共本振电路、发射系统和确定共本振电路的校正系数的方法与流程

文档序号:15163869发布日期:2018-08-14 17:11阅读:590来源:国知局

本发明涉及通信领域,尤其涉及通信领域中的共本振电路、发射系统和确定共本振电路的校正系数的方法。



背景技术:

在发射系统中,为了提升系统性能,通常采用共本振的系统架构。所谓“共本振”是指输入至正交调制发射机(Quadrature Modulating Transmitter,简称为“QMTX”)的本振(Local Oscillator,简称为“LO”)信号与输入至正交解调接收机(Quadrature Demodulating Receiver,简称为“QDRX”)的本振信号为同一个本振信号的射频分路。该系统架构的优点是前向和反向的本振相位可以完全相同,从而能够减小系统环路的相对相噪,并能够提升反馈信号的信噪比(Signal to Noise Ratio,简称为“SNR”),进而能够提升发射系统的性能。

然而,在发射系统中,用于补偿与校正的前向直流、前向偶次互调(Inter-modulation,简称为“IMD”)、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量叠加在一起,不能将前向直流和前向偶次互调与反向直流和反向偶次IMD区分开,由此不能够对发射系统进行精确补偿与校正,从而严重影响发射系统的性能。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供了一种共本振电路、发射系统和确定共本振电路的校正系数的方法,能够提高系统的校正性能,并进而能够提高系统的发射性能。

第一方面,提供了一种共本振电路,该共本振电路包括:前向通道,用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;反馈通道,用于提供对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;本振信号源,用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道和该反馈通道;衰减器,设置在该前向通道和该反馈通道之间,该衰减器用于多次改变该衰减器的衰减量,并对输入至该反馈通道的一部分该射频信号进行衰减;以及直流和偶次IMD计算模块,用于获取该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量;根据该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数;将该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数输出至该反馈通道。

结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,该直流和偶次IMD计算模块具体用于:获取该下行业务信号以及该衰减器的N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;根据该反馈通道在该衰减器具有该衰减量αi时输出的反馈信号,获取与该衰减量αi相应的环路总直流dloop,i;根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数。

结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,该直流和偶次IMD计算模块根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,包括:

该直流和偶次IMD计算模块根据下列等式(I),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,该直流和偶次IMD计算模块根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,包括:

该直流和偶次IMD计算模块根据下列等式(II),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γl:

其中,l为自然数,l=1,2,...,L,且L为自然数;x表示该下行业务信号;E{|x|l}表示|x|l的平均值;dfb表示该反向直流校正系数;N≥L+2;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,该前向通道包括前向直流和偶次IMD补偿模块和正交调制发射机,该反馈通道包括反向直流和偶次IMD补偿模块和正交解调接收机,其中,该前向直流和偶次IMD补偿模块用于:根据该直流和偶次IMD计算模块输入的前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数,对接收的该下行业务信号进行补偿,并将经过补偿的该下行业务信号输出至该正交调制发射机;该正交调制发射机用于:根据该本振信号,将经过补偿的该下行业务信号调制成射频信号,并将该射频信号输出至该天线和该衰减器;该正交解调接收机用于:根据该本振信号,将经过衰减的该射频信号进行解调,并将解调后生成的基带解调信号输出至该反向直流和偶次IMD补偿模块;该反向直流和偶次IMD补偿模块用于:根据该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,对该基带解调信号进行补偿,生成经过补偿的该反馈信号。

结合第一方面或第一方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式中,该共本振电路还包括开关,其中,该开关与该衰减器串联后设置在该前向通道和该反馈通道之间。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,该共本振电路还包括移相器,其中,该本振信号源输出的该本振信号由该移相器移相后输出至该反馈通道,或该前向通道输出的该射频信号经过该移相器移相后输出至该反馈通道。

