CN102752245A - 环形器非线性校正方法、装置和基站收发信台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形器非线性校正方法、装置和基站收发信台。环形器非线性校正装置包括：功放耦合单元，用于对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；预失真处理单元，用于根据功放耦合单元耦合获得的耦合射频信号对所述模拟发射通道的非线性失真进行校正；环形器耦合单元，用于在所述预失真处理单元对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；环形器校正单元，用于根据环形器耦合单元耦合获得的信号对所述环形器的非线性失真进行校正。本发明实施例根据耦合的环形器输出信号对环形器的非线性失真进行校正，可以消除环形器的非线性失真对射频信号的影响。

Description

环形器非线性校正方法、装置和基站收发信台

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种环形器非线性校正方法和设备和基站收发信台。

背景技术

在基站收发信台中，由于功放和发射模块的非线性，需要进行预失真校正。为防止天线耦合的反向信号在功放中形成反向互调，以及负载变化对功放性能产生影响，通常在功放和滤波器之间放置环形器，进行单向隔离，减少负载变化的影响和反向互调失真。

现有的基站收发信台主要包括：数字预失真器、数模转换器、发射模块、功放、环形器、滤波器、天线、反馈接收模块。

其中，数字预失真器的反馈点设置为功放和环形器之间。功放输出的信号经过耦合后，输入反馈接收模块中，反馈接收模块对输入的信号进行混频、放大、滤波等处理。数字预失真器根据反馈接收模块输出的数字信号对功放的非线性进行校正。

发明人在研究现有技术的过程中发现，现有技术中提供的基站收发信台中的数字预失真器可以校正功率放大器和发射模块组成的发射通道的非线性失真，但无法校正环形器的非线性失真。

发明内容

本发明提供一种环形器非线性校正方法、装置和基站收发信台，可以校正基站收发信台中环形器的非线性失真。

为解决上述技术问题，本发明实施例是通过以下技术方案来实现的：

本发明实施例提供的环形器非线性校正方法，包括：

对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；

根据所述耦合射频信号对所述模拟发射通道的非线性失真进行校正；

在所述对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；

根据所述耦合的环形器输出信号对所述环形器的非线性失真进行校正。

本发明实施例还提供一种环形器非线性校正装置，包括：

功放耦合单元，用于对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；

预失真处理单元，用于根据所述功放耦合单元耦合获得的耦合射频信号对所述模拟发射通道的非线性失真进行校正；

环形器耦合单元，用于在所述预失真处理单元对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；

环形器校正单元，用于根据所述环形器耦合单元耦合获得的信号对所述环形器的非线性失真进行校正。

本发明实施例还提供一种基站收发信台，包括：

功放、功放耦合单元、环形器和预失真处理单元；

所述环形器的输入端和所述功放的输出端连接，所述功放耦合单元用于对所述功放输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；

所述预失真处理单元用于根据所述功放耦合单元耦合获得的耦合射频信号对所述功放的非线性失真进行校正；

环形器耦合单元以及环形器校正单元；

所述环形器耦合单元，用于在所述预失处理真单元对所述功放的非线性失真校正完成后，对所述环形器输出的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；

所述环形器校正单元，用于根据所述环形器耦合单元耦合获得的信号对所述环形器的非线性失真进行校正。

在本发明实施例提供的技术方案中，根据耦合射频信号对模拟发射通道的非线性失真进行校正，在模拟发射通道的非线性失真校正完成后，环形器输出的信号不会包含模拟发射通道的非线性失真，而只包含环形器的失真，因此本发明实施例根据耦合的环形器输出信号对环形器的非线性失真进行校正，可以消除环形器的非线性失真对射频信号的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的环形器非线性校正方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的方法中根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正的具体实施例的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的环形器非线性校正装置中的环形器校正模块的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的环形器非线性校正装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的环形器非线性校正装置中环形器校正单元的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的基站收发信台的另一电路结构示意图；

