[发明专利]用于多输入多输出系统的远端射频单元和中央单元

说明书

本申请涉及一种包括远端射频单元(RRU)和中央单元的MIMO系统。RRU包括：二进制相移键控(BPSK)调制器，用于通过本地振荡器(LO)信号调制BPSK波形以生成激励信号，其中，LO信号是从经由下行光载无线(DL‑ROF)从中央单元(CU)接收的下行光信号导出的；以及光信号发生器(特别是激光器)，用于基于激励信号生成上行光信号，以经由上行光载无线(UL‑ROF)传输到CU。

技术领域

本申请涉及用于多输入多输出系统，特别是大规模MIMO系统的远端射频单元(remote radio unit，RRU)和中央单元(central unit，CU)。本申请还涉及生成用于这种MIMO系统的上行信号(uplink，UL)和下行(downlink，DL)信号的方法。

背景技术

由于只需要光电(optical-electrical，O-E)转换和射频(radio frequency，RF)放大，所以RRU设计在体积、重量和功耗方面具有优势，因此特别是在大规模MIMO场景中，模拟光载无线(radio over fiber，ROF)对RRU设计表现出很大的兴趣。同时，数字预失真(digital pre-distortion，DPD)广泛用于补偿RF前端失真，例如功率放大器的非线性。在模拟ROF的范围内，上行ROF用作DPD算法的反馈信道，但是，由于ROF反馈信道引入的失真，DPD算法的性能分别劣化：特别地，非线性失真将大大提高相邻信道泄漏比(adjacentchannel leakage ratio，ACLR)。在下面，如图1所示，ROF失真由Φ_ROF(·)表示，Φ_ROF(·)表示ROF信道的失真。在图1中，信号x_RF(t)104激励直接调制激光器(directly modulatedlaser，DML)101。激光器101的输出信号通过单模光纤(single mode fiber，SMF)102，然后，后失真(post-distortion，PD)103提供信号y_RF(t)105。

可以用图2解释DPD劣化，其中，s(t)204是所需信号，x(t)207是预失真信号，y’(t)206是反馈信号，y(t)205是发送的信号。Ψ(·)用于表示非线性系统202，例如功率放大器，Ф(·)用于表示反馈信道203，例如ROF信道。由于DPD训练算法201以y’(t)＝s(t)为目标，所以真实的发送信号y(t)205接近Ф^-1(s)，Ф^-1(s)是s(t)204的失真形式。

一种常见的解决方案是减轻反馈信道的失真。如在“E.E.Bergamann,Dispersion-Induced Compmosite Second-Order Distortion at 1.5um,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGYLETTER VOL3NO1，1991年”中所讨论，ROF的主要失真是由光纤的色度色散和激光啁啾效应的共同作用导致的。可以使用色散色度模块(dispersion chromatic module，DCM)来避免这种劣化，并且已在测试中证明是有效的。但是这种解决方案显著增加了硬件成本。在当前的最新技术中，用基带信号操作的数字方法，即，“A.Hekkala,M.Lasanen,L.C.Vieira,N.J.Gomes und A.Nkansah,Architectures for joint compensation of RoF and PAwith nonideal feedback,in IEEE VTC Spring，中国台湾台北，2010年5月”中推荐的后失真似乎更具吸引力。

色散色度模块(DCM)使用可以补偿光纤传输中引入的色度色散的无源光学器件组成。该无源光学器件用光信号操作，并且已证明对模拟ROF的非线性行为有效。然而，该器件相对昂贵，并且在实践中需要适于所使用的特定光纤，例如20km 1550m。此外，使用DCM会导致光信号强度衰减，这在实际的网络设计中是绝不希望的。