CN106385289A - 一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及系统。所述方法，包括步骤1：分别计算近端和远端设备的带内平坦度；步骤2：分别计算近端和远端设备中的复数滤波器的系数；步骤3：将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，分别完成近端和远端带内平坦度校准。利用该方法，可以分别计算出近端和远端的带内平坦度，并根据带内平坦度分别进行校正。该方法在数字信号处理部分实现，无需调整硬件参数，同时，由于近远端分别进行校正，近端与远端进行随机互配对带内平坦度指标影响不大。在生产时，可以利用自动化调测技术完成带内平坦度校准，提升生产效率。

Description

一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及系统。

背景技术

随着技术和网络需求的发展，网络优化设备正朝着“多制式、高带宽、分布式”的方向发展。带宽越高，射频有源器件和无源器件带来的带内平坦度就越大，而带内平坦度直接影响到设备的EVM和输出功率。为了满足系统要求，就需要对模拟部分元器件进行微调，这样，在生产时，就失去了批量一致性，导致调试工作增加，生产效率降低。

另外，目前大部分网络优化设备由近端和远端组成，在调试带内平坦度时，往往是将近端和远端作为一个整体进行调试，这样，无法准确判定近端和远端分别引入的带内平坦度，当一套设备调试完成后，如果该近端和其他远端进行互配，带内平坦度又会出现变化。

专利《数字通信系统及其改善信号带内平坦度的方法》（胡应添. 数字通信系统及其改善信号带内平坦度的方法: CN, CN 101815054 B[P]. 2012.）采用的是在频域校准的方法对带内波动进行校准，该方法需要首先将时域信号变换到频域，再进行校准，校准后再将频域信号变换到时域信号，如果对近端和远端分别校准，需要4次变换，实现较为复杂，同时，该专利并没有提到近端和远端分别校准；专利《基于lms算法校正数字直放站带内平坦度的系统及方法》（郝禄国, 杨建坡, 郑辉明,等. 基于lms算法校正数字直放站带内平坦度的系统及方法: CN, CN 102832987 A[P]. 2012.）采用的是时域校准方法，采用LMS算法实现，该方法通过FPGA模块和数模转换器发送训练信号，模数转换器接收训练信号后反馈给FPGA模块，FPGA通过反馈信号计算出滤波器系数。该方法没有考虑模数转换器引入的带内平坦度，可能会引起校准误差；另外，该方法主要针对单板，对整机（包括功放和双工器）引入的带内平坦度无法进行校正。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及系统。利用该方法，可以分别计算出近端和远端的带内平坦度，并根据各自带内平坦度分别进行校正。该方法在数字信号处理部分实现，无需调整硬件参数，同时，由于近远端分别进行校正，近端与远端进行随机互配对带内平坦度指标影响不大。在生产时，可以利用自动化调测技术完成带内平坦度校准，提升生产效率。

一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，包括以下步骤：

步骤1：分别计算近端和远端设备的带内平坦度；

步骤2：分别计算近端和远端设备中的复数滤波器的系数；

步骤3：将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，分别完成近端和远端带内平坦度校准。

其中，所述步骤1中计算近端设备的带内平坦度，包括：

下行链路时，计算近端带内平坦度，包括如下步骤：

（1）将信号源连接至近端射频模块，发送单音点频信号；

（2）射频模块将信号源输出的射频信号转换成中频或零频，模数转换模块完成模拟到数字的转换，FPGA模块统计出该频点处的功率值Pn；

（3）信号源频率增加一固定频率步进值；

重复上述步骤（1）（2）（3），得到带内n个单音点频信号对应的功率值Pn，选取中心频点的功率值为基准点，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为近端设备的带内平坦度。

其中，所述步骤2中计算近端设备中的复数滤波器的系数，包括：

计算近端设备中的复数滤波器的系数，主要由近端设备中的CPU模块实现，包括如下步骤：

（1）确定复数滤波器阶数N，该阶数根据实际系统需求进行选定；

（2）将上述近端得到的其他频点相对于中心点的功率差值H取反，得到所期望的带内平坦度修正值H’；

（3）为了保证相位线性，计算每个采样点的线性相位值A；

（4）计算所期望的频率响应HK = H’.*A；

（5）对计算出的频率响应HK做N阶IFFT，得到时域复数滤波器系数。

其中，所述步骤3中的将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，完成近端带内平坦度校准，包括：

（1）对复数滤波器系数做归一化处理，并转换为整数形式；

（2）将转换后的所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成近端带内平坦度校准。

其中，所述步骤1中计算远端设备的带内平坦度，包括：

下行链路时，计算远端带内平坦度，包括如下步骤：

（1）将频谱仪连接至远端双工器模块；

（2）FPGA模块模拟发送出n个单音点频信号；

（3）通过频谱仪读取每个单音点频的功率值Pn；

选取中心频点的功率值为基准，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为远端设备的带内平坦度。

其中，所述步骤2中计算远端设备中的复数滤波器的系数，包括：

计算远端设备中的复数滤波器的系数，主要由远端设备中的CPU模块实现，包括如下步骤：

（1）确定复数滤波器阶数N，该阶数根据实际系统需求进行选定；

（2）将上述远端得到的其他频点相对于中心点的功率差值H取反，得到所期望的带内平坦度修正值H’；

（3）为了保证相位线性，计算每个采样点的线性相位值A；

（4）计算所期望的频率响应HK = H’.*A；

（5）对计算出的频率响应HK做N阶IFFT，得到时域复数滤波器系数。

其中，所述步骤3中的将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，完成远端带内平坦度校准，包括：

（1）对复数滤波器系数做归一化处理，并转换为整数形式；

（2）将转换后的所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成远端带内平坦度校准。

一种采用上述所述的改善网络优化设备带内平坦度的方法的系统，包括信号源、频谱仪、衰减器以及近、远端设备，

下行链路时，所述信号源和近端设备中的输入端连接，所述频谱仪通过衰减器和远端设备中的输出端连接，所述近端设备通过光纤与远端设备连接。

其中，所述近端设备下行链路，包括射频模块、模数转换模块、FPGA模块、CPU模块，所述射频模块、模数转换模块、FPGA模块、CPU模块依次连接，且射频模块的输入端即为近端设备中的输入端；

所述近端设备中的FPGA模块，包括数字下变频模块、带内平坦度校正模块、光接口模块及功率检测模块，所述数字下变频模块、带内平坦度校正模块、光接口模块依次连接，所述功率检测模块与带内平坦度校正模块的输出端连接；

所述近端设备中的带内平坦度校正模块包括复数滤波器。

其中，所述远端设备下行链路，包括CPU模块、FPGA模块、数模转换模块、功放模块、双工器模块，所述CPU模块、FPGA模块、数模转换模块、功放模块、双工器模块依次连接，且双工器的输出端即为远端设备的输出端；

所述远端设备中的FPGA模块，包括光接口模块、带内平坦度校正模块、数字上变频模块及测试信号发送模块，所述光接口模块、带内平坦度校正模块、数字上变频模块依次连接，所述测试信号发送模块与带内平坦度校正模块的输入端连接；

所述远端设备中的带内平坦度校正模块包括复数滤波器。

有益效果：

本发明公开了一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及系统，该方法采用时域校准方法，复数滤波器系数采用频率抽样法实现。近端和远端分别进行校正，校正时采用了频谱仪和信号源作为参考源，保证了校准精度。能够对整机进行带内平坦度校正。

附图说明

图1是本发明提供的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法流程图。

图2是近端和远端下行链路的结构图；

图3是近端下行带内平坦度校正框图；

图4是远端下行带内平坦度校正框图；

图5为近端下行FPGA模块组成框图；

图6为远端下行FPGA模块组成框图；

图7是复数滤波器实现框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

图1是本发明提供的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法流程图。如图1所示，本发明所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，包括以下步骤：

步骤1：分别计算近端和远端设备的带内平坦度；

步骤2：分别计算近端和远端设备中的复数滤波器的系数；

步骤3：将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，分别完成近端和远端带内平坦度校准。

利用该方法，可以分别计算出近端和远端的带内平坦度，并根据各自带内平坦度分别进行校正。该方法在数字信号处理部分实现，无需调整硬件参数，同时，由于近远端分别进行校正，近端与远端进行随机互配对带内平坦度指标影响不大。在生产时，可以利用自动化调测技术完成带内平坦度校准，提升生产效率。

本发明所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，近端（下行链路）带内平坦度校准包括如下步骤：

步骤1 ：计算近端（下行链路）带内平坦度，包括如下步骤：

（1）将信号源连接至近端射频模块，发送单音点频信号；

（2）射频模块将信号源输出的射频信号转换成中频或零频，模数转换模块完成模拟到数字的转换，FPGA模块统计出该频点处的功率值Pn；

（3）信号源频率增加一固定频率步进值；

重复上述步骤（1）（2）（3），得到带内n个单音点频信号对应的功率值Pn，选取中心频点的功率值为基准，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为带内平坦度；

