CN101626355B - 一种多输入多输出终端的校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多输入多输出终端的校准装置及校准方法，该装置包括：第二天线口；反馈模块，用于将射频发射模块的输出信号反馈至第二天线口；射频接收模块，用于获得数字化的反馈信号；比较模块，用于比较反馈信号与输入信号，并根据比较的结果确定功率放大器是否工作在非线性区域；失真大小确定模块，用于在功率放大器工作在非线性区域时，确定反馈信号的失真大小；预失真处理模块，用于在功率放大器工作在非线性区域时，根据失真大小，调整预失真系数，以获得校准预失真系数。利用该校准装置，可对该预失真系数查找表进行校准，使得MIMO终端在工作过程中能利用校准后的预失真系数查找表对输入信号进行预失真处理，从而改善功率放大器的线性性能。

Description

一种多输入多输出终端的校准装置及校准方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)终端的校准装置及校准方法。

背景技术

在移动通信领域，3GPP长期演进LTE技术因其代表着3G后续演进的方向，而受到广泛的关注。LTE对可变信道带宽的支持要求功放在更宽的频带上实现高线性化，OFDM技术在LTE中的应用也会大大提高整个***的峰均比，这些都对放大器的线性度提出了更高的要求。此外，LTE中用到的64QAM等调制方式也都对***的线性度有较高的要求。从以上分析，我们可以发现在LTE***的设计上尽可能地提高***的线性度是非常有意义的。

现有技术中，实现射频功放线性化的方法很多，常见的有以下三种：功率回退法、前馈法和预失真法。

功率回退法引入了一对矛盾体即效率和线性度，必须在两者之间找到一个合适的平衡点，它相当于把功率较大的管子作小功率管使用，牺牲功放的效率来提高线性度，功率放大器的效率大为降低，另外它有一定的局限性，当功率回退到一定程度，继续回退将不再改善放大器的线性度。

前馈法用于输出校准时，由于输出信号的功率电平较大，这样就必须引入一个线性度更好的功放来对校准信号进行放大，否则校准就没有意义了，此外还需获得精确的幅度、相位和时延匹配，否则就不能完全抵消，引入误差。

预失真法的本质就是在功率放大器前增加一个非线性电路以补偿功率放大器的非线性，基带预失真由于工作频率低，可以用数字电路实现，是当前研究的一个热点。数字预失真器由一个矢量增益调节器组成，它可以根据查找表(LUT，Look-Up-Table)的内容来控制输入信号的幅度和相位，并进而控制预失真的大小，从而提供一个与功放相反的非线性特性，以使得输入信号与功放输出信号的差别最小。数字预失真器不存在稳定性问题、有更宽的信号频带、能够处理含多载波的信号。但是，本发明人在实现本发明的过程中发现，预失真技术很难应用于早期的移动终端，其中的一个重要原因是在早期的移动终端中应用预失真技术需要加一个额外的接收机，这增加了终端的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种多输入多输出终端的校准装置及校准方法，以解决在移动终端中利用预失真技术来提高***的线性性能的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多输入多输出终端的校准装置，所述多输入多输出MIMO终端包括：第一天线口，及与所述第一天线口相连接的射频发射模块，所述射频发射模块包括功率放大器，其中，所述MIMO终端还包括：

预失真处理模块，与所述射频发射模块的输入端相连接，用于在所述MIMO终端处于工作过程中、且所述功率放大器工作在非线性区域时，在所述输入信号输入所述射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述输入信号进行预失真处理；所述预失真系数查找表包括：所述功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系；

所述校准装置，用于在所述MIMO终端工作前，获取校准的预失真系数查找表，包括：

第二天线口；

反馈模块，用于将所述射频发射模块输出的射频信号通过所述第一天线口反馈至所述第二天线口；

射频接收模块，用于对所述反馈至所述第二天线口的信号进行下变频及模数转换，获得所述射频发射模块输出射频信号的数字化的反馈信号；

比较模块，用于比较所述射频接收模块输出的反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并根据比较的结果确定所述功率放大器是否工作在非线性区域；

失真大小确定模块，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；

所述预失真处理模块，进一步用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，根据所述失真大小确定模块确定的失真大小，调整所述预失真系数，直至得到使所述失真大小在预设失真范围内的校准预失真系数。

