一種數字無線直放站系統的製作方法
2024-02-15 09:58:15
專利名稱：一種數字無線直放站系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種移動通信設備，具體涉及一種數字無線直放站系統。
背景技術：
TD-SCDMA、CDMA、WCDMA等通信制式通常要同時對信號的相位和幅度進行調製，因 此會產生具有較高峰均比的調製信號；在處理這些非恆定包絡的信號時，為了保證射頻功 率放大器的線性，使得其效率不高，直放站的整機效率很低。同時又由於ADC的輸入功率限 制以及射頻功率放大器的線性限制，從而使得直放站系統的動態範圍有所限制，限制了覆 蓋範圍。
實用新型內容為了解決傳統的直放站在整機效率和動態範圍上存在的上述技術問題，本實用新 型的目的在於提供一種數字無線直放站系統，該系統採用數字預失真技術實現了移動通信 信號的遠距離傳輸和大功率的信號發射，提高了系統的動態範圍、整機效率以及覆蓋範圍。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種數字無線直放站系統，包括依 次連接的下行接收機、下變頻器、下行自動增益控制模塊、下行D/A變換模塊、基帶處理模 塊、下行預失真模塊、下行發射機，依次連接的上行接收機、上變頻器、上行自動增益控制模 塊、上行D/A變換模塊，通過基帶處理模塊與上行D/A變換模塊連接的上行預失真模塊，以 及與上行預失真模塊連接的上行發射機。所述下行預失真模塊包括依次連接的數字預失真器、數模轉換器、調製器、上變頻 器、功率放大模塊、下變頻器和反饋模數轉換器；其中數字預失真器接收從基帶處理模塊傳 輸過來的基帶信號，功率放大模塊與下行發射機連接。所述數字預失真器包括預失真器、存儲單元、算法模塊、功放模型、功放模型係數 估算器以及比較器；預失真器分別與基帶處理模塊、存儲單元、算法模塊、數模轉換器連接； 算法模塊還分別與存儲單元、功放模型、功放模型係數估算器連接；比較器分別與基帶處理 模塊、功放模型係數估算器、反饋模數轉換器連接。所述上行預失真模塊包括依次連接的數字預失真器、數模轉換器、調製器、上變頻 器、功率放大模塊、下變頻器和反饋模數轉換器，數字預失真器接收從基帶處理模塊傳輸過 來的基帶信號，功率放大模塊與上行發射機連接。所述數字預失真器包括預失真器、存儲單元、算法模塊、功放模型、功放模型係數 估算器以及比較器；預失真器分別與基帶處理模塊、存儲單元、算法模塊、數模轉換器連接； 算法模塊還分別與存儲單元、功放模型、功放模型係數估算器連接；比較器分別與基帶處理 模塊、功放模型係數估算器、反饋模數轉換器連接。所述算法模塊包括削峰算法模塊。本實用新型相對於現有技術，具有如下的優點及有益效果1、在現有直放站系統的基礎上增設了下行預失真模塊和上行預失真模塊，對發送信號的預失真程度進行估計，以達到減少失真、提高功放效率，進而提高整機效率的目的。2、下行預失真模塊和上行預失真模塊內設的削峰算法(CFR)模塊，能方便地對輸 入的下行數位訊號進行削峰處理，從而降低了信號的峰均比，進一步提高了功放效率。3、應用範圍廣，適用於進行多載波或者寬帶移動通信信號的遠距離傳輸，實現大 容量和大動態覆蓋；適用於GSM、CDMA、WCDMA, CDMA2000, TD-SCDMA等移動通信制式。
