專利名稱：一種低互調的直放站及其實現方法
技術領域：
本發明屬于移動通信領域，主要是一種低互調的直放站及其實現方法。
背景技術：
在由各種有源器件構成的線性放大器中，由于有源器件的特性是非線性的，在放大過程中總會產生各種各樣的失真。互調失真就是其中的一種。互調是指當兩個頻率十分接近的信號輸入放大器時，二者相互調制將產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，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生的，而是由這兩個輸入信號的相互調制引起的，所以稱其為互調失真。直放站是一種放大設備，是在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發射中轉設備。直放站的基本功能就是一個射頻信號功率增強器。在直放站下行鏈路中，由施主天線從現有的覆蓋區域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行極好的隔離， 將濾波的信號經功放放大后再次發射到待覆蓋區域。但直放站在對射頻信號進行放大的同時，也會產生互調信號，互調信號如果過大將會對通信網絡產生嚴重干擾，降低通信網絡的質量。直放站的互調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生的，要消除直放站的互調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，另外當功率回退到一定程度，繼續回退將不再改善放大器的線性度。前饋法可以實現較精確的互調信號消除，但結構較復雜，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。預失真法的原理是尋找功放的非線性特性函數的反函數，將兩特性函數相作用，則會得到線性的特性函數。這一功能可以在直放站的 FPGA芯片中實現，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算法在預失真系統中的作用至關重要。閉環的自適應系統能夠跟蹤這些變化，改變預失真系數，及時的作出調整。但是，如果功放特性是較穩定的，那么DPD(Digital Predistortion)系統就可以工作在一組固定的系數下，即開環模式。開環DPD是這樣一種工作模式它的反饋鏈路是在PC機中完成的，應用相關的軟件得到一組改善功放非線性效果良好的系數之后，開環DPD模塊就固定的工作在這一組系數下。隨之，反饋鏈路也從直放站系統中移除。在實際的應用中，開環DPD只有前向鏈路，無反饋鏈路。

發明內容
本發明的目的正是要克服上述技術的不足，而提供一種低互調的直放站及其實現方法，移動通信領域中提高直放站互調抑制的方法。本發明解決其技術問題采用的技術方案這種低互調的直放站，在直放站的下行發射鏈路中增加開環DPD模塊，該模塊設置在FPGA中的數字處理模塊之后，采用DPD模塊改善功放非線性從而降低互調。開環DPD模塊接收數字處理模塊輸出的I/Q信號，同時將 DPD系數作用于接收到的I/Q信號完成預失真處理，處理結果作為功放的輸入。本發明所述的這種低互調的直放站的實現方法，具體步驟如下(1)、在直放站的下行發射鏈路中增加開環DPD模塊，該模塊設置在FPGA中的數字處理模塊之后，DPD工作模式為開環模式； (2)、通過FPGA捕獲發射鏈路的數據和反饋鏈路的數據，并將其保存在FPGA的RAM 中；應用DPD自適應算法處理RAM中的發射數據和反饋數據，得到DPD系數；(3)、開環DPD模塊在系統中接收數字處理模塊輸出的I/Q信號，同時接收軟件處理得到的DPD系數(預失真系數)，其內部結構按照MP記憶多項式搭建，作用是將DPD系數作用于接收到的I/Q信號從而完成預失真的功能，處理結果作為功放的輸入。雖然功放的特性曲線已較穩定，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。