2024年4月21日发(作者：matebook e go)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.5

(22)申请日 2013.03.22

(71)申请人 中兴通讯股份有限公司

地址 518057 广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部

(72)发明人 陈永红

(74)专利代理机构 北京安信方达知识产权代理有限公司

代理人 田红娟

(51)

H04L27/26

H04L25/03

(10)申请公布号 CN 103188199 A

(43)申请公布日 2013.07.03

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

一种基于分数延时CPG的宽带削

峰方法与装置

(57)摘要

一种基于分数延时CPG的宽带削

峰方法及装置，所述方法包括：对输入的

低采样速率的信号进行N倍预插值后，进

行极坐标转换，转换成极坐标域的幅度信

息和相位信息；其中，N为正整数；对幅

度信息进行峰值搜索计算后，对搜索到的

峰值信息进行N倍抽取；利用抽取出的峰

值信息依次触发CPG_LUTN的CPG滤波

器脉冲输出，抽取分数相位信息用来选择

控制CPG_LUTN输出对应于该分数相位的

CPG序列；对相位信息进行相位抽取，并

对抽取后的相位与峰值信息进行直角坐标

转换，得到削峰抵消脉冲。所述装置包

括：N倍预差值滤波模块、极坐标转换模

块、峰值搜索计算模块、峰值信息抽取模

块、峰值调度模块、相位抽取模块及直角

坐标转换模块。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种基于分数延时CPG的宽带削峰方法，包括：

对输入的低采样速率的信号进行N倍预插值后，进行极坐标转换，转换

对所述幅度信息进行峰值搜索计算后，对搜索到的峰值信息进行N倍抽

成极坐标域的幅度信息和相位信息；其中，N为正整数；

取；利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输出，

抽取分数相位信息用来选择控制CPG_LUTN输出对应于该分数相位

序列； 的CPG

对所述相位信息进行相位抽取，并对抽取后的相位与峰值信息进行直角

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在完成相位抽取后，对相位信息进行Fs/4移频转换；其中，Fs为信号的

在输出抵消脉冲之前，对信号进行反Fs/4移频转换。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

N的取值为2、3及4中的任意一个。

采样频率；

坐标转换，得到削峰抵消脉冲。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述进行极坐标转换是指采用通用的坐标旋转数字迭代算法将直角域的

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述对输出的幅度信息进行峰值搜索计算，具体包括：

幅度值若低于削峰门限则取0，若高于削峰门限则取幅度值为当前幅度

经过处理后得到的幅度值中，在每连续4个采样点中进行一次峰值的搜

值减去峰值检测门限的差值；

IQ信号转换到极坐标域的幅度和相位。

索，在连续4个采样点A、B、C、D中，如果

中值较大的作为一个峰值，确定该

处理的峰值，并将这

B＞A且C＞＝D，则取B与C

采样点的值减去削峰门限后的差值为需要

4个采样点中其它采样点的值置为0。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

如果不满足B＞A且C＞＝D这一条件，则将这4个采样点的值均置为0。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述进行峰值信息抽取，具体包括：

