無(wú)源互調(diào)干擾的保持服務(wù)的監(jiān)測(cè)和消除的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信系統(tǒng)的收發(fā)兩用機(jī)。具體地，本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng) 的收發(fā)兩用機(jī)中的無(wú)源互調(diào)干擾的消除。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無(wú)線基站中，上行鏈路頻帶內(nèi)的不良干擾信號(hào)可能會(huì)嚴(yán)重劣化上行鏈路接收機(jī) 的靈敏度。圖1是使用頻分雙工（FDD)的無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站100的框圖，其中，基站100 在下行鏈路發(fā)射機(jī)102與上行鏈路接收機(jī)103之間共享天線101。如圖1所示，雙工器104 是使反向接收機(jī)信號(hào)110與前向發(fā)射機(jī)信號(hào)111隔離的三端口射頻（RF)濾波器。功率放 大器（PA) 105提供的前向發(fā)射機(jī)信號(hào)111通常是高功率RF信號(hào)。天線101將發(fā)射機(jī)信號(hào) 101從雙工器104發(fā)送至自由空間。被劣化的天線組件中的非線性接點(diǎn)（例如連接器）和 天線101附近的生銹物件（例如金屬柵欄）引入了反向（即，返回接收機(jī)102)的無(wú)源互調(diào) (PM)干擾。PM現(xiàn)象因而也被稱為"銹螺栓現(xiàn)象（rustybolteffect)"，并已被無(wú)線產(chǎn)業(yè) 認(rèn)為是一個(gè)困難和復(fù)雜的問(wèn)題。
[0003] 可以在天線安裝期間，利用當(dāng)前可用的儀器，使用高功率、雙音信號(hào)對(duì)PIM干擾進(jìn) 行檢測(cè)。然而，PIM問(wèn)題通常只在安裝幾年之后由于逐漸劣化才浮現(xiàn)出來(lái)。執(zhí)行基于儀器 的PIM檢測(cè)會(huì)中斷服務(wù)。此外，當(dāng)基站已經(jīng)開(kāi)始服務(wù)時(shí)，儀器測(cè)試可能是不允許的，這是因 為PIM測(cè)試在未許可給服務(wù)提供商的頻段中向自由空間發(fā)送高功率RF信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種耦合于天線的收發(fā)機(jī)，包括：(a)多端口濾波器， 其具有親合于該天線的雙向端口、至少一個(gè)輸入端口和至少一個(gè)輸出端口；(b)發(fā)送數(shù)據(jù) 通路，其接收傳輸信號(hào)并通過(guò)多端口濾波器提供傳輸信號(hào)以便由天線進(jìn)行傳輸，該發(fā)送數(shù) 據(jù)通路耦合于多端口濾波器的輸入端口；（c)接收數(shù)據(jù)通路，其從天線接收接收信號(hào)，該接 收數(shù)據(jù)通路耦合于多端口濾波器的輸出端口；（d)耦合于天線的帶通濾波器，用于接收包 括外部信號(hào)、傳輸信號(hào)和接收信號(hào)中的兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)之間的互調(diào)分量的采樣信號(hào)；以 及（e)監(jiān)測(cè)和消除電路，其接收傳輸信號(hào)、接收信號(hào)和采樣信號(hào)以消除互調(diào)分量。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，互調(diào)分量可以是傳輸信號(hào)與接收信號(hào)之間的或者外部 信號(hào)與傳輸信號(hào)之間的互調(diào)。外部信號(hào)可以具有與傳輸信號(hào)的預(yù)定頻帶一致的頻率分量， 或者外部與傳輸信號(hào)可以具有不同的非交迭頻帶。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采樣信號(hào)可以通過(guò)與多端口濾波器的雙向端口進(jìn)行聯(lián) 接或與多端口濾波器的輸入端口進(jìn)行聯(lián)接的耦合器來(lái)獲得?；蛘?，采樣信號(hào)通過(guò)多端口濾 波器的第二輸出端口來(lái)獲得。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)送數(shù)據(jù)通路可以包括峰值因子縮減處理器。該發(fā)送 數(shù)據(jù)通路可以包括：（i)將傳輸信號(hào)變換為RF信號(hào)的數(shù)字至RF的變換器；（ii)提供經(jīng)預(yù) 失真的RF信號(hào)的模擬線性化器；以及（iii)用于放大經(jīng)預(yù)失真的RF信號(hào)以便由天線進(jìn)行 傳輸?shù)墓β史糯笃鳌；蛘撸l(fā)送數(shù)據(jù)通路可以包括（i)接收傳輸信號(hào)以提供經(jīng)預(yù)失真的傳 輸信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器；（ii)將經(jīng)預(yù)失真的傳輸信號(hào)變換為RF信號(hào)的數(shù)字至RF的變換 器；以及（iii)用于放大RF信號(hào)以便由天線進(jìn)行傳輸?shù)墓β史糯笃鳌?br>[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，監(jiān)測(cè)和消除電路包括互調(diào)消除電路，其對(duì)互調(diào)分量中 的非線性進(jìn)行建模。在一些實(shí)施例中，根據(jù)多項(xiàng)式函數(shù)來(lái)對(duì)非線性進(jìn)行建模。在一些實(shí)施 例中，根據(jù)有理近似技術(shù)來(lái)對(duì)非線性進(jìn)行建模?；フ{(diào)消除電路可以包括用于使傳輸信號(hào)、接 收信號(hào)和采樣信號(hào)中的至少兩個(gè)信號(hào)在時(shí)間上對(duì)齊的延遲單元?；フ{(diào)消除電路可以包括低 通濾波器和一個(gè)或多個(gè)本地振蕩器。在一個(gè)實(shí)施例中，本地振蕩器中的一個(gè)具有與上行鏈 路-下行鏈路頻率間隔相對(duì)應(yīng)的頻率。在另一個(gè)實(shí)施例中，本地振蕩器具有與傳輸信號(hào)與 外部信號(hào)之間的間隔相對(duì)應(yīng)的頻率。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，互調(diào)消除電路根據(jù)一組自適應(yīng)調(diào)整的參數(shù)來(lái)操作?；?調(diào)消除電路的參數(shù)是基于成本函數(shù)的最小化來(lái)調(diào)整的。可以根據(jù)均方誤差準(zhǔn)則或者誤差信 號(hào)或其頻譜的加權(quán)均方來(lái)使成本函數(shù)最小化。或者，可以根據(jù)信號(hào)質(zhì)量品質(zhì)因數(shù)來(lái)使成本 函數(shù)最小化。信號(hào)質(zhì)量品質(zhì)因數(shù)與信號(hào)干擾比或誤差向量幅度相對(duì)應(yīng)。
