CN101238638A - 数据处理方法、预失真设备、发射机、网络单元和基站 - Google Patents

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CN101238638A CNA2006800236728A CN200680023672A CN101238638A CN 101238638 A CN101238638 A CN 101238638A CN A2006800236728 A CNA2006800236728 A CN A2006800236728A CN 200680023672 A CN200680023672 A CN 200680023672A CN 101238638 A CN101238638 A CN 101238638A
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Abstract

本发明涉及一种发射机，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；和分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量。发射机也包括自适应单元，如果所述传输质量低于所述阈值，则被配置来使所述预失真器进行自适应。

Description

数据处理方法、预失真设备、发射机、网络单元和基站
技术领域
本发明涉及一种在包括预失真器的发射机中的数据处理方法、预失真设备、发射机、网络单元和基站。
背景技术
由于传输链路的模拟组件的非线性效应，所传输的信号幅度和相位是失真的。这种失真的主要原因是发射机的功率放大器。功率放大器除了放大所需的信号外，还产生原始信号频谱的较高阶谐波。信号频谱的扩展产生两个主要结果：射频频谱模板不满足带外辐射的功率的要求，和检测接收机中的失真的信号存在误差。
通过使用线性化技术可以避免(或至少减少)信号频谱的扩展。现有技术中存在几种不同的线性化技术。由于诸如温度等多种因素影响传输链路而使其不稳定，所以这些技术中最有效的是自适应。
一般情况下，通过使用预失真器来实现线性化，该预失真器基于功率放大器的输出的反馈信号而进行自适应。问题是该自适应需要大量的计算资源。因此，避免不必要的自适应可以显著降低处理器负载。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种数据处理方法，所述方法包括：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和根据所述分析的结果使发射机的所述预失真器进行自适应。
根据本发明的一个方面，提供一种数据处理方法，所述方法包括：为传输质量设置阈值；产生反馈信号；通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于所述阈值，则使发射机的所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种预失真设备，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和自适应单元，被配置来基于所述分析单元的分析结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种预失真设备，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和自适应单元，如果所述传输质量低于所述阈值，则被配置来使所述预失真器进行自适应。。
根据本发明的另一方面，提供一种发射机，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和自适应单元，被配置来基于所述分析单元的分析结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种发射机，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和自适应单元，如果所述传输质量低于所述阈值，则被配置来使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种网络单元，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和自适应单元，被配置来基于所述分析单元的所述分析结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种网络单元，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和自适应单元，如果所述传输质量低于所述阈值，则被配置来使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和自适应单元，被配置来基于所述分析单元的所述分析结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，包括：产生单元，被配置来产生反馈信号；分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和自适应单元，如果所述传输质量低于所述阈值，则被配置来使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种预失真设备，被配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述分析的结