本發(fā)明涉及無線通信技術(shù),具體涉及一種鏈路均衡方法及裝置。
背景技術(shù):
無線通信領(lǐng)域中,為達到更高的傳輸速率及頻譜利用率,無線通信系統(tǒng)采用較為復雜的調(diào)制方式如多進制正交幅度調(diào)制(MQAM,Multi Quadrature Amplitude Modulation)和正交頻分復用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。但是這些調(diào)制技術(shù)要求發(fā)射機中的功率放大器具有更高的線性度和工作效率。目前,在發(fā)射機中采用LINC(Linear Amplifier Using Nonlinear Components)技術(shù),該技術(shù)可利用非線性功率放大器實現(xiàn)信號的線性放大。
圖1為相關(guān)技術(shù)中LINC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。在LINC系統(tǒng)中,將已調(diào)制的調(diào)幅調(diào)相信號經(jīng)信號分離器的作用輸出2路恒包絡(luò)僅調(diào)相的信號,并經(jīng)射頻調(diào)制器調(diào)制到射頻頻帶上,通過功率放大器PA(簡稱為功放)放大,并經(jīng)合成器合成即可從發(fā)射機發(fā)出。其中,恒包絡(luò)僅調(diào)相的信號可使功放工作在一個固定工作點上,不用擔心由于輸入信號具有不同的幅度而帶來的功放失真的問題。如果將圖1的上半部分與下半部分各視為一條鏈路,理論上在這兩條鏈路上信號的增益變化和相位變化應(yīng)該為相同;但是由于每條鏈路上都存在有一定的模擬器件如功放為模擬器件,導致這兩條鏈路上存在有相位和/或幅度的差異,該差異可使得LINC系統(tǒng)的帶外雜散增加,功放效率降低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題,本發(fā)明實施例在于提供一種鏈路均衡方法及裝置,能夠減小LINC系統(tǒng)兩條鏈路的相位差異和/或幅度差異,以達到鏈路間的均衡,避免系統(tǒng)帶外雜散的增加,提高功放效率。
本發(fā)明實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供了一種鏈路均衡方法,所述方法包括:
獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路上的鏈路信號;
依據(jù)鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號,確定所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;
判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi);
當所述鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述第二鏈路的鏈路信號進行補償。
上述方案中,所述獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路上的鏈路信號,包括:
在至少兩個時刻中,采集每個時刻上的鏈路反饋信號以及每條鏈路上的鏈路信號。
上述方案中,所述方法還包括:
建立數(shù)學模型;
將每個時刻采集到的鏈路反饋信號和每條鏈路上的鏈路信號經(jīng)所述數(shù)學模型的N-1次迭代后,得到第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;N為大于等于2的正整數(shù)。
上述方案中,所述方法還包括:
所述數(shù)學模型至少包括第一公式、第二公式和第三公式;其中,
第一公式:error(k)=S2(k)-[w1(k),w2(k)]*[S1(k),Sm(k)]T;
第二公式:w1(k+1)=w1(k)+μ*error(k)*conj(S1(k));
第三公式:w2(k+1)=w2(k)+μ*error(k)*conj(Sm(k));
其中,k=1、2...N;Sm(k)為在第k個時刻采集到的鏈路反饋信號,S1(k)為在第k個時刻采集到的第一鏈路上的鏈路信號;S2(k)為在第k個時刻采集到的第二鏈路上的鏈路信號;[,]T表示轉(zhuǎn)置矩陣,conj表示共軛復數(shù);μ表示為收斂因子;error(k)為第k次迭代次數(shù)下的差值函數(shù);w1(k)為第k個鏈路增益值; w2(k)為第k個鏈路增益值w1(k)的輔助函數(shù);
在第k次迭代次數(shù)下,將第k個時刻采集到的鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號代入至所述數(shù)學模型進行第k次迭代,獲得經(jīng)N-1次迭代后的第N個鏈路增益值w1(N);
確定該第N個鏈路增益值w1(N)為所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值。
上述方案中,所述方法還包括:
