CN101626356B - 一种多输入多输出终端及其射频发射方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多输入多输出终端及其射频发射方法，该终端包括：第一天线；射频发射模块，包括功率放大器，与第一天线相连接，用于对输入信号进行数模转换、调制、及通过功率放大器对调制后的信号进行功率放大，并将放大后的信号通过第一天线发射出去；预失真处理模块，与射频发射模块的输入端相连接，用于在功率放大器工作在非线性区域时，在输入信号输入射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与功率放大器的输出功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对输入信号进行预失真处理。上述多输入多输出MIMO终端的射频发射模块中的功率放大器具有改善了的的线性性能，能够满足LTE对功率放大器高线性度的要求。

Description

一种多输入多输出终端及其射频发射方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)终端及其射频发射方法。

背景技术

在移动通信领域，3GPP长期演进LTE技术因其代表着3G后续演进的方向，而受到广泛的关注。LTE对可变信道带宽的支持要求功放在更宽的频带上实现高线性化，OFDM技术在LTE中的应用也会大大提高整个系统的峰均比，这些都对放大器的线性度提出了更高的要求。此外，LTE中用到的64QAM等调制方式也都对系统的线性度有较高的要求。从以上分析，我们可以发现在LTE系统的设计上尽可能地提高系统的线性度是非常有意义的。

现有技术中，实现射频功放线性化的方法很多，常见的有以下三种：功率回退法、前馈法和预失真法。

功率回退法引入了一对矛盾体即效率和线性度，必须在两者之间找到一个合适的平衡点，它相当于把功率较大的管子作小功率管使用，牺牲功放的效率来提高线性度，功率放大器(POWER AMPLIFIER，PA)的效率大为降低，另外它有一定的局限性，当功率回退到一定程度，继续回退将不再改善放大器的线性度。

前馈法用于输出校准时，由于输出信号的功率电平较大，这样就必须引入一个线性度更好的功放来对校准信号进行放大，否则校准就没有意义了，此外还需获得精确的幅度、相位和时延匹配，否则就不能完全抵消，引入误差。

预失真法的本质就是在功率放大器前增加一个非线性电路以补偿功率放大器的非线性，基带预失真由于工作频率低，可以用数字电路实现，是当前研究的一个热点。数字预失真器由一个矢量增益调节器组成，它可以根据查找表(LUT，Look-Up-Table)的内容来控制输入信号的幅度和相位，并进而控制预失真的大小，从而提供一个与功放相反的非线性特性，以使得输入信号与功放输出信号的差别最小。数字预失真器不存在稳定性问题、有更宽的信号频带、能够处理含多载波的信号。但是，本发明人在实现本发明的过程中发现，预失真技术很难应用于早期的移动终端，其中的一个重要原因是在早期的移动终端中应用预失真技术需要加一个额外的接收机，这增加了终端的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种多输入多输出终端及其射频发射方法，以解决在移动终端中利用预失真技术来提高系统的线性性能的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多输入多输出终端，其中，包括：

第一天线；

射频发射模块，包括功率放大器，与所述第一天线相连接，用于对输入信号进行数模转换、调制、及通过所述功率放大器对调制后的信号进行功率放大，并将所述放大后的信号通过所述第一天线发射出去；

预失真处理模块，与所述射频发射模块的输入端相连接，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，在所述输入信号输入所述射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述输入信号进行预失真处理；

所述预失真系数查找表包括：所述功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系。

优选地，所述的校准装置，其中，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述多输入多输出终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系。

优选地，所述的多输入多输出终端，其中，所述预失真系数包括：所述功率放大器的相位调节系数和增益调节系数中的至少一个。

优选地，所述的多输入多输出终端，其中，还包括：

反馈模块，用于通过耦合的方式获得所述射频发射模块通过所述第一天线发射信号的反馈信号；

射频接收模块，用于对所述反馈信号进行下变频及模数转换，获得数字化的反馈信号；

比较模块，用于比较所述射频接收模块输出的反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并根据比较的结果确定所述功率放大器是否工作在非线性区域；