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种预失真设备，被配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于所述阈值，则使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种发射机，被配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述分析的结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种发射机，配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于所述阈值，则使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种网络单元，被配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述分析的结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种网络单元，被配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于所述阈值，则使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，被配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述分析的结果使所述预失真器进行自适应。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，配置为：产生反馈信号；通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于所述阈值，则使所述预失真器进行自适应。
本发明具有几个优点。
在本发明的实施例中，可以基于由反馈信号确定的传输质量来控制预失真器的操作。在该实施例中，由于只有当需要时预失真器才进行自适应，所以减少了处理器的负载。如果传输质量是适当的，则预失真器的参数保持不变。另一个优点是该实施例提供了选择来控制预失真器在正确的方向上集中。
附图说明
在下文中，参考实施例和附图更加详细地描述了本发明，其中：
图1示出了通信系统的示例；
图2是流程图；
图3示出了预失真器的示例；和
图4示出了发射机的示例。
具体实施方式
参考图1，对其上可以应用本发明的实施例的通信系统的示例进行分析。本发明可以应用于各种通信系统。这种通信系统的一个示例是通用移动电信系统(UMTS)无线接入网(UTRAN)。是无线接入网包括宽带码分多址(WCDMA)技术，并且还可以提供实时电路和分组交换业务。但是，这些实施例不限于作为示例给出的系统，而本领域技术人员可以将该方案应用于具有必要特性的其它通信系统。
本领域技术人员很清楚，根据本发明的方法可以被应用于采用不同的调制方法或者空中接口标准的各种系统。
图1简化例示了其上应用本发明的方案的数字数据传输系统的一部分。这是蜂窝无线系统的一部分，其包括具有到用户终端106和108的双向无线链路102和104的基站(或节点B)100。用户终端可以是固定的、车载的或便携式的。例如，基站包括收发信机。从基站的收发信机开始，存在与天线单元的连接，该连接建立了到用户终端的双向无线链路。基站还与诸如无线网络控制器(RNC)的控制器110连接，该控制器将终端的连接传输到网络的其它部分。无线网络控制器采用集中方式控制与其连接的几个基站。无线网络控制器还与核心网112(CN)连接。根据该系统，CN侧的对应部分可以是移动业务交换中心(MSC)、媒体网关(MGW)或者服务GPRS(通用无线分组业务)支持节点(SGSN)。
无线系统还可以与诸如公共交换电话网或因特网等其它网络通信。
可以根据数据传送需求和所需的覆盖面积改变通信系统的大小。
首先，来阐述预失真的原理。
预失真的主要原因是功率放大器的非线性。在无线系统中，因为无线电信号在无线路径中衰减，所以要求功率放大器在传输之前放大信号。不幸的是，高功率射频放大器倾向于是非线性器件，因此，其经常引起失真。例如，该失真被表示为相邻频带中的符号间干扰或带外功率。ACLR(相邻载波泄漏比)对带外传输的功率进行量化，所以其必须保留在指定的范围内。
当传输的信号包含幅度和相位调制时，最需要线性放大。这些调制方法的示例包括四相相移键控(QPSK)和正交频分复用(OFDM)。
预失真产生非线性传递函数，其可以被看作是考虑幅度和相位的功率放大器的传递函数的逆。换句话说，在功率放大器的输入之前设计预失真，来提供与功率放大器的失真互补的失真，这样产生总的线性传递函数。
由于诸如信号相位、调制、元件特性或温度等参数的改变改变了功率放大器的传递函数，所以有效的预失真需要自适应。为了实现自适应，需要来自功率放大器的输出信号的反馈。一般情况下，通过采用反馈电路来产生反馈，从而由功率放大器的输出信号来产生测量结果。
接下来，利用图2来阐述发射机中的数据处理方法的实施例。可以在图3的预失真设备中实施该实施例。现有技术中存在多种不同的自适应预失真方法，但是在这里不做进一步详细阐述。只要关于传输质量的信息是可用的，本实施例对要使用的自适应预失真方法的选择没有限制。
该实施例从方框200开始。
在方框202中，产生反馈信号。通过使用反馈电路，可以产生反馈信号。接下来，功率放大器的输出信号的一部分进入用于产生反馈信号的反馈电路。
在方框204中，通过使用反馈信号来分析传输质量。一般在时域和频域来分析传输质量。通过将反馈信号的所选择的参数与一个或多个预定的阈值进行比较来进行分析。可以根据经验或仿真来确定阈值。
