CN101316128B - 一种改善发射机效率的方法和发射机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种改善发射机效率的方法和发射机。本发明实施例中的方法包括:统计输入的数字信号的平均功率;根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理;根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对所述功放的偏置电压进行调整。该方法可以有效地改善发射机的效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种改善发射机效率的方法和发射机。
背景技术
功率放大器,简称功放。无线基站的功放性能与多种因素有关,这些因素都有可能导致发射机效率较低。例如,无线基站对发射机的功放所施加的偏置电压对发射机效率有很大影响。
为了改善发射机效率,在现有技术中,根据输出功率来调整发射机功放的偏置电压。当输出功率大时,需要较高的偏置电压来保证功放的线性度,减小信号失真;而在业务负载率低时,输出功率减小,此时的功放偏置点如果没有变化,则功放效率较低。因此,当功放输出功率小时,通常采取降低功放的偏置电压的方法,来降低静态功耗。功放的偏置电压包括栅压和漏压,要提高低负载率下的功放效率,通常需要将功放的漏压和栅压一起调整。
但是,在对现有技术的研究和实践过程中,发明人发现现有技术上述通过调整功放的偏置电压的方法,仍然不能有效地改善发射机效率,发射机性能仍会受到其它因素的影响,如输入信号峰均比(PAR,Peak to Average Radio)所带来的影响。
发明内容
本发明实施例提供一种改善发射机效率的方法和发射机,能够有效地改善发射机效率。
本发明实施例所提供的改善发射机效率的方法和发射机实施例是通过以下技术方案实现的:
本发明实施例提供了一种改善发射机功放效率的方法,该方法将输入的数字信号转换为模拟信号并通过发射通道输出到功放,并且还包括:
统计输入的数字信号的平均功率;
根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理;
根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对所述功放的偏置电压进行调整。
本发明实施例还提供了一种发射机,该发射机包括数字模拟转换器、用于将输入的数字信号转换为模拟信号并通过发射通道输出到功放,并且还包括:
第一功率统计器,用于统计所述输入的数字信号的平均功率;
削波处理器,用于根据第一功率统计器所输出的平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理后输出到所述数字模拟转换器;
电压控制器,用于根据所述第一功率统计器统计得到的平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对功放的偏置电压进行调整。
从以上技术方案可以看出,通过统计输入的数字信号的平均功率,并根据统计得到的平均功率按照根据不同的功率等级所设置的偏置电压参考值对功放的偏置电压进行调整,以降低功放的功耗,节省设备功耗;并根据统计得到的平均功率按照根据不同的功率等级所设置的削波门限对输入的数字信号进行削波处理,对信号进行削波后,可以降低对发射机内功放线性度的要求,使得功放可以减少回退,因此可以有效地改善发射机效率。
附图说明
图1为本发明实施例中发射机实施例一的框图;
图2为本发明实施例中改善发射机效率的方法实施例一流程图;
图3为本发明实施例中发射机实施例三的框图;
图4为图3所示的发射机的发射通道的框图;
图5为图3所示的发射机的反馈通道的框图;
图6为图3所示的发射机的闭环调整增益原理框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种改善发射机效率的方法和发射机,能够有效地改善发射机效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚、明了,以下参照附图,通过具体实施例进行详细描述:
参照图1,为本发明实施例中发射机实施例一的框图,数字域基带I/Q信号经过削波处理器11后经数字模拟转换器(DAC)12转换成模拟信号,DAC13输出的模拟信号经由发射通道13送入功放(PA)14,PA 14输出的信号经过天线15发送出去。
为了降低功耗,改善发射机效率,实施例一的发射机还包括:
第一功率统计器16,用于统计输入的数字信号(数字域基带I/Q信号)的平均功率;
削波处理器11,用于根据第一功率统计器16所输出的平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对输入的数字信号进行削波处理后输出到DAC 13;
电压控制器17,用于根据第一功率统计器16统计得到的平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对PA 14的偏置电压进行调整。
其中,偏置电压包括功放的栅压和漏压。所设置的不同的功率等级对应不同的削波门限和功放偏置电压参考值。
以下通过具体实施例说明采用上述发射机改善发射机效率的方法,参照图2,为本发明实施例中改善发射机效率的方法实施例一流程图,以下通过具体步骤进行详细说明:
S101、统计输入的数字信号的平均功率;
S102、根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理;
S103、根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对所述功放的偏置电压进行调整。
