CN101800716B

CN101800716B - 提高输出性能的方法和系统及室外单元和室内单元

Info

Publication number: CN101800716B
Application number: CN 201010003388
Authority: CN
Inventors: 王伟; 许少峰; 宋亮
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: WO2011088780A1; CN101800716A

Abstract

本发明实施例公开了一种提高输出性能的方法和系统及室外单元和室内单元。该方法包括将功率放大器输出的第一模拟数据信号下变频为第二模拟数据信号；对所述第二模拟数据信号进行模数转换得到第二数字数据信号；将所述第二数字数据信号反馈给室内单元。本发明实施例可以在无需要求PA工作在线性模式下时，实现发送链路的线性化。

Description

提高输出性能的方法和系统及室外单元和室内单元

技术领域

本发明涉及数据处理技术，特别涉及一种提高输出性能的方法和系统及室外单元和室内单元。

背景技术

作为主干传输网络设备，微波传输设备可以用来连接基站和基站控制器。在基站侧和基站控制器侧可以分别设置对应的微波传输设备，两侧的微波传输设备通常分别包括室外设备和室内设备，其中，室外设备包括微波天线和室外单元(Out Door Unit，ODU)，室内设备包括室内单元(In Door Unit，IDU)。从一侧的IDU发送的信号经过该侧的ODU及微波天线后发送给另一侧，为了使发送信号不失真，可以通过保证发送链路是线性来实现。现有技术中采用使ODU中的功率放大器(Power Amplifier，PA)工作在线性模式下的方式来保证发送链路的线性。

现有技术至少存在如下问题：当PA工作在线性模式下时，其工作效率太低，若PA不工作在线性模式下，失真就较大，即现有方案的输出性能较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种提高输出性能的方法和系统及室外单元和室内单元，解决现有技术中存在的输出性能较差的问题。

本发明实施例提供了一种提高输出性能的方法，包括：

将功率放大器输出的第一模拟数据信号下变频为第二模拟数据信号；

对所述第二模拟数据信号进行模数转换得到第二数字数据信号；

将所述第二数字数据信号反馈给室内单元。

本发明实施例还提供了一种提高输出性能的方法，包括：

接收室外单元反馈的第二数字数据信号；

根据自身已产生的第一数字数据信号和所述第二数字数据信号，计算得到数字预失真系数；

采用所述数字预失真系数，对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理；

将数字预失真处理后的数字数据信号进行数模转换后发送给所述室外单元。

本发明实施例提供了一种室外单元，包括：

下变频模块，用于将功率放大器输出的第一模拟数据信号下变频为第二模拟数据信号；

模数转换模块，用于对所述第二模拟数据信号进行模数转换得到第二数字数据信号；

反馈模块，用于将所述第二数字数据信号反馈给室内单元。

本发明实施例提供了一种室内单元，包括：

接收模块，用于接收室外单元反馈的第二数字数据信号；计算模块，用于根据自身已产生的第一数字数据信号和所述第二数字数据信号，计算得到数字预失真系数；

数字预失真模块，用于采用所述数字预失真系数，对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理；

发送模块，用于将数字预失真处理后的数字数据信号进行数模转换后发送给所述室外单元。

本发明实施例提供了一种提高输出性能的系统，包括：

室内单元，用于产生第一数字数据信号，将所述第一数字数据信号进行数模转换后发送给室外单元中的功率放大器；

室外单元，用于将所述功率放大器输出的第一模拟数据信号进行下变频及模数转换处理，得到第二数字数据信号，并将所述第二数字数据信号反馈给所述室内单元；

所述室内单元还用于根据所述第一数字数据信号和第二数字数据信号计算得到数字预失真系数，根据所述数字预失真系数对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理，以便发送给所述室外单元。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过ODU将PA输出的信号再反馈给IDU，可以使IDU进行DPD，以实现在不要求PA工作模式的情况下发送链路的线性化，提高PA的工作效率，节省能源，实现输出性能的提高。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的方法的流程示意图；

图2为本发明第一实施例提供的ODU的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的方法的流程示意图；