在第k=1次迭代次數(shù)下,將采集到的第1個時刻的Sm(1)、S1(1)和S2(1)且預設(shè)的第1個鏈路增益值w1(1)及其輔助函數(shù)w2(1)代入至第一公式,得到在第1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(1),再將error(1)、w1(1)、S1(1)代入第二公式,得到第2個鏈路增益值w1(2);將error(1)、w2(1)、Sm(1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(2);
將迭代次數(shù)加1,在第k=2次迭代次數(shù)下,將采集到的第2個時刻的Sm(2)、S1(2)、S2(2)以及將在第1次迭代次數(shù)下計算出的第2個鏈路增益值w1(2)和輔助函數(shù)w2(2)代入至第一公式,得到在第2次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(2),再將error(2)、w1(2)、S1(2)代入第二公式,得到第3個鏈路增益值w1(3);將error(2)、w2(2)、Sm(2)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(3);
將迭代次數(shù)再加1,在第k=3次迭代次數(shù)下,將采集到的第3個時刻的Sm(3)、S1(3)、S2(3)以及將在第2次迭代次數(shù)下計算出的第3個鏈路增益值w1(3)和輔助函數(shù)w2(3)代入至第一公式,得到在第3次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(3),再將error(3)、w1(3)、S1(3)代入第二公式,得到第4個鏈路增益值w1(4);將error(3)、w2(3)、Sm(3)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(4);
將迭代次數(shù)依次加1,在每個第k+1次迭代次數(shù)下,將采集到的第k+1個時刻的Sm(k+1)、S1(k+1)、S2(k+1)以及將在第k次迭代次數(shù)下計算出的第k個鏈 路增益值w1(k)和輔助函數(shù)w2(k)代入至第一公式,得到在第k+1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(k+1),再將error(k+1)、w1(k)、S1(k+1)代入第二公式,得到第k+1+1個鏈路增益值w1(k+1+1);將error(k+1)、w2(k)、Sm(k+1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(k+1+1);直至計算出在第N-1次迭代次數(shù)下的w1(N)。
上述方案中,所述方法還包括:
獲取第N個鏈路增益值w1(N)的模值;
所述判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi),包括:
判斷所述模值是否不為1;
當所述鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述其中一條鏈路的鏈路信號進行補償,包括:
判斷所述模值不為1時,確定所述鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi),通過將所述第二鏈路的鏈路信號的幅值與所述模值相乘對所述第二鏈路的鏈路信號進行幅度補償。
上述方案中,所述方法還包括:
獲取第N個鏈路增益值w1(N)的相位值;
判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi),包括:
判斷所述相位值是否不為0;
當所述鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述其中一條鏈路的鏈路信號進行補償,包括:
判斷所述相位值不為0時,確定所述鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi),通過將所述第二鏈路的鏈路信號的相位值與所述第N個鏈路增益值w1(N)的相位值相乘對所述第二鏈路的鏈路信號進行相位補償。
本發(fā)明實施例還提供了一種鏈路均衡裝置,所述裝置包括:
第一獲取單元,用于獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路上的鏈路信號;
第一確定單元,用于依據(jù)鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號,確定所 述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;
第一判斷單元,用于判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi);
第一補償單元,用于當所述第一判斷單元判斷出鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述第二鏈路的鏈路信號進行補償。
上述方案中,所述第一獲取單元,用于:
在至少兩個時刻中,采集每個時刻上的鏈路反饋信號以及每條鏈路上的鏈路信號。
上述方案中,