比较峰值前后对应低速率点的两个高速率点的幅度值，取幅度值大的位

8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于：

所述对输出的相位信息进行相位抽取，具体包括：

取高峰值点对应的相位值对应到抽取后的峰值点。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输

所述利用原型滤波器与对应载波的频点exp(j*wi*n)以及功率因子P_ci

出，具体包括：

置为抽取后的峰值位置，并比较抽取前后峰值采样点的采样间隔得到抽取分

数相位信息。

相乘并累加后，利用Farrow滤波器对CPG系数进行分数延时，分数延时值

依次为0、1/N、2/N、...、N-1/N。

10.一种基于分数延时CPG的宽带削峰装置，包括：

N倍预差值滤波模块，用于对输入的低采样速率的信号进行N倍预插值；

极坐标转换模块，用于对N倍预差值滤波模块输出的信号进行极坐标转

峰值搜索计算模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述幅度信息进

峰值信息抽取模块，用于对所述峰值搜索计算模块搜索到的峰值信息进

峰值调度模块，用于利用所述峰值信息抽取模块抽取出的峰值信息依次

相位抽取模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述相位信息进行相

直角坐标转换模块，用于对抽取后的相位与峰值信息进行直角坐标转换，

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

得到削峰抵消脉冲。

位抽取；

行N倍抽取；

行峰值搜索计算；

换，转换成极坐标域的幅度信息和相位信息；

其中，N为正整数；

触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输出，抽取分数相位信息用来选择控制

CPG_LUTN输出对应于该分数相位的CPG序列；

所述相位抽取模块还用于在完成相位抽取后，对相位信息进行Fs/4移频

所述装置中还包括：

反Fs/4移频模块，用于在输出抵消脉冲之前，对信号进行反Fs/4移频转

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

N的取值为2、3及4中的任意一个。

13.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

所述极坐标转换模块用于采用通用的坐标旋转数字迭代算法将直角域的

14.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

所述峰值搜索计算模块用于对所述极坐标转换模块输出的所述幅度信息

进行峰值搜索计算，具体包括：

IQ信号转换到极坐标域的幅度和相位。

换。

转换；其中，Fs为信号的采样频率；

所述峰值搜索计算模块用于若判断出幅度值低于削峰门限则取0，若高

于削峰门限则取幅度值为当前幅度值减去峰值检

测门限的差值；

还用于对于经过处理后得到的幅度值中，在每连续4个采样点中进行一

则

次峰值的搜索，在连续4个采样点A、B、C、D中，如果B＞A且C＞＝D，

取B与C中值较大的作为一个峰值，确定该采样点的值减去

值为需要处理的峰值，并将这4个采样点中其它

削峰门限后的差

采样点的值置为0。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：

所述峰值搜索计算模块还用于在判断出不满足B＞A且C＞＝D这一条件

16.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

峰值信息抽取模块，用于对所述峰值搜索计算模块搜索到的峰值信息进

所述峰值信息抽取模块，用于比较峰值前后对应低速率点的两个高速率

行N倍抽取，具体包括：

时，将这4个采样点的值均置为0。

点的幅度值，取幅度值大的位置为抽取后的峰值位置，并比较抽取前后峰值

采样点的采样间隔得到抽取分数相位信息。

17.如权利要求10或16所述的装置，其特征在于：

相位抽取模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述相位信息进行相

所述相位抽取模块用于取高峰值点对应的相位值对应到抽取后的峰值

18.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

所述峰值调度模块用于利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的

所述峰值调度模块用于利用原型滤波器与对应载波的频点exp(j*wi*n)

位抽取，具体包括：

点。

CPG滤波器脉冲输出，具体包括：

以及功率因子P_ci相乘并累加后，利用Farrow滤波器对CPG系数进行分数

延时，分数延时值依次为0、1/N、2/N、...、N-1/N。

说 明 书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种基于分数延时CPG(削峰抵消

背景技术

随着移动通信技术和产业的发展，移动通信基站发信机从单频段单制式

现有的移动通信系统都采用频谱利用率较高的QPSK(Quadrature Phase

Shift Keying，四相相移键控信号)与QAM(Quadrature Amplitude Modulation，

正交幅度调制)等调制方式对载波的相位和幅度进行调制，输出信号

功率会有较大的波动，产生具有较大

峰值功率与均值功率之比值，简称

3G商用基站产品的收发信机上的

字中频进行线性叠加合并，

的较强的信号峰均比

从而产生较强

功率比)，进

须小于

低，并

转换器

产品向多频段多制式融合的方向逐渐过渡，有用信号占用带宽达到100MHz

以上，业界原有的削峰方法需要的处理时钟速率是原来的几倍以上，对目前

硬件和芯片的处理能力带来了很大的挑战。

脉冲提取计算，Cancel Pulse Generator)的宽带削峰方法与装置。

的瞬时

PAPR(Peak to Average Power Ratio，

为峰均比)的非恒包络调制信号。另外，

每根天线均承载多个载波，多载波信号在数

所以在天线发射端还会出现由于峰峰叠加所产生

的现象。峰值功率太大，很容易使功放工作在非线性区，

的ACLR(Adjacent Channel Leakage power Ratio，邻信道泄漏

而降低系统性能。为减少非线性失真，发射信号的瞬时功率必

1dB压缩点，这就要求信号的平均功率降得很低，导致功放的效率降

缩小了基站的覆盖范围。并且，高的PAPR会导致D/A(数模转换)

