CN103236865B - 具有智能室外单元的分体式微波回传结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有智能室外单元的分体式微波回传结构。所述分体式微波结构包括智能室外通信单元，所述智能室外通信单元包括：数字N路复用器，被配置成在数字域内多路复用和/或解复用所接收的数据信号；处理器单元，被配置为执行指令以控制数字N路复用器的操作；以及转换器模块，被配置为在数字域和模拟域之间转换所接收的数据信号。所述智能室外通信单元进一步包括：射频模块，具有数字能力，被配置为在数字域内校正接收的数据信号内的误差、转换所接收的数据信号、放大所接收的数据信号的功率以及在数字域内进行自动增益控制。

Description

具有智能室外单元的分体式微波回传结构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年11月30日提交的美国临时专利申请第61/565,469号和于2012年6月27日提交的美国专利申请第13/535,199号的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明大体上涉及分体式微波回传结构，更具体地，涉及具有智能室外单元的分体式微波回传结构。

背景技术

传统微波回传结构通常实施为分体式室外单元（分体式ODU）配置或全室外单元（完全的ODU）配置。传统分体式ODU配置通常包括室内单元（IDU）和室外单元（ODU）两者，其中，IDU和ODU通过同轴互连连接。传统分体式ODU配置内的IDU通常包括调制解调器、数模转换器和基带到中频转换器。在正常的操作过程中，这些传统分体式ODU配置通常包括通过IDU和ODU之间的同轴互连以中间频率传输模拟信号。然而，在该传输的过程中，模拟信号会产生由与IDU和/或同轴互连相关的缺陷造成的各种误差。此外，这些传统ODU缺少数字功能，通常使其在校正模拟信号内的误差时无效。

移动回传提供商越来越需要增大容量以及从语音业务转向数据业务。这些因素促使移动回传网络朝着高容量IP/以太网连接发展。此外，转换成4G和LTE网络也需要更高的容量，并且将更多的数据包流量移动到移动回传网络上。结果，传统分体式ODU配置的局限性使得越来越难以满足这些提高的用户需求。

在某些情况下，已经使用全ODU配置代替传统分体式ODU配置。传统全ODU配置仅仅包括ODU，因此不包括IDU。因此，ODU包括调制解调器、数模转换器以及基带到射频转换器。在ODU内使用所有这些功能性元件，通常在ODU内提供某些数字功能。这与通常缺少数字功能的传统分体式ODU配置内使用的传统ODU形成对比。然而，传统全ODU配置也具有局限性。例如，在ODU内包含所有这种功能会增大安装和维修成本，会造成效率低的功率消耗，并且会降低整个配置的整体可靠性。

因此，传统分体式ODU配置和全ODU配置都未有效地满足容量增大的需求。因此，需要克服传统结构的缺陷的分体式微波回传结构存在。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了：

（1）一种室外通信单元，包括：

N路复用器，被配置为在数字域内解复用接收的数据信号；

处理器单元，耦接至所述N路复用器，被配置为执行指令以控制所述N路复用器的操作；

一个或多个转换器模块，耦接至所述N路复用器，被配置为在所述数字域和模拟域之间转换所述接收的数据信号；

射频模块，耦接到所述一个或多个转换器模块中的一个模块并且具有数字能力，被配置为在所述数字域内校正所述接收的数据信号内的误差、将所述接收的数据信号从基带转换到射频以及在所述数字域内进行自动增益控制。

（2）根据（1）所述的室外通信单元，其中，所述射频模块包括：

数字信号处理器，具有模拟前端，被配置为执行一个或多个自定义算法；以及

消除器，耦接至所述数字信号处理器，被配置为在数字域内对所述接收的数据信号采样、检测频率跳变以及记录所述频率跳变。

（3）根据（2）所述的室外通信单元，其中，所述消除器还被配置为响应于相位突变和颤噪效应突变进行自适应调整。

（4）根据（2）所述的室外通信单元，还包括：数字中继器，被配置为促进在室内通信单元和所述室外通信单元之间传输所校正的接收的数据信号。

（5）根据（1）所述的室外通信单元，其中，所述射频模块的数字能力包括自适应数字预失真处理、闭环失真处理、相移处理以及后失真处理中的至少一个。

（6）根据（1）所述的室外通信单元，其中，所述射频模块还被配置为对所述接收的数据信号进行数字滤波。

（7）根据（4）所述的室外通信单元，还包括：

包络检测器，被配置为接收高频输入并且产生表示所述高频输入的包络的输出；以及

硅锗（SiGe）功率放大器，耦接到所述包络检测器，被配置为放大所述接收的数据信号的功率。

（8）根据（1）所述的室外通信单元，其中，至少部分所述N路复用器在片外实施。

（9）根据（2）所述的室外通信单元，其中，所述数字信号处理器还被配置为执行安装后软件更新和射频在线校准处理中的至少一个，以提高所述室外通信单元的性能。

（10）根据（7）所述的室外通信单元，其中，所述SiGe功率放大器、所述包络检测器、所述数字中继器、所述消除器、所述数字信号处理器、所述射频模块、所述一个或多个转换器模块以及所述处理器单元在数字芯片基板上实施。