图4为本发明第二实施例提供的ODU的结构示意图；

图5为本发明第三实施例提供的方法的流程示意图；

图6为本发明第三实施例提供的IDU的结构示意图；

图7为本发明第四实施例提供的系统的结构示意图；

图8为本发明第五实施例提供的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

IDU和ODU可以通过ODU中的多工器进行信号传输，其中，多工器中可以包含多个滤波器，例如低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)或者带通滤波器(Band Pass Filter，BPF)。不同的BPF可以分别用于传输信令信号和数据信号，例如，5.5M对应的BPF可以用于将IDU发送的信令信号传输给ODU中的移幅键控调制(Amplitude Shift Keying，ASK)模块，之后通过ASK模块传输给ODU中的微控制器(Micro Controller Unit，MCU)；10M对应的BPF可以用于将从该ASK模块接收的该MCU产生的信令信号传输给IDU。350M对应的BPF可以用于接收IDU发送的数据信号，之后，通过ODU中的发送链路将数据信号发送给PA，再通过耦合器及双工器发送给微波天线；140M对应的BPF可以用于将从接收链路接收的数据信号传输给IDU。

在上述的传输方式下，为了保证发送链路的线性，通常是采用PA工作在线性模式下的方式。但是，由于PA工作在线性模式下时其工作效率太低。为了保证发送链路的线性又同时对PA的工作模式不作限定，本发明实施例主要采用如下思路：

1、在ODU中，将PA输出的信号通过耦合器后送到反馈通道，反馈通道对反馈的数据进行采集和存储，由MCU进行控制，在适当的时机，将采集到的数据通过ASK的方式传递给IDU。

2、在IDU中，根据IDU产生的初始数字基带信号和ODU返回的数字基带信号，进行数字预失真(Digital Predistortion，DPD)。

由于DPD可以实现发送链路的线性化，本发明实施例通过IDU采用DPD技术可以在不要求PA工作模式的情况下实现发送链路的线性化。本发明实施例可以通过ODU和IDU共同实现闭环DPD，可以实现自适应DPD，更好地适应环境的变化。

下面具体描述本发明实施例的方案：

图1为本发明第一实施例提供的方法的流程示意图，包括：

步骤11：ODU将功率放大器输出的第一模拟数据信号移频为第二模拟数据信号。

其中，移频可以为下变频；IDU可以通过ODU中的多工器(Multiplexer)，发送模拟数据信号给ODU，之后，通过ODU中的发送链路发送给ODU中的PA，再通过PA及耦合器、双工器发送给微波天线。

步骤12：ODU对所述第二模拟数据信号进行模数转换得到第二数字数据信号。

步骤13：ODU将所述第二数字数据信号反馈给IDU。

进一步地，ODU可以对得到的第二数字数据信号进行缓存，以等待合适的时机，例如传输信令的空闲时段，在合适的时机将缓存的第二数字数据信号反馈给IDU。

本实施例通过将PA输出的信号再反馈给IDU，可以在IDU中进行DPD，以实现在不要求PA工作模式的情况下发送链路的线性化，提高PA的工作效率，节省能源。

图2为本发明第一实施例提供的ODU的结构示意图，包括下变频模块21、模数转换模块22和反馈模块23。下变频模块21用于将功率放大器输出的第一模拟数据信号下变频为第二模拟数据信号；模数转换模块22与下变频模块21连接，用于对所述第二模拟数据信号进行模数转换后得到第二数字数据信号；反馈模块23与模数转换模块22连接，用于将所述第二数字数据信号反馈给IDU。

其中，PA输出的第一模拟数据信号的载波频率可以为微波频率F2，下变频模块21得到的第二模拟数据信号的载波频率可以为中频频率F0。具体地，下变频模块21可以为本振频率为F0的混频器。

进一步的，模数转换模块22可以为带有缓存(Buffer)功能的模数转换器(Analog Digital Converter，ADC)，即模数转换模块22可以缓存第二数字数据信号，以便反馈模块在合适的时机将第二数字数据信号反馈给IDU。

本实施例通过将PA输出的信号再反馈给IDU，可以在IDU中进行DPD，以实现在不要求PA工作模式的情况下发送链路的线性化，提高PA的工作效率，节省能源，提高输出性能。

