專利名稱：一種低互調(diào)的直放站及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通信領(lǐng)域，主要是一種低互調(diào)的直放站及其實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
在由各種有源器件構(gòu)成的線性放大器中，由于有源器件的特性是非線性的，在放大過程中總會產(chǎn)生各種各樣的失真?；フ{(diào)失真就是其中的一種?；フ{(diào)是指當(dāng)兩個頻率十分接近的信號輸入放大器時，二者相互調(diào)制將產(chǎn)生許多新的組合頻率分量。若這些組合頻率分量正好落在放大器的工作頻帶內(nèi)，則會對有用信號造成干擾。這種干擾并不是由兩輸入信號的諧波產(chǎn)生的，而是由這兩個輸入信號的相互調(diào)制引起的，所以稱其為互調(diào)失真。直放站是一種放大設(shè)備，是在無線通信傳輸過程中起到信號增強(qiáng)的一種無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備。直放站的基本功能就是一個射頻信號功率增強(qiáng)器。在直放站下行鏈路中，由施主天線從現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進(jìn)行極好的隔離， 將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。但直放站在對射頻信號進(jìn)行放大的同時，也會產(chǎn)生互調(diào)信號，互調(diào)信號如果過大將會對通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，降低通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。直放站的互調(diào)信號主要是由于直放站的射頻功率放大器的非線性特性產(chǎn)生的，要消除直放站的互調(diào)信號就要改善直放站射頻功率放大器的非線性。改善功放非線性的方法一般有功率回退法、前饋法和預(yù)失真法。功率回退法簡單易行，不需要額外增加任何元器件，但是會將功放的效率大為降低，另外當(dāng)功率回退到一定程度，繼續(xù)回退將不再改善放大器的線性度。前饋法可以實現(xiàn)較精確的互調(diào)信號消除，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，主要有主功率放大器、輔助放大器、耦合器、延時單元及功率分配器等組成。若要使用前饋法，則必然需要修改射頻信號鏈路。預(yù)失真法的原理是尋找功放的非線性特性函數(shù)的反函數(shù)，將兩特性函數(shù)相作用，則會得到線性的特性函數(shù)。這一功能可以在直放站的 FPGA芯片中實現(xiàn)，成本較低，且效率較高。一般的，功放非線性特性的變化使得自適應(yīng)算法在預(yù)失真系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。閉環(huán)的自適應(yīng)系統(tǒng)能夠跟蹤這些變化，改變預(yù)失真系數(shù)，及時的作出調(diào)整。但是，如果功放特性是較穩(wěn)定的，那么DPD(Digital Predistortion)系統(tǒng)就可以工作在一組固定的系數(shù)下，即開環(huán)模式。開環(huán)DPD是這樣一種工作模式它的反饋鏈路是在PC機(jī)中完成的，應(yīng)用相關(guān)的軟件得到一組改善功放非線性效果良好的系數(shù)之后，開環(huán)DPD模塊就固定的工作在這一組系數(shù)下。隨之，反饋鏈路也從直放站系統(tǒng)中移除。在實際的應(yīng)用中，開環(huán)DPD只有前向鏈路，無反饋鏈路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是要克服上述技術(shù)的不足，而提供一種低互調(diào)的直放站及其實現(xiàn)方法，移動通信領(lǐng)域中提高直放站互調(diào)抑制的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案這種低互調(diào)的直放站，在直放站的下行發(fā)射鏈路中增加開環(huán)DPD模塊，該模塊設(shè)置在FPGA中的數(shù)字處理模塊之后，采用DPD模塊改善功放非線性從而降低互調(diào)。開環(huán)DPD模塊接收數(shù)字處理模塊輸出的I/Q信號，同時將 DPD系數(shù)作用于接收到的I/Q信號完成預(yù)失真處理，處理結(jié)果作為功放的輸入。本發(fā)明所述的這種低互調(diào)的直放站的實現(xiàn)方法，具體步驟如下(1)、在直放站的下行發(fā)射鏈路中增加開環(huán)DPD模塊，該模塊設(shè)置在FPGA中的數(shù)字處理模塊之后，DPD工作模式為開環(huán)模式； (2)、通過FPGA捕獲發(fā)射鏈路的數(shù)據(jù)和反饋鏈路的數(shù)據(jù)，并將其保存在FPGA的RAM 中；應(yīng)用DPD自適應(yīng)算法處理RAM中的發(fā)射數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù)，得到DPD系數(shù)；(3)、開環(huán)DPD模塊在系統(tǒng)中接收數(shù)字處理模塊輸出的I/Q信號，同時接收軟件處理得到的DPD系數(shù)(預(yù)失真系數(shù))，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)按照MP記憶多項式搭建，作用是將DPD系數(shù)作用于接收到的I/Q信號從而完成預(yù)失真的功能，處理結(jié)果作為功放的輸入。雖然功放的特性曲線已較穩(wěn)定，但是隨著溫度的變化，功放的增益也會有一些變化，而這些變化會影響DPD性能。作為優(yōu)選，在直放站下行發(fā)射鏈路中添加增益調(diào)整模塊， 增益調(diào)整模塊設(shè)置在開環(huán)DPD模塊之后，用于根據(jù)功放溫度的變化對發(fā)射鏈路增益做出調(diào)整，精度為0. IdB ；此調(diào)整精度較高，能夠及時有效地跟蹤鏈路增益變化，使得開環(huán)DPD保持良好的效果。