CN1278373A - 控制方法和控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制方法和一种控制装置,该控制装置包括一个前馈功率放大器(10),该前馈功率放大器(10)接收并放大信号,在信号放大过程中引起信号的非线性失真。该控制装置还包括调整部件(50,80)及适配装置(110,130),适配装置(110,130)生成适配因子,利用该因子使得沿不同信号路径传播的信号的振幅和相位彼此适配,控制调整部件(50,80)的操作。该控制设备还包括控制装置(120),后者生成功率放大器(10)所需增益的信息,所述控制装置(120)根据接收的信息预先指令适配装置(110,130)调整适配因子,使其等于功率放大器(10)的增益,从而使得信号在输入功率值变化很快的情况下也能得到适配。

Description

控制方法和控制设备
本发明涉及前馈功率放大器中使用的一种控制方法，前述前馈功率放大器接收信号，在信号放大过程中引起信号的非线性失真，该方法包括生成适配因子，利用该因子使得沿不同信号路径传播的信号的振幅和相位彼此适配。
宽带放大器和功率放大器尤其会引起信号的失真，因为放大器的功能至少在一定程度上是非线性的。除了失真，放大器会引起例如噪声。利用不同连接可以减少放大器所引起的失真的影响。在前馈放大器中，通过将失真与放大后的信号相分离来减少失真。在分离之后，将失真作为负失真与包含失真的信号相加，从而失真分量彼此抵消。得到的放大信号包含的失真比未放大的信号要少得多。
放大器的进入端和输出端一般必须与信号路径相适配。信号的处理总是导致信号出现一定时延。为此，时延和增益的适配需要特定的精度，使得放大器在所有工作环境中都能正常工作。现有技术放大器已配备了信号消除环路和差错消除环路，其中对影响信号的相位和振幅进行调整。调整使得信号的失真得以减少。放大器是能够在某种程度上适配到接收信号的控制设备的一部分。
但是，如果到达信号的功率值变化很大，例如CDMA无线系统的情况，则现有技术放大器无法适配到该信号。温度也会引起适配问题。以上问题使得信号适配更为困难，因为放大器的非线性很大程度上取决于功率值和温度的波动。
相位和振幅的调整过程使用的特殊因子表示为α和β。这两个因子可通过适配因子改变和调整，适配因子表示为K。如果输入信号的功率值变化很快，则适配因子也需要快速变化，以适应改变后的情况。但是在现有技术方案中，适配因子是固定的，因此输入信号的适配过于缓慢。适配的缓慢导致调整的不精确。
本发明的目的是提供一种控制方法和控制设备，以解决上述问题。这通过前序中描述的控制设备来实现，该控制设备的特征在于，生成放大器所需增益的信息，根据该信息预先改变需要使用的适配因子，使其等于放大器的增益，从而使得信号在输入功率值变化很快的情况下也能得到适配。
该目的还通过一种控制设备实现，该控制设备包括一个前馈功率放大器和调整部件及适配装置，前者接收并放大信号，在信号放大过程中引起信号的非线性失真，后者生成适配因子，利用该因子使得沿不同信号路径传播的信号的振幅和相位彼此适配，控制调整部件的操作。
本发明控制设备的特征在于，该控制设备包括控制装置，后者生成功率放大器所需增益的信息，控制装置根据接收的信息预先指令适配装置调整适配因子，使其等于功率放大器的增益，从而使得信号在输入功率值变化很快的情况下也能得到适配。
从属的权利要求与本发明的优选实施例相关。
本发明的基本思想在于，将需要放大的信号的信息预先传送到控制设备，使得控制设备能够预先适配到需要放大的信号。
本发明的控制方法和控制设备具有多个优点。该控制设备包括预先接收功率信息的控制装置。该控制设备还包括适配装置，后者根据功率信息生成适配因子。该控制设备使得需要放大的信号在功率放大器的输入功率值变化很快的情况下仍能适配到不同信号路径。该控制设备适用于这样的无线系统中基站的功率放大器，在该无线系统中增加例如一个信道会使发射机所需的平均功率发生相当大的改变。上述无线系统包括CDMA和多载波无线系统。
下面结合附图，通过优选实施例详细描述本发明，在附图中：
图1说明了现有技术控制设备；
图2说明了本发明的控制设备；
图3说明了可以应用本发明控制方法和控制设备的无线系统。
图1所说明的现有技术控制设备包括功率放大器10，衰减装置40，放大器70和加法器30、60。该图所示控制设备的加法器30、60充当减法器。该控制设备还包括调整装置20、50。调整装置50生成因子α。调整装置20生成因子β。功率放大器10的出端通常与调整装置20和衰减装置40相连。功率放大器10的入端与调整装置50相连。放大器70的入端与加法器60相连。放大器70的出端和调整装置20的出端与加法器30相连。
