基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號的處理方法
2023-10-26 00:54:02 1
專利名稱：基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號的處理方法
技術領域：
本發明涉及基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號的處理方法，尤其涉及 其中的預失真處理方法。
背景技術：
在光纖傳輸模擬信號的場合，應先由光調製器把模擬信號調製成光信號後才能 在光纖上傳輸。當信號頻率接近光調製器的工作頻率時會發生共振，從而使信號 產生非線性失真，為了補償此非線性失真，常用的方法是採用電子器件對模擬信 號進行預失真處理，簡稱為模擬預失真。功率放大器對幅度超出其線性區域的模擬信號進行放大時，放大後的信號就會 含有非線性失真，信號的峰均功率比(PAPR)越高，放大後產生的非線性失真就 越嚴重。在對數位訊號的調製過程中，如果採用OFDM調製，會產生峰均功率比 較高的己調信號，而己調信號在傳輸之前，須轉換成模擬信號進行功率放大，為 了補償信號在功率放大後產生的非線性失真，常用的方法是對已調信號進行預失 真處理，由於已調信號是數位訊號，可以採用軟體編程來實現預失真處理，這種 預失真就稱為數字預失真。與模擬預失真不同的是，數字預失真是採用軟體實現 的，可根據工作環境變化而改變算法；而模擬預失真只能用於固定的信號環境， 不能根據信號電壓、功率的改變作出自適應變化。對於連接到外部網絡的一種無線接入系統，如圖l所示，其中心站(CS)連 接外部網絡，無線電基站(RBS)使用射頻天線聯接無線用戶終端，中心站與無 線電基站之間由光纖傳輸線連接。信號下行時，無線通信區域網的任務是中心站 從外部網絡接收原始信號(低頻數位訊號)，最後無線電基站發射的是無線電射頻 信號。
在無線接入系統中，通常要求設置儘可能多的無線電基站達到無縫覆蓋。為 了降低成本，現有技術給出一種光纖分布無線接入系統，如圖l所示中心站(CS)從外部網絡接收原始信號，並採用正交頻分復用(OFDM)調製 生成基帶信號(BB)，此步驟稱為數字基帶處理；中心站對基帶信號進行數字上變頻,生成頻率約為100-140M的中頻信號(IF)， 此步驟稱為數字中頻處理；中心站把中頻信號轉換(DAC)成模擬信號，經混頻後生成頻率約為5-6G 的射頻信號(RF);中心站把射頻信號經功率放大器(RF)放大後由光調製器調製(E/0)成光 信號，光信號在光纖(fiber)上傳輸到達無線電基站；無線電基站把收到的光信號還原(0/E)成射頻信號，由射頻天線發射。上述方案把數字基帶處理、數字中頻處理和射頻信號處理都放在中心站完成， 可以降低每個無線電基站的製造成本，從而實現低成本鋪設更多無線電基站的目 的。本方案中，在光纖上傳輸的是射頻信號，故所述的從混頻到無線電基站把收 到的光信號還原成射頻信號的步驟稱為光纖無線電技術。由於數字基帶處理步驟採用OFDM調製，生成峰均功率比較高的基帶信號， 轉換成射頻信號後經功率放大器放大，產生嚴重的非線性失真，為此，需要在數 字基帶處理步驟對基帶信號進行數字預失真處理；同樣地，當信號頻率接近光調 制器的工作頻率時會發生共振，從而產生非線性失真，所以需要對射頻信號進行 模擬預失真處理。上述方法的缺點是為補償光調製產生的非線性失真而採用的預 失真處理是對射頻信號進行模擬預失真處理，只能用於固定的信號環境，不能根 據信號電壓、功率的改變而做出自適應變化。發明內容本發明要解決為補償光調製產生的非線性失真的預失真處理只能用於固定的 信號環境，不能根據信號電壓、功率的改變而做出自適應變化的問題。 本發明給出基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號的處理方法，其特徵 縣，中心站的處理包括以下歩驟-使用OFDM調製生成數字基帶信號； 對數字基帶信號進行數字上變頻生成數字中頻信號；對數字中頻信號進行預失真處理，該預失真處理既補償功率放大器產生的非 線性失真，又補償光調製器產生的非線性失真；把已被預失真處理的中頻信號進行數/模轉換，再經混頻後生成射頻信號； 把射頻信號經功率放大器放大後由光調製器調製成光信號。