（11）.根据（1）所述的室外通信单元，其中，所述射频模块还被配置为提供在大约5.92GHz到大约43.5GHz范围内的频率范围。

（12）根据（1)所述的室外通信单元，其中，所述射频模块还被配置为进行嵌入式智能测试。

（13）一种分体式微波回传系统，包括：

室内通信单元，具有调制解调器组件和N路复用器，被配置为进行数据调制或解调，并且进行数据转换；以及

室外通信单元，通过通信路径耦接至所述室内通信单元，具有N路复用器和带数字能力的射频模块，被配置为通过所述通信路径传送数据，以在数字域内进行数据转换、放大数据的功率以及进行自动增益控制，

其中，所述射频模块被配置为使用所述数字能力进行自适应调整以在数字域内校正数据内的误差。

（14）根据权利要求（13）所述的分体式微波回传系统，其中，所述通信路径为双信道路径。

（15）根据（14）所述的分体式微波回传系统，其中，所述通信路径被配置为通过单个电缆支持通过相邻信道、非相邻信道以及双信道中的至少一个进行通信。

（16）根据（13）所述的分体式微波回传系统，其中，所述数字能力包括自适应数字预失真处理、闭环失真处理、相移处理以及后失真处理中的至少一个。

（17）根据（13）所述的分体式微波回传系统，其中，所述射频模块在数字芯片基板上实施。

（18）一种在分体式微波回传系统内校正误差的方法，包括：

在室外通信单元通过通信路径从室内通信单元接收数据；

对所述数据进行采样，从而检测所述数据内的误差；

在位于所述室外通信单元内的射频模块对所述数据进行数字处理；

通过将校正度量注入数据内，在数字域内校正数据内的误差以产生校正数据；以及

通过通信路径和无线链路中的至少一个传输所述校正数据。

（19）根据（18）所述的方法，其中，所述射频模块在数字芯片基板上实施，并且被配置为具有数字能力。

（20）根据（18）所述的方法，其中，使用自适应数字预失真处理、闭环失真处理、相移处理以及后失真处理中的至少一个进行所述校正。

附图说明

参看附图描述本发明的实施方式。在图中，相似的参考数字表示相同或功能上相似的部件。此外，参考数字最左边的数字表示参考数字首先出现的示图。

图1示出根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统的方框图。

图2A示出根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统内实施的室内通信单元（IDU）的方框图。

图2B示出根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统内使用的室外通信单元（ODU）的方框图。

图3示出根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统内使用的室外通信单元（ODU）的方框图。

图4示出根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统内使用的室外通信单元（ODU）的示意图。

图5为在根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统内校正误差的示例性操作步骤的流程图。

现在参看附图，描述本发明的实施例。在图中，相似的参考数字通常表示相同的、功能上相似的、和/或结构上相似的部件。部件首先出现的示图由参考数字中最左边的数字表示。

具体实施方式

以下具体实施方式参看附图阐述与本发明一致的示例性实施方式。在具体实施方式中参看“一个示例性实施例”、“示例性实施例”、“实例示例性实施例”等等，表示所描述的示例性实施方式可包括特定的特征、结构或特性，但是每个示例性实施方式无需包括特定的特征、结构或特性。而且，这种短语不必用于相同的示例性实施方式。而且，结合示范性实施例描述特定的特征、结构或特性时，相关领域内的技术人员了解，无论是否明确进行描述，其他示例性实施方式都会影响这种特征、结构或特性。

示例性分体式微波回传系统

图1示出根据本发明的示例性实施方式的包括室内通信单元（IDU）102和室外通信单元（ODU）104的分体式微波回传系统100的方框图。在本公开通篇中所使用的微波表示地面点对点无线电通信以及点对多点通信。

通过访问信息源，分体式微波回传系统100开始进行通信，该信息源可包括例如音频数据106、视频数据108或能够通过高容量的IP/以太网连接110传输的任何其他数据。为了便于进行该通信，IDU102耦接到核心网。具体地，IDU102被配置为从核心网获取一个或多个数字数据（例如，音频数据106、视频数据108、通过高容量的IP/以太网连接110传输的数据等等）序列。IDU102也可被配置为支持若干个额外的业务，例如，以太网、TDM以及通过无线电链路聚集的控制数据。

IDU102可以在大致上除去ODU104的位置实施，例如在地面平的位置。例如，IDU102可位于家庭或办公室建筑等内部。相反，ODU104可以实施在大致提高的位置，例如，位于电杆顶部、位于天线塔顶部或位于建筑顶部。在某些实施方式中，IDU102和ODU104可相隔大约高达300米的距离。

IDU102和ODU104可通过通信路径112连接，通信路径112被配置为使得数据114可在IDU102和ODU104之间传输。通信路径112可包括以太网电缆、光纤电缆、同轴电缆、中频（IF）电缆、双绞线电缆、屏蔽电缆、类别5电缆、类别6电缆、或一根或多根铜线。因此，取决于所选的通信介质，通信路径112可有利于在IDU102和ODU104之间传输模拟信号或数字信号。在某些实施例中，通信路径112可为无线通信信道。此外，天线116可耦接至ODU104，并且可位于大致邻近ODU104。因此，分体式微波回传系统100被实施为使得数据114可从IDU102通过通信路径112被发送到ODU104，并且随后被发送给天线116，然后，在该天线处，通过无线链路开始进行通信。分体式微波回传系统100还被实施为使得通过天线116接收的数据114可从ODU104通过通信路径112被发送到IDU102。