优选地，所述的校准装置，其中，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述MIMO终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系。

优选地，所述的校准装置，其中，所述预失真系数包括：所述功率放大器的相位调节系数和增益调节系数中的至少一个。

优选地，所述的校准装置，其中，所述第二天线口为所述MIMO终端包含的多个天线口中，除所述第一天线口外的其它天线口；所述射频接收模块为与所述第二天线口对应的射频接收模块。

优选地，所述的校准装置，其中，

所述反馈模块包括：

功分模块，与所述第一天线口相连接，用于将所述射频发射模块输出的射频信号分成两路相同的信号；

功率调节模块，用于接收所述两路相同信号中的一路，对所述接收的一路信号进行功率调节，并将所述调节后的信号输入所述射频接收模块；

所述两路信号中的另一路输入所述失真大小确定模块。

优选地，所述的校准装置，其中，所述失真大小确定模块通过分析所述反馈信号的相邻信道功率比ACPR的值，来确定所述反馈信号的失真大小。

另一方面，提供一种多输入多输出终端的校准方法，所述多输入多输出MIMO终端包括：第一天线口，及与所述第一天线口相连接的射频发射模块，所述射频发射模块包括功率放大器，其中，

所述MIMO终端还包括：

第二天线口；

与所述第二天线口相连接的射频接收模块；

预失真处理模块，与所述射频发射模块的输入端相连接，用于在所述MIMO终端处于工作过程中、且所述功率放大器工作在非线性区域时，在所述输入信号输入所述射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述输入信号进行预失真处理；所述预失真系数查找表包括：所述功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系；

所述校准方法，用于在所述MIMO终端工作前对所述预失真系数查找表进行校准，所述校准方法包括如下步骤：

步骤A，将所述射频发射模块输出的射频信号通过所述第一天线口反馈至所述第二天线口，并通过所述射频接收模块对所述反馈至所述第二天线口的信号进行下变频和模数转换，获得所述射频发射模块发射信号的数字化的反馈信号；

步骤B，比较所述反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，如果所述功率放大器工作在非线性区域，则调整所述预失真系数，直至得到使所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小在预设范围内的校准预失真系数，保存所述功率放大器的输出功率及与所述输出功率对应的校准预失真系数。

优选地，所述的校准方法，其中，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述MIMO终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系；

所述步骤B中，所述保存所述功率放大器的输出功率及与所述输出功率对应的校准预失真系数为：

保存与所述功率放大器的输出功率对应的功率控制字APC的值及对应的校准预失真系数。

优选地，所述的校准方法，其中，所述步骤B中，通过判断所述反馈信号的相邻信道功率比ACPR的值是否在预设的范围内，来确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小是否在预设的范围内。

优选地，所述的校准方法，其中，所述步骤A之前还包括：将所述射频发射模块输出的射频信号分成相同的两路的步骤；

所述两路中的一路通过所述第二天线口反馈至所述射频接收模块，所述两路中的另一路用于确定所述反馈信号的失真大小。

优选地，所述的校准方法，其中，所述步骤B还包括：

调整所述功率放大器的输出功率范围，以获得所述功率放大器的非线性输出功率区域内、不同输出功率点对应的校准预失真系数，并利用所述不同输出功率点对应的校准预失真系数生成校准的预失真系数查找表。

优选地，所述的校准方法，其中，通过调整所述MIMO终端的功率控制字APC的值来调整所述功率放大器的输出功率范围。

优选地，所述的校准方法，其中，在生成所述校准的预失真系数查找表后，在所述MIMO终端的工作过程中，还包括：

步骤a，获取所述功率放大器的输出功率；

步骤b，在所述功率放大器工作在非线性区域时，所述预失真处理模块根据所述功率放大器的输出功率，从所述校准的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，并将所述预失真处理后的信号输入所述射频发射模块进行发射。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下技术效果：

通过在MIMO终端中设置预失真处理模块，及在MIMO终端工作前对预失真处理模块使用的预失真系数查找表中的预失真系数进行校准，在功率放大器工作在非线性区域时，在基带信号输入射频发射模块前，从校准的预失真系数查找表中获取与功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对输入的基带信号进行预失真处理，可提高功率放大器的线性性能，从而改善了MIMO终端***的线性性能，满足了LTE对功率放大器高线性度的要求。