更進(jìn)一步的DPD系數(shù)的處理是軟硬件相結(jié)合的處理過程。硬件部分完成的功能是通過FPGA軟件捕獲發(fā)射鏈路的數(shù)據(jù)和反饋鏈路的數(shù)據(jù)，并將其保存在FPGA的RAM中。 軟件部分完成的功能是應(yīng)用DPD自適應(yīng)算法處理RAM中的發(fā)射數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù)，得到DPD 系數(shù)。由于在開環(huán)DPD中，這一組DPD系數(shù)是固定不變的，需將其在EEPROM中備份，以防發(fā)生意外情況后，開環(huán)DPD仍然能夠正常工作。本發(fā)明有益的效果是開環(huán)DPD模塊在FPGA中實現(xiàn)，不需要改變硬件電路，成本低，易行；開環(huán)模式實現(xiàn)簡單，只需一組預(yù)失真系數(shù)就可改善互調(diào)，一勞永逸；增益調(diào)整模塊可以補(bǔ)償由于功放溫度變化引起的增益變動，保證開環(huán)DPD性能良好。


圖1是傳統(tǒng)直放站(閉環(huán)DPD)下行原理框圖；圖2是本發(fā)明的直放站(開環(huán)DPD)下行原理框圖；圖3是本發(fā)明的開環(huán)DPD涉及到的數(shù)據(jù)流框圖；圖4是本發(fā)明的增益調(diào)整模塊的原理框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及舉例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1是傳統(tǒng)的工作于閉環(huán)DPD模式的直放站下行鏈路框圖，其中的DPD和DPD訓(xùn)練器都是在FPGA中完成的。圖2是本發(fā)明的直放站下行鏈路框圖，其中的開環(huán)DPD模塊和增益調(diào)整模塊是在 FPGA中完成的，而開環(huán)DPD訓(xùn)練器是在PC機(jī)中完成的，在實際應(yīng)用中，只保留前兩個模塊。
一、開環(huán)DPD模塊的實現(xiàn)本發(fā)明中，DPD的模型采用MP (Memory Polynomial，記憶多項式)模型。記憶多項式表達(dá)式如下
權(quán)利要求
1.一種低互調(diào)的直放站，其特征在于在直放站的下行發(fā)射鏈路中增加開環(huán)DPD模塊， 該模塊設(shè)置在FPGA中的數(shù)字處理模塊之后；開環(huán)DPD模塊接收數(shù)字處理模塊輸出的I/Q信號，同時將DPD系數(shù)作用于接收到的I/Q信號完成預(yù)失真處理，處理結(jié)果作為功放的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低互調(diào)的直放站，其特征在于在直放站下行發(fā)射鏈路中添加增益調(diào)整模塊，增益調(diào)整模塊設(shè)置在開環(huán)DPD模塊之后，用于根據(jù)功放溫度的變化對發(fā)射鏈路增益做出調(diào)整，精度為0. ldB。
3.—種低互調(diào)的直放站的實現(xiàn)方法，其特征在于具體步驟如下(1 )、在直放站的下行發(fā)射鏈路中增加開環(huán)DPD模塊，該模塊設(shè)置在FPGA中的數(shù)字處理模塊之后；(2)、通過FPGA捕獲發(fā)射鏈路的數(shù)據(jù)和反饋鏈路的數(shù)據(jù)，并將其保存在FPGA的RAM中； 應(yīng)用DPD自適應(yīng)算法處理RAM中的發(fā)射數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù)，得到DPD系數(shù)；(3)、開環(huán)DPD模塊在系統(tǒng)中接收數(shù)字處理模塊輸出的I/Q信號，同時接收DPD系數(shù)并將DPD系數(shù)作用于接收到的I/Q信號從而完成預(yù)失真處理，處理結(jié)果作為功放的輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低互調(diào)的直放站的實現(xiàn)方法，其特征在于在直放站下行發(fā)射鏈路中添加增益調(diào)整模塊，增益調(diào)整模塊設(shè)置在開環(huán)DPD模塊之后，根據(jù)功放溫度的變化對發(fā)射鏈路增益做出調(diào)整，精度為0. ldB。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低互調(diào)的直放站的實現(xiàn)方法，其特征在于將DPD系數(shù)在 EEPROM中備份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低互調(diào)的直放站及其實現(xiàn)方法，在直放站的下行發(fā)射鏈路中增加開環(huán)DPD模塊，該模塊設(shè)置在FPGA中的數(shù)字處理模塊之后，采用DPD模塊改善功放非線性從而降低互調(diào)。開環(huán)DPD模塊接收數(shù)字處理模塊輸出的I/Q信號，同時將DPD系數(shù)作用于接收到的I/Q信號完成預(yù)失真處理，處理結(jié)果作為功放的輸入。在開環(huán)DPD模塊之后添加增益調(diào)整模塊，以跟蹤由功放溫度變化而產(chǎn)生的增益變化。本發(fā)明有益的效果是開環(huán)DPD模塊在FPGA中實現(xiàn)，不需要改變硬件電路，成本低，易行；開環(huán)模式實現(xiàn)簡單，只需一組預(yù)失真系數(shù)就可改善互調(diào)，一勞永逸；增益調(diào)整模塊可以補(bǔ)償由于功放溫度變化引起的增益變動，保證開環(huán)DPD性能良好。
文檔編號H04W52/10GK102378336SQ20111036161
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者巍源, 方洪燦, 李勝朝, 王利強(qiáng), 金淮東 申請人:三維通信股份有限公司