CN101834816A - 基于射频拉远设备的自适应均衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的基于射频拉远设备的均衡装置，包括数字电路、射频电路、功率放大器、天线，以及用于耦合所述功率放大器输出信号的耦合器和用于对反馈信号进行滤波、增益调整及下变频处理的射频反馈电路；其中，数字电路包含上变频单元、削峰单元、数字预失真单元、数模转换单元、反馈模数转换单元、均衡滤波单元、计算单元、存储单元和更新控制单元。本发明通过采用下行信号和反馈信号进行自适应均衡计算，并不断更新均衡滤波系数，最终实现对下行链路非均衡特性的校正，从而保证了射频拉远设备各个频率载波覆盖范围相同，使网络覆盖正常。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的射频拉远设备，提出一种基于射频拉远设备的自适应均衡装置。
背景技术
随着通信技术的发展，射频拉远设备以其应用灵活、覆盖范围合理、成本低廉和性能优良等优势，在移动通信网络中越来越受到重视，并且得到广泛应用。
如图1所示，传统射频拉远设备发射装置，由数字电路、射频电路、功率放大器和天线组成。然而，由于射频电路和功率放大器随时间和温度变化，特性改变明显，从而引起有效频带内输出信号非均衡。如图2所示，数字域输出有效频带内信号是均衡的，经过射频电路和功率放大器后，如图3和图4所示，有效信号带内状态变为非均衡。这种由射频电路和功率放大器造成的载波信号非均衡特性，直接影响到数字预失真的运行效果。同时，这样会给输出信号的质量以及网络覆盖范围造成较大的破坏。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种基于射频拉远设备的均衡装置，可以校正下行链路的非均衡特性。
本发明提出的基于射频拉远设备的均衡装置，包括数字电路、射频电路、功率放大器和天线，其中数字电路包含用于上变频处理的数字上变频单元、用于削峰处理的削峰单元、用于预失真处理的数字预失真单元、数模转换单元以及反馈模数转换单元。这些相关的单元部件组成与现有技术相同。本发明的关键在于，还包括：用于耦合所述功率放大器输出信号的耦合器和用于对反馈信号进行下变频处理的射频反馈电路；
所述数字电路还包含用于均衡滤波的均衡滤波单元、用于自适应均衡计算的计算单元、用于存储滤波系数的存储单元和用于产生更新触发指令的更新控制单元；
所述数字电路接收下行载波信号，由所述数字上变频单元对该信号进行上变频处理，所述削峰单元对上变频后的信号进行削峰处理，所述数字预失真单元对削峰后的信号进行预失真处理，然后所述数字预失真单元将输出信号发送至所述均衡滤波单元进行均衡滤波处理，所述均衡滤波单元将均衡滤波后的信号发送至所述数模转换单元进行数模转换，所述数模转换单元对数模转换后的信号发送至所述射频电路，该射频电路对接收的信号进行放大、滤波和搬频处理，然后输出至功率放大器进行放大，所述耦合器耦合所述功率放大器的输出信号至所述射频反馈电路，所述射频反馈电路对耦合的信号进行下变频处理，然后发送至所述反馈模数转换单元进行模数转换；
所述计算单元接收预失真处理后的信号以及所述反馈模数转换单元的输出信号，采用自适应均衡算法计算并发送计算结果至所述存储单元；所述存储单元根据计算结果查找获得均衡滤波系数；所述更新控制单元发送更新触发指令至所述存储单元，所述存储单元根据接收的更新触发指令更新所述均衡滤波系数，所述均衡滤波单元从所述存储单元读取更新后的均衡滤波系数进行均衡滤波处理。
本发明的技术方案，通过耦合器与射频反馈电路的引入，可以实时采样下行信号和反馈信号，然后由数字电路中的计算单元采样自适应均衡算法进行计算，然后存储单元根据计算结果查找获得均衡滤波系数，更新控制单元发出更新触发信号至存储单元，由存储单元更新均衡滤波系数，然后均衡滤波单元可以读取更新后的均衡滤波系数进行均衡滤波处理。这样，数字电路输出相同功率不同频率的信号，经过射频电路及功率放大器后，能够以相同功率输出，非均衡特性得到校正，从而保证了射频拉远设备各个频率载波覆盖范围相同，使网络覆盖正常。