图3为本发明第二实施例提供的方法的流程示意图，包括：

步骤31：ODU中的下变频模块接收ODU中的耦合器发送的第一模拟数据信号，所述耦合器用于将ODU中的PA输出的第一模拟数据信号分为两路。

其中，一路通过双工器发送给微波天线，以发送给对端ODU，另一路则反馈回IDU中。

步骤32：该下变频模块将所述第一模拟数据信号下变频为第二模拟数据信号，之后，将该第二模拟数据信号发送给模数转换模块。

步骤33：该模数转换模块对第二模拟数据信号进行模数转换得到第二数字数据信号(例如，I2、Q2)，并发送给反馈模块。

步骤34：该反馈模块中的MCU接收该第二数字数据信号，之后，MCU将该第二数字数据信号发送给ASK模块。

其中，MCU可以具体采用串口(例如MCU上的SPI0或者SPI1接口)接收该第二数字数据信号；之后，MCU采用与ASK模块之间的接口(例如MCU上的UART1接口)将该第二数字数据信号交给ASK模块。。

步骤35：该ASK模块将该第二数据信号通过多工器反馈给IDU。

其中，ASK模块可以通过多工器中的用于传输信令信号的BPF(例如上述的与10M对应BPF)将该第二数据信号发送给IDU。

本实施例中的模数转换模块还可以进一步地对得到的第二数字数据信号进行缓存处理，在MCU确定ASK模块处于传输信令的空闲时段时，将第二数字数据信号传输给MCU，之后，通过ASK模块及多工器传输给IDU。

本实施例通过将PA输出的信号再反馈给IDU，可以在IDU中进行DPD，以实现在不要求PA工作模式的情况下发送链路的线性化，提高PA的工作效率，节省能源。并且，本实施例通过ODU中已有的元件，尽量不增加元件，可以更好地利用现有资源，降低成本及布局空间。

图4为本发明第二实施例提供的ODU的结构示意图，包括下变频模块41、模数转换模块42和反馈模块43，上述模块的功能可以参见第一实施例，本实施例还包括耦合器44，本实施例中的反馈模块43包括MCU 431、ASK模块432和多工器433。耦合器44与下变频模块41连接，用于将所述功率放大器输出的第一模拟数据信号分为两路，其中一路发送给所述下变频模块。MCU 431与模数转换模块42连接，具体地，MCU 431可以通过串口与模数转换模块42连接，用于接收所述第二数字数据信号，并发送给ASK模块432；ASK模块432与MCU 431连接，用于接收所述第二数字数据信号，并发送给多工器；多工器433与ASK模块432连接，用于接收所述第二数字数据信号，并发送给所述IDU。

本实施例通过将PA输出的信号再反馈给IDU，可以使IDU进行DPD，以实现在不要求PA工作模式的情况下发送链路的线性化，提高PA的工作效率，节省能源。并且，本实施例通过ODU中已有的元件，尽量不增加元件，可以更好地利用现有资源，降低成本及布局空间。

图5为本发明第三实施例提供的方法的流程示意图，包括：

步骤51：IDU接收ODU反馈的第二数字数据信号。

具体可以为：IDU接收ODU中的多工器发送的所述第二数字数据信号。其中，第二数字数据信号为所述室外单元中的功率放大器输出的，且经过下变频及模数转换处理后，依次经过所述室外单元中的微控制器及移幅键控调制模块输出给所述多工器。

步骤52：IDU根据自身已产生的第一数字数据信号和所述第二数字数据信号，计算得到数字预失真系数。

其中，IDU还可以在计算数字预失真系数之前，计算发送数据反馈回IDU的链路时延，以保证采集的第一数字数据信号和第二数字数据信号的同步，保证数字预失真系数的计算准确性。

步骤53：IDU采用所述数字预失真系数，对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理。

数字预失真(Digital Predistortion，DPD)技术原理大体如下：在信号未进入PA之前，首先对该信号采用DPD系数进行预失真，预失真的失真曲线与PA的失真曲线正好相反，从而达到抵消PA的失真目的。