图7是本发明实施例提供的基站收发信台中环形器校正模块的使用状态图；

图8是本发明实施例三提供的环形器非线性校正方法的流程图；

图9是本发明实施例三提供的方法中根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正的具体实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种环形器非线性校正方法、装置和基站收发信台。为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的实施例进行详细地描述。

参见图1，图1是本发明实施例一提供的环形器非线性校正装置的结构示意图。

在本发明实施例一提供的环形器非线性校正装置可以包括：

功放耦合单元110，用于对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号。在本发明实施例中，耦合射频信号为功放耦合单元110对射频信号进行耦合后获得的信号。

预失真处理单元120，用于根据功放耦合单元110耦合获得的耦合射频信号对模拟发射通道的非线性失真进行校正。

环形器耦合单元130，用于在预失真处理单元120对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号。在本发明实施例中，环形器耦合单元130对来自于环形器的信号进行耦合后获得的信号称为耦合的环形器输出信号。

环形器校正单元140，用于根据环形器耦合单元耦合获得的信号对环形器的非线性失真进行校正。

本发明实施例提供的环形器非线性校正装置可以应用在基站收发信台中，预失真处理单元120首先根据耦合射频信号对模拟发射通道的非线性失真进行校正，在模拟发射通道的非线性失真校正完成后，环形器输出的信号不会包含模拟发射通道的非线性失真，而只包含环形器的失真，环形器校正单元140进而根据耦合的环形器输出信号对环形器的非线性失真进行校正，因此可以消除环形器的非线性失真对射频信号的影响。

参见图2，图2是本发明实施例提供的环形器非线性校正装置中环形器校正单元的结构示意图。

进一步的，本发明实施例提供的环形器非线性校正装置中环形器校正单元140具体可以包括：

反馈接收模块141，用于对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理；

模数转换器142，用于对反馈接收模块141反馈接收处理后的环形器输出信号进行模数转换；

环形器校正模块143，用于根据模数转换器142模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。

在本发明实施例中，反馈接收模块141对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理，模数转换器142对反馈接收模块141处理后的环形器输出信号进行模数转换，环形器校正模块143根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。

其中，反馈接收模块141对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理的过程可以包括混频、放大、滤波等。

在本发明实施例中，环形器非线性校正装置中的功能模块可以通过硬件来实现，也可以通过软件来实现。

参见图3，图3是本发明实施例提供的环形器非线性校正装置中的环形器校正模块的结构示意图。

进一步的，在本发明实施例提供的环形器非线性校正装置中，上述环形器校正模块143可以包括：

失真系数计算子模块1431，用于根据输入模拟发射通道之前的数字信号和转换后的数字信号计算环形器预失真系数；

预失真处理子模块1432，用于根据失真系数计算子模块1432计算得到的环形器预失真系数对输入模拟发射通道之前的数字信号进行预失真处理。

以上对本发明实施例提供的环形器非线性校正装置进行了详细介绍，下面再描述包括本发明实施例提供的环形器校正装置的基站收发信台。

可以参考前述实施例揭示的环形器非线性校正装置的实现，请参见图4，图4是本发明实施例二提供的基站收发信台的结构示意图。

本发明实施例二提供的基站收发信台包括：功放210、功放耦合单元220、环形器230、预失真处理单元240以及环形器耦合单元250、环形器校正单元260。其中，基站收发信台中的功放耦合单元220、预失真处理单元240以及环形器耦合单元250、环形器校正单元260组成了环形器非线性校正装置。基站收发信台中的功放耦合单元220、预失真处理单元240以及环形器耦合单元250、环形器校正单元260的详细结构参见上述环形器校正装置中的相关描述，在此不再重复。

在本发明实施例提供的基站收发信台中，环形器230的输入端和功放210的输出端连接，功放耦合单元220用于对功放210输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号。在本发明实施例中，耦合射频信号为功放耦合单元220对射频信号进行耦合后获得的信号。

