[发明专利]一种用于智能天线系统降低峰值功率的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信中的智能天线领域，尤其涉及采用多根天线进行波束赋形的 智能天线系统的中频信号削峰处理。

背景技术

3G无线通信系统大多数采用了码分多址(CDMA)方式，同时为了提高数据传输 速率而多采用4相相移调制(QPSK)及积分调幅调制(QAM)等高阶调制方式。然而 由于CDMA信号以及QPSK及QAM等高阶调制方式的非恒包络特点，导致经过调制后 的CDMA信号具有较高的峰均比(PAR)，而且当发送多个载波的合成信号时，峰均比 就会更高。高峰均比信号经过DA数模变换后送入射频功率放大器，而为了保证高峰 均比的信号不失真并避免带外功率泄漏，射频功率放大器就必须增加回退余量，使 得最大功率会远远大于平均功率，导致功率放大器经常工作在较低效率的区间，造 成射频单元的浪费；若不增加回退余量，就会导致功率放大器工作在非线性区域， 输出信号会产生饱和失真，会引起输出信号的线性度变差。如果在进入功率放大器 前对输入信号的峰均比进行必要的降低，则可以降低对射频功率放大器动态范围的 要求而无需采用昂贵的大动态范围功率放大器，大大降低功率放大器单元的成本。

另外若无线通信系统采用了智能天线技术，则对各个天线通道的信号进行相互独 立的削峰处理就会带来改变用户赋形的波束形状及指向的不良影响。因为智能天线 之所以能够产生指向特定用户的波束是依赖于各个天线之间用户信号的相位差，而 对各个天线通道的信号进行相互独立的削峰会导致各个天线之间用户信号的相位差 关系发生改变，导致波束赋形的效果降低，增加了小区内的干扰。以往的各种降低 信号峰值功率的方法和装置都是用于单天线系统的，而没有考虑到智能天线这种多 天线系统中各天线信号相位的依赖关系以及削峰对波束赋形的影响。

现有的各种降低信号峰均比的技术主要有硬削峰、峰值窗函数、信号叠加、编码 方式、相位调整等，其中以信号叠加这种方法应用最为广泛。但这种方法改变了多 用户多载波合成信号的幅度和相位，而这种改变可以映射为每个载波每个用户的信 号幅度和相位发生了改变。而且在智能天线系统中由于各个天线通道的多用户多载 波合成信号又不相同，所以独立削峰时对于每个载波每个用户的信号幅度和相位的 影响也不相同。这样经过各个天线通道独立削峰后，各个用户信号在各个天线上的 相位差关系就会发生不同程度的改变，从而可能影响到部分或全部用户的波束形状 和指向。而且随着相位差改变的天线数目越多、改变量越大这种影响会越大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的降低信号峰值功率技术中对于智能天 线波束赋形影响较大的缺点，将智能天线以及削峰处理联合进行考虑，有效减小削 峰对智能天线波束赋形的影响。

为实现本发明要解决的技术问题，本发明提供的一种用于智能天线系统降低峰值 功率的装置，在用K根天线发射N载波信号时，包括K*N组脉冲成形模块和数字上 变频模块，一个多天线多载波联合削峰模块，K组D/A转换模块和功率放大器；其中，

每组脉冲成形模块和数字上变频模块对接收到的一个载波一个天线通道的I路 及Q路基带信号进行根升余弦成形滤波，完成脉冲成形，并进行数字上变频后，送 给多天线多载波联合削峰模块；

多天线多载波联合削峰模块，对经过数字上变频后的各个天线各个载波信号进 行联合削峰处理，并输出经过削峰后的数字中频信号；

每组D/A转换模块和功率放大器将从多天线多载波联合削峰模块输出的一个天 线通道的数字中频离散信号转换为连续的模拟信号，并进行功率放大后输送给发射 天线；

上述装置中的多天线多载波联合削峰模块包括：K*N个延时模块；K个峰值检测 模块；2N个相位调整器；一个判决及控制模块；K个削峰模块；2K个加法器；

同一个载波中每一个天线通道的信号分成两路，其中

一路经过一个延时模块进行延时处理后，同一个载波的各个天线通道的信号共 同进入一个相位调整器进行相位调整；相位调整器按天线通道输出信号，各载波的 相同天线通道信号通过一个相加器相加后，再经过一个削峰模块进行削峰处理，最 后通过天线发射；