附图说明

图1为本发明实施例的MIMO终端的结构示意图；

图2为本发明实施例的MIMO终端的校准装置的结构示意图；

图3为利用本发明实施例的校准装置对本发明实施例的MIMO终端进行校准的原理示意图；

图4为本发明实施例的MIMO终端的校准方法的流程示意图；

图5为利用本发明实施例的校准方法生成校准的预失真系数查找表LUT后，MIMO终端在工作过程中的射频发射方法的流程示意图；

图6为MIMO终端利用校准后的LUT进行射频发射的工作原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明人在实现本发明的过程中发现多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)技术作为一个关键技术在LTE中得到应用。MIMO技术拥有很多优点：可以在不增加信道带宽的情况下，成倍的增加***的容量，从而有效提高了***的频谱利用率；还可以通过分集来提高信号传输的质量。本发明人在本发明中开发了MIMO的另外一种应用，基于MIMO技术提出的一种改善射频发信机线性性能的方法。本发明人在实现本发明的过程中发现：对于早期的移动终端，预失真技术很难得到应用的一个重要原因是它需要加一个额外的接收机，这增加了终端的成本，而在MIMO多天线***中不需要另加接收机，这就为预失真的应用提供了可能。

图1为本发明实施例的MIMO终端的结构示意图。如图1，该MIMO终端包括：

第一天线口101；射频发射模块102，包括功率放大器103，该射频发射模块与第一天线口相连接，用于对输入信号如基带信号进行数模转换、调制、及通过功率放大器对调制后的信号进行功率放大，并将功率放大器的输出信号通过第一天线口输出，具体的，在MIMO终端的工作过程中，功率放大器输出的信号通过设置在第一天线口的第一天线发射出去；预失真处理模块104，与射频发射模块的输入端相连接，用于在MIMO终端处于工作过程中、且功率放大器工作在非线性区域时，在输入信号输入射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对输入信号进行预失真处理，经过预失真处理后的信号再输入射频发射模块；其中，预失真系数查找表包括：功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系。

示例性地，由于MIMO终端可根据预先存储的自动功率控制字(AutomaticPower Control，APC)的值确定射频发射模块的发射功率，并进而获取功率放大器的输出功率值，即APC的值能够指示功率放大器的输出功率，所以预失真系数查找表中的功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系可通过MIMO终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系来表示。

优选地，当预失真系数查找表LUT中存储的为：APC的值与预失真系数之间的对应关系时，预失真处理模块在进行预失真处理时，获取APC的值，并从LUT中查找出与获取的APC的值对应的预失真系数来进行预失真处理。

本发明的实施例提供了一种设置有预失真处理模块的MIMO终端，该实施例的MIMO终端，在工作过程中，通过获取功率放大器的输出功率，在功率放大器工作在非线性区域时，通过查找预设的预失真系数查找表LUT，确定与当前功放输出功率相对应的预失真系数，来对输入预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，可提高功率放大器的线性性能，进而提高该MIMO***射频发射模块如射频发信机的线性性能。其中，当前功率放大器的输出功率可通过获取MIMO终端的APC的值来获得。

优选地，预失真系数查找表存储在MIMO终端的存储模块中。

优选地，预失真系数查找表中存储的预失真系数包括：功率放大器的相位调节系数和增益调节系数中的至少一个。示例性地，预失真系数查找表包括两个二维表：相位调节系数-功率表及增益调节系数-功率表。在MIMO终端工作过程中，根据功率放大器的输出是相位失真还是增益失真，选择相应的相位调节系数和/或增益调节系数来对输入信号进行预失真处理。

示例性地，在具体实现中，本发明实施例的预失真处理模块可利用现有的多种预失真器，如多种数字基带预失真器来实现。预失真处理模块包括：由FIR滤波器实现的矢量增益调节器。矢量增益调节器通过修正FIR滤波器的FIR系数来调整输入信号的相位和/或增益的失真大小。

优选地，本发明实施例的MIMO终端中的预失真系数查找表中的预失真系数是经过校准的预失真系数查找表。示例性地，该校准的LUT可以是通过与MIMO终端的工作过程分离开的校准过程来获得的。具体的，如可以是在MIMO终端出厂前校准好的。