失真大小确定模块，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；

所述预失真处理模块，进一步用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，根据所述失真大小确定模块确定的失真大小，调整所述预失真系数，直至得到使所述失真大小在预设失真范围内的校准预失真系数。

优选地，所述的多输入多输出终端，其中，所述反馈模块包括：

耦合线，与所述射频发射模块的输出端到第一天线的端口之间的输出信号线相平行。

优选地，所述的多输入多输出终端，其中，所述失真大小确定模块为：

误差向量幅度计算模块，用于计算所述射频接收模块输出的反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的误差向量幅度EVM的值，所述EVM的值用于标识所述失真大小。

另一方面，提供一种多输入多输出终端的射频发射方法，其中，包括：

步骤a，在所述多输入多输出终端的工作过程中，预失真处理模块获取所述功率放大器的输出功率；

步骤b，在所述功率放大器工作在非线性区域时，所述预失真处理模块根据所述功率放大器的输出功率，从预设的预失真系数查找表中获取与所述输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对输入所述预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，并将所述预失真处理后的信号输入所述射频发射模块进行发射。

优选地，所述的校准装置，其中，所述步骤a中，所述预失真处理模块通过读取所述多输入多输出终端的功率控制字APC的值来获取所述功率放大器当前的输出功率。

优选地，所述的校准装置，其中，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述多输入多输出终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系。

优选地，所述的射频发射方法，其中，所述多输入多输出终端还包括：射频接收模块；

在所述步骤a之前还包括：

初始化，以获取校准的预失真系数查找表的步骤，该步骤具体包括：

步骤a1，通过耦合的方式将所述射频发射模块通过所述第一天线发射的信号耦合到所述射频接收模块，获得所述射频发射模块发射信号的反馈信号；

步骤b1，比较所述反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并在判断出所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；

步骤c1，判断所述失真大小是否位于预设的范围内，如是，则保存当前的预失真系数为校准预失真系数；否则，调整预失真系数，直至得到使所述失真大小位于预设范围内的校准预失真系数；

步骤d1，调整功率放大器在非线性区域的输出功率范围，在不同输出功率点下执行所述步骤a1至c1，获得不同输出功率点下的校准预失真系数，并生成校准的预失真系数查找表。

优选地，所述的射频发射方法，其中，

所述步骤a包括：

射频接收模块通过耦合的方式实时获取所述射频发射模块发射信号的反馈信号；

比较所述反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并在所述功率放大器工作在非线性区域时，判断所述失真大小是否位于预设的范围内，如是，则执行步骤b；否则，调整当前功率放大器输出功率下的所述预失真系数，直至得到使所述失真大小在预设的失真范围内的预失真系数，利用所述得到的预失真系数更新所述预失真系数查找表，再执行步骤b。

优选地，所述的射频发射方法，其中，通过计算所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的误差向量幅度EVM的值来确定所述失真大小。

优选地，所述的射频发射方法，其中，通过与所述射频发射模块的输出端到第一天线的端口之间的输出信号线相平行的耦合线来将所述射频发射模块通过所述第一天线发射的信号耦合到所述射频接收模块。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下技术效果：

通过在多输入多输出终端中设置预失真处理模块，在功率放大器工作在非线性区域时，在输入信号如基带信号输入射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对输入的基带信号进行预失真处理，可提高功率放大器的线性性能，从而改善了多输入多输出终端系统的线性性能，满足了LTE对功率放大器高线性度的要求。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下技术效果：

通过在多输入多输出MIMO终端工作前，基于MIMO终端多天线的特点，通过耦合的方式，利用MIMO终端的射频接收模块可方便地获取射频发射模块发射信号的反馈信号，并利用该反馈信号在MIMO终端的初始化过程中对MIMO终端的预失真系数查找表进行精确校准，使得MIMO终端的预失真处理模块能利用该校准的预失真系数查找表能保证预失真处理的效果，并进一步提高MIMO终端系统的线性性能。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下技术效果：