的动态范围变小，如果使用高分辨率的D/A转换器，成本将会大大提

高，如果使用分辨率较低的D/A转换器，量化噪声会加大。

削峰的目的是降低信号的峰均比，通过一定的技术把非恒包络调制信号

中较大的峰值削去，提高功放的效率并且不影响功放线

了信号峰均比，就可以把功放的输出平均功率提

率提高量小于峰均比降低量时，可以让功

标ACLR也就更好了。

性化指标。一旦降低

高，效率也就提高了。在功

放工作在线性区，则功放的线性指

现有的削峰算法基本都采用峰值脉冲成型抵消技术，即：首先根据削峰

图1所示为削峰流程的基本示意图，输入IQ信号被分成两路，一路进

可以看出，CPG为削峰过程中最核心的部分。图2所示为目前最常用的

相

削峰抵消脉冲产生流程图。IQ信号经过坐标转换为幅度和相位，通过判断

邻四个幅度点的斜率变化找到峰值信息，将峰值信息与削峰门限相减

到需要抵消的峰值脉冲的幅度信息以及相应的抵消位置信息。

度在频域是扩散的宽谱，这之后的处理就是通过一个阶

波器，将需要抵消的峰值脉冲限制在信号带内。

导致数字成型滤波器的阶数很高，因此通

用多个CPG_LUT(Look-Up-Table，

现数字成型滤波器以节省资源。

值位置依次触发CPU_LUT

行延时等待，另一路用于求取削峰抵消脉冲，两路信号对齐相减即可得到削

峰后输出IQ信号。

门限检测得到合波后多载波信号的峰值，将高于削峰门限的峰值减去峰值门

限值后与相应相位信息合并还原到直角域，对直角域的IQ(In-phase

Quadrature，同相正交)脉冲值进行成型滤波得到削峰抵消脉冲，与延时对齐

后的原信号进行抵消。成型滤波的作用是将削峰抵消脉冲的频谱限制在原信

号的带内以便保持削峰后信号较好的ACLR。

即可得

峰值脉冲的幅

数很高的数字成型滤

因为削峰时数据采样速率高

常利用峰值间断单个出现的特性使

查找表)并联查找和乘累加的模式来实

CPG_LUT中存储的是滤波器系数，根据峰

输出滤波器系数脉冲，系数脉冲与对应的经过反 坐标变换到直角域的

峰抵消脉冲。峰值调

一般被直接去

行一些调度以

重新输

峰值幅度IQ信息相乘并累加，这样即可得到最后的削

度的作用一方面是对峰值进行一定的筛选，较小的峰值

掉以减少计算量，另一方面是对触发CPG_LUT的位置信息进

防止拥塞，正在输出CPG滤波器脉冲的CPG_LUT不能被打断

出，否则CPG滤波器脉冲会出现不希望出现的高频成分。

如图3所示，在CPG滤波器系数计算产生的流程中，protype_ci(其中，

i＝1，2，...，n，n为正整数)为对应每个载波的满足频

器系数，原型滤波器与对应载波的频点

累加即可得到CPG滤波器复数系

谱发射模板的原型滤波

exp(j*wi*n)以及功率因子P_ci相乘并

数。

为取得较好的削峰性能，目前的算法要求削峰时数据采样速率不低于有

随着移动用户对数据业务需求的爆发式增长，移动通信网络对带宽的要

求越来越宽，移动通信正在从3G(3rd-generation，第三代移动通信技术)向

更宽带的LTE(Long Term Evolution，长期演进)过渡。此外，2G的GSM

(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)网络还拥有

大量用户，这种情况下为降低移动通信设备硬件成本，需要基站产品能够同

时支持多个频段的不同制式的移动网络，导致基站产品需要支持的带

越宽。

用信号所占带宽的5倍。如果低于这个比例，按照上述脉冲抵消算法削峰后

信号继续上变频到射频信号后PAPR会有较大的恢复，导致性能基本不能满

足要求。

宽越来

因此，宽带化是当前移动通信网络最显著的趋势，在100MHz带宽应用

条件下，削峰时数据采样速率要达到500MHz，这对现有数字器件的工作时

序和功耗等提出了很大的挑战。此外，削峰时数据速率越高，按照载波带宽

进行设计的数字成型滤波器相对带宽越小，这为数字成型滤波器的设

发带来了很大的挑战，很难保证削峰后信号的ACLR特性。 计和开

发明内容

本发明公开了一种基于分数延时CPG的宽带削峰方法与装置，以克服现

为解决上述问题，本发明提供了一种基于分数延时CPG的宽带削峰方

对输入的低采样速率的信号进行N倍预插值后，进行极坐标转换，转换

对所述幅度信息进行峰值搜索计算后，对搜索到的峰值信息进行N倍抽

成极坐标域的幅度信息和相位信息；其中，N为正整数；

法，包括：

有削峰方法在高带宽应用条件下对数字器件要求太高的缺陷。

取；利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的

抽取分数相位信息用来选择控制CPG_LUTN输

序列；

CPG滤波器脉冲输出，

出对应于该分数相位的CPG

对所述相位信息进行相位抽取，并对抽取后的相位与峰值信息进行直角