作為優選，在直放站下行發射鏈路中添加增益調整模塊， 增益調整模塊設置在開環DPD模塊之后，用于根據功放溫度的變化對發射鏈路增益做出調整，精度為0. IdB ；此調整精度較高，能夠及時有效地跟蹤鏈路增益變化，使得開環DPD保持良好的效果。更進一步的DPD系數的處理是軟硬件相結合的處理過程。硬件部分完成的功能是通過FPGA軟件捕獲發射鏈路的數據和反饋鏈路的數據，并將其保存在FPGA的RAM中。 軟件部分完成的功能是應用DPD自適應算法處理RAM中的發射數據和反饋數據，得到DPD 系數。由于在開環DPD中，這一組DPD系數是固定不變的，需將其在EEPROM中備份，以防發生意外情況后，開環DPD仍然能夠正常工作。本發明有益的效果是開環DPD模塊在FPGA中實現，不需要改變硬件電路，成本低，易行；開環模式實現簡單，只需一組預失真系數就可改善互調，一勞永逸；增益調整模塊可以補償由于功放溫度變化引起的增益變動，保證開環DPD性能良好。


圖1是傳統直放站(閉環DPD)下行原理框圖；圖2是本發明的直放站(開環DPD)下行原理框圖；圖3是本發明的開環DPD涉及到的數據流框圖；圖4是本發明的增益調整模塊的原理框圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及舉例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。圖1是傳統的工作于閉環DPD模式的直放站下行鏈路框圖，其中的DPD和DPD訓練器都是在FPGA中完成的。圖2是本發明的直放站下行鏈路框圖，其中的開環DPD模塊和增益調整模塊是在 FPGA中完成的，而開環DPD訓練器是在PC機中完成的，在實際應用中，只保留前兩個模塊。
一、開環DPD模塊的實現本發明中，DPD的模型采用MP (Memory Polynomial，記憶多項式)模型。記憶多項式表達式如下
權利要求
1.一種低互調的直放站，其特征在于在直放站的下行發射鏈路中增加開環DPD模塊， 該模塊設置在FPGA中的數字處理模塊之后；開環DPD模塊接收數字處理模塊輸出的I/Q信號，同時將DPD系數作用于接收到的I/Q信號完成預失真處理，處理結果作為功放的輸入。
2.根據權利要求1所述的低互調的直放站，其特征在于在直放站下行發射鏈路中添加增益調整模塊，增益調整模塊設置在開環DPD模塊之后，用于根據功放溫度的變化對發射鏈路增益做出調整，精度為0. ldB。
3.—種低互調的直放站的實現方法，其特征在于具體步驟如下(1 )、在直放站的下行發射鏈路中增加開環DPD模塊，該模塊設置在FPGA中的數字處理模塊之后；(2)、通過FPGA捕獲發射鏈路的數據和反饋鏈路的數據，并將其保存在FPGA的RAM中； 應用DPD自適應算法處理RAM中的發射數據和反饋數據，得到DPD系數；(3)、開環DPD模塊在系統中接收數字處理模塊輸出的I/Q信號，同時接收DPD系數并將DPD系數作用于接收到的I/Q信號從而完成預失真處理，處理結果作為功放的輸入。
4.根據權利要求3所述的低互調的直放站的實現方法，其特征在于在直放站下行發射鏈路中添加增益調整模塊，增益調整模塊設置在開環DPD模塊之后，根據功放溫度的變化對發射鏈路增益做出調整，精度為0. ldB。
5.根據權利要求3所述的低互調的直放站的實現方法，其特征在于將DPD系數在 EEPROM中備份。
全文摘要
本發明涉及一種低互調的直放站及其實現方法，在直放站的下行發射鏈路中增加開環DPD模塊，該模塊設置在FPGA中的數字處理模塊之后，采用DPD模塊改善功放非線性從而降低互調。開環DPD模塊接收數字處理模塊輸出的I/Q信號，同時將DPD系數作用于接收到的I/Q信號完成預失真處理，處理結果作為功放的輸入。在開環DPD模塊之后添加增益調整模塊，以跟蹤由功放溫度變化而產生的增益變化。本發明有益的效果是開環DPD模塊在FPGA中實現，不需要改變硬件電路，成本低，易行；開環模式實現簡單，只需一組預失真系數就可改善互調，一勞永逸；增益調整模塊可以補償由于功放溫度變化引起的增益變動，保證開環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 優先權日2011年11月15日
發明者巍源, 方洪燦, 李勝朝, 王利強, 金淮東 申請人:三維通信股份有限公司