预失真处理单元240用于根据耦合射频信号对功放210的非线性失真进行校正。

环形器耦合单元250用于在预失真处理单元240对功放的非线性失真校正完成后，对环形器230输出的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号。在本发明实施例中，环形器耦合单元250对来自于环形器的信号进行耦合后获得的信号称为耦合的环形器输出信号。

环形器校正单元260用于根据耦合的环形器输出信号对环形器230的非线性失真进行校正。

进一步的，本发明实施例提供的基站收发信台中环形器校正单元260具体可以包括：反馈接收模块，用于对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理；模数转换器，用于对反馈接收处理后的环形器输出信号进行模数转换；环形器校正模块，用于根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。需要说明的是，以上仅给出了环形器校正单元260的一种具体结构，本领域普通技术人员还可以采用其他的结构来实现环形器校正单元260的功能。

另外，本发明实施例提供的基站收发信台中预失真处理单元具体可以包括：反馈接收模块，还用于对耦合射频信号进行反馈接收处理；模数转换器，还用于对反馈接收处理后的信号进行模数转换；数字预失真器，用于根据模数转换后的数字信号对功放的非线性失真进行校正。基站收发信台还包括：

切换控制单元270，用于控制反馈接收模块的输入信号在功放耦合单元220输出的耦合射频信号切换和环形器耦合单元250输出的耦合的环形器输出信号之间切换。

本发明实施例通过增加切换控制单元，可以使得模数转换器和反馈接收模块分时复用，从而节省硬件资源，降低成本。

可以参考前述实施例揭示的环形器非线性校正装置和基站收发信台的实现，为更详细的理解本发明实施例提供的基站收发信台，下面给出本发明实施例提供的基站收发信台的一个具体应用实例。

参见图5，图5是本发明实施例提供的基站收发信台的电路结构图。

如图所示，基站收发信台包括环形器校正模块301、数字预失真器(DigitalPre-Distortion，DPD)302、数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)303、发射模块(Transmitter，TX)304、功放(power amplifier，PA)305、环形器306、滤波器(Filter，FILT)307、单刀双掷开关308、反馈接收模块(Receiver，RX)309、模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)310。

其中，功放305和环形器306之间可连接功放耦合单元，功放耦合单元的输出端接单刀双掷开关308的输入端1。环形器306和滤波器307之间可连接环形器耦合单元，环形器耦合单元的输出端接单刀双掷开关308的输入端2。功放耦合单元的耦合点位于功放305和环形器306之间，环形器耦合单元的耦合点位于环形器306和滤波器307之间。

其中，环形器校正模块301的输出端接数字预失真器302的输入端。

其中，切换控制单元在本发明实施例中具体可以为单刀双掷开关308。

在本发明实施例中，数字预失真器302、模数转换器310、反馈接收模块309共同构成预失真处理单元。环形器校正模块301、模数转换器310、反馈接收模块309共同构成环形器校正单元。切换控制单元308控制反馈接收模块309的输入信号在功放耦合单元输出的耦合射频信号切换和环形器耦合单元输出的耦合的环形器输出信号之间切换。

本发明实施例提供的基站收发信台在对环形器的非线性失真进行校正时，首先将单刀双掷开关308开关打到连接功放耦合单元的输出端位置上，利用功放305输出信号获取模拟发射通道(包括发射模块304和功放305)的失真特性，然后预失真处理单元根据该失真特性进行模拟发射通道的非线性校正。

校正完成之后，PA输出的信号中不存在模拟发射通道的非线性失真。将单刀双掷308开关打到连接环形器耦合单元的输出端位置上，此时环行器306输出信号只包含环行器306的非线性失真特性，环形器校正单元然后利用这个失真特性计算环形器的预失真系数。在计算获得环形器的预失真系数之后，将该系数固化在环形器校正模块301中，从而实现对输入模拟发射通道之前的数字信号进行预失真处理。