通过所述MIMO终端在工作过程中，根据实时获得反馈信号的失真大小如根据计算出的EVM值的大小实时地更新预失真系数查找表而不影响发射功率，可进一步保证预失真处理的效果及提高MIMO终端系统的线性性能。

附图说明

图1为本发明一实施例的MIMO终端的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的MIMO终端结构示意图；

图3为本发明实施例的MIMO终端提高射频发射模块线性性能的工作原理示意图；

图4为本发明实施例的MIMO终端的射频发射方法的流程示意图；

图5为本发明实施例的射频发射方法中，MIMO终端在初始化过程中获取校准的预失真系数查找表的流程示意图；

图6为本发明另一实施例的MIMO终端的射频发射方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明人在实现本发明的过程中发现多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)技术作为一个关键技术在LTE中得到应用。MIMO技术拥有很多优点：可以在不增加信道带宽的情况下，成倍的增加系统的容量，从而有效提高了系统的频谱利用率；还可以通过分集来提高信号传输的质量。本发明人在本发明中开发了MIMO的另外一种应用，基于MIMO的多天线技术提出的一种改善射频发信机线性性能的方法。本发明人在实现本发明的过程中发现：对于早期的移动终端，预失真技术很难得到应用的一个重要原因是它需要加一个额外的接收机，这增加了终端的成本，而在MIMO多天线系统中不需要另加接收机，这就为预失真的应用提供了可能。

图1为本发明一实施例的MIMO终端的结构示意图。如图1，该MIMO终端包括：

第一天线101；射频发射模块102，该射频发射模块又包括功率放大器103，该射频发射模块与第一天线相连接，用于对输入信号进行数模转换、调制、及通过功率放大器对调制后的信号进行功率放大，并将放大后的信号通过第一天线的发射端口发射出去，示例性地，该输入信号为基带输入信号；预失真处理模块104，与射频发射模块的输入端相连接，用于在功率放大器工作在非线性区域时，在上述输入信号输入射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对上述输入信号进行预失真处理；预失真系数查找表包括：功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系。

示例性地，由于MIMO终端可根据预先存储的自动功率控制字(AutomaticPower Control，APC)的值确定射频发射模块的发射功率，并进而获取功率放大器的输出功率值，即APC的值能够指示功率放大器的输出功率，所以预失真系数查找表中的功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系可通过MIMO终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系来表示。

优选地，当预失真系数查找表LUT中存储的为：APC的值与预失真系数之间的对应关系时，预失真处理模块在进行预失真处理时，获取APC的值，并从LUT中查找出与获取的APC的值对应的预失真系数来进行预失真处理。

本发明的实施例提供了一种设置有预失真处理模块的MIMO终端，该实施例的MIMO终端，在工作过程中，通过获取功率放大器的输出功率，在功率放大器工作在非线性区域时，通过查找预设的预失真系数查找表LUT，确定与当前功率放大器的输出功率相对应的预失真系数，来对输入预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，可提高功率放大器的线性性能，进而提高该MIMO系统射频发射模块如射频发信机的线性性能。

优选地，预失真系数查找表存储在MIMO终端的存储模块中。

优选地，预失真系数查找表中存储的预失真系数包括：功率放大器的相位调节系数和增益调节系数中的至少一个。示例性地，预失真系数查找表包括两个二维表：相位调节系数-功率表及增益调节系数-功率表。在MIMO终端工作过程中，根据功率放大器的输出是相位失真还是增益失真，选择相应的相位调节系数和/或增益调节系数来对输入信号进行预失真处理。

示例性地，在具体实现中，本发明实施例的预失真处理模块可利用现有的多种预失真器，如多种数字基带预失真器来实现。预失真处理模块包括：由FIR滤波器实现的矢量增益调节器。矢量增益调节器通过修正FIR滤波器的FIR系数来调整输入信号的相位和/或增益的失真大小。

