专利名称：基于数字预失真模型的环路增益控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及基于数字预失真模型的环路增益控制方 法和系统。
背景技术：
AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)用于GSM直放站内下行主集链路 的环路增益控制，以保证数字预失真算法运行的稳定性，同时对功放运行进行监控。在直放站的使用中，由于数字预失真的存在，偶尔会出现GSM非线性功率放大器 (简称功放)增益的不稳定性，而这种不稳定性在闭环数字预失真系统中会出现进一步放 大的情况，从而造成数字预失真系统的运行不稳定性。
发明内容
本发明公开了一种基于数字预失真模型的环路增益控制方法和系统，保证GSM数 字预失真系统运行的稳定性。本发明公开了一种基于数字预失真模型的环路增益控制系统，其特征在于，包 括核心处理单元，用于在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给DSP单 元以及将所述环路增益调整值WA下发给下行增益调整单元；DSP单元，用于根据初始下行功率和初始反馈功率计算初始环路增益Wo、根据当 前的下行功率、反馈功率求得当前的环路增益Wr以及根据所述^ 和所述Wo计算环路增益 调整值W Δ，并将所述W Δ上报给核心处理单元；FPGA单元，用于对当前下行链路和反馈链路的功率进行统计并上报给所述DSP单 元；下行增益调整单元，用于根据所述WA对输入的非线性放放大器的功率进行调 離
iF. ο还公开了一种使用基于数字预失真模型的环路增益控制系统进行增益控制的方 法，其特征在于，包括(1)核心处理单元在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给DSP单 元，所述DSP单元根据所述初始下行功率和所述初始反馈功率计算初始环路增益Wo ；(2)FPGA单元对当前的下行链路和反馈链路的功率进行统计，并上报给所述DSP 单元；(3)如果当前下行功率比初始下行功率大和当前反馈功率比初始反馈功率大，则 所述DSP单元根据所述当前的下行功率和反馈功率求得当前的环路增益Wr ；(4)所述DSP单元根据所述Wr和所述Wo计算环路增益调整值W Δ，并将所述W Δ 上报给所述核心处理单元；(5)所述核心处理单元将所述W Δ下发给下行增益调整单元，所述下行增益调整单元根据所述WA对输入非线性放放大器的功率进行调整。本发明通过核心处理单元、DSP单元和FPGA单元协调得到环路增益调整值，由下 行增益调整单元进行功率调整，保证了 GSM数字预失真系统运行时环路增益的稳定性。
图1是本发明的一个系统结构图；图2为本发明方法的一个实施例流程图。
具体实施例方式下面是本发明系统的实施例，本发明的系统结构如图1，包括DSP单元101、核心 处理单元102、FPGA单元103、DA转换单元104、下行增益调整单元105、下行射频单元106、 非线性功放107和反馈射频单元108。系统中下行链路包括DAC和下行增益调整单元105 和下行射频单元106 ；反馈链路包括ADC和反馈射频单元108 ；下行链路和反馈链路为FPGA 单元103提供信号；DA转换单元包括ADC和DAC。本发明公开了一种基于数字预失真模型的环路增益控制系统，包括核心处理单元102，用于在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给 DSP单元101以及将该环路增益调整值WA下发给下行增益调整单元105 ；DSP单元101，用于根据初始下行功率和初始反馈功率计算初始环路增益Wo、根据 当前的下行功率、反馈功率求得当前的环路增益Wr以及根据该^ 和该Wo计算环路增益调 整值W Δ，并将该W Δ上报给核心处理单元102 ；FPGA单元103，用于对当前下行链路和反馈链路的功率进行统计并上报给该DSP 单元101 ；下行增益调整单元105，用于根据该WA对输入的非线性放放大器的功率进行调 離
iF. ο本发明通过DSP单元101、核心处理单元102和FPGA单元103协调得到环路增益
调整值，由下行增益调整单元进行功率调整，保证了 GSM数字预失真系统运行时环路增益 的稳定性。其中该核心处理单元102还用于下发当前的温度调整值和当前的下行衰减值给 该DSP单元101 ；该DSP单元101还用于根据该温度调整值、该^ 和该Wo计算环路增益调整值WA， 并将WA合并进下行衰减值得到合并后的环路增益调整值W1，并将该Wl上报给该核心处理 单元102 ；核心处理单元102还用于将该Wl下发给下行增益调整单元105 ；该下行增益调整单元105还用于根据该Wl调整输入非线性功率放大器的功率。该核心处理单元102还用于发出故障告警。该DSP单元101还用于对该Wl进行四舍五入的处理，将得到的精度为0. 5的调整 值W3上报给该核心处理单元102，将舍去的调整值W2下发给该下行增益调整单元105 ；该下行增益调整单元105还用于根据该W2对输入非线性功率放大器的功率进行 调整。增加增益微调机制提高了调整精度。
