专利名称：可调谐滤波器控制方法和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种用于对基站中使用的天线网络的可调谐滤波器 进行控制的方法。本发明还涉及一种具有前向信号处理通路的无线发射器，该前 向信号处理通路包括具有可调谐滤波器的天线网络。本发明另外涉及一种在无线通信系统中使用的基站。
背景技术：
多标准多频带无线基站，即，包括在所述类型基站中的无线发 射器，必须具有与输出放大器无线级相连接的可调谐或可切换无线 滤波器，以便阻止其他无线小区中和/或其他无线频带上的无线状况 的损害。 一般地，可调谐滤波器的例如中频、品质因子等的电滤波 器特性可通过多个电致动器(通常以电动机的形式)来调整，这些 电动机可布置在天线网络中以便与适合的滤波器调整元件(例如螺 杆、容腔、长度等)交互。在现有技术中，提供有查找表，该查找表包括针对上述定义的 无线发射器/基站的给定射频或操作点的相应滤波器调谐或调整值。因此，对于给定的操作点，例如可调谐滤波器的预定射频，所 述致动器装置根据包括在所述查找表中的值将可调谐滤波器驱动到 预定的操作点。该方法具有固有的缺陷，即，由于无线发射器或基站内的老化 效应和可变温度特性，可调谐滤波器的特性通常无法在优化方式下调谐。发明内容本发明的目的是提供一种对在基站中使用的天线网络的可调谐 滤波器进行控制的方法，本方法能够实现对滤波器特性的调整的改 进。本发明的另一个目的是提供能够将所述方法转化为实践的无线 发射器和基站。根据本发明的第一方面，该目的通过提供一种对在基站中使用的天线网络的可调谐滤波器进行控制的方法来实现，该方法包括 -将天线网络的输出输入到预失真反馈通路， -将预失真反馈通路的输出和将要由基站发射的原始基带信号的一部分输入到可调谐滤波器优化算法，-根据所述可调谐滤波器优化算法的输出控制可调谐滤波器。 根据本发明的第二方面，该目的通过提供一种无线发射器来实现，该无线发射器包括前向信号处理通路、预失真反馈通路和可调谐滤波器优化装置，所述前向信号处理通路包括具有可调谐滤波器的天线网络，该无线发射器进一步包括-用于向预失真反馈通路提供天线网络的输出的装置，-用于向所述可调谐滤波器优化装置提供预失真反馈通路的输出的装置，-用于向所述可调谐滤波器优化装置提供将要发射的原始基带信 号的一部分的装置，-用于向天线网络提供可调谐滤波器优化装置的输出以便控制可 调谐滤波器的装置。根据本发明的第三方面，该目的通过提供在无线通信系统中使 用的基站来实现，所述基站包括根据本发明所述第二方面的无线发 射器。因此根据本发明的实施方式，常规无线发射器或基站的预失真
反馈通路或环路被用于控制可调谐滤波器的操作参数。在天线网络 输出处的观察信号被提供给预失真反馈环路，该预失真反馈环路通 常包括下变频、模/数转换和解调，并且接着该信号被提供给使用由 发射器或基站发射的反馈信号和部分原始基带信号的优化算法，从 而生成可用于控制可调谐滤波器的优化算法输出信号。在根据本发明的方法的另 一 个实施方式中，可调谐滤波器优化 算法实施闭合自适应环路以控制可调谐滤波器。通过这种方式，本 发明的方法始终允许对滤波器特性的优化调整。在根据本发明的方法的另一个实施方式中，控制可调谐滤波器 包括控制电动机装置的电动机位置以便调整可调谐滤波器的滤波器 元件。一部分。然而，在根据本发明的方法的一个实施方式中，可调谐滤 波器优化算法包括将原始基带信号的同相和正交分量信号与天线网 络输出的同相和正交分量信号进行比较。在该上下文中和根据本发明的方法的另一个实施方式中，控制 可调谐滤波器包括最小化可调谐滤波器的插入损耗。本领域技术人员将可以理解，稍后的实施方式还针对通过单载 波、非多标准发射机/基站的信号发射提供具有吸引力的特征。在另外的实施方式中，通过进一 步包括如果所述可调谐滤波器 优化算法的输出指示可调谐滤波器偏离于期望的滤波器特性，特另'J 是滤波器带宽，则切断由基站执行的原始基带信号的发射，可增强 本发明的解决方案以实施误差控制机制。通过这种方式，可以阻止 对其他无线小区和/或频带的负面影响。根据本发明的所述第二方面的无线发射器和根据本发明的所述第三方面的基站的优选使用包括但不限于软件定义无线(SDR)通 信系统。根据下面通过仅参考附图的例子给出的优选实施方式的描述， 可获得本发明的进一步的优势和特性。根据本发明，上述特性和以
