前言：

峰均比降低技術CFR和數字預失真技術DPD是RU中2個非常重要的核心功能。

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

[4G&5G專題-3]：RRU 數字預失真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，提升功率放大器效率的另一種方法：峰均比降低技術CFR。

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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：

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1. 什么是波峰因子減少CFR?

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

什么是“削峰”， 或者說削什么峰？

這需要從OFDM調制的時域基帶波形說起。

如果是OFDM調制的時域基帶波形。

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，用專業術語說，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調制有關，OFDM多址調制技術，有內在的峰均比較高的特點。

至于為什么會出現這種現象，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，基本上穩定在一定的數值上，這個數值就是均值。

（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域，“削峰”可以使基帶信號調制后，工作在功率放大器的線性區域。

（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：

如果我們建設道路按照滿足峰值的需求來建設，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）有一定的線性區域，發送信號需要工作在線性區域之內。

選用功率大的PA會造成功率浪費，

而選用功率小的PA會使得峰值狀態工作在非線性區域，帶來信號的失真和帶外泄露（產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，會對信號的質量有一定的影響，但比信號進入功率放大器的非線性區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

在典型商業無線系統中，這將與數字上變頻 (DUC) 和數字預失真 (DPD) 組合使用。CFR處于DUC與DPD之間。

削峰的的對象是中頻數字信號！因此也數字信號處理的一部分。

4. 誰可以做CFR？

4.1 設備廠家

（1）一般傳統大型設備廠家

大廠都有自己的DPD技術，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，因為沒有相應技術積累，無法實現CFR硬件化，一般找學校或者直接購買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核的參數是可調的，無需手動定制，從而縮短了實現時間。

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變，同時性能提升還會實現更低的峰值至平均值之比 (PAR)，而且在實現過程中外形極小、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，也不是數字信號，而是交流信號，是OFDM調制后的時域、基帶信號：

• 削峰的對象的組成：是有無數個、幅度調制后的、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：《數字信號處理》、《數字濾波》

6.1 簡單限幅法

簡單限幅法就是設定一定的門限，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送畸變，導致星QAM調制的星座圖出現發散。

（2）增加了新的內生的諧波頻率分量，導致信號干擾。

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 )

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7.?削峰的的負面影響

帶來信號的失真和帶外泄露（產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。

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參考：

《削峰算法的介紹》削峰算法的介紹 - 百度文庫

總結

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）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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