参考图2，本发明方法是由如下几个步骤来实现的201、统计初始功率并计算初始环路增益Wo ；核心处理单元在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给数字信号处 理(Digital Signal Processing, DSP)单元，该DSP单元根据该初始下行功率和该初始反 馈功率计算初始环路增益Wo。202、统计当前功率；现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)单元对当前下行链 路和反馈链路的功率进行统计，并上报给该DSP单元。203、计算当前环路增益^ ；如果当前下行功率比初始下行功率大，并且当前反馈功率比初始反馈功率大，则 该DSP单元根据当前的下行功率和反馈功率求得当前的环路增益Wr。204、根据fe和Wo计算调整值； 该DSP单元根据该Wr和该Wo计算环路增益调整值W Δ，并将该W Δ上报给该核心
处理单元。205、根据调整值调整功率。该核心处理单元将该WA下发给下行增益调整单元，该下行增益调整单元根据该 WA对输入非线性放放大器的功率进行调整。本发明通过核心处理单元(嵌入式芯片)、DSP单元和FPGA单元协调得到环路增 益调整值，由下行增益调整单元进行功率调整，保证了 GSM数字预失真系统运行时环路增 益的稳定性。其中FPGA单元统计功率的步骤为FPGA单元将模拟/数字转换器 (Analog-to-Digital Converter,ADC)上报的数据进行同相求模得到该当前下行功率以及 对数字/模拟转换器(Digital to Analog Converter, DAC)上报的数据进行正交求模得到 该当前反馈功率。图2实施例中还包括步骤核心处理单元下发当前的温度调整值给该DSP单元；核心处理单元下发当前的下 行衰减值给该DSP单元；该当前的下行衰减值为手动设置的衰减值；该DSP单元根据该温度调整值、该^ 和该Wo计算环路增益调整值WA，并将该WA 合并进该下行衰减值得到合并后的环路增益调整值W1，并将该Wl上报给该核心处理单元；如果该Wl大于设定的阀值，则该核心处理单元将该Wl下发给该下行增益调整单 元；该下行增益调整单元根据该Wi对输入非线性功率放大器的功率进行调整。此步骤增加了对温度补偿值和手动设置的下行衰减值的功率控制，进一步稳定了 预失真系统的运行稳定性。进一步包括如果该Wl小于设定的阀值，则判断当前功放增益出现了较大的波 动，通知该核心处理单元告警并终止当前AGC运算；如果该Wl小于0，则通知核心处理单元 告警并终止当前AGC运算。在向核心处理单元上报该Wl之前，包括DSP单元对该Wl经过四舍五入后得到精 度为0. 5的调整值W3，当该W3的精度连续5次为0. 5时，才进行向该核心处理单元上报的 步骤。由于功放的非线性，FPGA单元的统计会有一定程度的波动，又由于下行增益控制单元的精度为0. 5dB,因此统计的功率值会出现士0. 5dB的波动，增益微调值不稳定的现象， 此处增加了去抖动功能，来减小这种不稳定现象。该DSP单元将经过四舍五入的处理过程中被舍去的调整值W2下发给该FPGA单 元，由该FPGA单元对输入非线性放放大器的功率进行调整。此处增加了增益微调机制，使 得调整的精度提高到0. ldB。作为对图2实施例的进一步改进还可以包括步骤如果该下行功率比该初始下行功率小或者该反馈链路功率比该初始反馈功率小， 则通知该核心处理单元当前环路无法调整，并让系统进入空闲状态。此时不用对环路进行 操作。如果该Ψι·比该Wo小，则通知该核心处理单元超过环路的调整范围并发出故障报警。以上该的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的 精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围 之内。
权利要求
1.一种基于数字预失真模型的环路增益控制系统，其特征在于，包括核心处理单元，用于在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给DSP单元以 及将所述环路增益调整值WA下发给下行增益调整单元；DSP单元，用于根据所述初始下行功率和所述初始反馈功率计算初始环路增益Wo、根 据当前的下行功率、反馈功率求得当前的环路增益Wr以及根据所述Wr和所述Wo计算环路 增益调整值W Δ，并将所述W Δ上报给核心处理单元；FPGA单元，用于对当前下行链路和反馈链路的功率进行统计并上报给所述DSP单元；下行增益调整单元，用于根据所述WA对输入的非线性放放大器的功率进行调整。
2.根据权利要求1所述的基于数字预失真模型的环路增益控制系统，其特征在于，所 述核心处理单元还用于下发当前的温度调整值和当前的下行衰减值给所述DSP单元以及 将Wl下发给所述下行增益调整单元；所述DSP单元还用于根据所述温度调整值、所述Wr和所述Wo计算环路增益调整值 WA，并将WA合并进下行衰减值得到合并后的环路增益调整值W1，并将所述Wl上报给所述 核心处理单元；所述下行增益调整单元还用于根据所述Wl调整输入非线性功率放大器的功率。
