[发明专利]一种低互调的直放站及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信领域，主要是一种低互调的直放站及其实现方法。

背景技术

在由各种有源器件构成的线性放大器中，由于有源器件的特性是非线性的，在放大过程中总会产生各种各样的失真。互调失真就是其中的一种。

互调是指当两个频率十分接近的信号输入放大器时，二者相互调制将产生许多新的组合频率分量。若这些组合频率分量正好落在放大器的工作频带内，则会对有用信号造成干扰。这种干扰并不是由两输入信号的谐波产生的，而是由这两个输入信号的相互调制引起的，所以称其为互调失真。

直放站是一种放大设备，是在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。在直放站下行链路中，由施主天线从现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。但直放站在对射频信号进行放大的同时，也会产生互调信号，互调信号如果过大将会对通信网络产生严重干扰，降低通信网络的质量。直放站的互调信号主要是由于直放站的射频功率放大器的非线性特性产生的，要消除直放站的互调信号就要改善直放站射频功率放大器的非线性。

改善功放非线性的方法一般有功率回退法、前馈法和预失真法。功率回退法简单易行，不需要额外增加任何元器件，但是会将功放的效率大为降低，另外当功率回退到一定程度，继续回退将不再改善放大器的线性度。前馈法可以实现较精确的互调信号消除，但结构较复杂，主要有主功率放大器、辅助放大器、耦合器、延时单元及功率分配器等组成。若要使用前馈法，则必然需要修改射频信号链路。预失真法的原理是寻找功放的非线性特性函数的反函数，将两特性函数相作用，则会得到线性的特性函数。这一功能可以在直放站的FPGA芯片中实现，成本较低，且效率较高。

一般的，功放非线性特性的变化使得自适应算法在预失真系统中的作用至关重要。闭环的自适应系统能够跟踪这些变化，改变预失真系数，及时的作出调整。但是，如果功放特性是较稳定的，那么DPD(Digital Predistortion)系统就可以工作在一组固定的系数下，即开环模式。开环DPD是这样一种工作模式：它的反馈链路是在PC机中完成的，应用相关的软件得到一组改善功放非线性效果良好的系数之后，开环DPD模块就固定的工作在这一组系数下。随之，反馈链路也从直放站系统中移除。在实际的应用中，开环DPD只有前向链路，无反馈链路。

发明内容

本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种低互调的直放站及其实现方法，移动通信领域中提高直放站互调抑制的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种低互调的直放站，在直放站的下行发射链路中增加开环DPD模块，该模块设置在FPGA中的数字处理模块之后，采用DPD模块改善功放非线性从而降低互调。开环DPD模块接收数字处理模块输出的I/Q信号，同时将DPD系数作用于接收到的I/Q信号完成预失真处理，处理结果作为功放的输入。

本发明所述的这种低互调的直放站的实现方法，具体步骤如下：

(1)、在直放站的下行发射链路中增加开环DPD模块，该模块设置在FPGA中的数字处理模块之后，DPD工作模式为开环模式；

(2)、通过FPGA捕获发射链路的数据和反馈链路的数据，并将其保存在FPGA的RAM中；应用DPD自适应算法处理RAM中的发射数据和反馈数据，得到DPD系数；

(3)、开环DPD模块在系统中接收数字处理模块输出的I/Q信号，同时接收软件处理得到的DPD系数(预失真系数)，其内部结构按照MP记忆多项式搭建，作用是将DPD系数作用于接收到的I/Q信号从而完成预失真的功能，处理结果作为功放的输入。

虽然功放的特性曲线已较稳定，但是随着温度的变化，功放的增益也会有一些变化，而这些变化会影响DPD性能。作为优选，在直放站下行发射链路中添加增益调整模块，增益调整模块设置在开环DPD模块之后，用于根据功放温度的变化对发射链路增益做出调整，精度为0.1dB；此调整精度较高，能够及时有效地跟踪链路增益变化，使得开环DPD保持良好的效果。

更进一步的DPD系数的处理是软硬件相结合的处理过程。硬件部分完成的功能是：通过FPGA软件捕获发射链路的数据和反馈链路的数据，并将其保存在FPGA的RAM中。软件部分完成的功能是：应用DPD自适应算法处理RAM中的发射数据和反馈数据，得到DPD系数。由于在开环DPD中，这一组DPD系数是固定不变的，需将其在EEPROM中备份，以防发生意外情况后，开环DPD仍然能够正常工作。