下面更详细地讨论，ODU104可为“智能ODU”。例如，ODU104可具有数字能力，该能力可实现提高ODU104内的射频（RF）功能。然而，ODU104可不包括调制解调器，相反调制解调器可在IDU102内实施。因此，ODU104被实施为“智能ODU”时，分体式微波回传系统100可在IDU102和ODU104之间提供更有效的通信。由于ODU104的数字功能以及相应的提高的RF功能，消除了与传统分体式ODU配置内的数据传输大致相关的局限性。例如，ODU104可对从IDU102内接收的数据采样，然后校正所检测的误差（例如，通过去除数据114的噪声），这与IDU102或通信路径112相关。然后，ODU104可处理数据114，使得可通过天线116在无线链路上适当地传输该数据。

在实施方式中，ODU104也可校正与通过天线116在无线链路上接收的信号相关的误差。分体式微波回传系统100也可被配置为支持甚至在极端天气（例如，刮风、下雨、下冰雹等等）下也能为分体式微波回传系统100提供高可靠性的自适应编码和调制（ACM）。

IDU102包括调制解调器组件，而ODU104包括至少某些RF功能以及相应的数字能力。

在本发明的实施方式中，将特定的功能从ODU104卸载到IDU102中。在ODU104内保持至少某些RF功能的同时卸载功能（例如，调制解调器组件），为分体式微波回传系统100提供优于传统分体式ODU配置大量的优点。例如，与ODU104相反，通过在IDU102内实施调制解调器组件，分体式微波回传系统100的功率消耗可变得更有效。同样，将功率传输给IDU102比传输给ODU104会更容易并且更便宜，这是因为IDU102可位于地面水平，而ODU104可位于升高的水平（例如，电杆、天线塔等等的顶部）。因此，在IDU102内而非ODU104内实施更多的功能性元件时，可用更低的成本将所需要的功率提供给分体式微波回传系统100。

将调制解调器组件从ODU104卸载到IDU102的一个额外优点在于，可降低安装和修理成本。与传统分体式ODU配置相关的大部分费用来自安装成本。具体地，难以将所有必要的设备运输到ODU的物理位置，该位置可能为升高的位置，因此难以到达该位置。同样，随着ODU内实施的功能性组件的数量的增大，ODU需要修理的概率也大幅度增大。具有传统分体式ODU配置时，修理成本通常也高，这是因为确实需要修理ODU时，使技术人员攀爬到ODU的较高位置进行修理的成本很高。因此，通过至少将调制解调器组件从ODU104中卸载到IDU102中，可以相对较低的成本实施和维护分体式微波回传系统100。

分体式微波回传系统100还被配置为提供高故障间平均时间（MTBF），故障间平均时间指在操作过程中系统的固有故障之间的预测耗用时间。分体式微波回传系统100也可使用现有结构（例如，以太网或其他现有技术）实施，因此有助于降低与分体式微波回传系统100相关的费用。然而，对于相关领域的技术人员而言，在不背离本公开的精神和范围的情况下，显然可实现其他的优点。

虽然要描述本发明的微波回传结构，但是相关领域的技术人员会认识到，在不背离本公开的精神和范围的情况下，本发明可用于其他结构。

示例性室内通信单元（IDU）和室外通信单元（ODU）配置

图2A和图2B分别示出用于根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统200内的室内通信单元（IDU）202和室外通信单元（ODU）204的方框图。IDU202和ODU204通过通信路径212耦接在一起。IDU202可表示图1的IDU102的示例性实施方式，ODU204可表示图1的ODU104的示例性实施方式。

IDU202包括电源单元（PSU）206、CPU208、调制解调器组件210、数模/模数（DAC/ADC）块216、调制块218、以及中频（IF）模块220。在某些实施方式中，IDU202也可包括N路复用器222。

PSU206被配置为产生DC输出电压224。CPU208被配置为执行指令以执行IDU202内所包含的一个或多个上述元件的算术、逻辑、以及输入和/或输出操作。在实施方式中，CPU208可控制调制块218和N路复用器222的操作。

调制解调器组件210被配置为调制和解调要在IDU202和ODU204之间传输的数据214。在某些实施方式中，调制解调器组件210可具有与基带调制解调器大致相似的功能。而且，调制解调器组件210可被配置为消除与IDU202或通信路径212相关的噪声。

DAC/ADC块216可被配置为从调制解调器组件210发送和/或接收数据。DAC/ADC块216被配置为对数据214进行数模和/或模数转换，使得数据214适合于通过通信路径212进行传输。

调制块218可被配置为从CPU208发送和/或接收信号。调制块218也可被配置为执行各种调制和/或解调技术。在实施方式中，调制块218可被配置为进行幅移键控。例如，调制块218可被配置为通过使用数量有限的振幅进行幅移键控，其中，每个振幅分配一个唯一的二进制数字模式。然后，每个模式可被配置为形成由特定的振幅表示的特定的符号。此外，当调制块218被配置为进行解调时，调制块218确定接收信号的振幅，并且将该振幅映射回其表示的符号，从而恢复原始数据。

IF模块220可被配置为从DAC/ADC块216发送和/或接收数据。IF模块220还被配置为对所接收的数据进行频率转换，使得数据214适合于通过通信路径212进行传输。例如，IF模块220可被配置为将数据214从基带频率转换成中频。

N路复用器222可被配置为允许通过通信路径212进行N方向通信。具体地，N路复用器222被配置为隔离IDU202和ODU204，同时允许其共享公共天线。N路复用器222还被配置为从PSU206接收直流输出电压224，接收从调制块218输出的控制信号236（例如，遥测ASK信号），并且接收从IF模块220输出的IF信号238。此外，N路复用器222可被配置为转换和/或组合这些输入中的每个输入，从而形成数据214。N路复用器222还被配置为在IDU202和ODU204之间，通过通信路径212发送和/或接收数据214。在实施方式中，N路复用器222可基本上用作模拟双工器（多路复用器/多路分用器）。

在实施方式中，通信路径212可包括一个或多个链路（例如，路径）。通信路径212可被配置为允许在IDU202和ODU204之间传输大约四个不同的信号。例如，通信路径212可被配置为传输发送通信信号（TX）、接收通信信号（RX）、上控制信号以及下控制信号。此外/或者，通信路径212可被配置为允许TX、RX、遥测ASK信号（从调制模块218中输出）以及直流输出电压224在通信路径212上共存。在实施方式中，通信路径212可表示IF电缆，因此，可在IDU202处将这些信号转换到模拟域（例如，通过DAC/ADC块216）。

在示例性实施方式中，DAC/ADC块216、调制块218、IF模块220和N路复用器222可由数字N路复用器226代替。具体地，数字N路复用器226可被配置为多路复用/多路分用数字域内而非模拟域内所需要的信号。随后，数字N路复用器226可允许通信路径212用作数字路径或模拟路径。使用数字N路复用器226允许更简单地实施IDU202。例如，实施具有数字N路复用器226的IDU202时，不需要任何模拟功能，并且仅仅需要单个数字芯片基板。结果，可降低实现IDU202的成本。此外，使用数字N路复用器226可提高收益、缩短生产试验、降低组装成本、减少外围设备数量并且可支持在IDU202和ODU204之间具有更大的距离，以便提供某些实例。

ODU204也可包括可以若干种不同的方式实施的N路复用器228。例如，N路复用器228可为模拟N路复用器、数字N路复用器、或者分体式功能N路复用器（例如，N路复用器228为部分模拟和部分数字的）。N路复用器228表示数字N路复用器时，N路复用器228与数字N路复用器226的功能大致相似。具体地，N路复用器228可被配置为多路复用/多路分用数字域内的信号。N路复用器228也允许更简单地实施ODU204，这是因为不需要模拟功能，并且在ODU204内仅仅需要使用单个数字芯片基板。因此，可降低实现ODU204的成本。与数字N路复用器226相似，在ODU204内实施N路复用器228，可提高收益、缩短生产试验、降低组装成本、减少外围设备数量并且可支持在IDU202和ODU204之间具有更大的距离，以便提供某些实例。

在实施方式中，IDU202和ODU204可被配置为执行N路复用器排除技术。具体地，通过通信路径212接收之后过滤TX并且在通过通信路径212发送之前过滤RX的功能可从N路复用器226和228中去除。相反，该功能可在包括IDU202的数字芯片基板（例如，集成电路）和包括ODU204的数字芯片基板（例如，集成电路）内实施。然后，通过结合模拟滤波处理、信号采样处理以及数字滤波处理，IDU202和ODU204可过滤所需要的信号。

ODU204也可包括CPU230、ADC/DAC块232和236以及RF模块234。CPU230可被配置为具有与CPU208大致相似的功能。尤其地，CPU230被配置为执行指令，以便执行ODU204内所包含的一个或多个元件的算术、逻辑以及输入/输出操作。在实施方式中，CPU208可控制N路复用器228的操作。ADC/DAC块232和236可被配置为从N路复用器228发送和/或接收数据。ADC/DAC块232和236还被配置为对数据214进行模数和/或数模转换，从而可适当地通过通信路径212发送和/或接收数据214。在实施方式中，ODU204可被配置为使得当数据214沿着传输路径行进时，数据214穿过通信路径212到ADC/DAC块232、到N路复用器228、到ADC/DAC块236以及到RF模块234。此外，当数据214沿着接收路径行进时，数据214穿过RF模块234、到ADC/DAC模块236、到N路复用器228、到ADC/DAC块232然后通过通信路径212。RF模块234可被配置为从ADC/DAC块236发送和/或接收数据。RF模块234还被配置为进行数据214的频率转换，从而可通过通信路径212适当地接收数据214。例如，当在RF模块234接收数据214时，数据214可具有处于IF范围内的频率。因此，RF模块234可将数据214从IF向上转换成RF使得数据214然后可通过无线链路发送。RF模块234还可被配置为将通过无线链路接收的信号从RF向下转换成IF，从而通过通信路径212将所接收的信号发送给IDU202。

示例性室外通信单元（ODU）

图3示出根据本发明的示例性实施方式的室外通信单元（ODU）300的方框图。ODU300可表示ODU204的示例性实施方式。ODU300包括多个频率转换器302、304、306和308、功率放大器330、包络检测器316、收发器模块318、通用处理器320、通用模数转换器（ADC）322、N路复用器324、低压差线性稳压器（LDO）326以及双工器328。在实施方式中，ODU300也可包括滤波器310。

频率转换器302和304可与频率上转换器的功能大致相同。具体地，当通过通信路径312接收数据314时，数据可具有处于IF范围内的频率。因此，频率转换器302和304可将数据314从IF向上转换到RF，使得该数据可通过天线332在无线通信链路上传输。

频率转换器306和308与频率下转换器的功能大致相同。具体地，当通过无线链路在天线332处接收信号时，数据可具有处于RF范围内的频率。因此，频率转换器302和304可将所接收的信号从RF向下转换到IF，从而可通过通信路径312传输该信号。每个频率转换器302-308可包括锁相环（PLL）。例如，频率转换器302和306均可包括IF PLL，并且频率转换器304和308均可包括RF PLL。PLL可实施为电子电路，均由可变频率振荡器和相位检测器组成。这些电子电路可被配置为比较输入信号（例如，数据314或从天线332中接收的信号）的相位和从其输出振荡器获得的信号的相位，并且调节其振荡器的频率，从而保持这些相位匹配。相位检测器的信号也可用于通过反馈回路控制振荡器。

频率转换器302和304以及频率转换器306和308可具有在其间实施的滤波器310。如上所述，滤波器310可被配置为对数据314进行滤波，从而可通过通信路径312发送和/或接收数据314。例如，滤波器310可被配置为进行模拟滤波处理、信号采样处理以及数字滤波处理的任意组合。

功率放大器330可被配置为在数据314已通过频率转换器302和304向上转换后，放大数据314。具体地，功率放大器330被配置为放大数据314，使得其能够通过天线332在无线链路上传输。功率放大器330可耦接至包络检测器316，该包络检测器可被配置为减少ODU400的功率消耗。例如，包络检测器316可被配置为接收高频输入并且提供表示原始输入的包络的输出。包络检测器316还可包括电容器、电阻器和二极管。电容器被配置为在输入的上升沿储存电荷，并且当输入下降时，通过电阻器缓慢地释放电荷。二极管可与电容器串联实施，并且可被配置为对输入整流使得仅当正极输入终端的电位比负极输入终端的电位高时，允许电流流过。包络检测器316可使用输入的半波或全波整流，将输入（例如，AC信号）转换成脉冲DC信号。

收发器模块318被配置为控制ODU300和相应的IDU之间的通信。具体地，收发器模块318通过将命令控制发送给ODU300内包含的上述功能性元件可控制ODU300的操作。在某些实施方式中，收发器模块318可大致用作幅移键控收发器，使得当通过通信路径312发送和/或接收数据314时，收发器模块318对数据314执行幅移键控处理。收发器模块318耦接至通用处理器320、通用ADC322以及N路复用器324。通用处理器320和通用ADC322分别与CPU230和ADC/DAC块232的功能大致相似。

LDO326耦接至N路复用器324并且被配置为调节DC线性输出电压（例如，从IDU202接收的DC输出电压224）。LDO326还可被配置为以相对较低的最小操作电压进行操作、以相对较高的效率进行操作以及产生相对较低的散热。

双工器328被配置为允许通过无线链路进行双向通信。具体地，双工器328被配置为隔离频率转换器302和304和频率转换器306和308，同时允许其共享公共天线332。具体地，双工器328被配置为从功率放大器330接收数据314，并且将数据314输出给天线332，从而可通过无线链路传输该数据。此外/或者，双工器328被配置为从天线332接收信号，并且将该信号输出给频率转换器308和306。

频率转换器302、304、306和308、滤波器310、功率放大器330、包络检测器316、收发器模块318、通用处理器320以及通用ADC322可实施在单个数字芯片基板（例如，集成电路）上，而LDO326、双工器328以及至少部分N路复用器324可不实施在芯片基底上。当ODU300被实施为使这些元件的每个都在单个数字芯片基底上时，ODU300具有相当大的数字能力，从而允许ODU300执行多项数字处理技术。下面更详细地讨论这些数字能力和数字处理技术。

此外，即使至少部分N路复用器324未实施在芯片基板上，由于ODU300的数字能力，N路复用器324可以以简单得多的方式实施。例如，N路复用器324可被简化为使得仅仅需要减弱大约10dB到大约20dB，而传统外部N路复用器（例如，片外实施的N路复用器）会需要减弱大约50dB到大约80dB。N路复用器324简化的设计也可提高收益、缩短生产试验、降低组装成本、减少外围设备数量并且可支持在ODU300和相应的IDU之间更远的距离，以便提供某些实例。在某些实施方式中，N路复用器324与N路复用器228的功能大致相似。具体地，N路复用器324可被配置为多路复用/多路分用数字域内所需要的信号。因此，由于不需要任何模拟能力，所以N路复用器324也可允许更简单的ODU300实施。相反，仅仅需要在ODU300内使用单个数字芯片基板。因此，可降低实施ODU300的成本。

频率转换器302、304、306和308、功率放大器330、滤波器310、包络检测器316、收发器模块318、通用处理器320、通用ADC322、N路复用器324、LDO326以及双工器328可用于仅仅进行说明，在任何情况下都不用于限制本公开。相关领域的技术人员会认识到，在不背离本公开的精神和范围的情况下，能够不同地组合和/或定位这些部件以及额外的部件。

图4示出根据本发明的示例性实施方式的室外通信单元（ODU）400的方框图。ODU400可表示ODU300的示例性实施方式。ODU400也可表示“智能ODU”。ODU400包括发送块402、接收块404和双工器406。ODU400可进一步具有N路复用器（未显示），其可表示N路复用器324的示例性实施方式。

发送块402被配置为通过通信路径412接收数据414，并且将数据414发送给双工器406。同样，接收块404被配置为从双工器406接收信号，并且通过通信路径412发送数据414。通信路径412和数据414可表示通信路径112和数据114的示例性实施方式。

发送块402可包括第一发送子部408和第二发送子部410。第一发送子部408包括IF模块416、数字信号处理器（DSP）418以及多个数字时钟420。IF模块416可表示IF模块220的示例性实施方式，并且被配置为从DSP418接收IF自动增益控制（IF AGC）。在某些实施方式中，IF模块416可使用WBAFE模块（宽带捕捉ADC/DAC）数字实施。DSP418包括模拟前端（AFE），并且被配置为从IF模块416和数字时钟420接收输入，以及从第二发送子部410内的各种部件接收多个反馈回路。DSP418还可被配置为执行各种自定义算法，并且进行安装后软件更新。在实施方式中，DSP418可被配置为执行鲁棒的RF在线校准，其可使用数据414和通信路径412提高ODU400的整体性能。

第二发送子部410包括基带（BB）模块436、RF模块422、功率放大器（PA）424、锁相环（PLL）426、转换模块428、AGC模块430、控制模块432以及相位突变消除器434。RF模块422可表示RF模块234的实例性实施方式，并且PA424可表示功率放大器330的示例性实施方式。

BB模块436被配置为从DSP418接收同相（I）和正交（Q）信号。BB模块436还被配置为将I和Q信号的频率从BB频率转换成IF。RF模块422被配置为从BB模块436接收转换的I和Q信号，并且将信号组合成单个信号。RF模块42还可被配置为从PLL426和/或转换模块428发送和/或接收信号。RF模块422还被配置为将所组合的信号从IF转换到RF。RF模块422还被配置为将所组合的信号送回DSP418。

PA424被配置为从RF模块422接收所组合的信号，并且放大信号的功率。PA424还被配置为将所组合的信号（TX）发送给双工器406。

AGC模块430被配置为从PA424接收信号，并且对信号执行自动增益控制操作。AGC模块430还被配置为在其本身和DSP418之间发送和/或接收信号。转换模块428被配置为从PA424接收信号，并且从PLL426和/或RF模块422发送和/或接收所组合的信号。然后，转换模块428可对从PA424接收的信号和从PLL426和/或RF模块422接收的组合信号中的至少一个信号进行频率转换。具体地，转换模块428可被配置为将信号从RF转换成BB。然后，转换模块428将I（反馈）信号和Q（反馈）信号输出给DSP418。

PLL426可被配置为从RF模块422和/或转换模块428发送和/或接收信号。在某些实施方式中，PLL426可实施为包括可变频率振荡器和相位检测器的电子电路。该电子电路可被配置为比较输入信号的相位和从其输出振荡器获得的信号的相位，并且调节其振荡器的频率，从而保持这些相位匹配。相位检测器的信号也可用于通过反馈回路控制振荡器。

控制块432被配置为在其本身和DSP418之间发送和/或接收控制和遥测信号。相位突变消除器434被配置为在数字域内对信号采样（例如，对PLL426采样，用于进行发送和接收）、寻找频率跳变以及记录任何这种频率跳变。相位突变消除器434被配置为校正相位突变和颤噪效应突变，与ODU400相互作用的物理现象可造成这种突变，比如刮风、下雨、下冰雹等等。

接收块404可包括第一接收子部438和第二接收子部440。第二接收子部440包括IF模块442、DSP444以及多个数字时钟446。IF模块442可与IF模块416的功能大致相似，并且配置成从DSP444中接收信号。IF模块还被配置为对从DSP444接收的信号进行频率转换使得IF模块442可通过通信路径412将数据414输出到相应的IDU。DSP444可具有与DSP418大致相似的功能，并且被配置为从数字时钟446接收输入以及从第一接收子部438内的各元件接收多个反馈回路。

第一接收子部438包括锁相环（PLL）448、转换模块450、AGC模块452、控制块454以及相位突变消除器456。

PLL448可具有与PLL426大致相似的功能。转换模块450可具有与转换模块428大致相似的功能，并且可被配置为接收来自PLL448的信号以及来自双工器406的信号（RX）。转换模块450还可被配置为将I和Q信号发送给DSP444。AGC模块452可具有与AGC模块430大致相似的功能，并且被配置为在其自身和DSP444之间发送和/或接收信号。控制模块454可具有与控制模块432大致相似的功能，并且被配置为从DSP444接收信号。相位突变消除器456可具有与相位突变消除器434大致相似的功能。

第一发送子部408和第二发送子部410以及第一接收子部438和第二接收子部440可连通地耦合在一起。此外，发送块402和接收块404可连通地耦合在一起，并且也可连通地与参考源458和DC电源460连通地耦合。

ODU400可用于在大约5.92GHz到大约43.5GHz的范围内提供频率范围。ODU400也可被配置为支持分体式安装结构和全ODU结构。此外/或者，ODU400可用于覆盖大致所有的无线电频带。

在实施方式中，第一发送子部408和第二接收子部440均可表示CMOS晶体管，而第二发送子部410和第一接收子部438均可表示硅锗（SiGe）晶体管。

如上所述，通过在单个晶体芯片基板上实施发送块402和接收块404，ODU400具有相当大的数字能力，从而允许ODU400执行多项数字处理技术。在实施方式中，ODU400可使用数字中继器执行数字处理技术。具体地，通过对数据414采用、处理数据414（允许从数据414中去除至少某个噪声）以及随后校正数据414内产生的大量的任何误差，可执行ODU400的很多数字能。比如，这些误差可表示频率误差（比如，相位突变），这种频率误差是由于ODU400的物理干扰，比如下雨、下冰雹、刮风等等造成的。ODU400可被配置为通过将校正度量注入数据414内校正数据414内的误差。具体地，通过进行自适应数字预失真、闭环失真和/或相移，ODU400可产生这些校正度量，以便提供某些实例。自适应数字预失真允许ODU400动态地补偿功率放大器失真。例如，由于PA424可由SiGe构成，所以与传统片外PA相比，PA424可具有较低的性能特征。因此，通过进行自适应数字预失真，ODU400可补偿PA424降低的性能。在工艺老化和电压/温度变化方面，自适应数字预失真也提高了ODU400的性能。而且，自适应数字预失真可将ODU400的传输功率提高大约2dB到大约3dB。因此，这些自适应数字预失真功能可通过ODU400提供更有效的功率消耗。

ODU400还可被配置为固定与相应的IDU和/或通信路径412相关的误差（例如，噪声）。例如，在实施方式中，IDU可具有与其相关的非线性。ODU400可被配置为通过进行后失真处理等等消除这些非线性。例如，ODU400可将多项式（例如，校正度量）用于数据414以校正由相应的IDU所造成的任何非线性。因此，通过通信路径412可发送和/或接收更清晰的数据414版本。

在某些实施方式中，ODU400的数字能力可允许使用双信道配置的实施。具体地，ODU400可被配置为通过通信路径412发送和/或接收数据414，该通信路径可包括IDU和ODU400之间的多个信道。例如，ODU400可支持在单根电缆上通过相邻的信道、非相邻的信道或双信道通信。该双信道配置能够允许通信路径412进行单芯片交叉极化干扰抵消（XPIC），以便增大ODU400和相应的IDU之间的传输容量。在实施方式中，通信路径412可具有大约112MHz的链路容量，并且可被配置为支持大约2048QAM。此外/或者，通信路径412可被配置为能够进行非相邻的信道容量聚合，这有利于相对简单地配置通信路径412以及ODU400。通信路径412可进一步被配置为提供无线电链路接合以支持有效的链路保护。

数据414内可能存在的误差可表示RF误差（例如，IQ失配、频率相关的失配、相位突变、颤噪效应突变、噪声和校准问题）。与高质量信号合作时，RF误差尤其是个问题，这是因为为了适当地发送和/或接收高质量的信号，ODU400应包括高性能的RF元件。因此，为了校正这些RF误差，发送块402和接收块404内所包含的每个组件可在数字域内而非模拟域内实施。例如，AGC模块430和452被配置为具有二阶环路（其中，用于模拟域内的AGC模块仅仅可能具有一阶环路），这可校正与通信路径412相关的衰减问题。此外，通过在数字域内实施AGC模块430和452，它们的带宽可保持恒定。ODU400的数字能力也不需要在ODU400内实施某个传统功能。例如，先前双上变频和超外差需要的某些类型的滤波器可被取消。此外，由于数字滤波和其他数字处理由ODU400执行，也可消除至少部分N路复用器。

ODU400还被配置为进行嵌入式智能测试，该测试可在芯片级、电路板级或者在整个ODU400上进行。具体地，可实施回环模式以测试和校准ODU400和/或其内部组件。在实施方式中，ODU400的数字能力也允许对其进行远程测试（例如，在场内配置ODU400时）。如果在这些测试的任何一个测试中检测到误差，那么也可远程校正这个（这些）误差，从而消除使技术人员行进到ODU400的物理位置并且进行所产生的费用。在某些实施方式中，可通过在ODU400上运行远程诊断测试，并且上传被设计为校正特定误差的软件包实施这些远程测试和随后的校正。然而，相关领域的技术人员会认识到，在不背离本公开的精神和范围的情况下，能够使用其他测试和校正技术。

在实施方式中，ODU400（或IDU202）可与电源线、Wi-Fi、LTE、WiMax、蓝牙、无线电等中的任何一个或其组合整合。ODU400（或IDU202）也可与其他网络功能（例如，路由器、桥接器和/或开关）整合，以便提供某些实例。ODU400（或IDU202）可被配置为执行不同通信类型（例如，回传通信或LAN/点对点通信）的合并。此外，ODU400（或IDU202）还可被配置为根据各种不同的因素优化每个不同的通信类型。ODU400（或IDU202）还可被配置为分析每个不同的通信类型，从而提供服务质量（QoS）处理。

分体式微波回传系统内校正误差的示例性方法

图5为在根据本发明的示例性实施方式的分体式微波回传系统内校正误差的示例性方法的流程图。图5的流程图参照图1至图4的实施方式进行描述。然而，方法500不限于这些实施方式。

方法500在步骤502开始，在该步骤，在ODU400通过通信路径412从相应的IDU接收数据414。

在步骤504，在ODU400内对数据414采样。具体地，在对数据414采样的过程中，检测数据414内可能存在的任何误差。在某些实施方式中，这些误差可包括相位突变和/或颤噪效应突变，物理现象与ODU400接触（例如，刮风、下冰雹、下雨等等）会造成这种突变。数据414内的误差可具体化为IQ失配、频率相关的失配以及校准问题。这些误差也可与相应的IDU和/或通信路径412相关联。例如，相应的IDU和/或通信路径412可具有非线性，在IDU和ODU400之间进行传输的过程中，该非线性会损害数据414。在某些实施方式中，数据414内的误差造成通过无线链路进行传输。

在步骤506中，ODU400对数据414进行数字处理。例如，ODU400可进行自适应数字预失真、闭环失真、后失真和/或相移。该数字处理允许ODU400在分体式微波回传系统200内动态地补偿失真。此外，该数字处理也可在工艺老化和电压/温度变化方面，提高ODU400的性能，并且可为ODU400提供更有效的功率消耗。

在步骤508，ODU400校正在数据414内检测到的误差。具体地，ODU400将校正度量注入数据414内，从而产生校正数据。可使用步骤506中执行的数字处理技术（例如，自适应数字预失真、闭环失真、后失真和/或相移），产生这些校正度量。此外/或者，通过将多项式用于数据414中，ODU400可校正检测到的误差，从而校正相应的IDU或通信路径412所造成的任何非线性。在某些实施方式中，ODU400也可被配置为校正数据414内的误差，该误差可能造成通过无线链路进行传输。

在步骤510中，从ODU400中输出校正数据。具体地，通过校正数据414内的误差，ODU400可被配置为通过通信路径412适当地将数据414发送给相应的IDU。此外/或者，通过校正数据414内的误差，ODU400可被配置为通过天线在无线链路上适当地传输数据414。

结论

提供本文中所描述的示例性实施方式用于说明的目的，而非进行限制。其他示例性实施方式也是可行的，并且在本发明的精神和范围内，可对这些示例性实施方式进行修改。因此，具体实施方式并非用于限制本发明。更确切地说，本发明的范围仅根据以下权利要求书和其等同物限定。

在硬件、固件、软件或其任意组合中，可执行本发明的实施方式。本发明的实施方式也可用作机器可读介质上储存的指令，这些指令可由一个或多个处理读取和执行。机器可读介质可包括任何机构，该机构以机器（例如，计算装置）可读的形式存储和发送信息。比如，机器可读介质可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置、电气、光学、声音或其他形式的传播信号（例如，载波、红外信号、数字信号等）等。而且，本文中可将固件、软件、程序、指令描述成进行某些行为。然而，应理解的是，这种描述仅仅为了方便起见，并且这种行为实际上来自计算装置、处理器、控制器、或执行固件、软件、程序、指令等的其他装置。

要理解的是，具体实施方式部分而非摘要部分，用于解释权利要求书。摘要部分可提出本发明的一个或多个示例性实施方式，而非所有的示例性实施方式，因此在任何情况下，都不限制本发明和所附权利要求书。

上面已经在功能性构件的帮助下，描述了本发明，这些功能性构件阐述实施其特定的功能和关系。为了便于进行描述，在本文中已经任意地限定这些功能性构件的界限。只要适当地执行其特定的功能和关系，就可限定替换的界限。

对于相关领域的技术人员而言，在不背离本发明的精神和范围的情况下，显然可在其内进行各种形式上和细节上的变化。因此，本发明不应受到任何上述示例性实施方式的限制，而应仅仅由以下权利要求书和其等同物限定。

Claims (10)

1.一种室外通信单元，包括：

N路复用器，被配置为在数字域内解复用接收的数据信号；

处理器单元，耦接至所述N路复用器，被配置为执行指令以控制所述N路复用器的操作；

一个或多个转换器模块，耦接至所述N路复用器，被配置为在所述数字域和模拟域之间转换所述接收的数据信号；

射频模块，耦接到所述一个或多个转换器模块中的一个模块并且具有数字能力，被配置为在所述数字域内校正所述接收的数据信号内的误差、将所述接收的数据信号从基带转换到射频以及在所述数字域内进行自动增益控制，其中所述射频模块包括消除器，被配置为在数字域内对所述接收的数据信号采样、检测频率跳变以及记录所述频率跳变，以便校正所接收的数据信号中的误差。

2.根据权利要求1所述的室外通信单元，其中，所述射频模块包括：

数字信号处理器，具有模拟前端，被配置为执行一个或多个自定义算法。

3.根据权利要求2所述的室外通信单元，其中，所述消除器还被配置为响应于相位突变和颤噪效应突变进行自适应调整。

4.根据权利要求2所述的室外通信单元，还包括：数字中继器，被配置为促进在室内通信单元和所述室外通信单元之间传输所校正的接收的数据信号。

5.根据权利要求4所述的室外通信单元，还包括：

包络检测器，被配置为接收高频输入并且产生表示所述高频输入的包络的输出；以及

硅锗(SiGe)功率放大器，耦接到所述包络检测器，被配置为放大所述接收的数据信号的功率。

6.一种分体式微波回传系统，包括：

室内通信单元，具有调制解调器组件和第一N路复用器，被配置为进行数据调制或解调，并且进行数据转换；以及

室外通信单元，通过通信路径耦接至所述室内通信单元，具有第二N路复用器和带数字能力的射频模块，被配置为通过所述通信路径传送数据，以在数字域内进行数据转换、放大数据的功率以及进行自动增益控制，

其中所述射频模块包括消除器，被配置为在数字域内对所述数据采样、检测频率跳变以及记录所述频率跳变，以便校正所述数据中的误差。

7.根据权利要求6所述的分体式微波回传系统，其中，所述通信路径为双信道路径。

8.根据权利要求7所述的分体式微波回传系统，其中，所述通信路径被配置为通过单个电缆支持通过相邻信道、非相邻信道以及双信道中的至少一个进行通信。

9.根据权利要求6所述的分体式微波回传系统，其中，所述数字能力包括自适应数字预失真处理、闭环失真处理、相移处理以及后失真处理中的至少一个。

10.一种在分体式微波回传系统内校正误差的方法，包括：

在室外通信单元，通过通信路径从室内通信单元接收数据；

对所述数据进行采样，从而检测所述数据内的误差；

检测所述数据中的频率跳变；

在数字域内记录所述频率跳变；

在位于所述室外通信单元内的射频模块对所述数据进行数字处理；

通过将校正度量注入数据内，在数字域内校正数据内的误差以产生校正数据；以及

通过通信路径和无线链路中的至少一个传输所述校正数据。