CN110677201B - 频域补偿及校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种频域补偿及校准方法，包括：采用接收信号产生器产生时域校准信号并通过接收通路输入到校准器，校准器依据接收到的时域校准信号计算接收通路的校准参数并依对接收通路进行校准；采用发送信号产生器产生频域校准信号并通过发送通路和接收通路输入到校准器，校准器依据接收到的频域校准信号计算发送通路的校准参数并对发送通路进行校准；采用发送信号产生器产生频域校准信号并通过发送通路、功率放大器和接收通路输入到校准器，校准器依据接收到的频域校准信号计算发送通路、功率放大器和接收通路的频域补偿系数。本发明改善了发送通路、接收通路、功率放大器的线性度，提高了通信效率。

Description

频域补偿及校准方法
技术领域
本发明涉及通信信号处理技术领域，尤其涉及一种频域补偿及校准方法。
背景技术
随着对通信速率的需求的不断提高，移动通信历经第一代移动通信系统、第二代移动通信系统(2G)、第三代移动通信系统(3G)、第四代移动通信系统(4G，LTE)，进入第五代移动通信系统(5G，NR)时代，通信速率从Kbps、十Kbps、Mbps、Gbps，达到十Gbps。移动通信速率的提升伴随着通信制式的更新、通信带宽的增加。4G中小区最大带宽20MHz，使用3GHz以下频段；5G中小区带宽最大达到400MHz，使用的频段高达50GHz(分为6GHz以下频段和毫米波频段)。
通信带宽的增加、频段的提高，对通信系统的线性度提出了更高的要求，尤其对功率放大器(PA)、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)的动态范围和线性度提出了更高的要求。器件的动态范围和线性度与频点、带宽、发送功率、温度直接相关，直接影响系统的性能。
发明内容
本发明提供的频域补偿及校准方法，能够实现发送通路、接收通路和功率放大器的校准，以及对发送信号进行频域补偿。
本发明提供一种频域补偿及校准方法，包括：
采用接收信号产生器产生时域校准信号，所述时域校准信号通过接收通路输入到校准器，所述校准器依据接收到的时域校准信号计算所述接收通路的校准参数，并依据所述接收通路的校准参数对所述接收通路进行校准；
采用发送信号产生器产生频域校准信号，所述频域校准信号通过发送通路和所述接收通路输入到所述校准器，所述校准器依据接收到的频域校准信号计算所述发送通路的校准参数，并依据所述发送通路的校准参数对所述发送通路进行校准；
采用发送信号产生器产生频域校准信号，所述频域校准信号通过发送通路、功率放大器和所述接收通路输入到所述校准器，所述校准器依据接收到的频域校准信号计算发送通路、功率放大器和接收通路的频域补偿系数。
可选地，还包括：工作信号源将所述工作信号通过发送通路、功率放大器和接收通路进行输出，依据所述频域补偿系数对工作信号进行补偿。
可选地，计算所述接收通路的校准参数时，所述校准器对接收到的时域信号进行傅里叶变换(FFT)，获取接收通路的校准参数。
可选地，计算所述发送通路的校准参数时，所述校准器对接收到的频域校准信号进行傅里叶变换(FFT)，获取发送通路的校准参数。
可选地，计算所述频域补偿系数时，所述校准器对接收到的频域补偿信号进行傅里叶变换(FFT)，获取发送通路、功率放大器、接收通路的频域补偿系数。
可选地，所述频域校准信号包括单音信号、频域梳妆信号、窄带信号或宽带信号中的一种或几种的组合。
可选地，所述发送数字通路包括依次通讯连接的发送信号选择模块、傅里叶逆变换模块、发送数字前端模块、数模转换模块和上变频模块。
可选地，所述接收信号通路包括依次通讯连接的接收信号选择模块、下变频模块、模数转换模块和接收数字前端模块。
可选地，所述发送信号选择模块的输入接口连接所述发送信号产生器的输出接口和工作信号源。
可选地，所述接收信号选择模块的输入接口连接所述功率放大器的输出接口、信号发送通路的输出接口和接收信号产生器的输出接口。
所述频域补偿及校准方法，依次对发送通路和接收通路进行校准；随后再对完成校准的发送通路和接收通路进行频域补偿系数计算，并依据该频域补偿系数对工作信号进行补偿，从而改善了发送通路、接收通路、功率放大器的线性度，避免了发送通路器件、接收通路器件和功率放大器的增益变化对数据链路的影响，提高了通信效率。
附图说明
图1为本发明频域补偿及校准方法一实施例的频域补偿及校准装置示意图；
图2为本发明频域补偿及校准方法一实施例的发送通路校准流程图；
