用于无线通信的高效率、远程可重构的远程射频头单元系统及方法技术方案

公开了一种用于实现宽带通信系统的高效率和高线性度的远程射频头单元（RRU）系统。本发明专利技术基于用于使RRU内部的功率放大器线性化的自适应数字预失真方法。通过宽带反馈路径来监视并且通过数字模块中的自适应算法来控制功率放大器特性，如放大器输出信号的线性的变化和异步失真。因此，本发明专利技术的实施方式可以补偿功率放大器系统的非线性以及记忆效应，并且还在功率附加效率、相邻信道泄漏比和峰值平均功率比方面改善了性能。本公开内容使得能够对功率放大器系统进行现场重构并且支持多调制方案（调制不可知）、多载波、多频带和多信道。因此，远程射频头系统特别适用于无线传输系统，如基站、中继器和室内信号覆盖系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及使用功率放大器和远程射频头单元(RRU或RRH)的无线通信系统。更具体地，本专利技术涉及一种作为分布式基站的一部分的RRU，其中，所有射频相关的功能都包含在可以被布置在远离主单元的位置处的单个很小的单元中。能够根据GSM、HSPA、LTE和WiMAX标准来操作的多模式射频和先进的软件可配置性是更灵活且能量有效的射频网络的部署的关键特征。本专利技术还可以在单个RRU内提供多频带以节省射频网络部署的成本。
技术介绍
无线和移动网络操作者面临建立对高的数据流量增长速率进行有效地管理的网络的持续挑战。终端用户的多媒体内容的移动性和增加的量级要求端到端的网络自适应性，端到端的网络自适应性支持新的服务以及对于宽带和统一费率互联网访问的增加的需求。此外，网络操作者必须考虑向4G的网络的最大成本效益演进。无线和移动技术标准正朝着对于峰值速率和小区吞吐量增长的更高频带需求发展。支持无线和移动技术的最新标准是HSPA+、WiMAX, TD-SCDMA和LTE。部署基于这些标准的网络所需要的网络更新必需平衡新的频谱的有限的可用性、发挥现有频谱的杠杆作用以及确保所有期望标准的操作。这些都必须在过渡阶段的同时发生，过渡阶段通常跨越很多年。分布式开放基站结构概念已经平行于标准的发展而发展，以提供用于管理射频接入发展的灵活、廉价且更可扩展(scalable)模块化的环境，图6。例如，开放式基站结构联盟(0BSAI)、通用公共无线接口(CPRI)和IR接口标准引入了通过光纤使基站服务器和基站的远程射频头部分分离的标准化接口。RRU概念构成了现有技术基站架构的基本部分。目前的RRU功率效率低、成本高且不灵活。它们的差的DC到RF功率变换确保了它们可能具有大的机械外壳。来自服务供应商的RRU要求RRU平台的更灵活性。随着标准演进，需要软件可升级的RRU。当前的RRU缺少灵活性和服务供应商所需的性能。RRU性能限制部分地由RF放大器的差的功率效率所驱动。因此，需要高效的、灵活的、可现场重构的RRU架构。
技术实现思路
因而，鉴于现有技术中的以上问题给出了本专利技术，并且，本专利技术的目的是提供一种用于宽带通信系统应用的通过高线性度且高效率的功率放大器来启用的多频带RRU系统的性能高且成本有效的方法。本公开内容使得能够对RRU进行现场可重构，并且支持多调制方案(调制不可知型)、多载波、多频带和多信道。 为了实现以上目的，根据本专利技术，技术通常基于自适应数字预失真方法来使RF功率放大器线性化。公开了本专利技术的各种实施方式，包括单频带、双频带和多频带RRU的实施方式。另一种实施方式是多频带多信道RRU。在一种实施方式中，在PA系统中利用峰值因数衰减、PD、功率效率提升技术以及系数自适应算法的组合。在另一种实施方式中，还利用模拟正交调制器补偿结构来提高性能。本专利技术的某些实施方式能够监视功率放大器特性的波动并且借助于自适应算法来进行自适应调节。当前公开的一种这样的自适应算法称为数字预失真算法，其在数字域实现。本专利技术的应用适于与所有无线基站、远程射频头、分布式基站、分布式天线系统、接入点、移动装置和无线终端、便携式无线设备以及如微波和卫星通信等其它无线通信系统一起使用。本专利技术还能够通过诸如至远程计算中心的以太网连接的链接来进行现场升级。