下特性可单独地使用或结合使用。所描述的实施方式不应被认为是 穷举，而应该认为是针对构成本发明的基本概念的例子。
图1是根据本发明的实施方式的无线发射器和基站的示意性框图；以及图2是根据本发明的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于基于无线的通信系统(特别是软件 定义无线(SDR)通信系统)中使用的无线发射器和基站的示意性 框图。所述SDR通信系统可以被进一步设计用于多频带多标准无线 发射。根据图1的实施方式，基站1通常包括与发射器3操作性连接 的发射器控制器2。发射器3包括通过由图1中相应的虚框所示出的 前向信号处理通路4和预失真反馈通路5。在所述的前向信号处理通路4中，发射器3包括具有数字调制 器7、预失真器8和数字正交调制器9的数字基带级6。所述数字基 带级6连接到数/模转换器10,该数/模转换器进一步与模拟上变频器 ll连接。所述模拟上变频器11的输出与功率放大器12连接。在功 率放大器12后布置有具有可调谐或可切换滤波器装置13a的天线网 络13，下文中称为具有可调谐滤波器的天线网络或简单地称为天线 网络。所述天线网络13的输出经由天线线^各14a连"t矣到天线14以 便发射T给定标准和/或频率的无线信号。可调谐滤波器13a连接到 致动器或电动机装置13b。在预失真反馈通路5中，发射器3包括模拟下变频器15、模/数 转换器16和数字正交解调器17。模拟下变频器15的输入经由第一 耦合器18连接到天线网络13和天线14之间的天线线^各14a。下变 频器15的输入进一步经由第二耦合器19与功率放大器12的输出连
接。下变频器15的输出与模/数转换器16连接。模/数转换器16的 输出与数字正交解调器17的输入连接，该正交解调器17的输出与 数字基带级6连接。另外，在发射器3中提供有实施可调谐滤波器优化算法20a的可 调谐滤波器优化装置20。可调谐滤波器优化装置20的相应输入分别 经由第三耦合器21连接到数字正交解调器17的输出并且经由第四 耦合器22连接到数字基带级6的输出。可调谐滤波器优化装置20 的输出连接到天线网络13,即，包括在天线网络13中的电动机装置 13b。现在将分别详细地描述根据图1的实施方式的基站1和发射器3 的操作。从发射器控制器2提供将要由发射器3发送的数字数据DD到数 字基带级6，即，包括在其中的调制器7，其中该发射器控制器2可 操作来通过链路信道从任意合适源(未示出)接收数据并且该发射 器控制器2适于制定(formulate)所述数据以便后续的发射。原则 上，发射器3可使用用于发射数据的任意合适的调制方案。在示出 的实施方式中，假设发射器3使用正交幅度调制(QAM)。因此， 调制器7可操作来将每个数据符号与预定的通常称为I和Q信号的 同相和正交输出信号相关。通过这种方式，对于每个唯一的数据符 号，由调制器7将针对基带信号的同相I和正交Q分量信号的不同 组合4命出。由调制器7输出的同相I和正交Q分量信号被输入到预失真器8。 预失真8可操作来修改I和Q分量信号，以便补偿随后由功率放大 器12引入的失真影响。如本领域技术人员所公知，通过预失真反馈 通路5对由预失真器8提供的补偿进行控制。换句话说，通过所述 第二耦合器19和上述预失真反馈通路5的另外的元件15-17将功率 放大器12的输出反馈回数字基带级6，即，预失真器8。预失真器8的输出提供给数字正交调制器9。后者将同相I和正 交Q分量信号转换成单个实数字信号DS。