进一步地，所述方法还包括：

在完成相位抽取后，对相位信息进行Fs/4移频转换；其中，Fs为信号的

采样频率；

坐标转换，得到削峰抵消脉冲。

在输出抵消脉冲之前，对信号进行反Fs/4移频转换。

进一步地，

N的取值为2、3及4中的任意一个。

进一步地，

所述进行极坐标转换是指采用通用的坐标旋转数字迭代算法将直角域的

进一步地，

所述对输出的幅度信息进行峰值搜索计算，具体包括：

幅度值若低于削峰门限则取0，若高于削峰门限则取幅度值为当前幅度

经过处理后得到的幅度值中，在每连续4个采样点中进行一次峰值的搜

C

索，在连续4个采样点A、B、C、D中，如果B＞A且C＞＝D，则取B与

中值较大的作为一个峰值，确定该采样点的值减去削峰门限后的差值

处理的峰值，并将这4个采样点中其它采样点的值置为0。

值减去峰值检测门限的差值；

IQ信号转换到极坐标域的幅度和相位。

为需要

进一步地，

如果不满足B＞A且C＞＝D这一条件，则将这4个采样点的值均置为0。

进一步地，

所述进行峰值信息抽取，具体包括：

比较峰值前后对应低速率点的两个高速率点的幅度值，取幅度值大的位

进一步地，

所述对输出的相位信息进行相位抽取，具体包括：

取高峰值点对应的相位值对应到抽取后的峰值点。

进一步地，

所述利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输

所述利用原型滤波器与对应载波的频点exp(j*wi*n)以及功率因子P_ci

相应地，本发明还提供了一种基于分数延时CPG的宽带削峰装置，包括：

N倍预差值滤波模块，用于对输入的低采样速率的信号进行N倍预插值；

极坐标转换模块，用于对N倍预差值滤波模块输出的信号进行极坐标转

换，转换成极坐标域的幅度信息和相位信息；

其中，N为正整数；

相乘并累加后，利用Farrow滤波器对CPG系数进行分数延时，分数延时值

依次为0、1/N、2/N、...、N-1/N。

出，具体包括：

置为抽取后的峰值位置，并比较抽取前后峰值采样点的采样间隔得到抽取分

数相位信息。

峰值搜索计算模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述幅度信息进

峰值信息抽取模块，用于对所述峰值搜索计算模块搜索到的峰值信息进

峰值调度模块，用于利用所述峰值信息抽取模块抽取出的峰值信息依次

相位抽取模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述相位信息进行相

直角坐标转换模块，用于对抽取后的相位与峰值信息进行直角坐标转换，

进一步地，

所述相位抽取模块还用于在完成相位抽取后，对相位信息进行Fs/4移频

所述装置中还包括：

反Fs/4移频模块，用于在输出抵消脉冲之前，对信号进行反Fs/4移频转

进一步地，

换。

转换；其中，Fs为信号的采样频率；

得到削峰抵消脉冲。

位抽取；

触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输出，抽取分数相位信息用来选择控制

CPG_LUTN输出对应于该分数相位的CPG序列；

行N倍抽取；

行峰值搜索计算；

N的取值为2、3及4中的任意一个。

进一步地，

所述极坐标转换模块用于采用通用的坐标旋转数字迭代算法将直角域的

进一步地，

所述峰值搜索计算模块用于对所述极坐标转换模块输出的所述幅度信息

所述峰值搜索计算模块用于若判断出幅度值低于削峰门限则取0，若高

还用于对于经过处理后得到的幅度值中，在每连续4个采样点中进行一

则

次峰值的搜索，在连续4个采样点A、B、C、D中，如果B＞A且C＞＝D，

取B与C中值较大的作为一个峰值，确定该采样点的值减去削峰门

值为需要处理的峰值，并将这4个采样点中其它采样点的值置

于削峰门限则取幅度值为当前幅度值减去峰值检测门限的差值；

进行峰值搜索计算，具体包括：

IQ信号转换到极坐标域的幅度和相位。

限后的差

为0。

进一步地，

所述峰值搜索计算模块还用于在判断出不满足B＞A且C＞＝D这一条件

进一步地，

峰值信息抽取模块，用于对所述峰值搜索计算模块搜索到的峰值信息进

时，将这4个采样点的值均置为0。

行N倍抽取，具体包括：

所述峰值信息抽取模块，用于比较峰值前后对应低速率点的两个高速率

进一步地，

相位抽取模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述相位信息进行相

所述相位抽取模块用于取高峰值点对应的相位值对应到抽取后的峰值

进一步地，

所述峰值调度模块用于利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的

所述峰值调度模块用于利用原型滤波器与对应载波的频点exp(j*wi*n)