由于MIMO终端具有多天线，在对本发明实施例的MIMO的LUT进行校准时，可利用MIMO终端的一个天线进行射频发射，并通过该发射天线的天线口，及利用另一个天线的天线口和对应的射频接收机来方便地获取射频发射机输出的射频信号的反馈信号，从而可方便、精确地实现对LUT的校准。

图2示出了用于对本发明实施例的MIMO终端的预失真系数查找表LUT进行校准的校准装置的结构示意图。本发明实施例的校准装置用于在MIMO终端工作前，获取设置的预失真系数查找表，并对其设置的预失真查找系数表进行校准。图2中，同时示出了校准装置与MIMO终端的连接关系。如图2，该校准装置包括：第二天线口201；反馈模块202，用于将射频发射模块输出的射频信号通过第一天线口反馈至第二天线口；射频接收模块203，与第二天线口相连接，用于接收反馈至所述第二天线口的信号，对所述接收的信号进行下变频及模数转换，获得所述射频发射模块输出的射频信号的数字化的反馈信号；比较模块204，用于比较射频接收模块输出的反馈信号与预失真处理模块的输入信号，并根据比较的结果确定所述功率放大器是否工作在非线性区域；失真大小确定模块205，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；上述预失真处理模块，进一步用于在功率放大器工作在非线性区域时，根据所述失真大小确定模块确定的失真大小，调整预失真系数，直至得到使所述反馈信号的失真大小在预设失真范围内的校准预失真系数，并保存所述功率放大器的输出功率及与所述功率放大器的输出功率对应的校准预失真系数，以生成校准的预失真系数查找表。

应该明白的是，由于MIMO终端的两个天线离的很近，属于近场，一个天线不能从与它相邻的天线上获取信号，所以在利用本发明实施例的校准装置进行校准时，反馈的射频信号是从未扣上天线之前的天线口即天线端口获得的。

优选地，上述保存功率放大器的输出功率及与所述输出功率对应的校准预失真系数为：保存与所述功率放大器的输出功率对应的功率控制字APC的值及对应的校准预失真系数。

本发明实施例的校准装置利用MIMO终端的多天线特点来精确获取射频发射信号的反馈信号，以进行校准。优选地，上述第二天线口为MIMO终端包含的多个天线的天线口中，除所述第一天线口外的其它天线口；上述述射频接收模块为MIMO终端中与上述第二天线口对应的射频接收机。

优选地，上述比较模块，可利用现有的多种信号比较器来实现。示例性地，上述比较模块可通过判断反馈信号与预失真处理模块的输入信号之间的信号差是否小于预设的阈值，来确定功率放大器是否工作在线性区内；其中，当所述信号差小于预设的阈值时，确定功率放大器工作在线性区域；否则，工作在非线性区域。

图3为利用图2所示的校准装置对本发明实施例的MIMO终端进行校准的原理示意图。如图3，该例的校准装置中，反馈模块还包括：与第一天线口相连接的功分模块、与功分模块相连接的功率调整模块。该例中，失真大小确定模块实现为频谱分析模块。功分模块，如功分器，用于将功率放大器的输出信号分成两路相同的信号，输出的两路信号，一路接到功率调整模块如功率衰减器，由功率调整模块对其接收的这一路信号进行功率调整，并将调整后的信号通过第二天线口输入射频接收模块，以反馈至比较模块；另一路信号输出到频谱分析模块，如频谱分析仪，在对预失真系数进行调节的过程中，可通过频谱分析仪来观察分析这一路信号的线性度指标如该路信号的相邻信道功率比ACPR的值，通过分析该路信号的线性度指标来得到反馈信号的线性度指标，至找到使反馈信号的ACPR的值在预设范围内的校准预失真系数，从而可确定出反馈信号与预失真处理模块的输入信号相比的失真大小，进而确定出功率放大器的输出信号与预失真处理模块的输入信号相比的失真大小。示例性地，该频谱分析仪可以是PSA。示例性地，上述衰减模块为可调的衰减器，用于为射频接收模块提供合适的功率范围的信号。示例性地，可以是校准的操作员通过观察频谱分析模块的分析结果，来手工调整预失真系数，也可以是频谱分析模块自动将分析结果输入预失真处理模块，由预失真处理模块根据输入的分析结果自动调整预失真系数。