所述信号由数/模转换器IO接收，该数/模转换器IO将所述信号转换成中频模拟信号AS。从数/模转换器10输出的中频信号被提供给模拟上变频器11, 该模拟上变频器11将中频信号转换成具有预定频带内的频率的发射频率信号，如本领域技术人员公知，后者将在SDR通信系统(特别 是在多标准-多频带SDR通信系统中)的上下文中经历合适的软件控 制。可选地，模拟上变频器11可以是合适的常规上变频器，例如， 接收本地振荡器信号的混频器。来自上变频器11的发射频率信号被提供给功率放大器12,其将 信号进行放大并且将放大的信号提供给天线网络13。提供具有可调 谐滤波器13 a的所述天线网络13以便阻止多标准-多频带无线发射上 下文中的其他无线小区(未示出)中和/或其他无线频带上的失真。正如本领域技术人员已知，根据当前的标准和/或由发射器3所 使用的频带，滤波器的特性必须被调整。将要被调整的所述滤波器 特性可包括中频、品质因子等并且通常通过使用包括在天线网络13 中所述电动机装置13b来调整。正如本领i或技术人员已知，所述电 动机装置13b可包括步进(stepper)电动机、压电(piezo)电动机 等，它们用于调整与例如声表面波(SAW)滤波器、LC滤波器、波 导滤波器等的可调谐滤波装置连接的例如螺杆、容腔、长度等(未 示出)的相应元件。为了获得精确的信号预失真，反馈环路5监视 来自功率放大器12的放大信号。为此，从功率放大器12输出的信 号的一部分经由第二耦合器19提供给模拟下变频器15。下变频器15以相对于模拟上变频器11相反的方式操作。特别 地，下变频器15将由功率放大器12提供的反馈信号的频率降低到 中频模拟信号AS，，在频域内将该信号调整到天线网络13的可调谐 滤波器13a的工作点或当前操作频率。然后，通过模/数转换器16将中频信号AS，转换成数字信号DS，。 数字正交解调器17执行所述数字信号DS，的数字正交解调并且输出 同相I分量信号和正交Q分量信号。接着将所述I和Q分量信号提
供给数字基带级6 ,以便通过如本领域技术人员公知的任意合适装置 (未示出)来控制预失真器8的操作。另外，从天线网络13输出的发射信号还通过所述第一耦合器18 初始提供给反馈通路5。在对应的下变频、模/数转换和数字正交解 调后，相应的I和Q分量信号经由所述第三耦合器21提供给可调谐 滤波器优化装置20。另外，所述可调谐滤波器优化装置20还通过所 述第四耦合器22接收从数字基带级6中的预失真器8输出的原始(将 要被发射的)I和Q分量信号。按照该方式，通过在所述可调谐滤波 器优化装置20上实施合适的可调谐滤波器优化算法20a,根据从天 线网络13输出的无线信号的下变频的基带I和Q分量信号(样本) 和从预失真器8输出的发射的原始I和Q分量信号，在闭合的自适 应环路中可得到针对电动机装置13b(关于滤波器频率衰减窗口 )的 最佳致动器位置或调整。应该注意，此类的所述可调谐滤波器优化装置20a没有构成本发 明的一部分。然而，可行的算法可包括将来自预失真器8的I和Q 分量信号与从天线网络13输出的(即，反馈通路5)观察到的I和 Q分量信号进行比较；以及优化从可调谐滤波器优化装置20输出的 控制信号CS,以便控制天线网络13,即，用于为了最小化插入损耗 而进行滤波器调谐的所述电动机装置。本领域技术人员将可以理解，本发明不限于多标准-多频带基站 并且还可以用于在常规信号载波非多标准基站中优化滤波器特性。图2示出根据本发明的方法的实施方式的流程图。该方法以步骤S100开始。在后续的步骤S102中，沿前向信号 处理通路4发射将要被发送的数字数据，因此生成由图1的天线14 发射的模拟发射信号，如前面所描述的。在后续的步骤S104中，在图1的天线网络13的输出处观察所 述发射信号，并且在步骤S106中，所述观察的信号经由预失真反馈 通路5 (图1 )被发送回。在如前所述的频率下变频、模/数转换和合适的解调之后，在后