3.根据权利要求2所述的基于数字预失真模型的环路增益控制系统，其特征在于，所述核心处理单元还用于发出故障告警；所述DSP单元还用于对所述Wl进行四舍五入的处理，将得到的精度为0. 5的调整值W3 上报给所述核心处理单元，将舍去的调整值W2下发给所述FPGA单元；所述FPGA单元还用于根据所述W2对输入非线性功率放大器的功率进行调整。
4.一种使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法，其特征在于，包括(1)核心处理单元在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给DSP单元，所 述DSP单元根据所述初始下行功率和所述初始反馈功率计算初始环路增益Wo ；(2)FPGA单元对当前下行链路和反馈链路的功率进行统计，并上报给所述DSP单元；(3)如果当前下行功率比初始下行功率大并且当前反馈功率比初始反馈功率大，则所 述DSP单元根据当前的下行功率和反馈功率求得当前的环路增益Wr ；(4)所述DSP单元根据所述Wr和所述Wo计算环路增益调整值WΔ，并将所述W Δ上报 给所述核心处理单元；(5)所述核心处理单元将所述WA下发给下行增益调整单元，所述下行增益调整单元 根据所述WA对输入非线性放放大器的功率进行调整。
5.根据权利要求4所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法， 其特征在于，所述FPGA单元统计功率的步骤FPGA单元将ADC上报的数据进行同相求模得 到所述当前下行功率以及对DAC上报的数据进行正交求模得到所述当前反馈功率。
6.根据权利要求4所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法， 其特征在于，还包括步骤所述核心处理单元下发当前的温度调整值给所述DSP单元；所述核心处理单元下发当前的下行衰减值给所述DSP单元；所述DSP单元根据所述温度调整值、所述Wr和所述Wo计算环路增益调整值W Δ，并将 所述WA与所述下行衰减值叠加得到合并后的环路增益调整值W1，并将所述Wl上报给所述核心处理单元；如果所述Wl大于设定的阀值，则所述核心处理单元将所述Wl下发给所述下行增益调 整单元；所述下行增益调整单元根据所述Wi对输入非线性功率放大器的功率进行调整。
7.根据权利要求4所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法， 其特征在于，还包括步骤如果所述下行功率比所述初始下行功率小或者所述反馈链路功率比所述初始反馈功 率小，则通知所述核心处理单元当前环路无法调整，并让系统进入IDLE状态。
8.根据权利要求4所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法， 其特征在于，还包括步骤如果所述Wr比所述Wo小，则通知所述核心处理单元超过环路的调整范围并发出故障 报警。
9.根据权利要求6所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法， 其特征在于，还包括步骤如果所述Wl小于设定的阀值，则通知所述核心处理单元告警并终止当前AGC运算；如 果所述Wl小于0，则通知所述核心处理单元告警并终止当前AGC运算。
10.根据权利要求6所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方法， 其特征在于，在向所述核心处理单元上报所述Wl之前，包括DSP单元对所述Wl经过四舍 五入后得到精度为0. 5的调整值W3，当所述W3的精度连续5次为0. 5时，才进行向所述核 心处理单元上报的步骤。
11.根据权利要求10所述的使用权利要求1所述的增益控制系统进行增益控制的方 法，其特征在于，所述DSP单元将经过四舍五入的处理过程中被舍去的调整值W2下发给所 述FPGA单元，由所述FPGA单元对输入非线性放放大器的功率进行调整。
全文摘要
本发明公开了一种基于数字预失真模型的环路增益控制系统，包括核心处理单元，用于在出厂以前统计初始下行功率和初始反馈功率下发给DSP单元以及将环路增益调整值WΔ下发给下行增益调整单元；DSP单元，用于根据初始下行功率和初始反馈功率计算初始环路增益Wo、根据当前的下行功率、反馈功率求得当前的环路增益Wr以及根据Wr和Wo计算环路增益调整值WΔ，并将WΔ上报给核心处理单元；FPGA单元，用于对当前下行链路和反馈链路的功率进行统计并上报给DSP单元；下行增益调整单元，用于根据WΔ对输入的非线性放放大器的功率进行调整。本发明还公开了一种增益控制方法，提高了数字预失真系统的运行稳定性。
文档编号H04W52/14GK102083188SQ20101055807
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者刘志, 张晋 申请人:京信通信系统(中国)有限公司