數(shù)自動調(diào)整增益值，實現(xiàn)了對輸入信號的自動增益控制，保證輸出信號不超過門限值；本發(fā)明通過實時調(diào)整增益值，信號的頻譜形狀基本保持不變，對信號無失真，從而確保通信性能不會降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為硬消峰在一應用裝置中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為硬消峰在 另一應用裝置中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為硬消峰的波形示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置在一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置在一實施例中的波形示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明數(shù)字信號峰值功率自動控制方法在一實施例中的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0027]如圖4所示，是本發(fā)明數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置在一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，包括增益處理模塊402、輸入幅度計算模塊403、輸出幅度計算模塊404、衰減計算模塊405、比較模塊406、增益確定模塊407 ；
[0028]在一較佳實施例中，還包括時延模塊401，用于對輸入數(shù)字信號進行延時，將延時后的所述輸入數(shù)字信號輸出至所述增益處理模塊402 ；
[0029]可在主信號鏈路上，先對輸入信號Iin/Qin經(jīng)過時延模塊401進行T個周期的延時，以補償后續(xù)的增益值計算所需的時間；所述周期為時鐘周期，由芯片的工作時鐘頻率決定；時延等于輸入幅度計算模塊403的時鐘周期加上衰減計算模塊405的時鐘周期。
[0030]所述增益處理模塊402用于將輸入數(shù)字信號與增益值相乘得到輸出數(shù)字信號，同時將所述輸出數(shù)字信號反饋至所述輸出幅度計算模塊404 ；
[0031]經(jīng)過T個周期延時后的信號輸入到增益處理模塊402，進行信號的增益控制，將輸入信號Iin/Qin與當前生效的增益值Gain相乘，轉(zhuǎn)換為輸出信號UA^ut后輸出；同時將得到的輸出信號IratZUut再反饋至輸出幅度計算模塊404。
[0032]所述輸入幅度計算模塊403，用于計算所述輸入數(shù)字信號的輸入幅度值，并將所述輸入幅度值輸出至所述比較模塊406 ；[0033]在一較佳實施例中，所述輸入幅度計算模塊403，具體用于計算所述輸入數(shù)字信號每個采樣點的輸入幅度值，計算公式為:
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，包括:增益處理模塊、輸入幅度計算模塊、輸出幅度計算模塊、衰減計算模塊、比較模塊和增益確定模塊； 所述增益處理模塊用于將輸入數(shù)字信號與增益值相乘得到輸出數(shù)字信號，同時將所述輸出數(shù)字信號反饋至所述輸出幅度計算模塊； 所述輸入幅度計算模塊，用于計算所述輸入數(shù)字信號的輸入幅度值，并將所述輸入幅度值輸出至所述比較模塊； 所述輸出幅度計算模塊，用于計算從所述增益處理模塊輸入的所述輸出數(shù)字信號的輸出幅度值，并將所述輸出幅度值輸出至所述比較模塊； 所述衰減計算模塊，用于根據(jù)預設的門限值，以及根據(jù)從所述輸入幅度計算模塊輸入的所述輸入幅度值，計算衰減系數(shù)輸出至所述增益確定模塊； 所述比較模塊，用于比較所述預設的門限值與從所述輸入幅度計算模塊輸入的所述輸入幅度值，以及比較所述預設的門限值與從所述輸出幅度計算模塊輸入的所述輸出幅度值，將得到的比較結(jié)果輸出至所述增益確定模塊； 所述增益確定模塊，用于根據(jù)從所述比較模塊輸入的所述比較結(jié)果和從所述衰減計算模塊輸入的所述衰減系數(shù)，確定增益值，并將所述增益值輸出至所述增益處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，所述輸入幅度計算模塊，具體用于計算所述輸入數(shù)字信號每個采樣點的輸入幅度值，計算公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，所述輸出幅度計算模塊，具體用于計算所述輸出數(shù)字信號每個采樣點的輸出幅度值，計算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，所述衰減計算模塊中的所述衰減系數(shù)計算方法為:Fr = K/Ain，其中，F(xiàn)r為所述衰減系數(shù)，K為所述預設的門限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，所述比較模塊具體用于: 將所述預設的門限值與所述輸入幅度值或所述輸出幅度值進行比較: 若所述輸入數(shù)字信號一個采樣點的輸入幅度值大于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號大于門限； 若所述輸入數(shù)字信號連續(xù)N個采樣點的輸入幅度值都小于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號小于門限；其中，所述N為預設的采樣點判斷個數(shù)； 若所述輸出數(shù)字信號連續(xù)N個采樣點的輸出幅度值都小于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號小于門限； 若所述輸入數(shù)字信號一個采樣點的輸入幅度值等于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號等于門限。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，所述增益確定模塊具體用于: 當比較結(jié)果為所述信號大于門限時，如果當前采樣點的所述衰減系數(shù)比當前生效的所述增益值小，則更新當前生效的所述增益值為所述當前采樣點的衰減系數(shù)；如果所述當前采樣點的衰減系數(shù)比所述當前生效的增益值大，則保持當前生效的所述增益值不變；當比較結(jié)果為所述信號小于門限時，則增大所述當前生效的增益值并更新； 當比較結(jié)果為所述信號等于門限時，則保持當前生效的所述增益值不變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制裝置，其特征在于，還包括時延模塊，用于對所述輸入數(shù)字信號進行延時，將延時后的所述輸入數(shù)字信號輸出至所述增益處理模塊。
8.一種數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 將輸入數(shù)字信號與增益值相乘得到輸出數(shù)字信號； 計算所述輸入數(shù)字信號的輸入幅度值； 計算所述輸出數(shù)字信號的輸出幅度值； 根據(jù)預設的門限值和所述輸入幅度值，計算衰減系數(shù)； 比較所述預設的門限值與所述輸入幅度值，以及比較所述預設的門限值與所述輸出幅度值，得到比較結(jié)果； 根據(jù)所述比較結(jié)果和所述衰減系數(shù)，確定與所述輸入數(shù)字信號相乘的增益值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，所述計算所述輸入數(shù)字信號的輸入幅度值的步驟具體包括: 計算所述輸入數(shù)字信號每個采樣點的輸入幅度值，計算公式為: 4
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，所述計算所述輸出數(shù)字信號的輸出幅度值的步驟具體包括: 計算所述輸出數(shù)字信號每個采樣點的輸出幅度值，計算公式為
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，所述根據(jù)預設的門限值和輸入幅度值，計算衰減系數(shù)的步驟為: Fr=K/Ain，其中，F(xiàn)r為所述衰減系數(shù)，K為所述預設的門限值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，所述比較所述預設的門限值與所述輸入幅度值，以及比較所述預設的門限值與所述輸出幅度值，得到比較結(jié)果的步驟具體包括: 將所述預設的門限值與所述輸入幅度值或所述輸出幅度值進行比較: 若所述輸入數(shù)字信號一個采樣點的輸入幅度值大于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號大于門限； 若所述輸入數(shù)字信號連續(xù)N個采樣點的輸入幅度值都小于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號小于門限;其中，所述N為預設的采樣點判斷個數(shù)；若所述輸出數(shù)字信號連續(xù)N個采樣點的輸出幅度值都小于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號小于門限； 若所述輸入數(shù)字信號一個采樣點的輸入幅度值等于所述預設的門限值，則比較結(jié)果為信號等于門限。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述比較結(jié)果和所述衰減系數(shù)，確定與所述輸入數(shù)字信號相乘的增益值的步驟具體包括: 當比較結(jié)果為所述信號大于門限時，如果當前采樣點的所述衰減系數(shù)比當前生效的所述增益值小，則更新當前生效的所述增益值為所述當前采樣點的衰減系數(shù)；如果所述當前采樣點的衰減系數(shù)比所述當前生效的增益值大，則保持當前生效的所述增益值不變；當比較結(jié)果為所述信號小于門限時，則增大當前生效的所述增益值并更新； 當比較結(jié)果為所述信號等于門限時，則保持當前生效的所述增益值不變。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字信號峰值功率自動控制方法，其特征在于，所述將輸入數(shù)字信號與增益值相乘得到輸出數(shù)字信號的步驟前還包括步驟:對所述輸入數(shù)字信號進行延時，將延時后的所述輸入數(shù)字信號與所述增益值相乘。
【文檔編號】H04L27/26GK103812811SQ201210442785
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】黃小鋒, 介利軍, 徐輝, 張占勝 申請人:京信通信系統(tǒng)（中國）有限公司