续的步骤S108中，观察到的信号被提供给图1的可调谐滤波器优化装置20。另外在步骤S110中，部分原始基带信号还被提供给可调谐 滤波器优化装置20。接着在步骤SI 12中，在可调谐滤波器优化装置20上执行合适 的可调谐滤波器优化算法，可包括对到可调谐滤波器优化装置20的 所述输入信号进行比较(比较步骤S108和S110),以便在步骤SI 14 中生成控制信号，用于控制图1的天线网络13中的可调谐滤波器装 置。接着，在后续步骤S116中，所述控制信号用于调整所述可调谐 滤波器装置的滤波器特性。在后续步骤S118中，确定所述滤波器调整是否已经足以获得预 定的滤波特性，例如关于最小插入损耗等而言。如果以肯定(是) 回答所述问题，则该方法以步骤S120终止。如果以否定(否)回答步骤S118中的问题，则本发明的方法返 回到步骤S104,因此得到用于控制天线网络13中可调谐滤波器的自 适应闭合环路机制，如前所述。通过这种方式，基站内的老化和变化的温度特性可以被补偿， 因此获得优化的可调谐滤波器特性。
权利要求
1.一种对在基站中使用的天线网络的可调谐滤波器进行控制的方法，该方法包括-将天线网络的输出输入到预失真反馈通路。-将预失真反馈通路的输出和将要由基站发射的原始基带信号的一部分输入到可调谐滤波器优化算法，-根据所述可调谐滤波器优化算法的输出(CS)控制可调谐滤波器。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述可调谐滤波器优化算 法实施闭合自适应环路以控制所述可调谐滤波器。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中控制所述可调谐滤波器包 括控制电动机装置的电动机位置，以便调整所述可调谐滤波器的滤 波器元件。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中控制所述可调谐滤波器包 括最小化所述可调谐滤波器的插入损耗。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述可调谐滤波器优化算 法包括将所述原始基带信号的同相和正交分量信号与所述天线网络 输出的同相和正交分量信号进行比较。
6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括如果所述可调谐滤 波器优化算法的输出指示所述可调谐滤波器偏离于期望的滤波器特 性，特别是滤波器带宽，则切断由所述基站执行的原始基带信号的 发射。
7. —种无线发射器，该无线发射器具有前向信号处理通路、 预失真反馈通路和可调谐滤波器优化装置，所述前向信号处理通路 包括具有可调谐滤波器的天线网络，该无线发射器进 一 步包括-用于向预失真反馈通路提供天线网络的输出的装置， -用于向所述可调谐滤波器优化装置提供所述预失真反馈通路的 输出的装置， -用于向所述可调谐滤波器优化装置提供将要被发射的原始基带 信号的一部分的装置，-用于向天线网络提供所述可调谐滤波器优化装置的输出以便控 制所述可调谐滤波器的装置。
8. —种使用在无线通信系统中的基站，包括权利要求7所述的 无线发射器。
9. 根据权利要求7所述的无线发射器在软件定义无线通信系统中的使用。
10. 根据权利要求8所述的基站在软件定义无线通信系统中的 使用。
全文摘要
一种对在基站(1)中使用的天线网络(13)的可调谐滤波器(13a)进行控制的方法。所提出的方法包括将天线网络(13)的输出输入到预失真反馈通路(5)；将预失真反馈通路(5)的输出和将要由基站(1)发射的原始基带信号的一部分输入到可调谐滤波器优化算法(20a)；根据所述可调谐滤波器优化算法(20a)的输出(CS)控制可调谐滤波器(13a)。
文档编号H04Q7/30GK101115039SQ20071010915
公开日2008年1月30日 申请日期2007年6月14日 优先权日2006年7月25日
发明者H·施莱辛格 申请人:阿尔卡特朗讯