所述第一確定單元,用于建立數(shù)學模型,將每個時刻采集到的鏈路反饋信號和每條鏈路上的鏈路信號經(jīng)所述數(shù)學模型的N-1次迭代后,得到第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;N為大于等于2的正整數(shù)。
上述方案中,
所述數(shù)學模型至少包括第一公式、第二公式和第三公式;其中,
第一公式:error(k)=S2(k)-[w1(k),w2(k)]*[S1(k),Sm(k)]T;
第二公式:w1(k+1)=w1(k)+μ*error(k)*conj(S1(k));
第三公式:w2(k+1)=w2(k)+μ*error(k)*conj(Sm(k));
其中,k=1、2...N;Sm(k)為在第k個時刻采集到的鏈路反饋信號,S1(k)為在第k個時刻采集到的所述第一鏈路上的鏈路信號;S2(k)為在第k個時刻采集到的所述第二鏈路上的鏈路信號;[,]T表示轉(zhuǎn)置矩陣,conj表示共軛復數(shù);μ表示為收斂因子;error(k)為第k次迭代下的差值函數(shù);w1(k)為第k個鏈路增益值;w2(k)為第k個鏈路增益值w1(k)的輔助函數(shù);N為
第一確定單元,用于在第k次迭代次數(shù)下,將第k個時刻采集到的鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號代入至所述數(shù)學模型進行第k次迭代,確定經(jīng)N-1次迭代后的第N個鏈路增益值w1(N);
所述第一補償單元,用于當?shù)谝慌袛鄦卧袛喑鲦溌吩鲆嬷党龅谝婚撝? 范圍內(nèi)時,確定該第N個鏈路增益值w1(N)為所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值。
上述方案中,所述第一確定單元,用于:
在第k=1次迭代次數(shù)下,將采集到的第1個時刻的Sm(1)、S1(1)和S2(1)且預設(shè)的第1個鏈路增益值w1(1)及其輔助函數(shù)w2(1)代入至第一公式,得到在第1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(1),再將error(1)、w1(1)、S1(1)代入第二公式,得到第2個鏈路增益值w1(2);將error(1)、w2(1)、Sm(1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(2);
將迭代次數(shù)加1,在第k=2次迭代次數(shù)下,將采集到的第2個時刻的Sm(2)、S1(2)、S2(2)以及將在第1次迭代次數(shù)下計算出的第2個鏈路增益值w1(2)和輔助函數(shù)w2(2)代入至第一公式,得到在第2次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(2),再將error(2)、w1(2)、S1(2)代入第二公式,得到第3個鏈路增益值w1(3);將error(2)、w2(2)、Sm(2)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(3);
將迭代次數(shù)再加1,在第k=3次迭代次數(shù)下,將采集到的第3個時刻的Sm(3)、S1(3)、S2(3)以及將在第2次迭代次數(shù)下計算出的第3個鏈路增益值w1(3)和輔助函數(shù)w2(3)代入至第一公式,得到在第3次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(3),再將error(3)、w1(3)、S1(3)代入第二公式,得到第4個鏈路增益值w1(4);將error(3)、w2(3)、Sm(3)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(4);
將迭代次數(shù)依次加1,在每個第k+1次迭代次數(shù)下,將采集到的第k+1個時刻的Sm(k+1)、S1(k+1)、S2(k+1)以及將在第k次迭代次數(shù)下計算出的第k個鏈路增益值w1(k)和輔助函數(shù)w2(k)代入至第一公式,得到在第k+1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(k+1),再將error(k+1)、w1(k)、S1(k+1)代入第二公式,得到第k+1+1個鏈路增益值w1(k+1+1);將error(k+1)、w2(k)、Sm(k+1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(k+1+1);直至計算出在第N-1次迭代次數(shù)下的w1(N)。
上述方案中,所述第一判斷單元,還用于:獲取第N個鏈路增益值w1(N)的模值,判斷所述模值是否不為1,判斷所述模值不為1時,確定所述鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi),觸發(fā)第一補償單元;
相應(yīng)的,所述第一補償單元,用于通過將所述第二鏈路的鏈路信號的幅值與所述模值相乘對所述第二鏈路的鏈路信號進行幅度補償。