可以看出,该发射机通过统计输入的基带信号的平均功率,并由削波处理器根据统计得到的平均功率按照设置的平均功率等级所对应的削波门限进行削波处理,由电压控制器根据统计得到的平均功率按照设置的平均功率等级所对应的偏置电压进行调整,可以有效地改善发射机效率。
为了进一步改善发射机性能,可以对输入的数字信号的增益进行调整,以下通过具体实施例说明:
发射机实施例二、通过开环的方式来补偿功放调压时增益的波动,即控制电压针对不同输出功率等级预设补偿量,这种方案可以通过生产时装备做表的方式实现。假定功放增益是不变的,得到不同功率等级下的偏置电压值,而实际在生产调测过程中,功放在调压的时候增益不是稳定的,可以通过在原偏置电压基础上进行调整,一旦增益达到稳定值,就把当时的电压偏移量记录下来,按照表格等形式写入基站的存储器件中(掉电信息不丢失)。在设备运行过程中,电压控制器17在进行调压控制时,还用于根据预先存储的对应的偏置电压偏移量,更新发射机实施例一中按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值,并根据更新后的偏置电压参考值对PA14的偏置电压进行调整。根据预先存储的对应的偏置电压偏移量,更新发射机实施例一中按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值具体为将预先存储的电压增益偏移量和按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值相加,更新所述按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值。
发射机实施例三、采用闭环方式来调整增益,参照图3,为本发明实施例中发射机实施例三的框图:
数字域基带I/Q信号通过削波处理器31、第二功率统计器32后经过数字模拟转换器(DAC)33转换成模拟信号,DAC 33输出的模拟信号经由发射通道34送入功放(PA)35,功放输出信号通过耦合器36耦合后送入反馈通道37,反馈的射频信号通过反馈通道37后变成模拟中频或者模拟基带信号后,通过模拟数字转换器(ADC)38转换成数字信号后送入第二功率统计器32,形成发射和反馈通道的闭合环路。
上述第二功率统计器32,用于统计削波处理后的数字信号(数字域基带I/Q信号)的功率以及反馈通道37返回的信号的功率,得到输入的数字信号的实际增益,并根据设置的目标增益及输入的数字信号的实际增益,调整发射通道对输入信号的增益。
参照图4,为图3中所示的发射通道的框图,发射通道34可以包括调制器或上变频器341,其中:
如果发射机采用零中频方式,发射通道包括调制器,由调制器将DAC 33输出的模拟基带I/Q信号调制到载频上,通过天线39发送出去。
如果发射机采用数字中频方式,发射通道34可以包括上变频器,上变频器也可以称为混频器,将DAC 33输出的模拟中频信号和本振信号混频后上变频到载频上。
由于调制器或上变频器输出的信号功率较小,因此,可以在后面级联几级放大器后再发送给功放。参照图4中的放大器342。
为了调整增益,可以采用模拟衰减器或者可变增益放大器343。
参照图5,为图3中所示的反馈通道的框图,对应于发射通道34,反馈通道37可以包括下变频器或者模拟解调器371,用于将功放耦合的射频信号下变频为模拟中频信号或者通过解调器变换成模拟基带I/Q信号,所述下变频器的作用与上变频器的作用相反,解调器的作用与调制器的作用相反。模拟信号经过滤波后通过ADC进行模拟到数字信号的转换。
另外,反馈通道也可以包含放大器372。
为了减少信号干扰,在发射通道34和反馈通道37中还可以设置滤波器344和滤波器373。图4和图5中用虚线表示的器件表示可选的。
参照图6,为图3所示的闭环调整增益原理框图,以下简要说明其原理:
设削波处理器31的输出功率为PDin,整个发射通道及PA35的增益为GF,设功放输出的信号功率为Pout,PDin+GF=Pout;设反馈通道总增益为GR,第二功率统计器32统计反馈通道反馈信号的数字功率为PR,则PR-GR=Pout。其中,GR和GF都可以通过生产设备进行校正,是一个固定值。设功放输出功率为47.2dBm,对应功放输出47.2dBm的数字域功率为PDin,如果通道增益不变化,则PDin+GF,可以保证输出功率为47.2dBm,PR-GR对应功放输出的实际功率。调压时通常功放增益会发生变化,因此PDin+GF与PR-GR通常是不相等的。此时第二功率统计器32可以统计出增益变化值:PDin+GF-(PR-GR),并调整发射通道上的衰减器或者可变增益放大器等增益调节器,这种实现方式为在模拟通道上实现。
可以理解的是,也可以通过在数字域调整增益,这时只需要由第二功率统计器32统计削波处理后的所述数字信号的功率以及反馈通道返回的信号的功率,得到所述输入的数字信号的实际增益;并根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,对所述输入数字信号的数字功率进行调整,以调整对所述输入的数字信号的增益。在数字域调整增益时,发射通道上不需要具有衰减器或者可变增益放大器等增益调节的电路或器件。
以下通过具体流程说明采用上述发射机改善发射机效率的方法:
为了进一步改善发射机性能,在方法实施例一的基础上还可以对输入信号的增益进行调整:
统计削波处理后的数字信号的功率以及反馈通道返回的信号的功率,得到输入的数字信号的实际增益;
可以根据设置的目标增益及输入的数字信号的实际增益,对输入数字信号的数字功率进行调整,以调整对输入的数字信号的增益。
也可以根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,调整发射通道对输入信号的增益。根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益调整发射通道对输入信号的增益,具体为:根据设置的目标增益及输入的数字信号的实际增益,控制发射通道上的衰减器或者可变增益放大器以调整发射通道对输入信号的增益。