需要说明的是，得到带内n个单音点频信号对应的功率值Pn后，选取中心频点的功率值为基准点，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为带内平坦度，这部分计算是通过外界手工计算或者通过外界CPU计算实现。

步骤2 ： 计算近端（下行）复数滤波器的系数，主要由近端中的CPU模块实现，包括如下步骤：

（1）确定复数滤波器阶数N，该阶数根据实际系统需求进行选定；

（2）将上述近端得到的其他频点相对于中心点的功率差值H取反，得到所期望的带内平坦度修正值H’；

（3）为了保证相位线性，计算每个采样点的线性相位值A，也就是n个单音点频信号的线性相位值A；

（4）计算所期望的频率响应HK = H’.*A；

（5）对计算出的频率响应HK做N阶IFFT，得到时域复数滤波器系数。

步骤3 ： 将所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成近端带内平坦度校准，包括如下步骤：

（1）对复数滤波器系数做归一化，并转换为整数形式；

（2）将转换后的所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成近端带内平坦度校准。

本发明所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，远端（下行链路）带内平坦度校准包括如下步骤：

步骤1 ：计算远端（下行链路）带内平坦度，包括如下步骤：

（1）将频谱仪连接至远端双工器模块；

（2）FPGA模块模拟发送出n个单音点频信号；

（3）通过频谱仪读取每个单音点频的功率值Pn；

选取中心频点的功率值为基准，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为带内平坦度；

步骤2 ： 计算远端（下行链路）复数滤波器的系数，主要由远端设备中的CPU模块实现，包括如下步骤：

（1）确定复数滤波器阶数N，该阶数根据实际系统需求进行选定；

（2）将上述远端得到的其他频点相对于中心点的功率差值H取反，得到所期望的带内平坦度修正值H’；

（3）为了保证相位线性，计算每个采样点的线性相位值A；

（4）计算所期望的频率响应HK = H’.*A；

（5）对计算出的频率响应HK做N阶IFFT，得到时域复数滤波器系数。

步骤3 ： 将所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成远端设备带内平坦度校准，包括如下步骤：

（1）对复数滤波器系数做归一化处理，并转换为整数形式；

（2）将转换后的所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成带内平坦度校准。

需要说明的是，系统上行链路带内平坦度校正和下行链路带内平坦度校正采用的方法相同，不同之处在于系统上行链路组成和下行链路组成略有不同，本发明所述方法同样适用于涉及带内平坦度校准的其他设备。

实施例2：

实施例2是本发明的系统实施例，本实施例2与方法实施例1属于同一技术构思，在本实施例中未详尽描述的内容，请参见方法实施例1。

如图2-4所示，本发明所述的一种采用上述所述的改善网络优化设备带内平坦度的方法的系统，包括信号源、频谱仪、衰减器以及近、远端设备，

下行链路时，所述信号源和近端设备中的输入端连接，所述频谱仪通过衰减器和远端设备中的输出端连接，所述近端设备通过光纤与远端设备连接。

所述近端设备下行链路，包括射频模块、模数转换模块、FPGA模块、CPU模块，所述射频模块、模数转换模块、FPGA模块、CPU模块依次连接，且射频模块的输入端即为近端设备中的输入端。

所述远端设备下行链路，包括CPU模块、FPGA模块、数模转换模块、功放模块、双工器模块，所述CPU模块、FPGA模块、数模转换模块、功放模块、双工器模块依次连接，且双工器的输出端即为远端设备的输出端。

如图5所示，所述近端设备中的FPGA模块，包括数字下变频模块、带内平坦度校正模块、光接口模块及功率检测模块，所述数字下变频模块、带内平坦度校正模块、光接口模块依次连接，所述功率检测模块与带内平坦度校正模块的输出端连接。

如图6所示，所述远端设备中的FPGA模块，包括光接口模块、带内平坦度校正模块、数字上变频模块及测试信号发送模块，所述光接口模块、带内平坦度校正模块、数字上变频模块依次连接，所述测试信号发送模块与带内平坦度校正模块的输入端连接。

需要说明的是，本发明所述的带内平坦度校正模块主要组成器件是复数滤波器，所述复数滤波器的结构组成如图7所示，通过对复数滤波器系统更新，分别实现近端、远端的带内平坦度校准。

上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别计算近端和远端设备的带内平坦度；

步骤2：分别计算近端和远端设备中的复数滤波器的系数；

步骤3：将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，分别完成近端和远端带内平坦度校准。

2.根据权利要求1所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，所述步骤1中计算近端设备的带内平坦度，包括：