第二方面,提供了一种发射系统,该发射系统包括:根据本发明实施例的共本振电路;以及天线,该天线用于发射该共本振电路输入的射频信号,其中,该共本振电路包括:前向通道,用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;反馈通道,用于提供对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;本振信号源,用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道和该反馈通道;衰减器,设置在该前向通道和该反馈通道之间,该衰减器用于多次改变该衰减器的衰减量,并对输入至该反馈通道的一部分该射频信号进行衰减;和直流和偶次IMD计算模块,用于获取该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量;根据该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数;将该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数输出至该反馈通道。

第三方面,提供了一种确定共本振电路的校正系数的方法,该共本振电路包括:前向通道、反馈通道和本振信号源,其中,该前向通道用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;该反馈通道用于提供对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;该本振信号源用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道和该反馈通道,该方法包括:在该前向通道和该反馈通道之间设置衰减器,其中,该衰减器用于多次改变该衰减器的衰减量,并对输入至该反馈通道的一部分该射频信号进行衰减;获取该下行业务信号以及该衰减器的N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;根据该反馈通道在该衰减器具有该衰减量αi时输出的反馈信号,获取与该衰减量αi相应的环路总直流dloop,i;根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数。

结合第三方面,在第三方面的第一种可能的实现方式中,该根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

根据下列等式(I),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

结合第三方面,在第三方面的第二种可能的实现方式中,该根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

根据下列等式(II),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γl:

其中,l为自然数,l=1,2,...,L,且L为自然数;x表示该下行业务信号;E{|x|l}表示|x|l的平均值;dfb表示该反向直流校正系数;N≥L+2;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

结合第三方面、第三方面的第一种或第二种可能的实现方式,在第三方面的第三种可能的实现方式中,该在该前向通道和该反馈通道之间设置衰减器,包括:在该前向通道和该反馈通道之间串联设置该衰减器和开关。

结合第三方面或第三方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式,在第三方面的第四种可能的实现方式中,该方法还包括:在该前向通道和该反馈通道之间设置与该衰减器串联的移相器,或在该本振信号源向该反馈通道提供该本振信号的路径中设置该移相器;获取该移相器的移相量;其中,该根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:该根据该移相量、该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数。

基于上述技术方案,本发明实施例的共本振电路、发射系统和确定共本振电路的校正系数的方法,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的共本振电路的示意性框图。

图2是根据本发明实施例的共本振电路的另一示意性框图。

图3A和3B分别是根据本发明实施例的共本振电路的再一示意性框图。

图4是根据本发明实施例的共本振电路的再一示意性框图。

图5是根据本发明实施例的共本振电路的再一示意性框图。

图6是根据本发明实施例的发射系统的示意性框图。

图7是根据本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的方法的示意性流程图。

图8是根据本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的方法的另一示意性流程图。

图9是根据本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的装置的示意性框图。

具体实施方式

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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。

应理解,本发明实施例的技术方案可以应用于各种通信系统,例如:全球移动通讯(Global System of Mobile communication,简称为“GSM”)系统、码分多址(Code Division Multiple Access,简称为“CDMA”)系统、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,简称为“WCDMA”)系统、通用分组无线业务(General Packet Radio Service,简称为“GPRS”)、长期演进(Long Term Evolution,简称为“LTE”)系统、LTE频分双工(Frequency Division Duplex,简称为“FDD”)系统、LTE时分双工(Time Division Duplex,简称为“TDD”)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System,简称为“UMTS”)或全球互联微波接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access,简称为“WiMAX”)通信系统等。

还应理解,在本发明实施例中,基站可以是GSM或CDMA中的基站(Base Transceiver Station,简称为“BTS”),也可以是WCDMA中的基站(NodeB,简称为“NB”),还可以是LTE中的演进型基站(Evolved Node B,简称为“ENB或e-NodeB”),本发明并不限定于此。

图1示出了根据本发明实施例的共本振电路100的示意性框图。如图1所示,该共本振电路100包括:

前向通道110,用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;