功率放大器10、衰减装置40和调整装置50形成信号消除环路A。调整装置20、放大器70和衰减装置40形成差错消除环路B。该图所示控制设备是前馈类型。在前馈放大器中，信号在放大之后并不反馈到功率放大器的入端。
进入控制设备并包含信息的信号首先被传送到功率放大器10的入端。实际上，功率放大器放大信号振幅。进入功率放大器入端的信号还被传送调整装置50。在放大过程中，该功率放大器引起例如信号的失真。失真信号被传送到衰减装置40，后者对信号进行衰减。失真信号还被传送到调整装置20，后者用因子适配接收的信号β。之后，将调整装置20适配后的信号传送到装置30。
调整装置50利用因子α适配接收的信号。适配之后，将信号传送到装置60，后者从适配后的信号中析取衰减的信号。基于这种析取，可以从进入控制设备的信息信号中分离出失真信号。失真信号被传送到放大器70，后者放大失真信号。放大的失真信号被进一步传送到加法器30，后者从调整装置20所适配的信号中减去失真信号。在减去该信号之后，我们得到的放大信号等于原信息信号，没有失真。但是，实际上现有技术控制设备无法适应输入信号的快速变化。出于上述原因，现有技术控制设备不很适合例如CDMA无线系统。
图2说明了本发明的控制设备。该控制设备包括功率放大器10，调整装置20，加法器30和60，衰减器40和放大器70。在该图所示方案中，装置30、60充当减法器。该控制设备还包括调整装置50，后者接收的信号与功率放大器10相同。该控制设备还包括调整装置80，后者与调整装置50相连，接收来自调整装置50的信号。此外，该控制设备包括集成装置90、100。集成装置90与调整装置50相连，集成装置100与调整装置80相连。
该控制设备还包括适配装置110、130，调制装置140和控制设备120。适配装置110、130生成适配因子，用于控制调整装置50、80的操作。调制装置140接收调整装置80的输出和加法器60的输入之间的信号。此外，调制装置140接收加法器60的输出和放大器70的输入之间的信号。调制装置140利用IQ方法分离信号分量，解调接收的信号。
在该图所示方案中，适配装置生成适配因子K1，适配装置110生成适配因子K2。控制装置120根据它们接收的信号功率值信息控制适配装置110、130的操作。调整装置50基于通过集成装置90接收的控制，适配接收信号的相位，使得它适合控制设备。在改变了信号的相位之后，将信号输送到调整装置80，后者改变接收信号的振幅，将其调整成适当的值。调整装置140与适配装置110、130相连，后者在生成适配因子时，也使用从调制装置140接收的控制。
控制装置120接收放大器10所需的增益信息。控制装置120将该信息进一步发送给适配装置110、130。适配装置110、130根据接收的信息预先改变适配因子，使其等于放大器的增益。适配装置110通过集成装置90将它们所生成的适配因子进一步发送给调整装置50。适配装置130通过集成装置100将它们所生成的适配因子进一步发送给调整装置80。因为适配因子预先生成，所以在放大器10的输入功率值改变时，可以快速实现适配。
适配装置110、130随着放大器输入功率的变化改变它们所生成的适配因子的振幅。适配装置110、130随着放大器10输入功率的增加增大它们预先生成的适配因子的值。适配装置110、130利用适配因子改变调整装置50、80的复参数。该适配因子用于使沿不同信号路径传播的信号的振幅和相位彼此适配，控制调整装置50、80的操作。
适配装置110、130按照以下公式(1)为放大器输入信号之后的输入信号生成因子αn+1：
(1)αn+1＝αn-K
其中αn是信号适配所用的因子，
αn+1是用于适配上述信号之后的信号的因子，
K是适配装置110、130所生成的适配因子，
是斜率。
图3所示无线系统包括基站100、用户终端200和基站控制器300。该图所示的无线系统最好是CDMA系统或多载波系统。实际上，基站和用户终端都充当收发信机。基站控制器300与基站100相连，控制基站的操作。图2所示控制设备实际上位于基站100。
实际上，基站100和基站控制器300记录进入基站覆盖区域，基站100必须激活的新用户终端200。基站将需要激活的用户终端200的信息发送给控制设备的控制装置120。适配装置110、130预先改变它们所生成的适配因子得知，使其等于放大器10的输入信号的功率值。
利用该控制设备，基站可以预先适配到无线系统的常有变化，从而可以减少例如瞬变的次数。适配因子的值例如可以暂时增加，从而可以尽可能快地适配到正确的功率值。如果实现了最优适配，则减小适配因子，从而不会增加过多噪声。
尽管以上结合附图所示实施例描述了本发明，但显然本发明并不局限于此，而是可以在后附权利要求书所公开的创新思想范围内，通过若干方式进行改进。

Claims (20)