可以参考前述实施例揭示的环形器非线性校正装置和基站收发信台的实现，请参见图6，图6是本发明实施例提供的基站收发信台的另一电路结构示意图。

如图所示，本发明实施例中环形器耦合单元的耦合点设置在滤波器407和负载之间。在上述图5所述的实施例中，环形器耦合单元的耦合点设置在环形器306和功放305之间。

参见图7，图7是本发明实施例提供的基站收发信台中环形器校正模块的使用状态图。

在本发明实施例中，可以将预失真系数固化在环形器校正模块501中，将固化预失真系数的环形器校正模块501连接在数字预失真器502之前，实现对环形器506的非线性失真进行校正。其中，滤波器507的输出端连接天线508。

另外，环形器校正模块501中还可以设置多组预失真系数，以便于针对不同的环境温度、频率配置的变化，切换使用不同的预失真系数。

可以参考前述实施例揭示的环形器非线性校正装置和基站收发信台的实现，请参见图8，图8是本发明实施例三提供的环形器非线性校正方法的流程图。

本发明实施例三提供的环形器非线性校正方法可以包括：

A1、对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号。

在本发明实施例中，可以将反馈点设置在功放和环形器之间，从而对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号。

其中，模拟发射通道包括发射模块和功放。在本发明实施例中，耦合射频信号为对射频信号进行耦合后获得的信号。

A2、根据耦合射频信号对模拟发射通道的非线性失真进行校正。

在本发明实施例中，可以将耦合射频信号进行反馈接收处理，将反馈接收处理后的信号进行模数转换，然后根据模数转换后的数字信号对模拟发射通道的非线性失真进行校正。其中，反馈接收处理的过程可以包括混频、放大、滤波等。上述具体的校正过程可以为：根据输入模拟发射通道之前的信号和转换后的数字信号计算预失真系数，然后根据计算得到的预失真系数对输入模拟发射通道之前的信号进行预失真处理，即可实现消除模拟发射通道输出的信号中的非线性失真。

A3、在对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号。

具体的，本发明实施例在对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，即环形器输出的信号中不包括模拟发射通道的非线性失真时，将反馈点设置在环形器之后，从而对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号。在本发明实施例中，对来自于环形器的信号进行耦合后获得的信号称为耦合的环形器输出信号。

其中，本发明实施例还可以将反馈点设置于环形器连接的滤波器之后，对滤波器输出的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号。

A4、根据耦合的环形器输出信号对环形器的非线性失真进行校正。

在本发明实施例中，可以对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理，将反馈接收处理后的信号进行模数转换，然后根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。

在本发明实施例提供的环形器非线性校正方法中，首先根据耦合射频信号对模拟发射通道的非线性失真进行校正，在模拟发射通道的非线性失真校正完成后，环形器输出的信号不会包含模拟发射通道的非线性失真，而只包含环形器的失真，因此本发明实施例根据耦合的环形器输出信号对环形器的非线性失真进行校正，可以消除环形器的非线性失真对射频信号的影响。

参见图9，图9是本发明实施例三提供的方法中根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正的具体实施例的方法流程图。

进一步的，上述根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正具体可以包括：

B1、根据输入模拟发射通道之前的数字信号和转换后的数字信号计算环形器预失真系数。

其中，输入模拟发射通道之前的数字信号可以为模拟发射通道的数模转换器的输入信号，还可以为数字预失真器的输入信号。

B2、根据计算得到的环形器预失真系数对输入模拟发射通道之前的数字信号进行预失真处理。

在本发明实施例中，根据环形器的预失真系数对输入模拟发射通道之前的数字信号进行预失真处理，即对输入模拟发射通道之前的数字信号作与环形器失真特性相反的失真处理，从而环形器输出的信号中不存在非线性失真。

以上对本发明实施例提供的环形器非线性校正方法进行了详细介绍，本发明实施例提供的环形器非线性校正方法可以使用在前述对应的环形器非线性校正装置和基站收发信台实施例中，详情参见上述实施例的描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上对本发明实施例提供的环形器非线性校正方法、装置和基站收发信台进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种环形器非线性校正装置，其特征在于，包括：