反馈通道120,用于提供对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;

本振信号源130,用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道110和该反馈通道120;

衰减器140,设置在该前向通道110和该反馈通道120之间,该衰减器140用于多次改变该衰减器140的衰减量,并对输入至该反馈通道120的一部分该射频信号进行衰减;和

直流和偶次IMD计算模块150,用于获取该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量;根据该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数;将该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数输出至该反馈通道120。

具体而言,如图1所示,根据本发明实施例的共本振电路100可以包括:前向通道110、反馈通道120、本振信号源130、衰减器140以及直流和偶次IMD计算模块150,其中,下行业务信号可以输入至前向通道110以及直流和偶次IMD计算模块150;前向通道110可以根据直流和偶次IMD计算模块150输入的前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数,对该下行业务信号进行补偿与校正,并基于本振信号源130输入的本振信号,将经过补偿后的下行业务信号转换为射频信号;该射频信号主要通过天线发射出去,例如可以通过天线发送给终端等,另外,一部分射频信号还可以输入至衰减器140。

该衰减器140设置在前向通道110和反馈通道120之间,该衰减器140具有多个衰减值,能够多次改变衰减量,并对输入至该衰减器140的一部分射频信号进行衰减,并输入至该反馈通道120;该反馈通道120可以根据衰减后的射频信号、本振信号、以及直流和偶次IMD计算模块150输入的反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,向该直流和偶次IMD计算模块150输入反馈信号,以对下行业务信号进行补偿;其中,本振信号源130生成的本振信号可以经过功率分配器后形成两路本振信号,一路本振信号输入至前向通道110,另一路本振信号输入至反馈通道120。

因此,本发明实施例的共本振电路,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

应理解,在本发明实施例中,共本振电路根据确定的反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,能够对反馈通道进行校正,使得反馈通道没有失真,从而可以确定前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数,由此能够进一步将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离;并且直流和偶次IMD计算模块能够进一步将前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数输出至前向通道,以提高系统的校正性能和发射性能。

下文中将以图2所示的共本振电路为例,详细说明根据本发明实施例的共本振电路。

具体而言,如图2所示,可选地,该前向通道110包括前向直流和偶次IMD补偿模块111和正交调制发射机112,该反馈通道120包括反向直流和偶次IMD补偿模块121和正交解调接收机122,其中,

该前向直流和偶次IMD补偿模块111用于:根据该直流和偶次IMD计算模块150输入的前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数,对接收的该下行业务信号进行补偿,并将经过补偿的该下行业务信号输出至该正交调制发射机112;

该正交调制发射机112用于:根据该本振信号,将经过补偿的该下行业务信号调制成射频信号,并将该射频信号输出至该天线和该衰减器140;

该正交解调接收机122用于:根据该本振信号,将经过衰减的该射频信号进行解调,并将解调后生成的基带解调信号输出至该反向直流和偶次IMD补偿模块121;

该反向直流和偶次IMD补偿模块121用于:根据该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,对该基带解调信号进行补偿,生成经过补偿的该反馈信号。

在本发明实施例中,如图2所示,该正交调制发射机112是发射机的一种类型,该正交调制发射机112可以包括正交调制器(Quadrature Modulator,简称为“QM”)和功率放大器(Power Amplifier,简称为“PA”)。该QM的输入可以是模拟基带信号,该基带信号例如为I信号和Q信号,这两路信号在本振信号的作用下,经过调制后可以得到射频信号,该射频信号再经过PA后放大输出。

在本发明实施例中,该正交解调接收机122是接收机的一种类型,该正交解调接收机122可以包括低噪声放大器(Low Noise Amplifier,简称为“LNA”)和正交解调器(Quadrature Demodulator,简称为“QDM”)。其中,LNA的输入和输出信号都是射频信号,该LNA的作用是将射频信号放大到一定的幅度,以满足QDM对输入信号幅度的要求;该QDM的输入信号是经过放大的射频信号,该射频信号在本振信号的作用下,经过解调后可以得到模拟的基带信号,例如I信号和Q信号。其中,该反向直流和偶次IMD补偿模块121主要用于对该基带解调信号进行补偿,生成经过补偿的反馈信号。