1.前馈功率放大器(10)中使用的一种控制方法，前述前馈功率放大器接收信号，在信号放大过程中引起信号的非线性失真，该方法包括生成适配因子，利用该因子使得沿不同信号路径传播的信号的振幅和相位彼此适配，其特征在于，生成放大器(10)所需增益的信息，根据该信息预先改变需要使用的适配因子，使其等于放大器的增益，从而使得信号在输入功率值变化很快的情况下也能得到适配。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该适配因子用于纠正未放大信号的振幅差错和相位差错。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，衰减放大的信号，纠正未放大信号的振幅差错和相位差错，之后计算衰减信号和纠正信号之差。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，随着放大器输入功率的改变而调整适配因子的值。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，为了加快信号适配，增加适配因子的值。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，在实现最优适配之后，减小适配因子的值。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，适配因子用于改变适配部件的复参数。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法用于无线系统，预先从无线系统接收放大器所需增益的信息。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法用于例如CDMA无线系统中基站的功率放大器。
10.一种控制设备，包括一个前馈功率放大器(10)和调整部件(50，80)及适配装置(110，130)，该前馈功率放大器(10)接收并放大信号，在信号放大过程中引起信号的非线性失真，适配装置(110，130)生成适配因子，利用该因子使得沿不同信号路径传播的信号的振幅和相位彼此适配，控制调整部件(50，80)的操作，其特征在于，该控制设备包括控制装置(120)，后者生成功率放大器(10)所需增益的信息，所述控制装置(120)根据接收的信息预先指令适配装置(110，130)调整适配因子，使其等于功率放大器(10)的增益，从而使得信号在输入功率值变化很快的情况下也能得到适配。
11.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，适配装置(110，130)利用适配因子纠正调整部件(50，80)的输入信号。
12.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，调整部件(50)利用适配因子纠正未放大信号的相位差错。
13.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，调整部件(80)利用适配因子纠正未放大信号的振幅差错。
14.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，适配装置(110，130)随着进入放大器(10)的信号功率改变而调整它们计算出的适配因子的值。
15.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，适配装置(110，130)随着放大器(10)的输入功率增加而预先增大它们计算出的适配因子的值。
16.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，适配装置(110，130)在实现最优适配之后，减小适配因子的值。
17.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，适配装置(110，130)利用适配因子改变调整部件(50，80)的复参数。
18.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，该控制设备包括衰减放大信号的衰减装置(40)，以及加法器(60)，用于计算通过调整装置(50，80)传播的信号和衰减信号之差。
19.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，该控制设备用于包括至少一个基站(100)的无线系统，该控制设备的控制装置(120)预先例如从基站接收放大器所需增益的信息。
20.根据权利要求10的控制设备，其特征在于，该控制设备最好用于CDMA无线系统中基站的功率放大器(10)。
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