当然,除上述方法以外,也可以只统计输入数字信号的平均功率,按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值及预先存储的对应的偏置电压偏移量,对功放的偏置电压进行调整,以调整功放对输入信号的增益。
以上通过具体应用来说明了改善发射机效率的方法,可以理解的是,本发明实施例所述方法及发射机适用于UMTS(Universal MobileTelecommunications System,通用移动通信***)、CDMA2000(Code DivisionMultiple Access 2000,宽带码分多址接入2000)、LTE(Long Time Evolution,长期演进网络)、Wimax等不同制式的基站或终端设备。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括如下步骤:
统计输入的数字信号的平均功率;
根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理;
根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对所述功放的偏置电压进行调整。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种改善发射机效率的方法和设备进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种改善发射机效率的方法,包括将输入的数字信号转换为模拟信号并通过发射通道输出到功放,其特征在于,还包括:
统计输入的数字信号的平均功率;
根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理;
根据统计得到的所述平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对所述功放的偏置电压进行调整。
2.如权利要求1所述的改善发射机效率的方法,其特征在于,进一步包括:
对所述输入的数字信号的增益进行调整。
3.如权利要求2所述的改善发射机效率的方法,其特征在于,所述对所述输入的数字信号的增益进行调整的方法具体为:
统计削波处理后的所述数字信号的功率以及反馈通道返回的信号的功率,得到所述输入的数字信号的实际增益;
根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,对所述输入数字信号的数字功率进行调整,以调整对所述输入的数字信号的增益。
4.如权利要求2所述的改善发射机效率的方法,其特征在于,所述对所述输入的数字信号的增益进行调整的方法具体为:
统计削波处理后的所述数字信号的功率以及反馈通道返回的信号的功率,得到所述输入的数字信号的实际增益;
根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,调整发射通道对输入信号的增益。
5.如权利要求4所述的改善发射机效率的方法,其特征在于,所述根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益调整发射通道对输入信号的增益,具体为:
根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,控制发射通道上的衰减器或者可变增益放大器以调整发射通道对输入信号的增益。
6.如权利要求2所述的改善发射机效率的方法,其特征在于,所述对所述输入的数字信号的增益进行调整,具体为:
根据所述按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值及预先存储的对应的偏置电压偏移量,对功放的偏置电压进行调整,以调整功放对输入信号的增益。
7.一种发射机,包括数字模拟转换器、用于将输入的数字信号转换为模拟信号并通过发射通道输出到功放,其特征在于,还包括:
第一功率统计器,用于统计所述输入的数字信号的平均功率;
削波处理器,用于根据第一功率统计器所输出的平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的削波门限对所述输入的数字信号进行削波处理后输出到所述数字模拟转换器;
电压控制器,用于根据所述第一功率统计器统计得到的平均功率,按照根据不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值对功放的偏置电压进行调整。
8.如权利要求7所述的发射机,其特征在于,还包括:
第二功率统计器,用于统计削波处理后的所述数字信号的功率以及反馈通道返回的信号的功率,得到所述输入的数字信号的实际增益,并根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,调整发射通道对输入信号的增益。
9.如权利要求8所述的发射机,其特征在于,所述发射通道包括可变增益放大器或者衰减器,用于在第二功率统计器的控制下调整发射通道对输入信号的增益。
10.如权利要求7所述的发射机,其特征在于,还包括:第二功率统计器,用于统计削波处理后的所述数字信号的功率以及反馈通道返回的信号的功率,得到所述输入的数字信号的实际增益,并根据设置的目标增益及所述输入的数字信号的实际增益,对所述输入数字信号的数字功率进行调整,以调整对所述输入的数字信号的增益。
11.如权利要求7所述的发射机,其特征在于,所述电压控制器还用于根据预先存储的对应的偏置电压偏移量,更新所述按照不同的平均功率等级所设置的偏置电压参考值,并根据更新后的偏置电压参考值对功放的偏置电压进行调整。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |