CN1964213A - 一种提高射频功率放大器线性度的方法、系统和基带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高射频功率放大器线性度的方法，该方法包括：基带从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率大小确定向射频发射机输出的IQ信号的大小；基带将确定的IQ信号输出给射频发射机，射频发射机对接收到的IQ信号进行增益处理后，发送给射频功率放大器。本发明同时公开了一种提高射频功率放大器线性度的系统以及基带。本发明提供的提高射频功率放大器线性度的方法、系统及基带，通过调整基带向射频发射机输出的IQ信号的大小，保证了射频发射机向射频功率放大器输出的信号具有良好的线性度，进而保证了射频功率放大器具有良好的线性度。
Description
技术领域
本发明涉及射频功率放大器技术，特别涉及一种在时分-同步码分多址(TD-SCDMA)系统中提高射频功率放大器线性度的方法、系统和基带。
背景技术
图1为现有技术TD-SCDMA移动终端发射系统的结构图，该系统包括：基带101和发射部分。该系统的发射部分由射频发射机102、射频功率放大器(PA)103、天线开关和天线组成。射频发射机102接收基带101输出的IQ信号，并对该信号进行增益处理后，输出给射频功率放大器103，射频功率放大器103对接收到的信号放大后通过天线开关和天线发射出去。
为了描述方便，以下将射频功率放大器简称为功放。
线性度是表征功放性能的一个重要指标。通常，功放的线性度与自身的输出功率以及输入信号的线性度相关。其中，功放的输出功率的范围由协议规定，而功放的输入信号的线性度由射频发射机输出信号的线性度确定。
在现有的TD-SCDMA移动终端发射系统中，功放的增益恒定，系统通过改变射频发射机的输出信号的大小来改变功放的输出功率，而射频发射机的输出信号的大小由射频发射机内部增益控制信号和基带输出到射频发射机的IQ信号的大小控制。其中，基带输出到射频发射机的IQ信号大小是恒定的，因此射频发射机的输出信号的大小只能通过自身内部的增益控制信号来调整。
射频发射机是一个模拟系统，它本身的线性度会随着内部增益控制信号的增大而变差，也就是说当需要功放输出最大功率时，射频发射机的内部增益控制信号增大，如果超出了保持射频发射机输出信号具有良好线性度的增益控制信号取值范围，则射频发射机的输出信号的线性度会变差，即功放的输入信号的线性度会变差，最终导致功放的线性度变差。
总之，在现有的TD-SCDMA移动终端发射系统中，当功放确定后，由于基带输出到射频发射机的IQ信号大小固定，功放的线性度将无法改变。在这种情况下，如果功放的线性度很差，则TD-SCDMA移动终端发射系统的发射性能会受到很大的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高射频功率放大器线性度的方法，能够保证功放具有良好的线性度。
本发明的另一目的在于提供一种提高射频功率放大器线性度的系统，能够保证功放具有良好的线性度。
本发明的又一目的在于提供一种基带，能够调整射频发射机输入信号的大小，保证功放具有良好的线性度。
为了达到上述目的的第一方面，本发明提供了一种提高射频功率放大器线性度的方法，该方法包括：
A、基带从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率大小确定向射频发射机输出的IQ信号的大小；
B、基带将确定的IQ信号输出给射频发射机，射频发射机对接收到的IQ信号进行增益处理后，发送给射频功率放大器。
步骤A所述确定向射频发射机输出的IQ信号大小的方法为：所述基带根据获取的当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小确定增益因子，并利用确定的增益因子调整向射频发射机输出的IQ信号的大小。
该方法还包括：在所述基带中预先设置射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系；所述基带确定增益因子的方法为：基带根据获取的当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，从预先设置的对应关系中选择增益因子。
所述利用确定的增益因子调整向射频发射机输出的IQ信号大小的方法为：基带对接收到的上行专用物理信道进行处理，计算处理后获得的物理信号与选择的增益因子的乘积，并将计算所得的信号处理转化为IQ信号后发送给所述射频发射机。
所述增益因子为一位16进制数，该增益因子的取值范围为：1到15。
为了达到上述目的的第二方面，本发明提供了一种提高射频功率放大器线性度的系统，该系统包括：射频发射机和用于放大来自射频发射机的信号的射频功率放大器，其特征在于，该系统还包括基带，
所述基带，从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，利用获取的输出功率的大小确定向射频发射机输出的IQ信号的大小，向所述射频发射机输出IQ信号；
所述射频发射机，接收IQ信号，对接收到的IQ信号进行增益处理后，发送给所述射频功率放大器。
所述基带包括：信号接收模块、信号输出模块和增益因子选择模块，