附图说明
图1为传统射频拉远设备发射装置结构示意图；
图2为数字域输出的均衡有效频带内信号示意图；
图3为均衡信号经过射频电路和功率放大器后的示意图；
图4为均衡信号经过射频电路和功率放大器后的示意图；
图5是基于射频拉远设备的均衡装置示意图；
图6是基于射频拉远设备的均衡装置中数字电路信号走向示意图。
具体实施方式
实施例1：
本发明提出的基于射频拉远设备的均衡装置，如图5所示，包括数字电路、射频电路、功率放大器、天线，以及用于耦合所述功率放大器输出信号的耦合器和用于对反馈信号进行下变频处理的射频反馈电路。
数字电路，用于进行下行载波信号的数字域处理，包括数字上变频、削峰、数字预失真、均衡滤波、自适应均衡计算、滤波系数存储、滤波系数更新控制等数字信号处理。该数字电路包含用于上变频处理的数字上变频单元、用于削峰处理的削峰单元、用于预失真处理的数字预失真单元、用于均衡滤波的均衡滤波单元、数模转换单元、反馈模数转换单元、用于自适应均衡计算的计算单元、用于更新存储的滤波系数的存储单元和用于产生更新触发指令的更新控制单元。数字电路中各单元的信号走向如图6所示。
射频电路，与传统发射机的射频电路相同，主要对数字电路处理过的信号进行放大、滤波、搬频等处理，然后发送给功率放大器。
功率放大器，与传统功率放大器相同，将射频电路输出的信号进行放大。
耦合器，用于耦合功率放大器的输出信号，在不影响射频拉远设备下行输出功率的情况下，耦合一部分输出信号，然后将其发送至射频反馈电路。
射频反馈电路，将耦合的反馈信号进行下变频处理，包括滤波、增益调整、下变频等过程，再将处理后的信号送入数字电路进行数字域处理。
天线，与传统天线相同，在此不再赘述。
下面简要介绍本装置的工作过程：
首先数字电路接收下行载波信号，由数字电路中的数字上变频单元对该信号进行上变频处理，削峰单元对上变频后的信号进行削峰处理，数字预失真单元对削峰后的信号进行预失真处理，然后数字预失真单元将输出信号发送至均衡滤波单元进行均衡滤波处理；均衡滤波单元将均衡滤波后的信号发送至数模转换单元进行数模转换。
数模转换单元对数模转换后的信号发送至射频电路，该射频电路对接收的信号进行放大、滤波以及搬频的过程，然后输出至功率放大器进行放大。耦合器直通大部分功率放大器的输出信号，耦合小部分信号发送至射频反馈电路，射频反馈电路对耦合的信号进行滤波、增益调整以及下变频处理，然后发送至反馈模数转换单元进行模数转换。
在数字电路中，数字预失真单元对削峰后的信号进行预失真处理，然后有一路信号会发送至计算单元；计算单元接收预失真处理后的信号以及反馈模数转换单元的输出信号，采用自适应均衡算法计算并将计算结果发送至存储单元，存储单元根据计算结果查找获得均衡滤波系数。更新控制单元实时监测下行链路，然后发送更新触发指令至存储单元，存储单元根据接收的更新触发指令更新均衡滤波系数，均衡滤波单元从存储单元读取更新后的均衡滤波系数进行均衡滤波处理。
为了取得更好的效果，更新控制单元实时监测下行链路后，可以在下行链路空闲时隙或保护时隙等时刻，发送更新触发指令至存储单元。因为这样的时刻是不影响下行信号传输的时刻，更新过程更佳。
其中，计算单元接收预失真处理后的信号以及反馈模数转换单元的输出信号，计算获得均衡滤波系数的具体步骤如下：
假设数字预失真单元预失真处理后的下行信号幅度或下行信号功率为a，反馈模数转换单元输出的反馈信号幅度或反馈信号功率为b。
首先按照公式
进行计算，获得归一化斜率c。然后对所有采样数据计算出c的结果进行统计，可以采取累加或者取其平均的方法来进行。
再根据统计结果，即累加或者平均的结果，在存储单元中进行查找，由于存储单元中已经预置归一化斜率和均衡滤波系数的对应关系，通过查找可以获得一组与其对应计算结果相对应的均衡滤波系数。
其中，均衡滤波系数的计算，可以根据实际测试情况，或者预先计算出多种不均衡模式的滤波器，将该均衡滤波系数存入存储单元中，完成预置归一化斜率和均衡滤波系数的对应关系的过程。
作为上述实施例的进一步改进，可以根据设计需要，将均衡滤波单元设计成一级滤波器，或者二级以上滤波器等多级滤波器。通过多级滤波器的引入，使装置的可扩展性更佳。
由于时间、温度和器件老化等因素的变化，射频电路以及功率放大器的非均衡性是不断变化的。本发明通过采用下行信号和反馈信号进行自适应均衡计算，并不断更新均衡滤波系数，最终实现对下行链路非均衡特性的校正。这样，数字电路输出相同功率不同频率的信号，经过射频电路及功率放大器后，能够以相同功率输出，非均衡特性得到校正，从而保证了射频拉远设备各个频率载波覆盖范围相同，使网络覆盖正常。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于射频拉远设备的均衡装置，包括数字电路、射频电路、功率放大器和天线，所述数字电路包含用于上变频处理的数字上变频单元、用于削峰处理的削峰单元、用于预失真处理的数字预失真单元、数模转换单元以及反馈模数转换单元；其特征在于，所述基于射频拉远设备的均衡装置还包括：用于耦合所述功率放大器输出信号的耦合器和用于对反馈信号进行下变频处理的射频反馈电路；
所述数字电路还包含用于均衡滤波的均衡滤波单元、用于自适应均衡计算的计算单元、用于存储滤波系数的存储单元和用于产生更新触发指令的更新控制单元；
所述数字电路接收下行载波信号，由所述数字上变频单元对该信号进行上变频处理，所述削峰单元对上变频后的信号进行削峰处理，所述数字预失真单元对削峰后的信号进行预失真处理，然后所述数字预失真单元将输出信号发送至所述均衡滤波单元进行均衡滤波处理，所述均衡滤波单元将均衡滤波后的信号发送至所述数模转换单元进行数模转换，所述数模转换单元将数模转换后的信号发送至所述射频电路，该射频电路对接收的信号进行放大、滤波和搬频处理，然后输出至功率放大器进行放大，所述耦合器耦合所述功率放大器的输出信号至所述射频反馈电路，所述射频反馈电路对耦合的信号进行下变频处理，然后发送至所述反馈模数转换单元进行模数转换；
所述计算单元接收预失真处理后的信号以及所述反馈模数转换单元的输出信号，采用自适应均衡算法计算并发送计算结果至所述存储单元；所述存储单元根据计算结果查找获得均衡滤波系数；所述更新控制单元发送更新触发指令至所述存储单元，所述存储单元根据接收的更新触发指令更新所述均衡滤波系数，所述均衡滤波单元从所述存储单元读取更新后的均衡滤波系数进行均衡滤波处理。
2.根据权利要求1所述基于射频拉远设备的均衡装置，其特征在于，所述存
储单元中预置归一化斜率和均衡滤波系数的对应关系。
3.根据权利要求2所述基于射频拉远设备的均衡装置，其特征在于，所述计
算单元采用自适应均衡算法计算获得均衡滤波系数的过程包括：
按照公式进行计算，获得归一化斜率c，其中数字预失真单元预失
真处理后的下行信号幅度或下行信号功率为a，反馈模数转换单元输出的反馈信号幅度或反馈信号功率为b；
然后采用累加或者取平均值的方法对所有归一化斜率c进行统计；再根据统计结果在存储单元中归一化斜率和均衡滤波系数的对应关系里进行查找，获得一组与统计结果相对应的均衡滤波系数。
4.根据权利要求2或3所述基于射频拉远设备的均衡装置，其特征在于，所述更新控制单元在下行链路空闲时隙或保护时隙发送更新触发指令至所述存储单元。
5.根据权利要求4所述基于射频拉远设备的均衡装置，其特征在于，所述均衡滤波单元包括一级均衡滤波器或二级以上均衡滤波器。
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