优选地，本发明实施例的MIMO终端中的预失真系数查找表中的预失真系数是经过校准的预失真系数查找表。示例性地，该校准的LUT可以是通过与MIMO终端的工作过程分离开的校准过程，如出厂前的校准过程来获得的，或通过MIMO终端在初始化的过程中获得的。

由于MIMO终端具有多天线，在对本发明实施例的MIMO的LUT进行校准时，可利用MIMO终端的一个天线进行射频发射，利用另一个天线对应的射频接收机来方便地获取发射信号的反馈信号，从而可方便、精确地实现对LUT的校准。

图2为本发明另一实施例的MIMO终端的结构示意图。如图2，与图1所示实施例相比，该实施例的MIMO终端还包括：反馈模块202，用于通过耦合的方式获得射频发射模块通过第一天线发射信号的反馈信号，示例性地，通过耦合的方式从第一天线的端口获取反馈信号；射频接收模块203，用于对上述反馈信号进行下变频及模数转换，获得射频发射模块发射信号数字化的反馈信号；比较模块204，用于比较射频接收模块输出的反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并根据比较的结果确定所述功率放大器是否工作在非线性区域；失真大小确定模块205，用于在功率放大器工作在非线性区域时，确定反馈信号相对于预失真处理模块的输入信号的失真大小；预失真处理模块104，进一步用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，根据失真大小确定模块确定的失真大小，调整预失真系数查找表中的预失真系数，直至得到使失真大小在预设的失真范围内的校准预失真系数。

优选地，上述反馈模块包括：耦合线，与所述射频发射模块的输出端到第一天线的端口之间的输出信号线相平行，用于将所述射频发射模块通过所述第一天线发射的信号耦合到所述射频接收模块。

利用上述各模块，该实施例的MIMO终端可在MIMO终端开始工作的初始化过程中，对预失真系数查找表进行校准。

进一步地，利用上述各模块，在MIMO终端的工作过程中，反馈模块可通过耦合的方式将反馈信号实时的耦合到射频接收模块，通过射频接收模块处理后，送入比较模块，从而可根据MIMO终端当前的输出功率对预失真系数查找表进行在线实时更新而不影响发射功率，进一步提高了MIMO终端射频发射机的线性性能。

优选地，上述射频接收模块为与MIMO终端除第一天线外的其它天线对应的射频接收机。

上述比较模块，可利用现有的多种信号比较器来实现。示例性地，上述比较模块可通过判断反馈信号与预失真处理模块的输入信号之间的信号差是否小于预设的阈值，来确定功率放大器是否工作在线性区内；其中，当所述信号差小于预设的阈值时，确定PA工作在线性区域；否则，工作在非线性区域。

优选地，上述失真大小确定模块为：误差向量幅度计算模块，用于计算所述射频接收模块输出的反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号之间的误差向量幅度EVM的值，所述EVM的值用于标识所述失真大小。

优选地，上述预失真处理模块包括由FIR滤波器实现矢量增益调节器，所述矢量增益调节器通过修正FIR系数来调整所述预失真系数。

图3为本发明实施例的MIMO终端提高射频发射模块线性性能的工作原理示意图。该例的MIMO终端的反馈模块：包括耦合线和功率调节模块。其中，耦合线与射频发射模块的输出端到第一天线的端口即第一天线口之间的输出信号线相平行，具体地，由于在射频发射模块中通常还设置有与功放的输出端相连接的前端器件，如开关，以控制功放输出的信号是否通过天线发射；所以示例性地，在PCB板上，耦合线与从射频发射模块的前端器件如开关到第一天线口之间的走线相平行，然后再将耦合信号引到射频接收模块，这样可实现将射频发射模块的发射信号耦合到射频接收模块。该例中，在耦合线上设置有功率调节模块，示例性地，如衰减模块，以对通过耦合线耦合获得的信号，经功率调节后的信号再输入射频接收模块。该功率调节模块，用于调节耦合的信号的功率，以为射频接收模块提供合适的功率范围。示例性地，该功率调节模块为可调的衰减器。