所述增益因子选择模块，用于从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率的大小确定增益因子，将确定的增益因子发送给所述信号输出模块；
所述信号输出模块，用于接收增益因子和来自所述信号接收模块的物理信号，并利用接收到的增益因子对接收到的物理信号进行处理，生成IQ信号后发送给所述射频发射机。
所述增益因子选择模块进一步用于，存放射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系，并根据获取的输出功率的大小从保存的对应关系中选择增益因子，将选择的增益因子发送给所述信号输出模块。
为了达到上述目的的第三方面，本发明提供了一种基带，该基带包括：
所述基带，从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，确定向射频发射机输出的IQ信号的大小，并向射频发射机输出IQ信号。
所述基带包括：信号接收模块、信号输出模块和增益因子选择模块，
所述增益因子选择模块，用于从上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率的大小确定增益因子，将确定的增益因子发送给所述信号输出模块；
所述信号输出模块，用于接收增益因子和来自所述信号接收模块的物理信号，并利用接收到的增益因子对所述物理信号进行处理，生成IQ信号后发送给所述射频发射机。
所述增益因子选择模块进一步用于，存放射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系，并根据获取的输出功率的大小从保存的对应关系中选择增益因子，将选择的增益因子发送给所述信号输出模块。
所述信号输出模块包括：第一乘法器、实虚部分离模块、第一和第二脉冲整形，
所述第一乘法器，与所述增益因子选择模块和所述信号接收模块相连，用于计算接收到的增益因子和物理信号的乘积，并将计算所得的物理信号发送给所述实部虚部分离模块；
所述实部虚部分离模块，将接收到的物理信号分离为实部和虚部，分别发送给第一和第二脉冲整形；
所述第一脉冲整形，用于对接收到的物理信号的实部进行脉冲整形处理后，向所述射频发射机输出I信号；
所述第二脉冲整形，用于对接收到的物理信号的虚部进行脉冲整形处理后，向所述射频发射机输出Q信号。
所述信号接收模块包括：至少一个第二乘法器、至少一个第三乘法器、累加器，
所述第二乘法器，用于对接收到的上行专用物理信道进行功率设置，并将设置后的上行专用物理信道发送给所述第三乘法器；
所述第三乘法器，用于对接收到的上行专用物理信道进行平衡设置，并将设置后的上行专用物理信道发送给所述累加器；
所述累加器，用于累加接收到的上行专用物理信道，并将累加后的物理信号发送给所述第一乘法器。
由本发明的技术方案可知，基带根据接收到的当前系统要求的功放输出功率的大小，确定能够提高射频发射机输出信号线性度的增益因子，控制基带输出的IQ信号的大小，使射频发射机在任何情况下，都可以输出线性度良好的信号，从而保证了功放具有良好的线性度。如预先设置功放的最大输出功率对应可选择增益因子的最大值，在功放需要输出最大功率时，基带选择最大的增益因子，这样基带输出的IQ信号变大，射频发射机的增益控制信号不需要调到最大，就可以使功放输出最大功率，从而保证了射频发射机的输出信号具有良好的线性度，也保证了功放具有良好的线性度。
附图说明
图1为现有技术TD-SCDMA移动终端发射系统的结构图；
图2为本发明提高射频功率放大器线性度的方法的一个较佳实施例的流程图；
图3为本发明提高射频功率放大器线性度的基带的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步地详细说明。
本发明的核心思想为：通过调整基带发送给射频发射机的IQ信号的大小，使得射频发射机向功放输出的信号具有良好的线性度，进而保证功放具有良好的线性度。
本发明的提高射频功率放大器线性度的方法，包括如下步骤：
A、基带从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率大小确定向射频发射机输出的IQ信号的大小。
B、基带将确定的IQ信号输出给射频发射机，射频发射机对接收到的IQ信号进行增益处理后，发送给射频功率放大器。
步骤A所述确定向射频发射机输出的IQ信号大小的方法可以为：所述基带根据获取的当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小确定增益因子，并利用确定的增益因子调整向射频发射机输出的IQ信号的大小。
该方法还可以包括：在所述基带中预先设置射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系；在这种情况下，所述基带确定增益因子的方法可以为：基带根据获取的当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，从预先设置的对应关系中选择增益因子。
所述利用确定的增益因子调整向射频发射机输出的IQ信号大小的方法为：基带对接收到的上行专用物理信道进行处理，计算处理后获得的物理信号与选择的增益因子的乘积，并将计算所得的信号处理转化为IQ信号后发送给所述射频发射机。