应理解,该反向直流和偶次IMD补偿模块121通常对数字信号进行补偿操作,此时,该反向直流和偶次IMD补偿模块121可以包括模数转换器,以将正交解调接收机122输入的模拟基带信号转换为数字基带信号,但本发明并不限于此。

应理解,在本发明实施例中,该前向直流可以表示发射机中的正交调制器输出的载波泄露信号,该载波泄露信号为复常数。例如,即使正交调制器的输入信号为0,该正交调制器也会输出这个载波泄露信号。该载波泄露信号通常有两个来源,一个来源是正交调制器的本振信号泄露到正交调制器的输出端;另一个来源是设置在正交调制器前端的I信号和Q信号的数模转换器的直流失真。该数模转换器的直流失真指当数模转换器的输入为0时,输出的非0的直流信号。

应理解,在本发明实施例中,该反向直流可以表示反馈接收机中的正交解调器输出的直流失真,该直流失真也为复常数。例如,即使正交解调器输入信号为0,该正交解调器也会输出这个直流失真。该直流失真是由于正交解调器的直流,以及I信号和Q路的模数转换器的直流失真导致的,该模数转换器的直流失真指的是当模数转换器的输入为0时,输出的非0的直流信号。

还应理解,由于该载波泄露信号与发射的基带信号中的直流信号相对应,而且可以在该基带信号中加一个相反的直流信号来对该载波泄露信号进行校正,因而该载波泄露信号也可以称为发射直流失真。另外,在有反馈通道的发射系统中,该载波泄露信号还可以称前向直流,以与反馈直流或反向直流相区别。

还应理解,本发明实施例仅以图2所示的共本振电路为例进行说明,但本发明并不限于此,例如,该前向通道或该反馈通道还可以包括其它功能模块等。

在本发明实施例中,由于在前向通道和反馈通道之间设置有衰减器,该衰减器具有多个衰减量,从而可以列出多个方程,以将前向直流和前向偶次IMD与反向直流和反向偶次IMD这4个量进行有效分离。

具体地,在本发明实施例中,可选地,该直流和偶次IMD计算模块150具体用于:

获取该下行业务信号以及该衰减器的N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;

根据该反馈通道在该衰减器具有该衰减量αi时输出的反馈信号,获取与该衰减量αi相应的环路总直流dloop,i;

根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数。

具体而言,在本发明实施例中,前反向环路的直流方程可以如下面的等式(1)所示:

其中,dloop,i表示环路总直流,且为已知量;dtx表示前向直流校正系数;dfb表示反向直流校正系数;α表示下行业务(Downlink Traffic)信号到反馈信号(Feedback Signal)的直流放大倍数,也称为环路直流放大倍数,由于该直流放大倍数与衰减器的衰减量相对应,因此,该α也可以表示衰减器的衰减量,并且该衰减量为已知量;βm表示前向偶次IMD校正系数,m为自然数,m=1,2,...,M,且M为自然数;γl表示反向偶次IMD校正系数,l为自然数,l=1,2,...,L,且L为自然数;x表示该下行业务信号;E{|x|}表示|x|的平均值,因而E{|x|m}和E{|x|l}都是已知量。

应理解,自然数M和L可以根据电路失真特性、校正精度或电路实现成本等因素来确定,本发明实施例对此并不限定。

假设前向直流校正和前向偶次IMD的直流分量之和为ηtx,IMD+DC,其中,ηtx,IMD+DC由下面的等式(2)确定:

则上述的等式(1)可以由下面的等式(3)表示:

如果衰减器可以设置N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数,那么可以根据这N个衰减量αi得到与该衰减量αi相应的N个环路总直流dloop,i,由此可以构建N个环路总直流方程(4.1)至(4.N):

……

将上述等式(4.1)至(4.N)表示成如下(5)所示的矩阵形式:

不难证明当N=L+2时,上述等式(5)的系数矩阵是满秩的,即上述等式(5)有确定解,从而可以求解得到1个ηtx,IMD+DC、L个γl、1个dfb,一种L+2个未知量。因此,当N=L+2时,上述等式(5)表现为适定方程组,具有唯一解;当N≥L+2时,上述等式(5)表现为超定方程组,无适定解,但具有唯一的最小二乘(Least Square)解。

通常,上述等式(5)中的l只取偶次项,其中最常见的是l=2,此时上述等式(5)可以表示为下面的等式(6):

应理解,对于实际的器件,上述求解问题本质是一个非线性特性的拟合问题,因而不排除在最高非线性阶次一定的情况下,在使用偶次项的同时,加入一些奇次项以得到更好的性能的可能性。但具体使用什么样的非线性模型最好,需要根据器件特性来确定,但这不是本发明的保护内容。

此外应理解,如果不知道αi(i=1,2,...,N),但如果知道衰减器在不同衰减档之间的直流传输特性的幅相差异μi时,仍可以对上述等式(4.1)至(4.N)进行求解。

具体地,假设已知量μ2=α2/α1、μ3=α3/α1、...、μN=αN/α1,则上述等式(4.1)至(4.N)可以由下列等式(7.1)至(7.N)表示:

……

假设未知量ξtx,IMD+DC和λl满足下列等式(8)和(9):

α1ηtx,IMD+DC=ξtx,IMD+DC (8)

γl|α1|l=λl (9)

则,上述等式(7.1)至(7.N)可以表示为下列等式(10.1)至(10.N):

……

根据上述等式(10.1)至(10.N)可以看出,上述等式的未知量包括1个ξtx,IMD+DC、L个λl以及1个dfb,未知量的总数仍然为L+2个。因此,当N≥L+2时,上述等式(10.1)至(10.N)表现的方程组有确定解。

应理解,在本发明实施例中,根据该L个λl以及1个dfb,可以确定反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,并且仍然可以对反馈通道的反向偶次IMD和反向直流进行校正,只是校正式有所不同。

具体地,可以记前向发射的基带信号为x(n),该基带信号为数字信号;经过反馈通道中的接收机进行正交解调后输出的I信号i(t)和Q信号q(t)分别被模数转换器ADC采样后成为i(n)信号和q(n)信号,i(n)信号和q(n)信号组成数字的复信号u(n),该复信号由下列等式(11)表示:

u(n)=i(n)+jq(n) (11)

如果直流和偶次IMD计算模块根据上述等式(4.1)至(4.N)式,确定出反向直流校正系数dfb和反向偶次IMD校正系数γl,而且衰减器的衰减量设置为α,则对反馈通道中的接收机的反向偶次IMD和反向直流进行补偿的过程如下等式(12)所示:

其中,dfb和γl(l=1~L)分别为根据等式(4.1)至(4.N)式计算出的反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数;xτ(n)表示对基带信号x(n)延时τ个样点的版本;τ表示从前向基带信号x(n)到接收机输出的复信号u(n)的延时,该τ可能不是整数;补偿之后的信号v(n)也是复数信号。

如果直流和偶次IMD计算模块根据上述等式(10.1)至(10.N)式,确定出反向直流校正系数dfb和反向偶次IMD校正系数γl,而且衰减器的衰减量设置为α1,则对反馈通道中的接收机的反向偶次IMD和反向直流进行补偿的过程如下等式(13)所示:

其中,dfb和λl(l=1~L)分别为根据等式(10.1)至(10.N)式计算出的反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数;xτ(n)的意义如上所述。