根据图3的工作原理示意图，MIMO终端在初始化过程中校准预失真系数查找表或在工作过程在线更新预失真系数查找表的过程如下：

通过预失真处理模块输入射频发射模块的信号，经数模转换模块如D/A转换器的数模转换后，由调制模块进行调制，再通过功率放大器放大输出，由第一天线的发射端口发射出去。射频发射模块输出的射频信号经耦合线从第一天线的发射端口实时耦合并通过功率调节模块进行功率调节后反馈到射频接收模块，射频接收模块对该反馈的信号经解调模块的下变频、模数转换模块如A/D转换器的模数转换采样后，获得射频发射模块发射信号的数字化的反馈信号，并将该数字化的反馈信号输入比较模块和误差向量幅度EVM计算模块；比较模块比较预失真处理模块的输入信号和接收到的反馈信号，根据比较的结果判断功率放大器是否工作在非线性区域；如果判断出功率放大器工作在线性区域，则计算反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的误差向量幅度EVM的值，并在EVM的值不在预设的范围内时，由预失真处理模块调整预失真系数，直至得到使反馈信号的EVM位于预设的范围内的预失真系数，该得到的预失真系数即为功率放大器当前的输出功率对应的校准预失真系数，亦即预失真处理模块的输入信号当前的输入功率下对应的校准预失真系数。示例性地，在设定的输入功率下，当使EVM的值位于预设范围内的预失真系数具有多个时，可选择使EVM的值最小的预失真系数作为当前输入功率下的校准系数。

对于MIMO终端在初始化过程中的校准预失真系数查找表，在获得功放的某一个输出功率点对应的校准预失真系数后，还包括：调整功率放大器输出功率范围，尤其是在功率放大器的非线性区域内的输出功率范围，在不同输出功率点下执行上述获得校准预失真系数的步骤，获得不同输出功率点下的校准预失真系数，并生成校准的预失真系数查找表。初始化后，MIMO终端可在工作过程中，利用该校准的预失真系数查找表对输入信号进行预失真处理。利用该校准的LUT，MIMO终端在工作过程中时，可以更准确地对输入信号进行预失真处理，以提高射频发信机的线性度。进一步地，MIMO终端可通过耦合的方式实时获得射频发射信号的反馈信号，以对预失真系数查找表的预失真系数进行在线更新，以进一步提高MIMO系统的线性性能。

在射频发射模块中还可设置有与功放的输出端相连接的前端器件，如开关，以控制功放输出的信号是否通过天线发射；在射频接收模块中还具有与解调模块的输入端相连接的前端器件，如开关，以控制射频接收模块是否接收发射信号。

图4为本发明实施例的MIMO终端的射频发射方法的流程示意图。如图4，该射频发射方法包括：

步骤401，在MIMO终端的工作过程中，预失真处理模块获取功率放大器的输出功率，并根据获取的输出功率，判断所述功率放大器是否工作在非线性区域；如是，则执行步骤402；

该步骤的具体实现中，可通过读取APC的值，来获取功率放大器输出功率的值。

该步骤中，当LUT中保存的是PA的输出功率与预失真系数之间的对应关系时，MIMO终端通过读取APC的值来获取射频发射模块的发射功率，并进而获得功率放大器PA的输出功率的值，根据该PA的输出功率可以判断出功率放大器是否工作在非线性区域，如果工作在线性区域，不对输入信号做任何处理；如果工作在非线性区域，读取APC值，并执行步骤402。

该步骤中，当LUT中保存的为APC的值与预失真系数之间的对应关系时，可直接根据读取的APC的值来判断PA是否工作在线性区域。

具体地，可预先在MIMO中存储PA由线性工作区域到非线性工作区域时输出功率的门限值，当PA的输出功率大于该门限值时，PA工作在非线性区域；同理，也可预先存PA由线性工作区域到非线性工作区域时APC值的门限值；当PA当前的输出功率大于该门限值时，PA工作在非线性区域。