如图3，输入射频发射模块的信号，经数模转换模块如D/A转换器的数模转换后，由调制模块进行上变频，再通过功率放大器放大输出，通过第一天线口输出。功率放大器输出的射频信号经功分模块、功率调节模块后，射频接收模块通过第二天线口接收该信号，并将接收的信号经解调模块的下变频、模数转换模块如A/D转换器的模数转换后，获得射频发射模块输出的射频信号的数字化的反馈信号，并将该反馈信号输入比较模块；比较模块比较预失真处理模块的输入信号和接收到的反馈信号，判断出功率放大器工作在非线性区域时，预失真处理模块调整预失真系数，使反馈信号相对于预失真处理模块的输入信号的失真大小在预设的失真范围内，这样可以获得功率放大器工作在非线性区域时的不同输出功率点时的校准预失真系数，保存所述功率放大器的输出功率及与该输出功率对应的校准预失真系数，以生成校准的LUT。利用该校准的LUT，MIMO在工作过程中时，可以更准确地对输入信号进行预失真处理，以提高射频发信机的线性度。

具体实现中，在射频发射模块中还具有与功放的输出端相连接的前端器件，如开关，以控制功放输出的信号是否通过天线发射；在射频接收模块中还具有与解调模块的输入端相连接的前端器件，如开关，以控制射频接收模块是否接收发射信号。

优选地，MIMO终端的LUT校准完成后，校准装置中除MIMO终端包含的第二天线口和射频接收模块外，其它模块均可卸载掉。

优选地，MIMO终端的LUT校准完成后，在MIMO终端的工作过程中，反馈模块的馈点断开不工作。

图4为本发明实施例的MIMO终端的校准方法的流程示意图，用于在MIMO终端工作前对MIMO终端的LUT进行校准。下面结合图3、图4对本发明实施例的校准方法的步骤进行说明。该实施例的校准方法包括：

步骤401，将所述射频发射模块输出的射频信号通过所述第一天线口反馈至第二天线口，并通过所述射频接收模块对所述反馈至第二天线口的信号进行下变频和模数转换，获得所述射频发射模块输出信号的数字化的反馈信号；

该步骤中，利用MIMO***多天线的特点，方便地把功率放大器(POWERAMPLIFIER，PA)的输出信号通过MIMO的一个天线口发射并通过MIMO的另一天线口获得反馈信号，并通过该另一天线口对应的射频接收模块，如射频接收接收机，并通过调制模块进行下变频变换、和模数转换模块即A/D转换器采样得到数字化的反馈信号。

步骤402，比较上述反馈信号与预失真处理模块的输入信号，如果所述功率放大器工作在非线性区域，则调整预失真系数，直至得到使反馈信号相对于预失真处理模块的输入信号的失真大小在预设的失真范围内的校准预失真系数，保存功率放大器当前的输出功率及与该输出功率对应的校准预失真系数。

在调整的过程中，预失真处理模块利用当前的预失真系数对输入信号进行预失真处理，通过频谱分析模块如频谱分析仪判断反馈信号的ACPR的值是否在预设的范围内来确定反馈信号的失真大小是否位于预设的范围内，在反馈信号的失真大小不满足预设条件即不在预设范围内时，继续调整预失真系数，直至找到使所述反馈信号相对于预失真处理模块的输入信号的失真大小在预设的失真范围内的预失真系数，将该找到的预失真系数作为校准的预失真系数。

在该步骤中，通过反馈信号与预失真处理模块的输入信号相比较，可以判断出功率放大器是否工作在线性区域，如增益线性区域。具体地，可以利用现有的比较器来进行上述比较。示例性地，可设定在反馈信号与基带预失真器的输入信号的差值小于预定的阈值时，确定功率放大器工作在线性区域；否则，确定功率放大器工作在非线性区域。