如果直流和偶次IMD计算模块根据上述等式(10.1)至(10.N)式,确定出反向直流校正系数dfb和反向偶次IMD校正系数γl,而且衰减器的衰减量设置为αi,i=2~N,则对反馈通道中的接收机的反向偶次IMD和反向直流进行补偿的过程如下等式(14)所示:

其中,各参数的含义如上所述,在此不再赘述。

因此,在本发明实施例中,可选地,该直流和偶次IMD计算模块150根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,包括:

该直流和偶次IMD计算模块150根据下列等式(I),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

应理解,在本发明实施例中,共本振电路根据确定的反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,能够对反馈通道进行校正,使得反馈通道没有失真,从而可以确定前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数,由此能够进一步将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离;并且直流和偶次IMD计算模块能够进一步将前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数输出至前向通道,以提高系统的校正性能和发射性能。领域技术人员还可以根据其它方法确定前向直流校正系数以及该前向偶次IMD校正系数,但这并不属于本发明保护范围,本发明实施例也并不限于此。

在本发明实施例中,可选地,该直流和偶次IMD计算模块150根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,包括:

该直流和偶次IMD计算模块150根据下列等式(II),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γl:

其中,l为自然数,l=1,2,...,L,且L为自然数;x表示该下行业务信号;E{|x|l}表示|x|l的平均值;dfb表示该反向直流校正系数;N≥L+2;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

因此,本发明实施例的共本振电路,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

在本发明实施例中,可选地,如图3A和3B所示,该共本振电路100还包括开关160,其中,该开关160与该衰减器140串联后设置在该前向通道110和该反馈通道120之间。

具体地,例如如图3A所示,该正交调制发射机112输出的射频信号经过开关160后输出至该衰减器140。类似地,例如如图3B所示,该正交调制发射机112输出的射频信号主要通过天线发射出去,一部分射频信号输入至衰减器140,经过衰减的该射频信号经过开关160后输出至该正交解调接收机122。

通过开关160的接通与断开两种状态,可以分别得到这两种状态下的前反向环路的直流方程,即在衰减器140的衰减量一定的情况下,能够获得更多的直流方程,以更利于确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数这四个校正系数。

在本发明实施例中,可选地,如图4和5所示,该共本振电路100还包括移相器170,其中,该本振信号源130输出的该本振信号由该移相器170移相后输出至该反馈通道120,或该前向通道110输出的该射频信号经过该移相器170移相后输出至该反馈通道120。

应理解,在根据本发明实施例的共本振电路中增加移相器,即相当于在信号的相位进行了改变,也可以获取移相器在具有不同移相量时的前反向环路的直流方程,并可以进行求解,从而能够分离前向通道与反馈通道的IQ镜像失真。因此,在本发明实施例中,一方面不仅能够确定前向直流校正系数、前向偶次IMD校正系数、反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数这四个校正系数,另一方面还能够分离前向通道与反馈通道的IQ镜像失真,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

应理解,本发明实施例仅以图4和5所示的共本振电路为例进行说明,但本发明并不限于此,例如,根据本发明实施例的共本振电路可以不设置如图4或图5所示的开关160;又例如,根据本发明实施例的共本振电路可以不设置如图4或图5所示的衰减器140,而仅仅设置移相器170。

因此,本发明实施例的共本振电路,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量;另一方面,通过在共本振电路中设置移相器,还能够分离前向通道与反馈通道的IQ镜像失真,能够对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

图6示出了根据本发明实施例的发射系统200的示意性框图。如图6所示,该发射系统包括:

根据本发明实施例的共本振电路;以及

天线,该天线用于发射该共本振电路输入的射频信号,

其中,该共本振电路包括:

前向通道,用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;

反馈通道,用于提供对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;

本振信号源,用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道和该反馈通道;