上述方案中,所述第一判斷單元,還用于:獲取第N個鏈路增益值w1(N)的相位值,判斷所述相位值是否不為0,判斷所述相位值不為0時,確定所述鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi),觸發(fā)第一補償單元;
相應(yīng)的,所述第一補償單元,用于通過將所述第二鏈路的鏈路信號的相位值與所述第N個鏈路增益值w1(N)的相位值相乘對所述第二鏈路的鏈路信號進行相位補償。
本發(fā)明實施例提供的鏈路均衡方法及裝置,其中,所述方法包括:獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路上的鏈路信號;依據(jù)鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號,確定所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi);當所述鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述第二鏈路的鏈路信號進行補償。通過對所述第二鏈路的鏈路信號的補償能夠減小LINC系統(tǒng)兩條鏈路的相位差異和/或幅度差異,以達到鏈路間的均衡,避免系統(tǒng)帶外雜散的增加,提高功放效率。
附圖說明
圖1為相關(guān)技術(shù)中LINC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖;
圖2為本發(fā)明實施例的鏈路均衡方法的實現(xiàn)流程圖;
圖3為本發(fā)明實施例的LIN系統(tǒng)發(fā)射機模型示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例的鏈路均衡裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明,應(yīng)當理解,以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實施例提供了一種鏈路均衡方法,所述方法應(yīng)用于LINC系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括有兩條鏈路,如圖2所示,所述方法還包括:
步驟201:獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路上的鏈路信號;
在執(zhí)行步驟201之前,首先建立LINC系統(tǒng)發(fā)射機模型,如圖3所示,信號分離模塊101將調(diào)幅調(diào)相的基帶信號S(t)分解成兩路信號S1(t)和S2(t),該兩路信號為恒包絡(luò)調(diào)相信號;將分解后的S1(k)和S2(t)在各自的鏈路上通過數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D/A即D/A 201、D/A 202進行數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換,然后通過模擬濾波器204、205濾除相應(yīng)基帶模擬信號中的高頻成分,再通過正交調(diào)制器207、208把基帶模擬信號正交調(diào)制為射頻信號,并經(jīng)過功放PA212、PA213進行功率放大,再使用合成器214將該兩路的射頻信號進行合成,并發(fā)射至接收機。前述內(nèi)容為發(fā)射機中調(diào)制、濾波、功率放大等功能,具體請參見現(xiàn)有相關(guān)說明。其中,視S1(t)、S2(t)所在的鏈路分別為第一鏈路、第二鏈路,S1(t)和S2(t)為相應(yīng)鏈路上的鏈路信號。采樣從合成器輸出的射頻信號,并經(jīng)下變頻器209下變頻至中頻,通過模擬濾波器206過濾掉高頻成分,將已過濾到高頻成分的模擬信號經(jīng)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器A/D 203的轉(zhuǎn)換,再經(jīng)過數(shù)字濾波器304進行濾波,得到鏈路反饋信號Sm(t)。其中,本地振蕩器210用于輸出供下變頻器209使用的時鐘信號,該時鐘信號通過211的相位翻后到達下變頻器209。
本實施例中,在信號分離模塊101和D/A 202之間增設(shè)補償器,在補償器和數(shù)字濾波器304之間增設(shè)校準器。鏈路反饋信號Sm(t)作為校準器的一個輸入信號,S1(t)和S2(t)為校準器的另兩路輸入信號,校準器的輸出端連接著補償器,補償器位于信號分離模塊101與第二鏈路上的D/A202之間,當校準器計算出需要對第二鏈路上的基帶信號進行補償時,補償器對第二鏈路上的基帶信號S2(t)進行相應(yīng)的增益補償,以達到兩個鏈路上的鏈路信號在幅度和相位上的均 衡。
需要說明的是,本實施例中,以對兩個鏈路信號中的S2(t)進行增益補償為例,所以在圖3中,將校準器和補償器與S2(t)所在的第二鏈路進行連接;如果要對S1(t)進行增益補償,那么需要將圖3中的補償器與第一鏈路中的D/A 201連接,校準器與補償器相連接;如果稱圖3中的下變頻器209、模擬濾波器206、A/D 203、數(shù)字濾波器304之間連接的鏈路為反饋鏈路,由反饋鏈路輸出的Sm(t)需要輸入至與第一鏈路連接的校準器中。