在3CPP(第三代合作伙伴计划)系统中采用了几种现有的分析方法，现在简单说明其中一些。
误差矢量幅度(EVM)是用于在参考波形和被测量波形之间的差的测量。将所述差称作误差矢量。将EVM结果定义为以百分数表示的平均误差矢量功率与平均参考功率之比的均方根。EVM是调制质量的指示符。
相邻信道泄漏比(ACRL)表示信道传输功率与相邻信道之一的功率之比。ACRL估计用于测量由功率放大器引起的互调失真。
频谱辐射模板(SEM)对由调制引起的带外辐射、发射机的非线性和/或杂散辐射规定了限度。应当注意到，事实上当根据反馈信号进行估计时，SEM估计的可靠性存在一些限制。
在3GPP规范中更详细地阐述了分析方法。
现有技术中也存在获得关于诸如直流偏移(DC偏移)的确定、信号幅度、峰值因数(CF)或互补累积分布函数(CCDF)等传输质量的信息的其它选择。
在连续或周期性传输期间，可以分析传输质量，换句话说，可以如箭头210所示重复进行质量分析。可以进行质量分析，以便跟踪预失真器是否在正确的方向上集中。
在方框206，根据分析的结果使预失真器进行自适应。典型地，如果所分析的特性不满足利用阈值所设定的标准，则使预失真器进行自适应。例如，如果误差矢量幅度或相邻信道泄漏比太大，则触发合适的参数的自适应，以便改善传输质量或系统性能。
还可以设置控制，以确保在已经达到自适应循环的上限后，自适应处理停止。在一段时间后可以重新开始自适应。在图2中，只例示了一个完整的循环。
在方框208，该实施例结束。
接下来，利用图3来说明预失真设备的示例。在该示例中，预失真设备包括反馈电路306、数字自适应预失真器(DAPD)300和发射机控制器308。
图3中的发射机电路包括上变频模块302，其执行例如数模变换。为了清楚起见，这里只描述该发射机电路。
在该实施例中，反馈电路包括到基带频率的下变频、模数变换和用于使功率放大器304的输出信号返回到适用于数字处理的形式的所需的其它信号处理步骤。
数字自适应预失真器包括用于控制预失真器、预失真自适应和实际预失真的控制功能。
典型地，通过改变一个或多个预失真算法的所选择的参数来进行预失真自适应。典型地，而通过采用所选择的预失真算法修改信号来进行预失真。其目的是补偿在要发射的信号中由传输链路引起的不希望的相位和幅度改变。
预失真在本领域中是公知的，因此在此不对其进行更详细的描述。
发射控制器除了控制射频单元的其它功能以外，还控制诸如运行时间等预失真功能性、自适应和预失真器控制功能。还可以将这两个控制单元结合，并将结合后的控制单元设置于预失真器中或者发射机的另一部件中。
发射控制器和/或预失真控制功能例如可以确保在自适应循环已经达到上限后，自适应过程停止。在已经达到自适应循环的的最大次数后，预失真控制功能和发射控制器可以通过改变一个或多个消息来中断预失真器的自适应。
典型地，预失真也包括用于传输质量估计的装置。该估计装置可以部分或完全设置于预失真器中，或者，该估计装置可以是与预失真器耦接的设备的一部分。
在下文中，简单阐述在3GPP(第三代合作伙伴计划)系统中使用的现有传输质量估计方法的示例。在3GPP规范中更详细地阐述了该方法。
误差矢量幅度(EVM)是用于在参考波形和被测量波形之间的差的测量。将该差称作误差矢量。将EVM结果定义为以百分数表示的平均误差矢量功率与平均参考功率之比的均方根。EVM是调制质量的指示符。
相邻信道泄漏比(ACRL)表示信道传输功率与相邻信道之一的功率之比。ACRL估计用于测量由功率放大器引起的互调失真。
频谱辐射模板(SEM)对由调制引起的带外辐射、发射机的非线性和/或杂散辐射规定了限度。应当注意到，事实上当根据反馈信号进行估计时，SEM估计的可靠性存在一些限制。
现有技术中也存在用来获得关于诸如直流偏移(DC偏移)的确定、信号幅度、峰值因数(CF)或互补累积分布函数(CCDF)等传输质量的信息的其它选择。
图4示出了发射机的示例，尤指其位于诸如基站或不限于此的其他通信设备等网络单元中。对本领域技术人员来说是显然的，可以根据现有的实施来改变发射机的结构。
在发射机中，首先在方框400调制信号。调制是指数据流调制载波。例如，调制后的信号特性可以是频率或相位。调制方法在本领域中是公知的，因此，在此不再对其进行更详细的描述。
图4中的系统是宽带系统，例如，通过将信号与伪随机长码相乘来扩展该信号。在方框402中进行扩展。如果系统是窄带系统，扩展模块就不是必需的。
在DSP(数字信号处理)模块404中，采用几种方式来处理要被发射的信号，例如，对信号进行加密和/或编码。如虚线矩形框412所示，DSP模块也可以包括模块400的调制装置和模块402的扩展装置。典型地，在DSP模块实施上述的数据处理方法的实施例。
模块406将信号转换为模拟形式。在方框408中的RF部分，将信号或者通过中频或者直接上变换到载波频率，换而言之射频。在该示例中，RF部分还包括将用于无线路径的信号进行放大的功率放大器。
发射机具有天线410。如果接收机和发射机使用相同的天线，则设置双工滤波器(未示出)，以便隔离发射和接收。该天线可以是天线阵列或者单个天线。
可以采用位于数字信号处理器中的软件来有利地实施所公开的数据处理方法的所述实施例的功能。使用反馈电路来提供反馈信息。例如，该实施方案也可以是ASIC(专用集成电路)组件。这些不同实施方式的混合也是可行的。
尽管以上已经参考根据附图的示例描述了本发明，但是很显然，本发明不局限于此，可以在所附权利要求的范围内采用几种方式对本发明进行改进。

Claims (31)

1.一种数据处理方法，所述方法包括：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号分析传输质量；和