预失真处理模块主要在放大器的非线性区域进行预失真处理。该步骤中，如果功率放大器工作在线性区域，不对输入信号做任何预失真处理，并调整终端中预先存储的功率控制字APC的值，通过调整APC的值来调整功率放大器的输出功率，以对功率放大器的输出功率范围内时的其它输出功率点的预失真系数进行校准；如果工作在非线性区域，读取APC值，根据APC值获得射频发射模块当前的发射功率，并进而获得功率放大器当前的输出功率，调节预失真系数，直到功率放大器的输出信号与预失真处理模块输入信号的失真大小在预设的范围内，示例性地，调节预失真系数直到反馈信号的线性度指标ACPR的值在预设的范围内，该调节后的预失真系数即为功率放大器当前输出功率下的校准预失真系数，读取该校准系数，并保存功率放大器当前的输出功率及该功率对应的校准预失真系数，示例性地，可通过保存APC值来指示上述PA的输出功率。该例中，通过调节预失真系数，来调节预失真处理模块对输入信号进行的预失真处理，直至找到合适的预失真系数使得功率放大器的输出信号与预失真处理模块的输入信号相比，失真在预设的范围内。示例性地，可选择使ACPR的值最小的预失真系数作为校准的预失真系数。

步骤403，调整功率放大器的输出功率范围，在所述功率放大器的非线性输出功率区域内、不同输出功率点下执行上述步骤402，获得功率放大器的非线性输出功率区域内时、不同输出功率点对应的校准预失真系数，并利用不同的输出功率与对应的校准预失真系数生成校准的预失预失真系数查找表。

该步骤中，上述调整功率放大器的输出功率范围，主要是在功率放大器的非线性区域内调整PA的输出功率。

在该步骤中，上述调整功放的输出功率范围具体可通过在功放的增益非线性区域分步长调整APC控制字的值来实现，每调整到一个控制字，就调整预失真系数，并通过比较器判断功放在当前输出功率下输出信号的失真的大小，找到使功率放大器输出信号的线性度指标ACPR值在预设范围内的预失真系数，记录这个系数，这时的输出功率可通过读取APC控制字来获得，于是就找到了与这个输出功率对应的预失真系数，把这个输出功率以及对应的预失真系数存储生成校准的预失真系数查找表。优选地，校准的预失真系数查找表中保存的是MIMO终端的APC的值与预失真系数之间的对应关系。

在生成上述校准的预失真系数查找表后，MIMO终端在工作过程中，通过查找存储的上述校准的LUT，对预失真处理模块的输入信号进行预处理，可以改善射频发信机的线性度。

优选地，在生成校准的预失真系数查找表后，在MIMO的工作过程中，在功率放大器工作在非线性区域时，预失真处理模块根据功率放大器的输出功率，从校准的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，并将所述预失真处理后的信号输入所述射频发射模块进行发射。

图5为利用本发明实施例的校准方法生成校准的LUT后，MIMO终端在工作过程中的射频发射方法的流程示意图。图6为MIMO终端利用校准后的LUT通过设置在第一天线口的第一天线进行射频发射的工作原理示意图。如图6，预失真处理模块使用的预失真系数查找表LUT为经校准的校准LUT。结合图5、图6，该射频发射方法包括：

步骤501，预失真处理模块根据功率放大器的输出功率，判断功率放大器是否工作在非线性区域；如是，则执行步骤502；否则，不对输入信号进行任何处理；

该步骤中，当LUT中保存的是PA的输出功率与预失真系数之间的对应关系时，MIMO终端通过读取APC的值来获取射频发射模块的发射功率，并进而获得功率放大器PA的输出功率的值，根据该PA的输出功率可以判断出功率放大器是否工作在非线性区域，如果工作在线性区域，不对输入信号做任何处理；如果工作在非线性区域，读取APC值，并执行步骤502。

该步骤中，当LUT中保存的为APC的值与预失真系数之间的对应关系时，可直接根据读取的APC的值来判断PA是否工作在线性区域。

具体地，可预先在MIMO中存储PA由线性工作区域到非线性工作区域时输出功率的门限值，当PA的输出功率大于该门限值时，PA工作在非线性区域；同理，也可预先存PA由线性工作区域到非线性工作区域时APC值的门限值；当PA当前的输出功率大于该门限值时，PA工作在非线性区域。

该实施例中，由于LUT中存储的通常为PA工作在非线性区域时的输出功率或APC值与预失真系数之间的对应关系，所以通常可直接通过判断当前的输出功率或APC的值是否存在于LUT中来判断PA是否工作在非线性区域，所以就可以根据获得的输出功率或根据所读取的APC值直接到预失真系数查找表中去取预失真系数，来对输入信号进行预失真。