理論上,基帶信號S(t)=A(t)ejθ(t)、鏈路信號S1(t)=S(t)×(1+je(t))、鏈路信號S2(t)=S(t)×(1-je(t))、A(t)為基帶信號的信號幅度值,ejθ(t)為基帶信號的相位值。如果第二鏈路上S2(t)相對于第一鏈路上S1(t)存在有ΔGejΔφ的復增益,那么合路器的輸出如以下公式(1)所示:
Sm(t)=α×S1(t)+β×S2(t) (1)
其中,Ga是在兩條鏈路不存在有差異的情況下單條鏈路上的幅度增益值,ejφ是兩條鏈路不存在有差異的情況下單條鏈路上的相位變化值。
下面,對公式(1)等號的兩邊同時除以β之后,再同時減去得到公式(2):
針對公式(2),其等號左邊取值為數(shù)字0,這種情況為兩條鏈路之間不存在幅度和相位上的差異,而在實際應(yīng)用中,兩條鏈路上幅度和相位是存在差異的,如果該差異用error(t)函數(shù)來表示,公式(2)將變形為公式(3):
在公式(3)中,如果用那么公式(3)還可以由如下公式(4)來表示:
error(t)=S2(t)-w1S1(t)-w2Sm(t) (4)
在公式(4)中,想要兩條鏈路上不存在有幅度和相位的差異,需要error(t)趨近于0。
本步驟中,獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路的鏈路信號,包括:采集第k個時刻的鏈路反饋信號Sm(k),采集第k個時刻的兩條鏈路上的鏈路信號S1(k)和S2(k),k=1、2...N,N為大于等于2的正整數(shù)。優(yōu)選的,考慮到后續(xù)對鏈路增益值計算的準確性,需要采集至少兩個時刻的Sm(k)、S1(k)和S2(k)。例如,以N=8192為例,采集從第1個時刻到第8192個時刻的Sm(k)、S1(k)和S2(k),所采集到的Sm(k)、S1(k)和S2(k)各8192個,并通過這些數(shù)據(jù)計算出第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該而知,此處僅為一個具體舉例而已,并不代表本實施例的所有實施情況,N還可以取值為其它任何能夠想到的正整數(shù)。
步驟202:依據(jù)鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號,確定所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;
這里,第二鏈路為S2(k)信號所在的鏈路,為待補償鏈路;第一鏈路為S1(k)信號所在的鏈路。在建立完前述的數(shù)學模型后,將每個時刻采集到的鏈路反饋信號和每條鏈路上的鏈路信號經(jīng)所述數(shù)學模型的N-1次迭代后,得到第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值。進一步的,將所采集到的至少兩個時刻的Sm(k)、S1(k)和S2(k)通過公式(5)、(6)、(7)進行最小均方算法(LMS,Least-Mean-Square)算法的N-1次迭代后,得到第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值
error(k)=S2(k)-[w1(k),w2(k)]*[S1(k),Sm(k)]T; (5)
w1(k+1)=w1(k)+μ*error(k)*conj(S1(k)); (6)
w2(k+1)=w2(k)+μ*error(k)*conj(Sm(k)); (7)
其中,S1(k)、S2(k)、Sm(k)均為復數(shù);公式(5)為前述公式(4)的矩陣表示形式;[,]T表示轉(zhuǎn)置矩陣,conj表示共軛復數(shù);k代表第k次迭代次數(shù),k=1、2...N;μ為收斂因子,為預先設(shè)置好的值;在公式(5)~(7)中,當前迭代次數(shù)k所使用的采樣數(shù)據(jù)就是在第k個時刻采集到的鏈路反饋信號Sm(k)與鏈路信號S1(k)、S2(k)。w1(k)為第k個鏈路增益值;w2(k)為第k個鏈路增益值w1(k)的輔助函數(shù)。其中,公式(5)~(7)為本發(fā)明提供的數(shù)學模型,前述方案可視為建立數(shù)學模型的過程,公式(5)、公式(6)以及公式(7)可依次視為數(shù)學模型中的第一公式、第二公式及第三公式。
具體的,本步驟為:
在第k=1次迭代次數(shù)下,將采集到的在第1個時刻的Sm(1)、S1(1)和S2(1)且預先設(shè)定的幅值均為1、相位值均為0的復數(shù)w1(1)、w2(1)代入至公式(5),得到在第k=1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(1),再將error(1)、w1(1)、S1(1)代入公式(6)得到第2個鏈路增益值w1(2);同時,將error(1)、w2(1)、Sm(1)代入至(7)得到輔助函數(shù)w2(2);其中,可視w1(1)、w2(1)分別為第1個鏈路增益值及其輔助函數(shù),為預先設(shè)置好的值;