圖1是本實用新型與基站的連接關係示意圖；圖2是本實用新型的系統結構示意圖；圖3是本實用新型的上行預失真模塊/下行預失真模塊的結構示意圖；圖4是圖3中數字預失真器的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實 施方式不限於此。實施例圖1描述了數字無線直放站系統與基站的連接關係；圖1中，直放站的施主天線 接收到來自基站天線發射的信號後，經過內部的放大、變頻、濾波、基帶處理、數模轉換後， 經過直放站的覆蓋天線發射到覆蓋區域；同時直放站的覆蓋天線接收到來自移動終端的信 號，經過內部的放大、變頻、濾波、基帶處理、數模轉換後，通過施主天線發射到基站天線。如圖2所示，本實用新型數字無線直放站系統包括依次連接的下行接收機、下變 頻器、下行自動增益控制(AGC)模塊、下行D/A變換(ADC)模塊、基帶處理模塊、下行預失真 模塊、下行發射機，依次連接的上行接收機、上變頻器、上行自動增益控制(AGC)模塊、上行 D/A變換(ADC)模塊，通過基帶處理模塊與上行D/A變換模塊連接的上行預失真模塊，以及 與上行預失真模塊連接的上行發射機；其中下行接收機、上行發射機通過雙工器與施主天 線連接，下行發射機、上行接收機通過雙工器與覆蓋天線連接。本實用新型的上述各個模塊 的工作狀態都受監控系統的控制；在監控系統的控制下，本實用新型整個系統得以協調有 序地工作。如圖3所示，下行預失真模塊包括依次連接的數字預失真器、DAC(Digital to AnalogConverter，數模轉換器)、調製器、上變頻器、功率放大模塊、下變頻器和反饋 ADC(Analogto Digital Converter，模數轉換器)；其中數字預失真器接收從基帶處理模塊 傳輸過來的基帶信號，功率放大模塊與下行發射機連接。數字預失真器、DAC、調製器、上變 頻器、功率放大模塊構成下行預失真模塊的前向鏈路；而下變頻器、反饋ADC構成下行預失 真模塊的反向鏈路。上行預失真模塊的結構與下行預失真模塊的相同，也包括依次連接的 數字預失真器、DAC(Digital to Analog Converter，數模轉換器)、調製器、上變頻器、功率 放大模塊、下變頻器和反饋ADC(Anal0g to Digital Converter，模數轉換器)，數字預失真 器接收從基帶處理模塊傳輸過來的基帶信號，功率放大模塊與上行發射機連接。數字預失 真器、DAC、調製器、上變頻器、功率放大模塊構成上行預失真模塊的前向鏈路；而下變頻器、 反饋ADC構成上行預失真模塊的反向鏈路。在具體實施時，下行預失真模塊和上行預失真
4模塊可以通過專用晶片、FPGA、DSP、ASIC或它們的組合，以及其它可編程邏輯器件來實現。圖4是示意了數字預失真器的結構框圖。數字預失真器包括預失真器、存儲單元、 算法模塊、功放模型、功放模型係數估算器以及比較器；預失真器分別與基帶處理模塊、存 儲單元、算法模塊、DAC連接；算法模塊還分別與存儲單元、功放模型、功放模型係數估算器 連接；比較器分別與基帶處理模塊、功放模型係數估算器、反饋ADC連接。優選地，算法模塊 包括削峰算法(CFR)模塊，以便對輸入的數位訊號進行削峰處理，從而降低信號的峰均比， 以進一步提高功放效率，但這個CFR不是本實用新型必需的。數字預失真器接收來自監控 系統的控制信號，預失真處理的過程如下經過處理的基帶信號進入數字預失真器後，分成兩路，分別進入預失真器和比較 器；比較器通過實時比較基帶信號和反饋信號的差別，將比較的結果送入功放模型係數估 算器中；功放模型係數估算器根據接收到的兩種信號的差異信息，估算出射頻功率放大器 模型的係數，並將其送入算法模塊；算法模塊是整個預失真處理模塊的核心，算法模塊通過 功放模型根據預失真的算法確定預失真的參數，並將預失真的參數送入存儲單元中；預失 真器通過數據總線讀取存儲單元中的各種預失真參數，根據算法模塊提供的算法實時對輸 入的信號進行預失真校正，形成前向信號。下行預失真模塊、上行預失真模塊的工作原理為數字預失真器接收基帶信號，並 把它和反饋ADC輸送過來的反饋信號進行相關的比較、係數估算等處理後得出預失真後的 信號，並將預失真後的信號送給DAC轉變成模擬信號，然後經過調製器形成調製信號，接著 上變頻為射頻信號，經過濾波後由功率放大模塊放大；放大後的信號分成兩路，其中一路作 為射頻信號由天線發射出去，另外一路耦合到反饋通道，由下變頻器變頻為低中頻信號，經 過反饋ADC轉變成數位訊號後，送給數字預失真器。