[0010] 通過(guò)對(duì)以下詳細(xì)描述和附圖進(jìn)行考慮可以更好地理解本發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是使用頻分雙工（FDD)的無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站100的框圖，其中，基站100 在下行鏈路發(fā)射機(jī)102與上行鏈路接收機(jī)103之間共享天線101。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支持PM監(jiān)測(cè)和消除的FDD模式無(wú)線收發(fā)機(jī)系統(tǒng) 200的框圖。
[0013] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的PIM監(jiān)測(cè)和消除子系統(tǒng)208的框圖。
[0014] 圖4根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了PM消除器302的一般實(shí)施方式。
[0015] 圖5示出了按照測(cè)量和兩個(gè)分析模型的、根據(jù)具有平衡的雙音輸入的SMC連接器 的平均輸入功率的三階P頂功率的變化。
[0016] 圖6是用于無(wú)記憶非線性模型的數(shù)字電路600的原理圖。
[0017] 圖7根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了PM消除器700,其是PM消除器302的一種 實(shí)施方式。
[0018] 圖8根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了電路800,其是圖7的PM消除器700的A類 P頂模型701的一種實(shí)施方式。
[0019] 圖9根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了電路900和950,其提供了圖7的PIM消除器 700的B/C類PM模型702的一種實(shí)施方式。
[0020] 圖10根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了B類PIM模型中的無(wú)線收發(fā)機(jī)系統(tǒng)1000,其 使用放置在PA與終端雙工器之間的耦合器來(lái)抽取外部信號(hào)。
[0021] 圖11根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了在C類PM模型中使用具有三工器的無(wú)線 收發(fā)機(jī)系統(tǒng)1100,這是由于本機(jī)信號(hào)和外部信號(hào)在不同的下行鏈路頻帶處。
[0022] 圖12根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了使用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)以使功率放大器線性 化的無(wú)線收發(fā)機(jī)系統(tǒng)1200。
[0023] 在附圖中，類似的元素被指派類似的參考標(biāo)號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明者認(rèn)識(shí)到，在FDD系統(tǒng)中，至少存在三類PM干擾。第一類，g卩"A類PM干 擾"，是由在非線性接點(diǎn)處的PA輸出信號(hào)的自混合導(dǎo)致的。在本詳細(xì)描述中，BW表示期望 的收發(fā)機(jī)信號(hào)的帶寬，而表示下行鏈路/上行鏈路頻率間隔。例如，在按照3GPP長(zhǎng)期演 進(jìn)（LTE)的2#頻帶操作的基站中，其下行鏈路頻率范圍是1930~1990MHz，上行鏈路頻率 范圍是1850~1910MHz，fK= 80MHz且BW彡60MHz。因而，在該系統(tǒng)中，當(dāng)條件BW>fK/ (m+1)滿足時(shí)，（2m+l)階互調(diào)落入接收機(jī)頻帶。在這樣的系統(tǒng)中，對(duì)于具有相對(duì)大的帶寬和 相對(duì)小的下行鏈路/上行鏈路間隔的FDD頻帶而言，A類PM是有問(wèn)題的。
[0025] 在PM現(xiàn)象的不同階中，三階現(xiàn)象具有最高互調(diào)功率。下表示出了三階PM可以 發(fā)生的LTE頻帶（如3GPPTS36. 104中定義的）。
[0026]
[0027] 表 1
[0028] 由于來(lái)自附近天線的外部信號(hào)憑借天線間耦合饋入本機(jī)天線，因此可能由本機(jī)PA 輸出信號(hào)與外部信號(hào)之間的非線性交互而導(dǎo)致PM。"B類PIM干擾"在本機(jī)PA輸出信號(hào)和 外部信號(hào)占用相同下行鏈路頻帶的不同部分時(shí)發(fā)生。上面表1示出的LTE頻帶容易受到B 類PIM干擾的影響。
[0029] "C類PIM干擾"在本機(jī)PA輸出信號(hào)和外部信號(hào)屬于不同的下行鏈路頻帶時(shí)發(fā)生。 表2示出了可能具有歸于三階PM的C類PM干擾的FDD模式LTE頻帶的列表。例如，LTE 4#下行鏈路頻帶（2110~2155MHz)與2#頻帶（1930~1990MHz)之間的三階PM可能落 入4#上行鏈路頻帶（1710~1755MHz)中。減小本機(jī)PA信號(hào)的帶寬可以抑制A類P頂干 擾，但是對(duì)B類和C類PIM干擾具有極小或沒(méi)有影響。