接下來,迭代次數(shù)加1即k=k+1=2,在第k=2次迭代次數(shù)下,將采集到的在第2個時刻的Sm(2)、S1(2)和S2(2)以及將在第1次迭代次數(shù)下計算出的第2個鏈路增益值w1(2)和輔助函數(shù)w2(2)代入至公式(5),得到在第k=2次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(2),再將error(2)、w1(2)、S1(2)代入公式(6)得到第3個鏈路增益值w1(3);同時,將error(2)、w2(2)、Sm(2)代入至(7)得到輔助函數(shù)w2(3);
繼續(xù)將迭代次數(shù)k加1即k=k+1=3,在第k=3次迭代次數(shù)下,將采集到的在第3個時刻的Sm(3)、S1(3)和S2(3)以及將在第2次迭代次數(shù)下計算出的第3 個鏈路增益值w1(3)和輔助函數(shù)w2(3)代入至公式(5),得到在第k=3次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(3),再將error(3)、w1(3)、S1(3)代入公式(6)得到第4個鏈路增益值w1(4);同時,將error(3)、w2(3)、Sm(3)代入至(7)得到輔助函數(shù)w2(4);
如此類推,將迭代次數(shù)依次加1,在每個第k+1次迭代次數(shù)下,將采集到的第k+1個時刻的Sm(k+1)、S1(k+1)、S2(k+1)以及將在第k次迭代次數(shù)下計算出的第k個鏈路增益值w1(k)和輔助函數(shù)w2(k)代入至第一公式,得到在第k+1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(k+1),再將error(k+1)、w1(k)、S1(k+1)代入第二公式,得到第k+1+1個鏈路增益值w1(k+1+1);將error(k+1)、w2(k)、Sm(k+1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(k+1+1);直至計算出在第N-1次迭代次數(shù)下的w1(N)。
在利用前述公式(5)~(7)進行N-1次迭代,得到第二鏈路相對于第一鏈路的第N個鏈路增益值w1(N),通常該第N鏈路增益值w1(N)為一個復數(shù);由于該鏈路增益值w1(N)為通過多次迭代計算而得來,所以也可稱之為最終鏈路增益值,該最終鏈路增益值即為前述的兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;此處,因為采集到至少兩個時刻的鏈路反饋信號以及兩條鏈路信號,所以N優(yōu)選取值為大于等于2的正整數(shù)。此外,也可以在采集到某個時刻的鏈路反饋信號及兩條鏈路信號時,直接利用該時刻所采集到的信號數(shù)據(jù)通過前述公式(5)~(7)得到該時刻的鏈路增益值w1,并將該w1作為最終鏈路增益值。本步驟由圖3中的校準器來完成。需要說明的是,前述的公式(5)~(7)為本技術(shù)方案中提出的基于LMS算法而改進的算法。
步驟203:判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi);
這里,考慮到PA在幅度增益和相位增益上的變化都是非線性的,相位增益的變化會影響到幅度增益的變化,所以本實施例中,如果第二鏈路相對于第一鏈路同時存在有幅度和相位差異時,先對第二鏈路的幅度進行補償再對相位進行補償;如果僅存在有幅度差異,那么僅對第二鏈路上的幅度進行補償;如果僅存在有相位差異,那么僅對第二鏈路上的相位進行補償。其中,判斷是否 存在有幅度差異,就是判斷第二鏈路相對于第一鏈路的最終鏈路增益值w1(N)的模值是否為1;判斷是否存在相位差異,就是判斷w1(N)的相位值是否為0;所述第一閾值范圍包括有模值=1和/或相位值=0等信息。
步驟204:當鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述第二鏈路的鏈路信號進行補償。
在校準器得到第二鏈路相對于第一鏈路的最終鏈路增益值w1(N)時,由于w1(N)為一個復數(shù),校準器計算該復數(shù)的模值,并判斷該模值是否不為1,如果判斷該模值為1時,說明第二鏈路相對于第一鏈路不存在幅度差異,無需對第二鏈路上的幅度進行補償;如果判斷該模值不為1,說明第二鏈路相對于第一鏈路存在幅度差異,需要對第二鏈路上的S2(t)幅度進行補償,校準器將不為1的模值傳輸至圖3中的補償器,補償器將第二鏈路上的鏈路信號S2(t)的幅值與該模值相乘作為對S2(t)的幅度補償。
在判斷為模值是否不為1后,繼續(xù)判斷第二鏈路相對于第一鏈路的最終鏈路增益值w1(N)的相位是否不為0,如果判斷相位為0,說明第二鏈路相對于第一鏈路不存在相位差異,無需對第二鏈路上S2(t)的相位進行補償;如果判斷相位不為0,說明第二鏈路相對于第一鏈路存在相位差異,需要對第二鏈路上的S2(t)的相位進行補償,校準器將不為0的相位信息傳輸至圖3中的補償器,補償器將第二鏈路上的鏈路信號S2(t)的相位與該相位信息相乘作為對S2(t)的相位補償。本領(lǐng)域人員應(yīng)該而知,由于鏈路信號與鏈路增益信號均為復數(shù),所以在判斷為第二鏈路相對于第一鏈路同時存在有幅度和相位差異時,補償器可通過鏈路信號S2(t)與w1(N)進行復數(shù)相乘,作為對S2(t)的幅度和相位的補償。通過前述的補償能夠減小LINC系統(tǒng)兩條鏈路的相位差異和幅度差異,以達到鏈路間的均衡,避免系統(tǒng)帶外雜散的增加,提高功放效率。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該而知,第二鏈路相對于第一鏈路可能僅存在幅度差異,也可以僅能存在相位差異,還可以同時存在幅度和相位差異;也就是說,本技 術(shù)方案可實現(xiàn)對幅度和相位差異的同時補償,也可以實現(xiàn)僅對幅度差異或僅對相位差異的補償。
基于前述鏈路均衡方法,本發(fā)明實施例還提供了一種鏈路均衡裝置,如圖4所示,所述裝置包括:第一獲取單元401、第一確定單元402、第一判斷單元403及第一補償單元404;其中,
第一獲取單元401,用于獲取鏈路反饋信號以及兩條鏈路中每條鏈路上的鏈路信號;
第一確定單元402,用于依據(jù)鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號,確定所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;
第一判斷單元403,用于判斷鏈路增益值是否超出第一閾值范圍內(nèi);
第一補償單元404,用于當所述第一判斷單元403判斷出鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,依據(jù)所述鏈路增益值,對所述第二鏈路的鏈路信號進行補償。
上述方案中,所述第一獲取單元401,用于:在至少兩個時刻中,采集每個時刻上的鏈路反饋信號以及每條鏈路上的鏈路信號。
上述方案中,第一確定單元402,還用于:建立數(shù)學模型;將每個時刻采集到的鏈路反饋信號和每條鏈路上的鏈路信號經(jīng)所述數(shù)學模型的N-1次迭代后,得到第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值;N為大于等于2的正整數(shù)。
其中,所述數(shù)學模型至少包括第一公式、第二公式和第三公式;其中,
第一公式:error(k)=S2(k)-[w1(k),w2(k)]*[S1(k),Sm(k)]T;
第二公式:w1(k+1)=w1(k)+μ*error(k)*conj(S1(k));
第三公式:w2(k+1)=w2(k)+μ*error(k)*conj(Sm(k));
其中,k=1、2...N;Sm(k)為在第k個時刻采集到的鏈路反饋信號,S1(k)為在第k個時刻采集到的第一鏈路上的鏈路信號;S2(k)為在第k個時刻采集到的所述第二鏈路上的鏈路信號;[,]T表示轉(zhuǎn)置矩陣,conj表示共軛復數(shù);μ表示為收斂因子為已知量;error(k)為第k次迭代下的差值函數(shù);w1(k)為第k個鏈路增 益值;w2(k)為第k個鏈路增益值w1(k)的輔助函數(shù);N為大于等于2的正整數(shù);
第一確定單元402,用于在第k次迭代次數(shù)下,將第k個時刻采集到的鏈路反饋信號及每條鏈路上的鏈路信號代入至所述數(shù)學模型進行第k次迭代,確定經(jīng)N-1次迭代后的第N個鏈路增益值w1(N);相應(yīng)的,所述第一補償單元404,用于當所述第一判斷單元403判斷出鏈路增益值超出所述第一閾值范圍內(nèi)時,;確定該第N個鏈路增益值w1(N)為所述兩條鏈路中第二鏈路相對于第一鏈路的鏈路增益值。
上述方案中,所述第一確定單元402,用于:
在第k=1次迭代次數(shù)下,將采集到的第1個時刻的Sm(1)、S1(1)和S2(1)且預設(shè)的第1個鏈路增益值w1(1)及其輔助函數(shù)w2(1)代入至第一公式,得到在第1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(1),再將error(1)、w1(1)、S1(1)代入第二公式,得到第2個鏈路增益值w1(2);將error(1)、w2(1)、Sm(1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(2);
將迭代次數(shù)加1,在第k=2次迭代次數(shù)下,將采集到的第2個時刻的Sm(2)、S1(2)、S2(2)以及將在第1次迭代次數(shù)下計算出的第2個鏈路增益值w1(2)和輔助函數(shù)w2(2)代入至第一公式,得到在第2次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(2),再將error(2)、w1(2)、S1(2)代入第二公式,得到第3個鏈路增益值w1(3);將error(2)、w2(2)、Sm(2)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(3);
將迭代次數(shù)再加1,在第k=3次迭代次數(shù)下,將采集到的第3個時刻的Sm(3)、S1(3)、S2(3)以及將在第2次迭代次數(shù)下計算出的第3個鏈路增益值w1(3)和輔助函數(shù)w2(3)代入至第一公式,得到在第3次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(3),再將error(3)、w1(3)、S1(3)代入第二公式,得到第4個鏈路增益值w1(4);將error(3)、w2(3)、Sm(3)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(4);