本发明大大降低了削峰处理对数字硬件和芯片处理速率的要求。

附图说明

图1是现有技术中削峰技术整体框图；

以及功率因子P_ci相乘并累加后，利用Farrow滤波器对CPG系数进行分数

延时，分数延时值依次为0、1/N、2/N、...、N-1/N。

CPG滤波器脉冲输出，具体包括：

点。

位抽取，具体包括：

点的幅度值，取幅度值大的位置为抽取后的峰值位置，并比较抽取前后峰值

采样点的采样间隔得到抽取分数相位信息。

图2是目前通用的削峰抵消脉冲提取框图；

图3是目前通用的CPG滤波器系数计算示意图；

图4是本发明实施例中加入分数延时处理和Fs/4移频处理后的削峰抵消

图5是本发明实施例中高速率峰值抽取和分数相位延时信息产生示意

图6是本发明实施例中加入分数延时滤波和Fs/4移频处理后的CPG滤

图7是本发明实施例中N＝4情况下CPG系数的幅度与对应分数延时信

图8是本发明实施例中基于分数延时CPG的宽带削峰装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图

本发明所述的削峰抵消脉冲提取与产生流程如图4所示。这里输入IQ

1)为了查找到精确的幅度抵消信息，需要对输入的低采样速率的信号进

信号采样速率仅为信号占用带宽的2.5倍左右即可。与图2所示的现有技术

相比，主要有下面几点改进和不同：

对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申

请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

息示意图；

波器系数计算流程示意图；

图；

脉冲提取流程框图；

行N倍预插值，插值后需要有插值滤波器抑制镜像信号；

2)增加相位抽取和Fs/4移频转换模块，需要将插值N倍后信号的相位

3)增加峰值信息抽取处理模块，将峰值的采样速率由预插值后的高采样

4)CPG滤波器的通带中心需要由零频搬移到Fs/4频率，其系数不再是

速率降低到输入的低采样速率上，并提取抽取时的分数相位信息；

抽取到插值前的速率上，Fs/4移频转换是为了将峰值脉冲信号从零频搬移到

Fs/4上；

复数而是实数，相应地后面的乘加计算为实数乘加而不

抽取分数相位对应使用不同的CPG系数，所以

表，包括N组对应不同抽取分数相位的

是复数乘加，不同的

CPG_LUTN为二维实数查找

CPG实数系数；

5)经过前面的处理后抵消脉冲的中心频率是Fs/4，所以在最后需要增加

在本实施例中，输入IQ信号的采样速率较低，但是为了保证较好的削

峰性能，峰值搜索计算仍然需要在较高的采样速率上进行，一般需要在至少

5倍信号占用带宽的采样速率上进行，所以在峰值搜索前需要对输入

进行N倍预插值。N取2、3或者4均可，一般不需要超过4。

了提取削峰抵消信号，所以镜像抑制滤波器不需要按照

的镜像抑制要求进行设计，镜像抑制要求可以比

降低10dB到20dB，因此本方法插值的

一级反Fs/4移频处理，并使用半带滤波器滤除镜像信号。

IQ信号

因为插值是为

发射链路数字上变频

标准协议规定的谱模板要求

硬件代价相对较小。

插值后的信号采用现有的CORDIC(COordinate Rotation DIgital

够

Computer，坐标旋转数字计算方法)迭代算法将直角域的IQ信号转换到极

坐标域的幅度和相位。仿真和测试显示8次CORDIC迭代的计算精度就足

了。

将IQ信号转换成极坐标后，幅度和相位信息被分成两路分别进行处理。

幅度值若低于削峰门限则取幅度值为0，若高于削峰门限则取幅度值为当前

幅度值减去峰值检测门限的差值；其中，峰值检测门限的值大于等于削峰门

限的值。然后对经过处理后得到的幅度值中，在每连续4个采样点中

次峰值的搜索，即从每4个连续采样点A、B、C、D中判断