所述的增益因子可以采用一位16进制数表示，由一位16进制数表示的增益因子的可选择范围为1到15。因此基带通过上层信令，如基站向基带发送的上层信令，得知当前系统要求的功放输出功率大小后，根据该输出功率的大小在1到15的范围内选择一个可以使射频发射机输出到功放的信号具有良好线性度的增益因子，从而保证功放具有良好的线性度。
图2为本发明提高功放线性度方法的一个较佳实施例的流程图，该流程包括如下步骤：
步骤201，基带对不同的上行专用物理信道(Different UL DPCH)进行功率设置。
步骤202，基带对经过功率设置后的不同的上行专用物理信道进行平衡设置。
步骤203，基带确定所有经过平衡设置的上行专用物理信道累加后的物理信号。
步骤204，基带从接收到的上层信令中获取当前系统要求的功放输出功率大小，并根据预先设置的功放输出功率与增益因子的对应关系，选择增益因子。
TD-SCDMA系统中，基带接收到的上层信令中包含有当前系统要求的功放输出功率大小值，因此基带可以通过解析上层信令，直接得到该值。这里，上层信令可以是基站向基带发送的。本实施例中，预先设置的功放输出功率与增益因子的对应关系为：当功放的输出功率小于等于20dBm时，选择增益因子为7；当功放的输出功率大于20dBm时，选择增益因子为15。
步骤205，计算步骤203中得到的累加后的物理信号与步骤204确定的增益因子相乘获得的物理信号。
步骤206，将步骤205所得的物理信号进行实部虚部分离，并将分离后的实部虚部分别进行脉冲整形，向射频发射机输出IQ信号。
步骤207，射频发射机接收到IQ信号后，根据功放输出功率调整自身的内部增益控制信号，并将IQ信号经过增益处理后，发送给功放。
当功放的输出功率小于等于20dBm时，由于步骤204确定的增益因子7较小，因此射频发射机接收到的IQ信号较小，在这种情况下，射频发射机通过在输出信号线性度良好的范围内调整内部增益因子，便使功放输出功率小于等于20dBm，从而保证了功放具有良好的线性度。
当功放的输出功率大于20dBm时，由于步骤204确定的增益因子15较大，因此射频发射机接收到的IQ信号较大，在这种情况下，射频发射机的内部增益控制信号不需要调到最大值，就可以使功放输出功率大于20dBm，从而保证了功放具有良好的线性度。
步骤208，功放将接收到的信号放大后，通过天线开关和天线发送出去。
本发明同时提供了一种提高射频功率放大器线性度的系统，该系统包括：基带和发射部分。其中，发射部分包括：射频发射机、射频功率放大器、天线开关以及天线，本发明的系统与现有技术的TD-SCDMA系统的区别在于，该系统的基带中增加了一个用于确定增益因子的增益因子选择模块。
图3为本发明提高射频功率放大器线性度的基带的结构图，该基带包括：信号接收模块、增益因子选择模块305和信号输出模块，
信号接收模块，用于对接收到的上行专用物理信道进行功率、平衡设置，累加接收到的上行专用物理信道，将累加后获取的物理信号发送给信号输出模块。
增益因子选择模块305，用于从接收到的上层信令中获取当前系统要求的功放输出功率的大小，并根据获取的输出功率的大小确定增益因子，将确定的增益因子发送给所述信号输出模块。
这里，增益因子选择模块305可以进一步用于，保存预先设置的射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系，并根据保存的增益因子和功放输出功率的对应关系以及获取的当前系统要求的功放输出功率的大小确定增益因子。
信号输出模块，根据接收到的增益因子对信号接收模块发送的物理信号进行处理，生成IQ信号后发送给射频发射机。
其中，信号接收模块包括：至少一个乘法器301、至少一个乘法器302以及累加器303；信号输出模块包括：乘法器304、实部虚部分离模块306以及脉冲整形模块307和308。
乘法器301，用于对接收到的上行专用物理信道(Different UL DPCH)进行功率设置，并将设置后的上行专用物理信道发送给乘法器302；
乘法器302，用于对接收到的上行专用物理信道进行平衡设置，并将设置后的上行专用物理信道发送给累加器303；
累加器303，用于累加接收到的上行专用物理信道，并将累加后的物理信号发送给所述乘法器304；
乘法器304，用于接收增益引子选择模块305发送的增益因子，以及累加器303发送的物理信号，并将接收到的物理信号乘以增益因子后，发送给所述实部虚部分离模块306；
实部虚部分离模块306将接收到的物理信号分离为实部和虚部，分别发送给脉冲整形307和308；
脉冲整形307对接收到的物理信号进行脉冲整形处理后，向所述射频发射机输出I信号；
脉冲整形308对接收到的物理信号进行脉冲整形处理后，向所述射频发射机输出Q信号；
射频发射机根据接收到的IQ信号的大小，以及从上层信令获取的系统当前要求的功放输出功率大小调整自身的内部增益控制信号，并将经过增益的信号发送给功放；功放将接收到的信号放大后，通过天线开关和天线发送出去。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1、一种提高射频功率放大器线性度的方法，其特征在于，该方法包括：
A、基带从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率大小确定向射频发射机输出的IQ信号的大小；