该实施例中，由于LUT中存储的通常为PA工作在非线性区域时的输出功率或APC值与预失真系数之间的对应关系，所以通常可直接通过判断当前的输出功率或APC的值是否存在于LUT中来判断PA是否工作在非线性区域。

步骤402，预失真处理模块根据功率放大器的输出功率，示例性地，根据APC的值，从预设的预失真系数查找表中查找并获取与功率放大器的相互承功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对输入预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，获得一个功率放大器的非线性特性相反的预失真信号，并将预失真处理后的信号输入射频发射模块进行发射。

该实施例中，优选地，步骤402中的预失真系数查找表为MIMO终端在步骤401之前的初始化过程中进行校准的预失真系数查找表LUT。

优选地，以该校准的预失真系数查找表作为预失真处理模块的缺省LUT预先设置在MIMO终端中。

图5为本发明实施例的射频发射方法中，MIMO终端初始化获取校准的预失真系数查找表的流程示意图。如图5，该初始化包括：

步骤501，射频接收模块通过耦合的方式获取射频发射模块发射信号的反馈信号；

该步骤中，利用MIMO系统多天线的特点，方便地通过与射频发射模块输出信号线平行的耦合线把功率放大器的输出信号反馈到MIMO系统的射频接收模块，如射频接收接收机，并通过调制模块进行下变频变换、和模数转换模块如A/D转换器采样得到数字化的反馈信号。

步骤502，比较反馈信号与预失真处理模块的输入信号，并在判断出功率放大器工作在非线性区域时，计算所述反馈信号相对于预失真处理模块的输入信号之间的误差向量幅度EVM的值，并在EVM的值不在预设范围内时，调整预失真系数，直至获得使EVM的值位于预设范围内的校准预失真系数；

具体地，在获得EVM的值后进一步判断EVM的值是否位于预设的范围内，如是，则保存当前的预失真系数为校准预失真系数；否则，调整预失真系数，直至得到使所述EVM的值位于预设范围内的校准预失真系数。

该步骤中，在判断出功率放大器工作在非线性区域后，要确定反馈信号与预失真处理模块的输入信号之间的失真大小，并在该失真大小不在预设置范围内时，调整预失真系数，得到使该失真大小位于预设范围内的校准预失真系数。该例中，通过计算EVM的值来标识反馈信号与预失真处理模块的输入信号之间的失真大小。除EVM的值外，反馈信号的其它的线性度指标，也可以用于衡量上述反馈信号的失真大小。

在该步骤中，通过反馈信号与基带预失真器的输入信号相比较，可以判断出功率放大器增益的线性区域。具体地，可以利用现有的比较器来进行上述比较。示例性地，可设定在反馈信号与基带预失真器的输入信号的差值小于预定的阈值时，确定功率放大器工作在线性区域；否则，确定功率放大器工作在非线性区域。

预失真处理模块主要在放大器的非线性区域进行预失真处理。该步骤中，如果功率放大器工作在线性区域，不对输入信号做任何预失真处理，并调节终端中预先存储的控制字APC，以对功率放大器的输出功率范围内的其它输出功率点的预失真系数进行校准；如果工作在非线性区域，则读取APC值，并调节预失真系数直到反馈信号与预失真处理模块输入信号的失真大小在预设的范围内，示例性地，调节预失真系数直到反馈信号的EVM值在预设的范围内，得到与读取的APC值相对应的校准预失真系数，即得到与功率放大器当前的输出功率下的校准预失真系数，读取该校准的系数，并保存功率放大器当前的输出功率及该功率对应的校准预失真系数，示例性地，在读取该校准的预失真系数后，将其记录在输出功率对应的地址单元。

步骤503，调整功率放大器在非线性区域的输出功率范围，在不同输出功率点下执行所述步骤501至502，获得功率放大器的非线性输出功率范围内、不同输出功率点下的校准预失真系数，并生成校准的预失真系数查找表。

