改善EDGE发射机射频指标的方法和装置与流程

本发明涉及移动通信领域，尤其是涉及改善edge发射机射频指标的方法和装置。

背景技术：

edge(enhanceddatarateforgsmevolution，增强型数据速率gsm演进技术)是一种从gsm到3g的过渡技术。

gsm规范中定义的edge开关谱测量方法是在时域测试的偏离中心频率一定位置、在一定带宽下的峰值保持功率。规范中进一步描述开关谱定义为功率切换时的瞬态的峰值功率。如图1所示，开关谱就是在突发功率由关闭到打开的上坡(rampup)和由打开到关闭的下坡(rampdown)两部分造成的峰值功率。根据规范3gpp51.010的edge开关谱要求，包括上坡和和下坡的斜坡(ramp)的切换瞬态期间是通常开关谱最差的位置。

现有调试开关谱的方法是，通过调试ramp部分的时域特性来改善开关谱。采用的方法包括调试ramp曲线和调试ramp时序。调试ramp曲线是通过芯片内部的时间-增益序列(ramp曲线)来改变实际ramp功率的时域特性。调试ramp时序，即通过调整ramp曲线和突发中的填充比特(dummybits)的相对关系，来改变功率的时域特性。

这两种技术存在如下缺点：

首先，目前调试ramp曲线的方法，虽然可以有效改善开关谱，但是由于edge调制和ramp功率爬坡是在发射机中完成的，ramp曲线参数和实际输出功率的线性就由发射机来保证。从实践中看，部分发射机ramp曲线和实际输出功率并非线性关系，某些ramp电压下微弱调整会引起功率陡变，实际的输出功率曲线和ramp曲线相似度太差，这对调试造成了很大难度。同时为了保证功率的时域指标，ramp曲线也不能剧烈调整。

其次，调试ramp时序，即通过改变ramp的起始位置，使输出的ramp时域特性得到改变，这种调试方式以尝试为主，效率较低，同时调试也受到功率的时域指标的牵制。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种改善edge发射机射频指标的方法和装置。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种改善edge发射机射频指标的方法，包括以下步骤：根据edge调制后信号和射频输出信号的关系，对填充比特进行优化；将经优化的填充比特与有效数据调制比特合成为调制比特；以及利用合成的调制比特获得优化的上升开关谱和下降开关谱。

在本发明的一实施例中，对填充比特进行优化的步骤包括：对填充比特的长度进行优化。

在本发明的一实施例中，对下坡期间的填充比特的长度进行优化的步骤包括：对填充比特自由部分进行配置；限定下坡期间的填充比特的长度不大于填充比特自由部分的长度。

在本发明的一实施例中，对填充比特进行优化的步骤还包括通过遍历多组填充比特序列来获得优化的填充比特。

在本发明的一实施例中，该遍历的方法包括遍历计算验证法和直接遍历测试法。

在本发明的一实施例中，对填充比特进行优化的步骤包括：输出包括三个顺序排列的子段的调制比特序列，其中第一字段为前一个时隙下坡的填充比特序列，第二子段为非爬坡填入“1”的部分，第三子段为后一个时隙上坡的填充比特序列。

在本发明的一实施例中，该射频指标包括开关谱、辐射谱和杂散指标。

本发明还提出一种改善edge发射机射频指标的装置，包括优化填充比特生成器、调制比特合成器和射频信号谱生成装置。该优化填充比特生成器根据edge调制后信号和射频输出信号的关系，对填充比特进行优化。该调制比特合成器将经优化的填充比特与有效数据调制比特合成为调制比特。该射频信号谱生成装置利用合成的调制比特获得优化的上升开关谱和下降开关谱。

在本发明的一实施例中，该优化填充比特生成器对填充比特的长度进行优化。

在本发明的一实施例中，该优化填充比特生成器按照如下方式对下坡期间的填充比特的长度进行优化：对填充比特自由部分进行配置；限定下坡期间的填充比特的长度不大于填充比特自由部分的长度。

在本发明的一实施例中，该优化填充比特生成器输出包括三个顺序排列的子段的调制比特序列，其中第一字段为前一个时隙下坡的填充比特序列，第二子段为非爬坡填入“1”的部分，第三子段为后一个时隙上坡的填充比特序列。

在本发明的一实施例中，该射频指标包括开关谱、辐射谱和杂散指标。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，可以通过修改填充比特改善edge开关谱，可以在不调整edge爬坡曲线和爬坡定时的情况下，单独调整填充比特序列使开关谱得到优化。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是开关谱的规范定义图。

图2是gsm/edge突发的调制比特和功率图。

图3是gsm/edge的2个时隙之间的调制比特和功率图。

图4是edge-gmsk模式下nramp_down_free的计算示意图。

图5是edge射频信号谱的形成原理图。

图6是根据本发明一实施例的包含优化填充比特生成器的系统架构图。

图7是优化填充比特生成器的作用示意图。

图8是优化填充比特生成器的输入输出接口示意图。

图9是遍历计算验证法的计算原理图。

图10是直接遍历法的测试平台架构图。

具体实施方式

本发明的实施例描述改善edge发射机开关谱射频指标的方法和装置。根据该方法，使用填充比特(dummybits)来考虑改善开关谱特性。

具体地说，通过调整功率爬坡部分的填充比特，可以引起功率爬坡部分的功率谱的优化，从而达到改善edge开关谱的目的。并且，功率爬坡部分的填充比特的修改又能完全符合规范对gmsk调制器状态的要求。