功放耦合单元，用于对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；

预失真处理单元，用于根据所述功放耦合单元耦合获得的耦合射频信号对所述模拟发射通道的非线性失真进行校正；

环形器耦合单元，用于在所述预失真处理单元对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；

环形器校正单元，用于根据所述环形器耦合单元耦合获得的信号对所述环形器的非线性失真进行校正。

2.根据权利要求1所述的环形器非线性校正装置，其特征在于，所述环形器校正单元包括：

反馈接收模块，用于对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理；

模数转换器，用于对所述反馈接收模块反馈接收处理后的环形器输出信号进行模数转换；

环形器校正模块，用于根据所述模数转换器模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。

3.根据权利要求2所述的环形器非线性校正装置，其特征在于，所述环形器校正模块包括：

失真系数计算子模块，用于根据输入模拟发射通道之前的数字信号和转换后的数字信号计算环形器预失真系数；

预失真处理子模块，用于根据所述失真系数计算子模块计算得到的环形器预失真系数对输入模拟发射通道之前的数字信号进行预失真处理。

4.一种基站收发信台，包括：

功放、功放耦合单元、环形器和预失真处理单元；

所述环形器的输入端和所述功放的输出端连接，所述功放耦合单元用于对所述功放输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；

所述预失真处理单元用于根据所述功放耦合单元耦合获得的耦合射频信号对所述功放的非线性失真进行校正；

其特征在于，还包括：

环形器耦合单元以及环形器校正单元；

所述环形器耦合单元，用于在所述预失处理真单元对所述功放的非线性失真校正完成后，对所述环形器输出的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；

所述环形器校正单元，用于根据所述环形器耦合单元耦合获得的信号对所述环形器的非线性失真进行校正。

5.根据权利要求4所述的基站收发信台，其特征在于，所述环形器校正单元包括：

反馈接收模块，用于对耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理；

模数转换器，用于对所述反馈接收模块反馈接收处理后的来自于环形器的信号进行模数转换；

环形器校正模块，用于根据所述模数转换器模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。

6.根据权利要求5所述的基站收发信台，其特征在于，所述预失真处理单元包括：所述反馈接收模块、所述模数转换器以及数字预失真器；

所述反馈接收模块还用于对所述功放耦合单元耦合获得的耦合射频信号进行反馈接收处理；

所述模数转换器还用于对反馈接收处理后的信号进行模数转换；

所述数字预失真器用于根据所述模数转换器模数转换后的数字信号对所述功放的非线性失真进行校正；

所述基站收发信台还包括：

切换控制单元，用于控制所述反馈接收模块的输入信号在所述功放耦合单元耦合获得的信号和所述环形器耦合单元耦合获得的信号之间切换。

7.根据权利要求6所述的基站收发信台，其特征在于，

所述切换控制单元为单刀双掷开关。

8.一种环形器非线性校正方法，其特征在于，包括：

对模拟发射通道输出的射频信号进行耦合，获得耦合射频信号；

根据所述耦合射频信号对所述模拟发射通道的非线性失真进行校正；

在所述对模拟发射通道的非线性失真校正完成后，对来自于环形器的信号进行耦合，获得耦合的环形器输出信号；

根据所述耦合的环形器输出信号对所述环形器的非线性失真进行校正。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据耦合的环形器输出信号对环形器的非线性失真进行校正的过程，包括：

对所述耦合的环形器输出信号进行反馈接收处理，将反馈接收处理后的信号进行模数转换，根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据模数转换后的数字信号对环形器的非线性失真进行校正的过程，包括：

根据输入模拟发射通道之前的数字信号和转换后的数字信号计算环形器预失真系数；

根据计算得到的环形器预失真系数对输入模拟发射通道之前的数字信号进行预失真处理。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对来自于环形器的信号进行耦合的过程，包括：

将反馈点设置于所述环形器连接的滤波器之后，对所述滤波器输出的信号进行耦合。

Images