本發明為電/光轉換部分的光調製而進行的預失真處理並不在射頻信號上進行，而是提前到中頻部分進行。因為中頻信號是數位訊號，對其預失真採用軟體編程來處理，屬於數字預失真，可根據工作環境變化而做出自適應調整。而且， 本發明為功率放大器而進行的預失真處理並不在生成基帶信號後馬上進行，而推遲至對中頻信號進行，把為功率放大器和為光調製器而進行的兩次預失真合併在 一次中完成，簡化了系統結構。
圖1是基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號處理的結構框圖； 圖2是本發明中心站對下行信號處理的流程圖。
具體實施方式
如圖l，中心站CS中，數字基帶處理BB和數字中頻處理IF部分採用軟體無 線電技術，即由一個可編程模塊實現。利用軟體處理所有的基帶信號和中頻信號, 具備較強的數據處理能力，且重新編寫軟體程序就可以經濟有效地把一種工作於 已定義調製方法、頻率和帶寬的無線系統轉變成另一個系統。使系統適配性強、
系統維護費用低，且具備可重構的特徵，便於系統對無線標準的兼容和升級。中 心站CS與無線電基站RBS之間的鏈路採用光纖無線電技術，即進行中頻信號和射頻信號乏問的轉換，在光纖上傳輸射頻信號，這樣王線電甚站就無需進行數字 基帶處理、數字中頻處理和射頻信號處理，只需對從光纖上接收的射頻信號進行光/電轉換0/E、濾波、放大等常規處理即可由射頻天線發射，從而簡化了無線電 基站的處理步驟，降低了無線電基站的成本。如圖2, Wi-Fi、 WiMAX、 3G、 4G等採用不同通信協議的多路信號各自經數 字基帶處理後，生成的多路基帶信號再各自經數字上變頻(Interpolation)後生成 中頻信號。本實施例的中心站先復用多路中頻信號，再集中進行數字預失真處理 DPD。因為中頻信號的復用又會造成非線性互失真，所以在復用後集中進行預失 真處理能補償復用多路中頻信號產生的互失真。如果把數字預失真處理DPD放在 中頻復用之前，則無法解決中頻信號復用產生的互失真，且對每一路信號都要進 行預失真，需要設置多個數字預失真處理DPD歩驟，使系統結構更複雜，更新時 須對多個預失真處理步驟同時更新，系統性能和兼容性、靈活性較差。如圖2，中心站對已被預失真處理的中頻信號數/模轉換，經混頻後生成射頻信 號，再經多路復用後由功率放大器放大，用光調製器轉換成光信號以便在光纖上 傳輸。射頻信號(模擬信號)的多路復用和中頻信號(數位訊號)的多路復用相 結合，使系統可以接收多種頻率和調製方法的數字和模擬信號進行綜合處理。
權利要求
1. 本發明給出基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號的處理方法，其特徵 是，中心站的處理包括以下步驟-使用OFDM調製生成數字基帶信號； 對數字基帶信號進行數字上變頻生成數字中頻信號；對數字中頻信號進行預失真處理，該預失真處理既補償功率放大器產生的非線 性失真，又補償光調製器產生的非線性失真把己被預失真處理的中頻信號進行數/模轉換，再經混頻後生成射頻信號； 把射頻信號經功率放大器(RF)放大後由光調製器調製(E/O)成光信號。
2. 根據權利要求1的頻段搬移方法，其特徵是，中心站先復用多路中頻信號，再 對復用後的中頻信號進行預失真處理，此預失真還補償復用多路中頻信號產生的 互失真。
3. 根據權利要求1的頻段搬移方法，其特徵是，先多路復用射頻信號，再經功率 放大器放大。
全文摘要
本發明給出基於光纖無線電的無線接入系統對下行信號的處理方法，其對數字中頻信號進行預失真處理，該預失真處理既補償功率放大器產生的非線性失真，又補償光調製器產生的非線性失真。
文檔編號H04L27/26GK101146074SQ20061012217
公開日2008年3月19日 申請日期2006年9月15日 優先權日2006年9月15日
發明者劉麗麗, 謙 張, 燕 熊, 羅英輝, 陳憶群 申請人:孟月萍