位置，如果满足B＞A且C＞＝D时，取B、C中较大

样点的值减去削峰门限后的差值为需要处理的峰

点均置为零；如果不满足B＞A且C＞＝D这个

0。峰值信息是除了信号包络大于削峰门

据流。

进行一

峰值可能出现的

值为一个峰值，确定该采

值，并将这4个点中的其它

条件，则将这4个采样点均置为

限的峰值点外其余点均为零的实时数

峰值信息需要进行N倍抽取到低采样速率以便后续处理，如图5所示，

后

假设N＝4时，1个低速率点对应4个高速率的峰值信息点，峰值信息抽取

采样速率降低4倍，峰值抽取模块输出增

分数相位信息对应-3到3，即-N+1

个高采样率的幅度值，取幅度值大

前后峰值采样点的采样间隔

在高速率幅度值中观察比较

≥A10，所以抽取后

后峰值位置得

可以看出，如

续或者会产生

峰值抽

加抽取前高速数据的分数相位信息，

到N-1。比较峰值前后对应低速率点的两

的位置为抽取后的峰值位置，并比较抽取

得到抽取分数相位信息。如图5中峰值P1点，

其左右两个低速率采样值A00和A10，因为A00

峰值点置于A00位置，以A00位置为零点，比较抽取前

到抽取分数延时信息为2。其余几个示例点依次类推。从图5

果抽取前高采样率下峰值间隔小于2*N，那么抽取操作无法继

两个连续出现的峰值点，这种情况是需要避免出现的，所以在

取前需要对高采样率峰值有一定处理，去掉相对较小的峰值使得两个

峰值之间的采样间隔大于2*N。

相位信息也需要进行抽取处理。与峰值抽取过程类似，取高峰值点对应

Fs/4

的相位值对应到抽取后的峰值点即可，无需重复记录抽取分数相位信息。

移频的目的是将峰值信息从零频移到Fs/4处，在直角坐标域相当于

以exp(j*Fs/4*2*π*n/Fs)，即exp(j*π*n/2)，在极坐标域，相当

上按照4为循环依次加上0、π/2、π和π*3/2，经过加

会超过2*π，所以需要对循环加法计算得到的相

理以归一到0到2*π的范围。

原信号乘

于在相位信息

法计算后有些相位值

位信息进行对2*π的求余处

抽取后的峰值幅度信息与相位信息经过CORDIC迭代转换到直角域的

数

抽取后幅度的位置信息用来依次触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输

CPG_LUTN为一个二维查找表，存贮的是N组CPG滤波器系数。分数

相位值从-(N-1)到N-1共2*N-1组，其中互为相反数如-1和+1对应的CPG

系数仅整数延时上差1个采样间隔时间，数值序列值是完全相同的，所以对

应的CPG系数实际只有N组。负值分数相位比相应正值分数相位对应的

系数提前一个采样点触发产生即可。

出，抽取分数相位信息用来选择控制CPG_LUTN输出对应于该分数相位的

CPG序列。

IQ脉冲，IQ脉冲经过CPG滤波器处理即得到削峰抵消脉冲。图4中虚线框

内CPG处理相当于一个数字FIR滤波器，与图2中乘法和加法均工作在复

域不同，这里的乘法和加法计算均在实数域的，计算量减小一半。

CPG

CPG系数的计算如图6所示，与图3不同的是在求和计算后加入一级

Farrow滤波器对CPG系数进行分数延时，分数延时值依次为0、1/N、

N-1/N，对应分数相位为0～N-1。分数延时计算一般均使用通

波器技术实现。经过分数延时之后再进行Fs/4移频处

位于零频的复数系数转换为中心频点为Fs/4的

为(1，j，-1，-j)这4个值的周期循环，对

周期的实虚部交换和取反处理，处

*0/2)进行计算。Fs/4移频后的复

数。如图7所示的N＝4情

数据峰值部分放大图，

一样的，只是采样时

使用软件程序

应用于

2/N、...、

用的Farrow滤

理并取实部将中心频点

实数。同前所述，exp(j*π*n/2)

一个复数取Fs/4处理即转化为以4为

理时需要保证滤波器中间系数与exp(j*π

数取实部即得到最后的CPG滤波器实数系

况下某应用场景计算出来的CPG系数幅度图以及

-3与3、-2与2、-1与1分别对应的CPG系数数值是

刻提前了一个采样点。CPG系数可以在通用的处理器上

计算完成，也可以使用数字硬件电路实时计算完成，后者经常

载波信号频点与功率发生实时变化的应用场合。CPG系数计算完成后

峰值IQ脉冲经过通带中心位于Fs/4的CPG实数滤波器处理生成的抵消

脉冲位于Fs/4位置，另外在-Fs/4位置会存在镜像，需要经过反Fs/4移频和

半带滤波器抑制镜像的处理。反Fs/4处理即需要对信号乘上exp(-j*Fs/4*2*

π*n/Fs)，这是以(1，-j，-1，j)为循环的4个常数，即以4为周期对复数数据

实虚部交换和取反处理即可。经过反Fs/4处理后镜像位置位于Fs/2

较为简单的通用半带滤波器进行镜像抑制即可。经过这最后的

半带镜像抑制，即得到了最后需要的削峰抵消脉冲。

存入CPG_LUTN存贮表格中。CPG_LUTN存贮表格个数随应用场景的不同

有一定变化，一般取6到10个，输入信号峰均比越高的情况下需要的

CPG_LUTN越多。

进行

处，使用

反Fs/4移频和

上述方法在幅度和时间两个维度上使抵消成型脉冲与原信号对齐，此削

峰装置和方法中最主要的处理部分信号采样速率与占用带宽的比值仅2.5倍

左右即可，即比目前公开的方法降低一倍。此外，为进一步降低削峰装置对

硬件资源的要求，对信号做Fs/4移频和Fs/4反移频，从而将复数信

实数信号的技术，大大降低了削峰装置对硬件电路资源的要求。

号的采样频率，采样频率为Fs的

Fs/4即对应正频率的中心位

号转变为

这里Fs为信

复数数字信号的频域范围为-Fs/2到Fs/2，

置。

本发明公开的主要是应用于发信机的一种数字硬件电路装置，可直接应

假设输入信号占用带宽为60MHz，那么将基带信号合路上变频到2.5倍

进一步假设输入本装置的IQ采样速率比如为153.6MHz，且预插值倍数

IQ信号预插值4倍到614.4MHz利用CORDIC迭代算法进行极坐标转换

按照图5的方法对幅度和相位进行抽取，并提取分数延时信息，并对相

按照实际应用场景设计原型滤波器系数和Farrow滤波器系数，利用图6

抽取后的峰值幅度和相位利用CORDIC算法进行直角坐标转换得到IQ

所示的流程图计算得到CPG滤波器系数，将系数配置到图4所示的

CPG_LUTN。一般应用情况下CPG_LUTN表格个数取8就可以了。

位进行Fs/4移频处理。

和峰值搜索。这里预插值滤波器租带镜像抑制60dBc即可，614.4MHz采样

速率较高，可以采用多相方法降速并行计算。

为4。

占用带宽的采样速率输入到本削峰装置。

用于中频ASIC或者FPGA的设计之中。

峰值脉冲。

峰值位置和分数相位延时信息依次触发相应的CPG滤波器脉冲与IQ峰

器

延时对齐后的输入IQ信号减去峰值抵消脉冲即得到削峰输出信号。

如图8所示，一种基于分数延时CPG的宽带削峰装置，包括：

N倍预差值滤波模块，用于对输入的低采样速率的信号进行N倍预插值；

极坐标转换模块，用于对N倍预差值滤波模块输出的信号进行极坐标转

峰值搜索计算模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述幅度信息进

峰值信息抽取模块，用于对所述峰值搜索计算模块搜索到的峰值信息进

峰值调度模块，用于利用所述峰值信息抽取模块抽取出的峰值信息依次

相位抽取模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述相位信息进行相

位抽取；

触发CPG_LUTN的CPG滤波器脉冲输出，抽取分数相位信息用来选择控制

CPG_LUTN输出对应于该分数相位的CPG序列；