图3为本发明频域补偿及校准方法一实施例的发送通路校准流程图；
图4为本发明频域补偿及校准方法一实施例的补偿参数计算流程图；
图5为本发明频域补偿及校准方法一实施例的校准及补偿完毕后的正常工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
如图1-5所示，本实施例提一种供频域补偿及校准方法，包括：
采用接收信号产生器产生时域校准信号，所述时域校准信号通过接收通路输入到校准器，所述校准器依据接收到的时域校准信号计算所述接收通路的校准参数，并依据所述接收通路的校准参数对所述接收通路进行校准。
可选地，接收通路参数校准流程如图2所示。接收信号选择接收信号产生器生成的信号；接收信号产生器产生时域校准信号；时域校准信号经过接收通路到达校准器；校准器对信号进行傅里叶变换(FFT)，获取接收通路的校准参数；使用接收通路的校准参数对接收通路进行校准。
本步骤中首先对接收通路进行校准，由于后续的发送通路校准和频域补偿系数计算步骤中需要采用接受通路的信号进行传输，因此，本步骤对接收通路进行校准不仅仅校准了接收通路，也为后续的发送通路校准和频域补偿系数计算提供了基础。
采用发送信号产生器产生频域校准信号，所述频域校准信号通过发送通路和所述接收通路输入到所述校准器，所述校准器依据接收到的频域校准信号计算所述发送通路的校准参数，并依据所述发送通路的校准参数对所述发送通路进行校准。
可选地，发送参数校准流程如图3所示。发送信号选择发送信号生成器的信号；接收信号选择上变频的输出；发送信号产生器产生频域校准信号；频域校准信号经过发送通路、接收通路达到校准器；校准器对信号进行傅里叶变换(FFT)，获取发送通路的校准参数；使用发送通路的校准参数对发送通路进行校准。
本步骤中，利用发送通路和已经完成校准的接收通路进行信号输出，由于接收通路已经完成校准，因此，产生的偏差可以认为是由于发送通路引起的。此时，依据校准器接收的信号和发送信号产生器产生的信号计算发送通路的校准参数，从而实现对发送通路的校准。由于后续对补偿系数的计算过程中需要使用发送通路和接收通路进行信号的传输，因此，本步骤不仅实现了发送通路的校准，也为后续的补偿系数的计算提供了基础。
采用发送信号产生器产生频域校准信号，所述频域校准信号通过发送通路、功率放大器和所述接收通路输入到所述校准器，所述校准器依据接收到的频域校准信号计算发送通路、功率放大器和接收通路的频域补偿系数。
可选地，补偿系数的计算流程如图4所示。发送信号选择发送信号生成器的信号；接收信号选择功率放大器的输出；发送信号产生器产生频域校准信号；频域校准信号经过发送通路、功率放大器、接收通路达到校准器；校准器对信号进行傅里叶变换(FFT)，获取发送通路、功率放大器、接收通路的频域补偿系数。
可选地，在完成上述校准和频域补偿系数的计算后，可以采用上述通路进行信号传输，在传输过程中，工作信号源将所述工作信号通过发送通路、功率放大器和接收通路进行输出，依据所述频域补偿系数对工作信号进行补偿。
上述工作信号传输的工作流程如图5所示。发送信号选择发送信号生成器的信号；接收信号选择天线接收信号；发送通路和接收通路各器件使用校准的参数；频域补偿使用校准的频域补偿系数；系统进行数据收发；
可选地，所述发送数字通路包括依次通讯连接的发送信号选择模块、傅里叶逆变换模块、发送数字前端模块、数模转换模块和上变频模块。
可选地，所述接收信号通路包括依次通讯连接的接收信号选择模块、下变频模块、模数转换模块和接收数字前端模块。
可选地，所述发送信号选择模块的输入接口连接所述发送信号产生器的输出接口和工作信号源。
可选地，所述接收信号选择模块的输入接口连接所述功率放大器的输出接口、信号发送通路的输出接口和接收信号产生器的输出接口。
所述频域补偿及校准方法，依次对发送通路和接收通路进行校准；随后再对完成校准的发送通路和接收通路进行频域补偿系数计算，并依据该频域补偿系数对工作信号进行补偿，从而改善了发送通路、接收通路、功率放大器的线性度，避免了发送通路器件、接收通路器件和功率放大器的增益变化对数据链路的影响，提高了通信效率。
上述方法通过如图1所示的装置进行实现：
一种频域补偿及校准装置，包括：
发送通路，所述发送通路包括依次通讯连接的发送信号选择模块、傅里叶逆变换模块、发送数字前端模块、数模转换模块和上变频模块；其中发送信号选择模块的输入接口连接了两个信号来源，其中一个是频域补偿模块的输出接口，另一个为发送信号产生器；
功率放大器，所述功率放大器的输入接口与发送通路的上变频模块的输出接口通讯连接，所述功率放大器的输出接口与接收通路的发送信号选择模块通讯连接；