將迭代次數(shù)依次加1,在每個第k+1次迭代次數(shù)下,將采集到的第k+1個 時刻的Sm(k+1)、S1(k+1)、S2(k+1)以及將在第k次迭代次數(shù)下計算出的第k個鏈路增益值w1(k)和輔助函數(shù)w2(k)代入至第一公式,得到在第k+1次迭代次數(shù)下的差值函數(shù)error(k+1),再將error(k+1)、w1(k)、S1(k+1)代入第二公式,得到第k+1+1個鏈路增益值w1(k+1+1);將error(k+1)、w2(k)、Sm(k+1)代入至第三公式,得到輔助函數(shù)w2(k+1+1);直至計算出在第N-1次迭代次數(shù)下的w1(N)。
其中,所述第一判斷單元403,還用于:獲取第N個鏈路增益值w1(N)的模值,判斷所述模值是否不為1,判斷所述模值不為1時,確定所述鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi),觸發(fā)第一補償單元404;
相應(yīng)的,所述第一補償單元404,用于通過將所述第二鏈路的鏈路信號的幅值與所述模值相乘對所述第二鏈路的鏈路信號進行幅度補償。
所述第一判斷單元403,還用于:獲取第N個鏈路增益值w1(N)的相位值,判斷所述相位值是否為0,判斷所述相位值不為0時,確定所述鏈路增益值超出第一閾值范圍內(nèi),觸發(fā)第一補償單元404;
相應(yīng)的,所述第一補償單元404,用于通過將所述第二鏈路的鏈路信號的相位值與所述第N個鏈路增益值w1(N)的相位值相乘對所述第二鏈路的鏈路信號進行相位補償。
為實現(xiàn)上述方法,本發(fā)明實施例還提供了一種鏈路均衡裝置,由于該裝置解決問題的原理與方法相似,因此,鏈路均衡裝置的實施過程及實施原理均可以參見前述方法的實施過程及實施原理描述,重復之處不再贅述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解,圖4中所示的鏈路均衡裝置中的各處理單元的實現(xiàn)功能可參照前述鏈路均衡方法的相關(guān)描述而理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解,圖4中所示的鏈路均衡裝置中各處理單元的功能可通過運行于處理器上的程序而實現(xiàn),也可通過具體的邏輯電路而實現(xiàn)。
在實際應(yīng)用中,所述第一獲取單元401、第一確定單元402、第一判斷單元403及第一補償單元404均可由中央處理單元(CPU,Central Processing Unit)、或數(shù)字信號處理(DSP,Digital Signal Processor)、或微處理器(MPU,Micro Processor Unit)、或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA,F(xiàn)ield Programmable Gate Array)等來實現(xiàn)。
本發(fā)明實施例的技術(shù)方案的優(yōu)勢在于:
1)通過對第二鏈路的鏈路信號的幅度和/或相位補償能夠減小LINC系統(tǒng)兩條鏈路的相位差異和/或幅度差異,以達到鏈路間的均衡,避免系統(tǒng)帶外雜散的增加,提高功放效率。
2)實現(xiàn)了對第二鏈路上的S2(t)的幅度和相位的補償,S2(t)位于基帶信號這一側(cè),實現(xiàn)了在基帶信號側(cè)的幅度和相位的補償;
3)考慮到相位的差異會對幅度差異存在影響,本發(fā)明實施例中在相位和幅度均存在差異時,先對幅度進行補償再對相位進行補償;
4)本發(fā)明實施例的公式(5)~(7)為LMS的改進算法,該改進算法在硬件上更易于實現(xiàn),可方便FPGA或者集成電路ASIC的實現(xiàn),可有效提升硬件資源的處理速度。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白,本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此,本發(fā)明可采用硬件實施例、軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且,本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。
本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合??商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器,使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備 以特定方式工作的計算機可讀存儲器中,使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上,使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理,從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。