示例性地，在该步骤中，在功放的非线性区域即增益非线性区域分步长调整APC控制字，每调整到一个控制字，调整预失真系数，找到使反馈信号的EVM在预设范围内的预失真系数，示例性地，找到使反馈信号的EVM最小的预失真系数，记录这个系数，该系数即为与功放当前的输出功率对应的预失真系数，把输出功率或APC的值、以及对应的预失真系数存储生成预失真校准表，即完成了初始化过程。该例中，在校准的过程中，分步长地调整APC的值，从而分步长地调节PA的输出功率，并获得对应每个步长的预失真系数。这样就能得到每个步长的输出功率和对应预失真系数的关系表。

图6为本发明另一实施例的MIMO终端的射频发射方法的流程示意图。如图6，该射频发射方法包括：

步骤601，MIMO终端开机后打开射频发射模块和射频接收模块，如射频发信机和射频收信机，经过初始化获得缺省的校准预失真系数查找表；

该步骤601的初始化步骤可通过图5的初始化过程来实现。

步骤602，通过耦合的方式实时地从第一天线的发射端口获取反馈信号，经下变频变换，A/D转换器的采样后得到数字化的反馈信号；

在该步骤中，功率放大器PA输出的信号经过衰减器反馈到MIMO终端的射频接收机，经过下变频、A/D转换器的采样后把反馈信息数字化，便于以后进行数字信号处理。

步骤603，把该数字化的反馈信号与预失真处理模块的输入信号相比较，判断出功率放大器的线性工作区域，并在功率放大器工作在非线性区域时更新存储的校准预失真系数查找表；在该步骤中，通过反馈信号与预失真处理模块的输入信号相比较，来判断出功率放大器增益的线性区域。预失真处理模块主要在放大器的非线性区域进行预失真处理。如果工作在线性区域，不对输入信号做任何预失真处理；如果工作在非线性区域，计算PA输出信号的EVM。预失真处理模块根据EVM和预设的预失真算法生成使EVM的值满足预设要求的新的预失真系数，存储在校准预失真系数查找表中与PA输出信号功率相对应的地址单元上，更新校准预失真系数查找表。示例性地，预失真处理模块为现有的预失真处理器，如基带预失真处理器。

步骤604，预失真处理模块以功率放大器的输出信号功率作为索引地址，在更新后的预失真系数查找表中查找其对应的预失真系数，并利用该预失真系数对输入信号进行预失真处理，并将处理后的信号输出给后继电路，如射频发射模块，并由射频发射模块通过第一天线进行发射，以达到功率放大器非线性校正的目的。

该实施例通过在所述MIMO终端在工作过程中，通过耦合的方式实时的获取射频发射模块发射信号的反馈信号，实现了根据反馈信号的失真大小实时地更新预失真系数查找表而不影响发射功率，可进一步保证预失真处理的效果及提高MIMO终端系统的线性性能。

示例性地，预失真系数的获得是以输入信号的功率作为表中预失真系数的索引地址。

示例性地，该步骤中，预失真处理模块的输入是两路信号I路信号和Q路信号，预失真处理模块将这两路信号当成复数进行处理。预失真处理模块中的矢量增益调节器根据对应的预失真系数来修正自身的FIR系数以对输入信号进行处理来调节失真曲线的形状，示例性地，如将预失真系数与输入信号相乘的预加重方法来调节失真曲线的形状，从而提供一个与功放输出相反的非线性特性。

在功率放大器的线性区域，由于没有对信号进行任何处理，所以经过功率放大器后还是线性的；在非线性区域，经预失真处理后的信号非线性正好与功率放大器产生的非线性相互抵消，从而扩大了PA输出的线性区域，改善了射频发射机的线性度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种多输入多输出终端，其特征在于，包括：

第一天线；

射频发射模块，包括功率放大器，与所述第一天线相连接，用于对输入信号进行数模转换、调制、及通过所述功率放大器对调制后的信号进行功率放大，并将所述放大后的信号通过所述第一天线发射出去；