图2是gsm/edge突发的调制比特和功率图。如图2所示，一个gsm/edge突发(burst)包括n个时隙(n是从1到4的自然数)。发射的数据用发射突发调制比特d(i)表示，d(i)可以由n段的有用数据duseful(i)(i＝1,2,3,...,n)和n+1段的填充比特数据ddummy(j)(i＝1,2,3,...,n+1)按照顺序排列组成。同时，发送的功率用发射突发功率y(t)表示。可见y(t)可以由n个段的有用功率yuseful(t)和n+1个段的填充功率ydummy(t)按照顺序排列组成。d(i)和y(t)在时序上有一定的对应关系：duseful(i)在时间上对应yuseful(t)。ddummy(i)(长度为ndummy)在时间上对应ydummy(t)(持续时间为tdummy)。

其中，填充比特(用ddummy(i)表示)是定义在edge和gmsk调制中突发的有用部分数据的开始和结尾以外的那部分调制比特(modulatingbits)。如果进一步分析，两个时隙之间的ydummy(t)可以由3部分组成，如图3所示为yramp_down(i-1)、yguard(t)和yramp_up(i)，分别代表上一个时隙的下爬坡、保护间隔和下一个时隙的上爬坡。yramp_up和yramp_down的时间长度是由射频芯片(rfic)来确定的，对gmsk调制模式上下坡都为tramp_gmsk，对edge调制模式上下坡都为tramp_edge。yramp_up和yramp_down部分就是功率切换瞬态的部分，根据规范定义是引起开关谱恶化的原因。

根据y(t)和d(i)的时序关系，可以将ddummy(i)也分为3部分：dramp_down(i-1)、ddummy_guard(i)和dramp_up(i)，可知dramp_down和dramp_up部分是影响开关谱恶化的原因之一。与y(t)对应，gmsk调制模式上下坡长度nramp_gmsk，edge调制模式的nramp_edge和tramp_gmsk与tramp_edge的关系如公式1至3所示。公式中的tsymbol＝6/1625ms为gmsk/edge符号周期。

公式1

公式2

公式3

公式1至3中函数ceil代表向上取整数，是由于填充数据必须以整数为单位。通常nramp_gmsk和nramp_edge在3或4个符号。

3gpp规范对于gmsk调制下的填充比特要求全“1”，来保证gmsk调制器中差分编码器的初始状态。而对于edge调制规范没有对填充比特内容提出要求，因为edge调制器没有差分编码器部分，也不需要保证edge调制器的初始状态。根据规范原理，设射频芯片定义tgmsk_mod_adv参数为gmsk调制器的提前时间，当填充比特后一个时隙duseful(i)为gmsk调制时，规范要求在tgmsk_mod_adv期间填入数据必须为全“1”。而在tgmsk_mod_adv期间以外的部分的填充比特是可以变化而不影响gmsk调制功能，这是符合规范要求的。由于这段时间基本处于yramp_down(i-1)位置，所以将此段长度定义成nramp_down_free，表示在下坡期间可自由配置填充比特的部分。如图4和公式4所示的edge-gmsk时隙内的显示。

公式4

公式4中，函数floor代表向下取整数，是为保证tgmsk_mod_adv内填充数据为固定的“1”。通常nramp_down_free在2～4个符号。

根据本发明的实施例，通过修改dramp_up和dramp_down成优化值的方式，来实现开关谱的改善。为满足edge-gmsk切换模式下的gmsk调制器的状态问题，需要对edge的dramp_down的长度nramp_edge作限制，成为nramp_down_opt，如图4和公式5所示。

nramp_down_opt＝min(nramp_down_free,nramp_edge)公式5

对于edge模式的下坡部分没有此要求，所以可优化dramp_up的长度nramp_up_opt如公式6所示。

nramp_up_opt＝nramp_edge公式6

图5是edge射频信号谱的形成原理图。参考图5所示，d(i)->x(t)的映射关系为edge调制过程，由发射突发调制比特，依据3gpp规范45.004的定义完成星座图符号映射(不含整形滤波)，成为edge调制后信号x(t)的过程。图5所涉及的单元包括edge调制器51、脉冲整形滤波器52、爬坡单元53以及射频调制器54。并且，射频输出信号y(t)和输入edge调制后信号x(t)的时域关系如公式7所示。

y(t)＝x(t)*ps(t)×ramp(t)×[hφ(t)·e^jωt]公式7

公式7中的ps(t)为edge脉冲整形滤波器52的参数，由规范3gpp45.004定义。ramp(t)为爬坡期间的幅度包络。hφ(t)为射频芯片相位噪声等失真特性。e^jωt为混频器的频率变换效果。ps(t)、hφ(t)和e^jωt由射频芯片和系统工作状态决定，原则上不能做调试，ramp(t)成为了目前对开关谱的唯一调试手段。