行N倍抽取；

行峰值搜索计算；

换，转换成极坐标域的幅度信息和相位信息；

其中，N为正整数；

值脉冲相乘并累加得到抵消脉冲。此抵消脉冲经过反Fs/4移频和半带滤波

抑制镜像即得到最后的削峰抵消脉冲。

直角坐标转换模块，用于对抽取后的相位与峰值信息进行直角坐标转换，

较佳地，

所述相位抽取模块还用于在完成相位抽取后，对相位信息进行Fs/4移频

所述装置中还包括：

反Fs/4移频模块，用于在输出抵消脉冲之前，对信号进行反Fs/4移频转

较佳地，

N的取值为2、3及4中的任意一个。

较佳地，

所述极坐标转换模块用于采用通用的坐标旋转数字迭代算法将直角域的

较佳地，

所述峰值搜索计算模块用于对所述极坐标转换模块输出的所述幅度信息

所述峰值搜索计算模块用于若判断出幅度值低于削峰门限则取0，若高

于削峰门限则取幅度值为当前幅度值减去峰值检测门限的差值；

进行峰值搜索计算，具体包括：

IQ信号转换到极坐标域的幅度和相位。

换。

转换；其中，Fs为信号的采样频率；

得到削峰抵消脉冲。

还用于对于经过处理后得到的幅度值中，在每连续4个采样点中进行一

则

次峰值的搜索，在连续4个采样点A、B、C、D中，如果B＞A且C＞＝D，

取B与C中值较大的作为一个峰值，确定该采样点的值减去削峰门

值为需要处理的峰值，并将这4个采样点中其它采样点的值置限后的差

为0。

较佳地，

所述峰值搜索计算模块还用于在判断出不满足B＞A且C＞＝D这一条件

较佳地，

峰值信息抽取模块，用于对所述峰值搜索计算模块搜索到的峰值信息进

所述峰值信息抽取模块，用于比较峰值前后对应低速率点的两个高速率

较佳地，

相位抽取模块，用于对所述极坐标转换模块输出的所述相位信息进行相

所述相位抽取模块用于取高峰值点对应的相位值对应到抽取后的峰值

点。

位抽取，具体包括：

点的幅度值，取幅度值大的位置为抽取后的峰值位置，并比较抽取前后峰值

采样点的采样间隔得到抽取分数相位信息。

行N倍抽取，具体包括：

时，将这4个采样点的值均置为0。

较佳地，

所述峰值调度模块用于利用抽取出的峰值信息依次触发CPG_LUTN的

所述峰值调度模块用于利用原型滤波器与对应载波的频点exp(j*wi*n)

CPG滤波器脉冲输出，具体包括：

以及功率因子P_ci相乘并累加后，利用Farrow滤波器

延时，分数延时值依次为0、1/N、2/N、...、N-对CPG系数进行分数

1/N。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序

来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读

存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可

一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块

硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

何特定形式的硬件和软件的结合。

以使用

/单元可以采用

本发明不限制于任

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范

围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神

及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种

改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、

改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

相应的

等同替换、