DPD系数可以采用多种模型实现，具体可以采用现有技术之一得到该DPD系数，在此可以不予限定。

步骤54：IDU将数字预失真处理后的数字数据信号进行数模转换后发送给所述ODU。

本实施例通过采用DPD技术，可以在不要求PA工作模式时，实现发送链路的线性化，PA可以工作在B类或者AB类，可以提高PA的工作效率，节省能源，提高输出性能。

图6为本发明第三实施例提供的IDU的结构示意图，包括接收模块61、计算模块62、数字预失真模块63和发送模块64。接收模块61用于接收ODU反馈的第二数字数据信号；计算模块62与接收模块61连接，用于根据自身已产生的第一数字数据信号(例如I1、Q1)和所述第二数字数据信号，计算得到数字预失真系数；数字预失真模块63与计算模块62连接，用于采用所述数字预失真系数，对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理；发送模块64与数字预失真模块63连接，用于将数字预失真处理后的数字数据信号进行数模转换后发送给所述ODU。

图7为本发明第四实施例提供的系统的结构示意图，包括IDU 71和ODU

72。IDU 71用于产生第一数字数据信号，将所述第一数字数据信号进行数模转换后发送给ODU 72中的功率放大器；ODU 72与IDU 71连接，用于将所述功率放大器输出的第一模拟数据信号进行下变频及模数转换处理，得到第二数字数据信号，并将所述第二数字数据信号反馈给所述IDU 71；IDU 71还用于根据所述第一数字数据信号和第二数字数据信号计算得到数字预失真系数，根据所述数字预失真系数对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理，以便发送给所述ODU。

本实施例通过在ODU中进行数字预失真处理，可以实现发送链路的线性化，而不必要求PA必须工作在线性模式下，本实施例的PA可以工作在A类工作模式、B类工作模式或者AB类工作模式下，提高PA的工作效率，节约能源。并且，本实施例通过上述循环可以在IDU和ODU组成的系统中形成闭环DPD，闭环DPD可以保证DPD的收益和保证系统工作的稳定性，可以自适应调整DPD的系数，因此，可以降低对生产调试的要求，提高直通率及降低环境对PA造成的影响。因此，本实施例可以保证系统的性能，提高产品的竞争力。

图8为本发明第五实施例提供的系统的结构示意图，包括IDU 81和ODU82。其中，IDU 81包括接收模块811、计算模块812、数字预失真模块813和发送模块814，上述模块的功能可以具体参见第三实施例，上述模块中的一个或者两个以上的组合可以集成在一个现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)上，还可以包括信令生成模块815和数据接收模块816，信令生成模块815用于生产信令信号并发送给ODU82，数据接收模块816用于接收ODU82发送的数据信号；ODU 82包括耦合器821、下变频模块822、模数转换模块823、MCU 824、ASK模块825和多工器826，上述模块的功能可以具体参见第二实施例。

为了更好地理解本实施例，本实施例在ODU中还示出了发送链路827、PA 828、双工器829和接收链路820。多工器826中包括第一BPF 8261、第二BPF 8262、第三BPF 8263和第四BPF 8264，第一BPF 8261可以对应于10M频率，用于将信令信号从ODU传输给IDU，第二BPF 8262可以对应于5.5M频率，用于将信令信号从IDU传输给ODU，第三BPF 8263可以对应于350M频率，用于将数据信号从IDU传输给ODU，第四BPF 8264可以对应于140M频率，用于将数据信号从ODU传输给IDU。

上述各模块之间的连接关系可以具体参见图8。

本实施例通过采用DPD技术，可以不限定PA的工作模式而实现发送链路的线性化，可以提高PA的工作效率，节约能源；通过采用闭环DPD技术，可以实现DPD的自适应处理，可以保证DPD的收益，降低对生产调试的要求，提高直通率，降低环境对PA的影响；通过在ODU中只增加反馈通路及对应的元件，可以尽量利用现有资源，降低成本和功耗，节省布局空间；本实施例通过在IDU和ODU构成的中系统中采用较少的改动形成闭环DPD，可以提高系统性能，提高产品竞争力。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。

本发明实施例中的“第一”“第二”等描述仅为了使描述更清楚，并不表示方案优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种提高输出性能的方法，其特征在于，包括：