依据公式7，通过获得d(i)中的优化填充比特dramp_up_opt和dramp_down_opt，得到优化的yramp_up和yramp_down谱，达到改善edge开关谱的目的。其实现装置可称为“优化填充比特生成器”，用于产生填充比特区域内的优化填充比特。

图6是根据本发明一实施例的包含优化填充比特生成器的系统架构图。如图6所示，系统所涉及的单元包括优化填充比特生成器61、调制比特合成器62、edge调制器63、脉冲整形滤波器64、爬坡单元65以及射频调制器66。优化填充比特生成器61作为调制比特合成器62的一个输入，调制比特合成器62的另一个输入是n个时隙有效数据调制比特。调制比特合成器62之后依次连接edge调制器63、脉冲整形滤波器64、爬坡单元65以及射频调制器66。这些器件63-66是传统的edge射频信号谱生成装置。

图7是优化填充比特生成器的作用示意图。参考图7所示，优化填充比特生成器61能够生成各个时隙之间的填充比特。

优化填充比特生成器61的输入输出特性如图8所示。输入参数有8项，列出如下：

1)填充比特区域长度(ndummy)，根据公式1得到。

2)前一个时隙的调制方式：mode_type(i-1)，取值是gmsk、edge或者none。当参数为none，代表此填充比特区域是属于首个时隙头部。

3)后一个时隙的调制方式)：mode_type(i)，取值是是gmsk、edge或者none。当参数为none，代表此填充比特区域是属于最末时隙的尾部。

4)edge调制上坡优化填充比特长度：nramp_up_opt，根据公式6得到。

5)edge调制下坡优化填充比特长度：nramp_down_opt，根据公式5得到。

6)gmsk调制上坡和下坡填充比特长度：nramp_gmsk，根据公式2得到。

7)最佳的edge上坡填充比特的序列：dramp_up_opt(长度为nramp_up_opt)。

8)最佳的edge下坡填充比特的序列：dramp_down_opt(长度为nramp_down_opt)。

优化填充比特生成器61的输出是一组调制比特序列ddummy_opt(i)，由3个子段顺序排列的调制比特序列组成，如公式8所示。

ddummy_opt(i)＝[ddummy_part1(i),ddummy_part2(i),ddummy_part3(i)]公式8

优化填充比特生成器的3子段说明如下：

[1]表示ddummy_part1(i)：前一个时隙rampdown的填充比特序列。

[2]表示ddummy_part2(i)：非ramp填入”1”的部分。

[3]表示ddummy_part3(i)：后一个时隙rampup的填充比特序列。

优化填充比特生成器的输入输出关系如表1所示。

表1：优化填充比特生成器的输入输出关系

在优化填充比特生成器61中，输入参数dramp_up_opt和dramp_down_opt的获得有2种实现方法：遍历计算验证法和直接遍历测试法。两种方法涉及的遍历表组相同。遍历表组分为2个遍历表，上坡遍历表是以edge每个符号的8种状态，共nramp_up_opt个符号组成的种填充比特序列；下坡遍历表是以edge符号8种状态，共nramp_down_opt个符号组成的种填充比特序列。

图9是遍历计算验证法的计算原理图。如图9所示，是采用对实际发射信号的参数ramp(t)和的hφ(t)的提取，并在填充比特的遍历的基础上，通过公式7求取y(t)并计算出开关谱指标，以最佳开关谱指标为依据，对遍历表进行排序，尔后再进行实际验证，得到dramp_up_opt和dramp_down_opt的方法。遍历计算验证法的特点是主要工作在计算上，实际测试量不大，因此效率高，但可能不能达到最佳的性能。

图10是直接遍历法的测试平台架构图。如图10所示，此平台架构是采用个人计算机1001，将edge突发有效数据，拼入遍历表中的dramp_up和dramp_down后，由终端的基带芯片1002和射频芯片1003发送，通过仪表(如频谱仪或综测仪1004)测量得到开关谱指标。以最佳开关谱指标为依据，对遍历表进行排序，直接得到最佳dramp_up_opt和dramp_down_opt的方法。直接测量遍历法特点是能直接挑选到所有数据中的最佳组，而且不用提取射频参数。但测试时间比较长。

本发明上述实施例的通过修改填充比特改善edge开关谱的方法，可以在不调整edge爬坡曲线和爬坡定时的情况下，单独调整填充比特序列使开关谱得到优化。如果同时调整爬坡曲线、爬坡的定时和填充比特序列，可以比原本调试方法下的指标有更大的优化。本发明可以广泛适用于各种edge射频芯片，对于edge爬坡曲线线性不佳的情况，使edge开关谱有效优化。并且由于采用调整填充比特的软件装置的方法来实现，比直接修改ramp曲线和调整时序的方法更灵活，效率更高，并且避免了常规调试方式对pvt等指标的影响，减少了系统风险。

尽管本发明的上述实施例是以edge开关谱为例进行说明，但是可以理解，本发明还可以扩展到通过修改填充比特改善edge诸如辐射谱和杂散的其他指标的方法，以及按照此原理实现的装置。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。