接收通路，所述接收通路包括依次通讯连接的接收信号选择模块、下变频模块、模数转换模块和接收数字前端模块；其中，接收信号选择模块的输入接口除了与上述功率放大器的输出接口连接之外，还具有两个信号来源，其中一个是发送通路的上变频模块的输出接口，另一个是接收信号产生器。
校准器，所述校准器的输入接口与接收通路的接收数字前端模块的输出接口连接。
采用上述的装置执行本实施例的频域补偿及校准方法时，在执行接收通路校准时，接收信号选择模块选择接收信号发生器作为信号来源，接收数字前端模块的输出接口选择校准器进行输出；
采用上述的装置执行本实施例的频域补偿及校准方法时，在执行发送通路校准时，发送信号选择器选择发送信号产生器作为信号来源，发送通路的上变频模块选择接收信号选择器进行输出，所述接收信号选择器选择发送通路的上变频模块的输出接口作为信号来源，接收数字前端模块的输出接口选择校准器进行输出；
采用上述的装置执行本实施例的频域补偿及校准方法时，在执行补偿参数计算时，发送信号选择器选择发送信号产生器作为信号来源，发送通路的上变频模块选择功率放大器进行输出，所述接收信号选择器选择功率放大器的输出接口作为信号来源，接收数字前端模块的输出接口选择校准器进行输出；
在上述装置进行工作时，频域补偿模块接收工作信号并采用上述计算出的频域补偿参数进行补偿后输出给发送通路，发送通路将信号输出给功率放大器，功率放大器对信号进行放大后输出给接收通路，接收通路最终将工作信号进行输出。在进行工作时，接收通路的输出接口将信号输出给工作过程中后续需要接收该信号的模块而不是校准器。
经过如上所述步骤，获得了发送通路、接收通路、功率放大器的补偿参数和频域补偿系数；使用所述补偿参数对发送通路、接收通路；使用所述频域补偿系数通过频域补偿模块进行补偿；经过所述处理，提高了发送通路、接收通路和功率放大器的线性度，改善了通信效率，减少误码率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种频域补偿及校准方法，其特征在于：包括：
采用接收信号产生器产生时域校准信号，所述时域校准信号通过接收通路输入到校准器，所述校准器依据接收到的时域校准信号计算所述接收通路的校准参数，并依据所述接收通路的校准参数对所述接收通路进行校准；
采用发送信号产生器产生频域校准信号，所述频域校准信号通过发送通路和所述接收通路输入到所述校准器，所述校准器依据接收到的频域校准信号计算所述发送通路的校准参数，并依据所述发送通路的校准参数对所述发送通路进行校准；
采用发送信号产生器产生频域校准信号，所述频域校准信号通过发送通路、功率放大器和所述接收通路输入到所述校准器，所述校准器依据接收到的频域校准信号计算发送通路、功率放大器和接收通路的频域补偿系数；
工作信号源将所述工作信号通过发送通路、功率放大器和接收通路进行输出，依据所述频域补偿系数对工作信号进行补偿。
2.如权利要求1所述频域补偿及校准方法，其特征在于：计算所述接收通路的校准参数时，所述校准器对接收到的时域信号进行傅里叶变换(FFT)，获取接收通路的校准参数。
3.如权利要求1所述频域补偿及校准方法，其特征在于：计算所述发送通路的校准参数时，所述校准器对接收到的频域校准信号进行傅里叶变换(FFT)，获取发送通路的校准参数。
4.如权利要求1所述频域补偿及校准方法，其特征在于：计算所述频域补偿系数时，所述校准器对接收到的频域补偿信号进行傅里叶变换(FFT)，获取发送通路、功率放大器、接收通路的频域补偿系数。
5.如权利要求1所述频域补偿及校准方法，其特征在于：所述频域校准信号包括单音信号、频域梳妆信号、窄带信号或宽带信号中的一种或几种的组合。
6.如权利要求1所述频域补偿及校准方法，其特征在于：所述发送通路包括依次通讯连接的发送信号选择模块、傅里叶逆变换模块、发送数字前端模块、数模转换模块和上变频模块。
7.如权利要求1所述频域补偿及校准方法，其特征在于：所述接收通路包括依次通讯连接的接收信号选择模块、下变频模块、模数转换模块和接收数字前端模块。
8.如权利要求6所述频域补偿及校准方法，其特征在于：所述发送信号选择模块的输入接口连接所述发送信号产生器的输出接口和工作信号源。
9.如权利要求7所述频域补偿及校准方法，其特征在于：所述接收信号选择模块的输入接口连接所述功率放大器的输出接口、信号发送通路的输出接口和接收信号产生器的输出接口。
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