根据所述分析的结果使预失真器进行自适应。
2.一种数据处理方法，所述方法包括：
为传输质量设置阈值；
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和
如果所述传输质量低于所述阈值，则使发射机的预失真器进行自适应。
3.根据权利要求1的方法，还包括为所述传输质量设置阈值。
4.根据权利要求1的方法，其中所述分析传输质量包括在时域和频域分析所述传输质量。
5.根据权利要求1的方法，还包括为所述传输质量设置阈值，以及如果所述传输质量低于所述阈值，则使所述预失真器进行自适应。
6.根据权利要求1的方法，还包括在已经达到自适应循环的最大次数之后，中断所述预失真器的所述自适应。
7.根据权利要求1的方法，还包括执行所述分析，以便跟踪所述预失真器是否在正确的方向上集中。
8.一种预失真设备，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和
自适应单元，被配置来基于所述分析单元的分析结果使预失真器进行自适应。
9.一种预失真设备，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和
自适应单元，如果所述传输质量低于阈值，则被配置来使预失真器进行自适应。
10.一种发射机，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和
自适应单元，被配置来基于所述分析单元的分析结果使预失真器进行自适应。
11.一种发射机，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和
自适应单元，如果所述传输质量低于阈值，则被配置来使预失真器进行自适应。
12.根据权利要求10的发射机，其中所述分析单元被进一步配置来在时域和频域分析所述传输质量。
13.根据权利要求11的发射机，其中：
所述分析单元进一步被配置来分析所述传输质量；和
所述自适应单元进一步被配置为，如果所述传输质量低于预定的阈值，使所述预失真器进行自适应。
14.根据权利要求11的发射机，还包括：
中断单元，在已经达到自适应循环的最大次数之后被配置来中断所述预失真器的所述自适应。
15.根据权利要求11的发射机，还包括执行单元，被配置来执行所述分析，以便跟踪所述预失真器是否在正确的方向上集中。
16.一种网络单元，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和
自适应单元，被配置来基于所述分析单元的分析结果使预失真器进行自适应。
17.一种网络单元，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和
自适应单元，如果所述传输质量低于阈值，则被配置来使预失真器进行自适应。
18.根据权利要求16的网络单元，其中所述分析单元进一步被配置来在时域和频域分析所述传输质量。
19.根据权利要求17的网络单元，其中：
所述分析单元进一步被配置来分析所述传输质量；和
所述自适应单元进一步被配置为，如果所述传输质量低于预定的阈值，使所述预失真器进行自适应。
20.根据权利要求17的网络单元，还包括中断单元，在已经达到自适应循环的最大次数之后被配置来中断所述预失真器的所述自适应。
21.根据权利要求17的网络单元，还包括执行单元，被配置来执行所述分析，以便跟踪所述预失真器是否在正确的方向上集中。
22.一种基站，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和
自适应单元，被配置来基于所述分析单元的分析结果使预失真器进行自适应。
23.一种基站，包括：
产生单元，被配置来产生反馈信号；
分析单元，被配置来通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和
自适应单元，如果所述传输质量低于阈值，则被配置来使预失真器进行自适应。
24.一种预失真设备，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和
基于所述传输质量的分析结果使预失真器进行自适应。
25.一种预失真设备，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于阈值，则使预失真器进行自适应。
26.一种发射机，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述传输质量的分析结果使预失真器进行自适应。
27.一种发射机，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于阈值，则使预失真器进行自适应。
28.一种网络单元，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述传输质量的分析结果使预失真器进行自适应。
29.一种网络单元，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于阈值，则使预失真器进行自适应。
30.一种基站，被配置为：
产生反馈信号；通过采用所述反馈信号来分析传输质量；和基于所述传输质量的分析结果使预失真器进行自适应。
31.一种基站，被配置为：
产生反馈信号；
通过采用所述反馈信号在时域和频域分析传输质量；和如果所述传输质量低于阈值，则使预失真器进行自适应。
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