附图说明根据结合附图给出的以下详细描述，可以更全面地理解本专利技术的另外的特征和优点，其中图I是示出远程射频头单元系统的基本形式的框图。图2是示出根据本专利技术一种实施方式的多信道远程射频头单元的框图。图3是示出本专利技术的远程射频头系统中的基于多项式的预失真的框图。图4是适用于本专利技术的远程射频头单元中的自适应的数字预失真算法的框图 。图5示出模拟调制补偿块。图6是示意性地描绘用于基于RRU的系统架构的各种可能的安装方案。图7描绘包括有与基站服务器的光链接的RRU系统结构的三扇区布置。图8以框图形式示出包括有峰值因数衰减和数字预失真的各种基于DSP的功能。图9是根据本专利技术另一种实施方式的具有RF输入信号或基带调制信号或者光接口的数字混合模块。图10是示出根据本专利技术另一种实施方式的具有光接口的数字混合模块的双信道远程射频头框图。图11是示出根据本专利技术另一种实施方式的具有光接口的数字混合模块的替选的双信道远程射频头框图。图12是示出具有光接口的数字混合模块的8信道双频带远程射频头框图，并且，还包括用于确保每个功率放大器输出彼此在时间、相位和幅度上对准的校准算法。术语表本文中所使用的缩写具有以下含义ACLR 相邻信道泄漏比ACPR 相邻信道功率比ADC 模数转换器AQDM 模拟正交解调器AQM 模拟正交调制器AQDMC 模拟正交解调器校正器AQMC 模拟正交调制器校正器BPF 带通滤波器CDMA 码分多址CFR 峰值因数衰减DAC 数模转换器DET 检测器DHMPA 数字混合模式功率放大器DDC 数字下变频器DNC 下变频器DPADoherty 功率放大器DQDM数字正交解调器DQM数字正交调制器DSP数字信号处理DUC数字上变频器EER包络消除和恢复EF包络跟随ET包络跟踪 EVM误差矢量幅度FFLPA前馈线性功率放大器FIR有限脉冲响应FPGA现场可编程门阵列GSM全球移动通信系统I-Q同相-正交IF中频LlNC使用非线性部件的线性放大LO本地振荡器LPF低通滤波器MCPA多载波功率放大器MDS多方向搜索OFDM正交频分复用PA功率放大器PAPR峰值平均功率比PD数字基带预失真PLL锁相环QAM正交幅度调制QPSK正交相移键控RF射频RRU远程射频头单元SAff表面声波滤波器SERDES并串行转换器/串并行转换器UMTS通用移动通信系统UPC上变频器WCDMA宽带码分多址WLAN无线局域网具体实施例方式本专利技术是利用自适应数字预失真算法的新的RRU系统。本专利技术是数字模块和模拟模块的混合系统。混合系统的数字模块和模拟模块的相互影响使频谱增生线性化并且提高了 PA的功率效率，同时维持或增加了宽的带宽。因此，本专利技术实现了宽带复合调制载波的更高的效率和更高的线性度。图I是示出有时被称为远程射频头单元或RRU的基本系统架构的高层级框图，至少对于某些实施方式，可以认为RRU包括数字模块和模拟模块以及反馈路径。数字模块是包括有H)算法、其它辅助DSP算法和相关数字电路的数字预失真控制器101。模拟模块是主功率放大器102、诸如DPA的其它辅助模拟电路以及整个系统的相关外围模拟电路。本专利技术操作为“黑盒”(即插即用型系统)，因为其接受RF调制信号100作为其输入，并且提供与其基本一致但放大的RF信号103作为输出，因此，其是RF输入/RF输出。根据本专利技术的一种实施方式，可以向数字预失真器控制器直接施加基带输入信号。根据本专利技术的一种实施方式，可以向数字预失真器控制器直接施加光输入信号。反馈路径主要向预失真控制器101提供输出信号的表示。在下文中，本专利技术有时被称为远程射频头单元(RRU)。图2以示意性框图形式示出其中提供有输入信号200的八信道(或η信道)RRU的实施方式。取决于实现，输入信号可以采用RF调制信号、基带信号或光信号的形式。输入信号200被馈送给多个信道，其中，每个信道包括数字预失真(DB))控制器，分别用201、211 和271表示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩·帕特里克·斯特普尔顿，金万容，肖英，曹敬俊，
申请(专利权)人：大理系统有限公司，
类型：
国别省市：