缓存所述第二数字数据信号，在传递信令的空闲时段将所述第二数字数据信号反馈给室内单元；

其中，所述在传递信令的空闲时段将所述第二数字数据信号反馈给室内单元，包括：

通过微控制器在移幅键控调制模块传递信令的空闲时段，通过多工器中的用于传输信令信号的10M对应的带通滤波器将所述第二数字数据信号反馈给室内单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模拟数据信号为所述功率放大器通过耦合器输出的，所述耦合器用于将所述功率放大器输出的第一模拟数据信号分为两路。

3.一种提高输出性能的方法，其特征在于，包括：

接收室外单元反馈的第二数字数据信号；

计算所述第二数字数据信号相对于自身已产生的第一数字数据信号的链路时延，根据所述第一数字数据信号、所述第二数字数据信号及所述链路时延，计算得到数字预失真系数；

将数字预失真处理后的数字数据信号进行数模转换后发送给所述室外单元；

其中，所述接收室外单元反馈的第二数字数据信号包括：

接收通过所述室外单元中的多工器中的用于传输信令信号的10M对应的带通滤波器发送的所述第二数字数据信号，所述第二数字数据信号为所述室外单元中的功率放大器输出的，且经过移频及模数转换处理后，依次经过所述室外单元中的微控制器及移幅键控调制模块输出给所述多工器，其中，所述微控制器在所述移幅键控调制模块传递信令的空闲时段，将所述第二数字数据信号发送给所述移幅键控调制模块。

4.一种室外单元，其特征在于，包括：

模数转换模块，用于对所述第二模拟数据信号进行模数转换得到第二数字数据信号，并缓存所述第二数字数据信号；

反馈模块，用于在传递信令的空闲时段将所述第二数字数据信号反馈给室内单元；

其中，所述反馈模块包括：与所述模数转换模块连接的微控制器、与所述微控制器连接的移幅键控调制模块和与所述移幅键控调制模块连接的多工器，所述多工器用于将所述第二数字数据信号反馈给室内单元，所述微控制器用于在所述移幅键控调制模块传递信令的空闲时段，将所述模数转换模块输出的所述第二数字数据信号发送给所述移幅键控调制模块；

相应地，所述反馈模块，具体用于通过微控制器在移幅键控调制模块传递信令的空闲时段，通过多工器中的用于传输信令信号的10M对应的带通滤波器将所述第二数字数据信号反馈给室内单元。

5.根据权利要求4所述的室外单元，其特征在于，还包括：

耦合器，用于将所述功率放大器输出的第一模拟数据信号分为两路，其中一路发送给所述下变频模块。

6.一种室内单元，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收室外单元反馈的第二数字数据信号；

计算模块，用于计算所述第二数字数据信号相对于自身已产生的第一数字数据信号的链路时延，根据所述第一数字数据信号、所述第二数字数据信号及所述链路时延，计算得到数字预失真系数；

发送模块，用于将数字预失真处理后的数字数据信号进行数模转换后发送给所述室外单元；

其中，所述接收模块具体用于接收通过所述室外单元中的多工器中的用于传输信令信号的10M对应的带通滤波器发送的所述第二数字数据信号，所述第二数字数据信号为所述室外单元中的功率放大器输出的，且经过移频及模数转换处理后，依次经过所述室外单元中的微控制器及移幅键控调制模块输出给所述多工器，其中，所述微控制器在所述移幅键控调制模块传递信令的空闲时段，将所述第二数字数据信号发送给所述移幅键控调制模块。

7.一种提高输出性能的系统，其特征在于，包括：

室外单元，用于将所述功率放大器输出的第一模拟数据信号进行下变频及模数转换处理，得到第二数字数据信号，缓存所述第二数字数据信号，在传递信令的空闲时段将所述第二数字数据信号反馈给室内单元，并通过微控制器在移幅键控调制模块传递信令的空闲时段，通过多工器中的用于传输信令信号的10M对应的带通滤波器将所述第二数字数据信号反馈给室内单元；

所述室内单元还用于计算所述第二数字数据信号相对于自身已产生的第一数字数据信号的链路时延，根据所述第一数字数据信号、第二数字数据信号及所述链路时延计算得到数字预失真系数，根据所述数字预失真系数对所述第一数字数据信号进行数字预失真处理，以便发送给所述室外单元。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述室内单元为权利要求6所述的室内单元；

所述室外单元为权利要求4或5所述的室外单元；

所述接收模块与所述反馈模块连接。