B、基带将确定的IQ信号输出给射频发射机，射频发射机对接收到的IQ信号进行增益处理后，发送给射频功率放大器。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述确定向射频发射机输出的IQ信号大小的方法为：所述基带根据获取的当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小确定增益因子，并利用确定的增益因子调整向射频发射机输出的IQ信号的大小。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在所述基带中预先设置射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系；
所述基带确定增益因子的方法为：基带根据获取的当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，从预先设置的对应关系中选择增益因子。
4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述利用确定的增益因子调整向射频发射机输出的IQ信号大小的方法为：基带对接收到的上行专用物理信道进行处理，计算处理后获得的物理信号与选择的增益因子的乘积，并将计算所得的信号处理转化为IQ信号后发送给所述射频发射机。
5、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述增益因子为一位16进制数，该增益因子的取值范围为：1到15。
6、一种提高射频功率放大器线性度的系统，该系统包括：射频发射机和用于放大来自射频发射机的信号的射频功率放大器，其特征在于，该系统还包括基带，
所述基带，从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，利用获取的输出功率的大小确定向射频发射机输出的IQ信号的大小，向所述射频发射机输出IQ信号；
所述射频发射机，接收IQ信号，对接收到的IQ信号进行增益处理后，发送给所述射频功率放大器。
7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基带包括：信号接收模块、信号输出模块和增益因子选择模块，
所述增益因子选择模块，用于从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率的大小确定增益因子，将确定的增益因子发送给所述信号输出模块；
所述信号输出模块，用于接收增益因子和来自所述信号接收模块的物理信号，并利用接收到的增益因子对接收到的物理信号进行处理，生成IQ信号后发送给所述射频发射机。
8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述增益因子选择模块进一步用于，存放射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系，并根据获取的输出功率的大小从保存的对应关系中选择增益因子，将选择的增益因子发送给所述信号输出模块。
9、一种提高射频功率放大器线性度的基带，其特征在于，
所述基带，从接收到的上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，确定向射频发射机输出的IQ信号的大小，并向射频发射机输出IQ信号。
10、如权利要求9所述的基带，其特征在于，所述基带包括：信号接收模块、信号输出模块和增益因子选择模块，
所述增益因子选择模块，用于从上层信令中获取当前系统要求的射频功率放大器输出功率的大小，并根据获取的输出功率的大小确定增益因子，将确定的增益因子发送给所述信号输出模块；
所述信号输出模块，用于接收增益因子和来自所述信号接收模块的物理信号，并利用接收到的增益因子对所述物理信号进行处理，生成IQ信号后发送给所述射频发射机。
11、如权利要求10所述的基带，其特征在于，所述增益因子选择模块进一步用于，存放射频功率放大器输出功率与增益因子的对应关系，并根据获取的输出功率的大小从保存的对应关系中选择增益因子，将选择的增益因子发送给所述信号输出模块。
12、如权利要求10或11所述的基带，其特征在于，所述信号输出模块包括：
第一乘法器、实虚部分离模块、第一和第二脉冲整形，
所述第一乘法器，与所述增益因子选择模块和所述信号接收模块相连，用于计算接收到的增益因子和物理信号的乘积，并将计算所得的物理信号发送给所述实部虚部分离模块；
所述实部虚部分离模块，将接收到的物理信号分离为实部和虚部，分别发送给第一和第二脉冲整形；
所述第一脉冲整形，用于对接收到的物理信号的实部进行脉冲整形处理后，向所述射频发射机输出I信号；
所述第二脉冲整形，用于对接收到的物理信号的虚部进行脉冲整形处理后，向所述射频发射机输出Q信号。
13、如权利要求12所述的基带，其特征在于，所述信号接收模块包括：至少一个第二乘法器、至少一个第三乘法器、累加器，
所述第二乘法器，用于对接收到的上行专用物理信道进行功率设置，并将设置后的上行专用物理信道发送给所述第三乘法器；
所述第三乘法器，用于对接收到的上行专用物理信道进行平衡设置，并将设置后的上行专用物理信道发送给所述累加器；
所述累加器，用于累加接收到的上行专用物理信道，并将累加后的物理信号发送给所述第一乘法器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111123 Termination date: 20121213 |