前言：

峰均比降低技術(shù)CFR和數(shù)字預(yù)失真技術(shù)DPD是RU中2個非常重要的核心功能。

在《[5G專題-3]：RRU 數(shù)字預(yù)失真DPD詳解》詳解介紹了射頻功率放大器非線性區(qū)間造成的問題，以及提升放大器線性區(qū)的方法之一：數(shù)字預(yù)失真技術(shù)DPD。

[4G&5G專題-3]：RRU 數(shù)字預(yù)失真DPD詳解_文火冰糖的硅基工坊的博客-CSDN博客_dpd算法

本章介紹提升放大器線性區(qū)，提升功率放大器效率的另一種方法：峰均比降低技術(shù)CFR。

---

目錄

1. 什么是波峰因子減少CFR?

2. 為什么要削峰？

3.?波峰因子減少CFR在RRU中的位置

4. 誰可以做CFR？

4.1 設(shè)備廠家

4.2 芯片廠家

4.3??CFR 有很多不同算法

5.?削峰的基本原理

6.?常見的削峰算法

6.1 簡單限幅法

6.2?峰值加窗法?(PW: Peak Window)算法

6.3?噪聲成形 (NS: Noise Shaping)

6.4?峰值削減 (PC：Peak )

7.?削峰的的負面影響

參考：

---

1. 什么是波峰因子減少CFR?

波峰系數(shù)削減CFR (Crest Factor Reduction)，簡稱削峰，是目前無線通信系統(tǒng)中最基本的構(gòu)建塊之一。

什么是“削峰”， 或者說削什么峰？

這需要從OFDM調(diào)制的時域基帶波形說起。

如果是OFDM調(diào)制的時域基帶波形。

從上述時域信號的波形可以看出，信號的最高峰值與平均幅度之間有巨大的差距，用專業(yè)術(shù)語說，就是峰均比（峰值/均值）比較高。

“削”的就是信號中的峰值，盡量是信號均勻分布，峰均比（峰值與均值）要盡量小。

峰均比C：PAR（Peak to Average Rate）

2. 為什么要削峰？

（1）這與OFDM調(diào)制有關(guān)，OFDM多址調(diào)制技術(shù)，有內(nèi)在的峰均比較高的特點。

至于為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是由于OFDM的時域信號，是所有子載波時域信號的疊加，如果某一時刻，正好是所有子載波的時域信號值都為正或都為負，這時候的峰值就比較大，而大部分時間，各個子載波的幅度有正有負，基本上穩(wěn)定在一定的數(shù)值上，這個數(shù)值就是均值。

（2）峰均比高容易信號的峰值工作在功率放大器的非線性區(qū)域，“削峰”可以使基帶信號調(diào)制后，工作在功率放大器的線性區(qū)域。

（3）通過削峰，使得信號，盡可能的工作在功率放大器接近非線性的區(qū)域，提高功率放大器的效率。CFR 可用于縮小一個傳輸信號的動態(tài)范圍，以便用于傳輸該信號的放大器能夠盡可能的工作在其線性區(qū)間。

打個比方，南京早晚高峰在路上行駛的車輛為120萬輛，夜間在路上行駛的車輛為10萬輛，全天平均上路行駛的車輛為40萬輛。那么，南京車輛的峰均比就是3倍。

那么這就帶來一個問題：

如果我們建設(shè)道路按照滿足峰值的需求來建設(shè)，則會帶來很大的資源浪費，因為在大部分時間是用不到這么多道路資源的。

如果按照均值來建設(shè)道路，則在早晚高峰的時候會帶來很大的擁堵。

到底使用哪種方案來建設(shè)道路，則需要在這兩種情況之間進行trade off（折中、平衡）。

在LTE通信中，過高的峰均比同樣會帶來問題，功放（PA： Power Amlifer）有一定的線性區(qū)域，發(fā)送信號需要工作在線性區(qū)域之內(nèi)。

選用功率大的PA會造成功率浪費，

而選用功率小的PA會使得峰值狀態(tài)工作在非線性區(qū)域，帶來信號的失真和帶外泄露（產(chǎn)生帶外的高頻諧波分量），帶外泄露可通過添加濾波器來進行處理。

降低信號的峰值是一種折中方案，會對信號的質(zhì)量有一定的影響，但比信號進入功率放大器的非線性區(qū)的帶來的負面影響要小得多。

3.?波峰因子減少CFR在RRU中的位置

在典型商業(yè)無線系統(tǒng)中，這將與數(shù)字上變頻 (DUC) 和數(shù)字預(yù)失真 (DPD) 組合使用。CFR處于DUC與DPD之間。

削峰的的對象是中頻數(shù)字信號！因此也數(shù)字信號處理的一部分。

4. 誰可以做CFR？

4.1 設(shè)備廠家

（1）一般傳統(tǒng)大型設(shè)備廠家

大廠都有自己的DPD技術(shù)，包括華為、中興、愛立信、諾基亞、三星等。

（2）小型公司
小廠一般都沒有自己的CFR技術(shù)，因為沒有相應(yīng)技術(shù)積累，無法實現(xiàn)CFR硬件化，一般找學(xué)校或者直接購買FPGA公司的提供IP core。

4.2 芯片廠家

FPGA芯片廠家能夠提供了高性能 CFR解決方案，并且這是IP核的參數(shù)是可調(diào)的，無需手動定制，從而縮短了實現(xiàn)時間。

4.3??CFR 有很多不同算法

• 峰值窗口 (PW: Peak Window)
• 噪聲成形 (NS: Noise Shaping)
• 峰值削減 (PC：Peak ) ，這種方法不僅比其它方法靈活應(yīng)變，同時性能提升還會實現(xiàn)更低的峰值至平均值之比 (PAR)，而且在實現(xiàn)過程中外形極小、成本極低。

5.?削峰的基本原理

（1）削峰的示意圖

CFR就是設(shè)定一定的門限（比如7dB），將PAR超過門限的峰值削掉。削峰后，輸入信號始終工作在射頻功率放大器的線性區(qū)間 。

在上圖中，紅線波形上方的虛線藍色波形 ，就是削減掉的部分。

（2）削峰的對象

• 削峰的對象：并不是直流信號，也不是數(shù)字信號，而是交流信號，是OFDM調(diào)制后的時域、基帶信號：

• 削峰的對象的組成：是有無數(shù)個、幅度調(diào)制后的、正交的子載波疊加而成。

頻域表示法為：

6.?常見的削峰算法

理論基礎(chǔ)：《數(shù)字信號處理》、《數(shù)字濾波》

6.1 簡單限幅法

簡單限幅法就是設(shè)定一定的門限，將PAR超過門限的峰值削掉。

但這種方法有一個比較大的缺陷，信號失真：

（1）因為調(diào)制后的信號是各個子載波波的疊加，限幅后，有有可能子載波信號發(fā)送畸變，導(dǎo)致星QAM調(diào)制的星座圖出現(xiàn)發(fā)散。

（2）增加了新的內(nèi)生的諧波頻率分量，導(dǎo)致信號干擾。

6.2?峰值加窗法?(PW: Peak Window)算法

6.3?噪聲成形 (NS: Noise Shaping)

6.4?峰值削減 (PC：Peak )

---

7.?削峰的的負面影響

帶來信號的失真和帶外泄露（產(chǎn)生帶外的高頻諧波分量），帶外泄露可通過添加濾波器來進行處理。

---

參考：

《削峰算法的介紹》削峰算法的介紹 - 百度文庫

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[4G5G专题-8]：RRU 峰均比降低技术CFR（波峰系数削减）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。