衰减器,设置在该前向通道和该反馈通道之间,该衰减器用于多次改变该衰减器的衰减量,并对输入至该反馈通道的一部分该射频信号进行衰减;知

直流和偶次IMD计算模块,用于获取该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量;根据该下行业务信号、该反馈信号和该衰减量,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数;将该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数输出至该反馈通道。

因此,本发明实施例的发射系统,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

在本发明实施例中,可选地,该直流和偶次IMD计算模块具体用于:

获取该下行业务信号以及该衰减器的N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;

根据该反馈通道在该衰减器具有该衰减量αi时输出的反馈信号,获取与该衰减量αi相应的环路总直流dloop,i;

根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数。

在本发明实施例中,可选地,该直流和偶次IMD计算模块根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,包括:

该直流和偶次IMD计算模块根据下列等式(I),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

在本发明实施例中,可选地,该直流和偶次IMD计算模块根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,包括:

该直流和偶次IMD计算模块根据下列等式(II),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γl:

其中,l为自然数,l=1,2,...,L,且L为自然数;x表示该下行业务信号;E{|x|l}表示|x|l的平均值;dfb表示该反向直流校正系数;N≥L+2;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

在本发明实施例中,可选地,该前向通道包括前向直流和偶次IMD补偿模块和正交调制发射机,该反馈通道包括反向直流和偶次IMD补偿模块和正交解调接收机,其中,

该前向直流和偶次IMD补偿模块用于:根据该直流和偶次IMD计算模块输入的前向直流校正系数和前向偶次IMD校正系数,对接收的该下行业务信号进行补偿,并将经过补偿的该下行业务信号输出至该正交调制发射机;

该正交调制发射机用于:根据该本振信号,将经过补偿的该下行业务信号调制成射频信号,并将该射频信号输出至该天线和该衰减器;

该正交解调接收机用于:根据该本振信号,将经过衰减的该射频信号进行解调,并将解调后生成的基带解调信号输出至该反向直流和偶次IMD补偿模块;

该反向直流和偶次IMD补偿模块用于:根据该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数,对该基带解调信号进行补偿,生成经过补偿的该反馈信号。

在本发明实施例中,可选地,该共本振电路还包括开关,其中,该开关与该衰减器串联后设置在该前向通道和该反馈通道之间。

在本发明实施例中,可选地,该共本振电路还包括移相器,其中,该本振信号源输出的该本振信号由该移相器移相后输出至该反馈通道,或该前向通道输出的该射频信号经过该移相器移相后输出至该反馈通道。

应理解,根据本发明实施例的发射系统中的共本振电路210,可以对应于本发明实施例中的共本振电路100,为了简洁,在此不再赘述。

因此,本发明实施例的发射系统,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

上文中结合图1至图6,详细描述了根据本发明实施例的共本振电路和发射系统,下面将结合图7至图9,详细描述根据本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的方法和装置。

图7示出了根据本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的方法200的示意性流程图。如图7所示,该共本振电路包括:前向通道、反馈通道和本振信号源,其中,该前向通道用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;该反馈通道用于对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;该本振信号源用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道和该反馈通道,其特征在于,该方法500包括:

S510,在该前向通道和该反馈通道之间设置衰减器,其中,该衰减器用于多次改变该衰减器的衰减量,并对输入至该反馈通道的一部分该射频信号进行衰减;

S520,获取该下行业务信号以及该衰减器的N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;

S530,根据该反馈通道在该衰减器具有该衰减量αi时输出的反馈信号,获取与该衰减量αi相应的环路总直流dloop,i;

S540,根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数。

因此,本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的方法,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

在本发明实施例中,可选地,该根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

根据下列等式(I),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

在本发明实施例中,可选地,该根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

根据下列等式(II),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γl:

其中,l为自然数,l=1,2,...,L,且L为自然数;x表示该下行业务信号;E{|x|l}表示|x|l的平均值;dfb表示该反向直流校正系数;N≥L+2;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

在本发明实施例中,可选地,该在该前向通道和该反馈通道之间设置衰减器,包括:

在该前向通道和该反馈通道之间串联设置该衰减器和开关。

在本发明实施例中,可选地,如图8所示,该方法500还包括:

S550,在该前向通道和该反馈通道之间设置与该衰减器串联的移相器,或在该本振信号源向该反馈通道提供该本振信号的路径中设置该移相器;

S560,获取该移相器的移相量;

其中,该根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

S541,该根据该移相量、该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数。

应理解,在本发明的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解,根据本发明实施例的方法500所应用的共本振电路,可以对应于本发明实施例中的共本振电路100,也可以对应于本发明实施例中的发射系统200的共本振电路210,为了简洁,在此不再赘述。

因此,本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的方法,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

如图9所示,本发明实施例还提供了一种确定共本振电路的校正系数的装置700,该装置700包括处理器710、存储器720和总线系统730。其中,处理器710和存储器720通过总线系统730相连,该存储器720用于存储指令,该处理器710用于执行该存储器720存储的指令;

其中,该共本振电路包括:前向通道、反馈通道和本振信号源,其中,该前向通道用于将下行业务信号转换为射频信号,并向天线发送该射频信号;该反馈通道用于对该下行业务信号进行补偿的反馈信号;该本振信号源用于生成本振信号,该本振信号经过功率分配器后形成的两路本振信号分别输入至该前向通道和该反馈通道;该处理器710用于:

在该前向通道和该反馈通道之间设置衰减器,其中,该衰减器用于多次改变该衰减器的衰减量,并对输入至该反馈通道的一部分该射频信号进行衰减;

获取该下行业务信号以及该衰减器的N个衰减量αi,其中,i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;

根据该反馈通道在该衰减器具有该衰减量αi时输出的反馈信号,获取与该衰减量αi相应的环路总直流dloop,i;

根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数。

因此,本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的装置,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

应理解,在本发明实施例中,该处理器710可以是中央处理单元(Central Processing Unit,简称为“CPU”),该处理器710还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

该存储器720可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器710提供指令和数据。存储器720的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器720还可以存储设备类型的信息。

该总线系统730除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图中将各种总线都标为总线系统730。

在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器710中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器720,处理器710读取存储器720中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。

可选地,作为一个实施例,该处理器710根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

根据下列等式(I),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

可选地,作为一个实施例,该处理器710根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

根据下列等式(II),确定该反向直流校正系数dfb和该反向偶次IMD校正系数γ2:

其中,x表示该下行业务信号;E{|x|2}表示|x|2的平均值;N≥3;i为自然数,i=1,2,...,N,且N为自然数;ηtx,IMD+DC表示前向直流和前向偶次IMD的直流分量之和。

可选地,作为一个实施例,该处理器710在该前向通道和该反馈通道之间设置衰减器,包括:在该前向通道和该反馈通道之间串联设置该衰减器和开关。

可选地,作为一个实施例,该处理器710还用于:

在该前向通道和该反馈通道之间设置与该衰减器串联的移相器,或在该本振信号源向该反馈通道提供该本振信号的路径中设置该移相器;

获取该移相器的移相量;

其中,该处理器710根据该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,包括:

该根据该移相量、该下行业务信号、该衰减量αi和该环路总直流dloop,i,确定该反向直流校正系数和该反向偶次IMD校正系数。

因此,本发明实施例的确定共本振电路的校正系数的装置,通过在前向通道和反馈通道之间设置衰减器,并通过多次改变衰减器的衰减量,能够根据与衰减量相应的信号值,确定反向直流校正系数和反向偶次IMD校正系数,由此能够将前向直流、前向偶次IMD、反向直流和反向偶次IMD这四个物理量有效分离,并能够基于这四个分离的物理量,对系统进行精确地补偿与校正,从而能够提高系统的校正性能,并能够提高系统的发射性能。

应理解,在本发明实施例中,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改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以权利要求的保护范围为准。

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