下行链路时，计算近端带内平坦度，包括如下步骤：

（1）将信号源连接至近端射频模块，发送单音点频信号；

（2）射频模块将信号源输出的射频信号转换成中频或零频，模数转换模块完成模拟到数字的转换，FPGA模块统计出该频点处的功率值Pn；

（3）信号源频率增加一固定频率步进值；

重复上述步骤（1）（2）（3），得到带内n个单音点频信号对应的功率值Pn，选取中心频点的功率值为基准点，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为近端设备的带内平坦度。

3.根据权利要求2所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，所述步骤2中计算近端设备中的复数滤波器的系数，包括：

计算近端设备中的复数滤波器的系数，主要由近端设备中的CPU模块实现，包括如下步骤：

（1）确定复数滤波器阶数N，该阶数根据实际系统需求进行选定；

（2）将上述近端得到的其他频点相对于中心点的功率差值H取反，得到所期望的带内平坦度修正值H’；

（3）为了保证相位线性，计算每个采样点的线性相位值A；

（4）计算所期望的频率响应HK = H’.*A；

（5）对计算出的频率响应HK做N阶IFFT，得到时域复数滤波器系数。

4.根据权利要求3所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，所述步骤3中的将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，完成近端带内平坦度校准，包括：

（1）对复数滤波器系数做归一化处理，并转换为整数形式；

（2）将转换后的所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成近端带内平坦度校准。

5.根据权利要求1所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，所述步骤1中计算远端设备的带内平坦度，包括：

下行链路时，计算远端带内平坦度，包括如下步骤：

（1）将频谱仪连接至远端双工器模块；

（2）FPGA模块模拟发送出n个单音点频信号；

（3）通过频谱仪读取每个单音点频的功率值Pn；

选取中心频点的功率值为基准，得到其他频点相对于中心点的功率差值H，该差值序列中最大值与最小值之间的差异即为远端设备的带内平坦度。

6.根据权利要求5所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，所述步骤2中计算远端设备中的复数滤波器的系数，包括：

计算远端设备中的复数滤波器的系数，主要由远端设备中的CPU模块实现，包括如下步骤：

（1）确定复数滤波器阶数N，该阶数根据实际系统需求进行选定；

（2）将上述远端得到的其他频点相对于中心点的功率差值H取反，得到所期望的带内平坦度修正值H’；

（3）为了保证相位线性，计算每个采样点的线性相位值A；

（4）计算所期望的频率响应HK = H’.*A；

（5）对计算出的频率响应HK做N阶IFFT，得到时域复数滤波器系数。

7.根据权利要求6所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的方法，其特征在于，所述步骤3中的将所述复数滤波器的系数更新到复数滤波器中，完成远端带内平坦度校准，包括：

（1）对复数滤波器系数做归一化处理，并转换为整数形式；

（2）将转换后的所述复数滤波器系数更新到复数滤波器中，完成远端带内平坦度校准。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的改善网络优化设备带内平坦度的方法的系统，其特征在于，包括信号源、频谱仪、衰减器以及近、远端设备，

下行链路时，所述信号源和近端设备中的输入端连接，所述频谱仪通过衰减器和远端设备中的输出端连接，所述近端设备通过光纤与远端设备连接。

9.根据权利要求8所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的系统，其特征在于，所述近端设备下行链路，包括射频模块、模数转换模块、FPGA模块、CPU模块，所述射频模块、模数转换模块、FPGA模块、CPU模块依次连接，且射频模块的输入端即为近端设备中的输入端；

所述近端设备中的FPGA模块，包括数字下变频模块、带内平坦度校正模块、光接口模块及功率检测模块，所述数字下变频模块、带内平坦度校正模块、光接口模块依次连接，所述功率检测模块与带内平坦度校正模块的输出端连接；

所述近端设备中的带内平坦度校正模块包括复数滤波器。

10.根据权利要求8所述的一种改善网络优化设备带内平坦度的系统，其特征在于，所述远端设备下行链路，包括CPU模块、FPGA模块、数模转换模块、功放模块、双工器模块，所述CPU模块、FPGA模块、数模转换模块、功放模块、双工器模块依次连接，且双工器的输出端即为远端设备的输出端；

所述远端设备中的FPGA模块，包括光接口模块、带内平坦度校正模块、数字上变频模块及测试信号发送模块，所述光接口模块、带内平坦度校正模块、数字上变频模块依次连接，所述测试信号发送模块与带内平坦度校正模块的输入端连接；

所述远端设备中的带内平坦度校正模块包括复数滤波器。