预失真处理模块，与所述射频发射模块的输入端相连接，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，在所述输入信号输入所述射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述输入信号进行预失真处理；

反馈模块，用于通过耦合的方式获得所述射频发射模块通过所述第一天线发射信号的反馈信号；

多输入多输出系统的射频接收模块，用于对所述反馈信号进行下变频及模数转换，获得数字化的反馈信号；

比较模块，用于比较所述射频接收模块输出的反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并根据比较的结果确定所述功率放大器是否工作在非线性区域；

所述预失真系数查找表包括：所述功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的多输入多输出终端，其特征在于，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述多输入多输出终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的多输入多输出终端，其特征在于，所述预失真系数包括：所述功率放大器的相位调节系数和增益调节系数中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的多输入多输出终端，其特征在于，还包括：

失真大小确定模块，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；

所述预失真处理模块，进一步用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，根据所述失真大小确定模块确定的失真大小，调整所述预失真系数，直至得到使所述失真大小在预设失真范围内的校准预失真系数。

5.根据权利要求4所述的多输入多输出终端，其特征在于，所述反馈模块包括：

耦合线，与所述射频发射模块的输出端到第一天线的端口之间的输出信号线相平行。

6.根据权利要求4或5所述的多输入多输出终端，其特征在于，所述失真大小确定模块为：

误差向量幅度计算模块，用于计算所述射频接收模块输出的反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的误差向量幅度EVM的值，所述EVM的值用于标识所述失真大小。

7.一种权利要求1的多输入多输出终端的射频发射方法，其特征在于，包括：

步骤a，在所述多输入多输出终端的工作过程中，预失真处理模块获取所述功率放大器的输出功率；

步骤b，在所述功率放大器工作在非线性区域时，所述预失真处理模块根据所述功率放大器的输出功率，从预设的预失真系数查找表中获取与所述输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对输入所述预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，并将所述预失真处理后的信号输入所述射频发射模块进行发射。

8.根据权利要求7所述的射频发射方法，其特征在于，所述步骤a中，所述预失真处理模块通过读取所述多输入多输出终端的功率控制字APC的值来获取所述功率放大器当前的输出功率。

9.根据权利要求7所述的射频发射方法，其特征在于，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述多输入多输出终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系。

10.根据权利要求7所述的射频发射方法，其特征在于，所述多输入多输出终端还包括：射频接收模块；

在所述步骤a之前还包括：

初始化，以获取校准的预失真系数查找表的步骤，该步骤具体包括：

步骤a1，通过耦合的方式将所述射频发射模块通过所述第一天线发射的信号耦合到所述射频接收模块，获得所述射频发射模块发射信号的反馈信号；

步骤b1，比较所述反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并在判断出所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；

步骤c1，判断所述失真大小是否位于预设的范围内，如是，则保存当前的预失真系数为校准预失真系数；否则，调整预失真系数，直至得到使所述失真大小位于预设范围内的校准预失真系数；

步骤d1，调整功率放大器在非线性区域的输出功率范围，在不同输出功率点下执行所述步骤a1至c1，获得不同输出功率点下的校准预失真系数，并生成校准的预失真系数查找表。

11.根据权利要求10所述的射频发射方法，其特征在于，

所述步骤a包括：

在所述功率放大器工作在非线性区域时，判断所述失真大小是否位于预设的范围内，如是，则执行步骤b；否则，调整当前功率放大器输出功率下的所述预失真系数，直至得到使所述失真大小在预设的失真范围内的预失真系数，利用所述得到的预失真系数更新所述预失真系数查找表，再执行步骤b。

12.根据权利要求10或11所述的射频发射方法，其特征在于，通过计算所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的误差向量幅度EVM的值来确定所述失真大小。

13.根据权利要求10或11所述的射频发射方法，其特征在于，通过与所述射频发射模块的输出端到第一天线的端口之间的输出信号线相平行的耦合线来将所述射频发射模块通过所述第一天线发射的信号耦合到所述射频接收模块。

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