本實用新型下行鏈路的工作原理為直放站的施主天線接收來自基站天線發射的 下行信號，經過雙工器，到達下行接收機，進行濾波、放大後，送入下變頻器進行下變頻得到 中頻信號；接著進入下行AGC模塊對輸入信號進行功率控制，然後由下行ADC模塊將模擬中 頻信號採樣後轉化為數位訊號；接著基帶處理模塊對AD採樣後的數位訊號進行基帶處理； 然後下行預失真模塊對數位訊號進行預失真處理，經過數模信號轉換、上變頻、濾波等處理 後，通過下行發射機、雙工器，最後經直放站覆蓋天線將射頻信號發射到覆蓋區域。其上行 鏈路將覆蓋區域的移動終端信號經過上述過程的逆過程傳送回移動通信基站。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求一種數字無線直放站系統，其特徵在於包括依次連接的下行接收機、下變頻器、下行自動增益控制模塊、下行D/A變換模塊、基帶處理模塊、下行預失真模塊、下行發射機，依次連接的上行接收機、上變頻器、上行自動增益控制模塊、上行D/A變換模塊，通過基帶處理模塊與上行D/A變換模塊連接的上行預失真模塊，以及與上行預失真模塊連接的上行發射機。
2.根據權利要求1所述的數字無線直放站系統，其特徵在於所述下行預失真模塊包 括依次連接的數字預失真器、數模轉換器、調製器、上變頻器、功率放大模塊、下變頻器和反 饋模數轉換器；其中數字預失真器接收從基帶處理模塊傳輸過來的基帶信號，功率放大模 塊與下行發射機連接。
3.根據權利要求2所述的數字無線直放站系統，其特徵在於所述數字預失真器包括 預失真器、存儲單元、算法模塊、功放模型、功放模型係數估算器以及比較器；預失真器分別 與基帶處理模塊、存儲單元、算法模塊、數模轉換器連接；算法模塊還分別與存儲單元、功放 模型、功放模型係數估算器連接；比較器分別與基帶處理模塊、功放模型係數估算器、反饋 模數轉換器連接。
4.根據權利要求1所述的數字無線直放站系統，其特徵在於所述上行預失真模塊包 括依次連接的數字預失真器、數模轉換器、調製器、上變頻器、功率放大模塊、下變頻器和反 饋模數轉換器，數字預失真器接收從基帶處理模塊傳輸過來的基帶信號，功率放大模塊與 上行發射機連接。
5.根據權利要求4所述的數字無線直放站系統，其特徵在於所述數字預失真器包括 預失真器、存儲單元、算法模塊、功放模型、功放模型係數估算器以及比較器；預失真器分別 與基帶處理模塊、存儲單元、算法模塊、數模轉換器連接；算法模塊還分別與存儲單元、功放 模型、功放模型係數估算器連接；比較器分別與基帶處理模塊、功放模型係數估算器、反饋 模數轉換器連接。
6.根據權利要求3或5所述的數字無線直放站系統，其特徵在於所述算法模塊包括 削峰算法模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種數字無線直放站系統，包括依次連接的下行接收機、下變頻器、下行自動增益控制模塊、下行D/A變換模塊、基帶處理模塊、下行預失真模塊、下行發射機，依次連接的上行接收機、上變頻器、上行自動增益控制模塊、上行D/A變換模塊，通過基帶處理模塊與上行D/A變換模塊連接的上行預失真模塊，以及與上行預失真模塊連接的上行發射機；本實用新型採用數字預失真技術實現了移動通信信號的遠距離傳輸和大功率的信號發射，提高了系統的動態範圍、整機效率以及覆蓋範圍。
文檔編號H04B7/155GK201682498SQ20102017455
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者伍尚坤, 閆海成 申請人:京信通信系統(中國)有限公司