步骤502，预失真处理模块根据功率放大器的输出功率，从校准的预失真系数查找表中获取与功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据获取的预失真系数对输入预失真处理模块的基带信号进行预失真处理，并将预失真处理后的基带信号输入射频发射模块，通过数模转换、调制和放大后通过第一天线发射出去。

利用该实施例的发射方法进行射频发射，可提高MIMO终端功率放大器线性度。

在具体应用中，可在MIMO终端出厂前利用本发明实施例的校准方法进行预失真系数的校准，校准后的MIMO终端在工作过程中利用上述发射方法进行射频发射。

该步骤中，可根据读取的APC值，查找存储的预失真校准表，对发射信号进行预失真处理，获得一个与功率放大器非线性特性相反的预失真信号。

该步骤中，预失真处理模块的输入信号如基带信号实际上是两路信号I路信号和Q路信号，预失真处理模块将这两路信号当成复数进行处理。预失真处理模块中的矢量增益调节器根据对应的预失真系数对输入信号进行处理来调节失真曲线的形状，示例性地，如将预失真系数与输入信号相乘的预加重方法来调节失真曲线的形状，从而提供一个与功放输出相反的非线性特性。

在功率放大器的线性区域，由于没有对信号进行任何处理，所以经过功率放大器后还是线性的；在非线性区域，经预失真处理后的信号非线性正好与功率放大器产生的非线性相互抵消，从而扩大了PA输出的线性区域，改善了射频发射机的线性度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种多输入多输出终端的校准装置，所述多输入多输出MIMO终端包括：第一天线口，及与所述第一天线口相连接的射频发射模块，所述射频发射模块包括功率放大器，其特征在于，

所述MIMO终端还包括：

预失真处理模块，与所述射频发射模块的输入端相连接，用于在所述MIMO终端处于工作过程中、且所述功率放大器工作在非线性区域时，在所述输入信号输入所述射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述输入信号进行预失真处理；所述预失真系数查找表包括：所述功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系；

所述校准装置，用于在所述MIMO终端工作前，获取校准的预失真系数查找表，包括：

第二天线口；

反馈模块，用于将所述射频发射模块输出的射频信号通过所述第一天线口反馈至所述第二天线口；

射频接收模块，用于对所述反馈至所述第二天线口的信号进行下变频及模数转换，获得所述射频发射模块输出的射频信号的数字化的反馈信号；

比较模块，用于比较所述射频接收模块输出的反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，并根据比较的结果确定所述功率放大器是否工作在非线性区域；

失真大小确定模块，用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小；

所述预失真处理模块，进一步用于在所述功率放大器工作在非线性区域时，根据所述失真大小确定模块确定的失真大小，调整所述预失真系数，直至得到使所述失真大小在预设失真范围内的校准预失真系数。

2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述MIMO终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述预失真系数包括：所述功率放大器的相位调节系数和增益调节系数中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述第二天线口为所述MIMO终端包含的多个天线口中，除所述第一天线口外的其它天线口；所述射频接收模块为与所述第二天线口对应的射频接收模块。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的校准装置，其特征在于，

所述反馈模块包括：

功分模块，与所述第一天线口相连接，用于将所述射频发射模块输出的射频信号分成两路相同的信号；

功率调节模块，用于接收所述两路相同信号中的一路，对所述接收的一路信号进行功率调节，并将所述调节后的信号输入所述射频接收模块；

所述两路信号中的另一路输入所述失真大小确定模块。

6.根据权利要求5所述的校准装置，其特征在于，所述失真大小确定模块通过分析所述反馈信号的相邻信道功率比ACPR的值，来确定所述反馈信号的失真大小。

7.一种多输入多输出终端的校准方法，所述多输入多输出MIMO终端包括：第一天线口，及与所述第一天线口相连接的射频发射模块，所述射频发射模块包括功率放大器，其特征在于，

所述MIMO终端还包括：

第二天线口；

与所述第二天线口相连接的射频接收模块；

预失真处理模块，与所述射频发射模块的输入端相连接，用于在所述MIMO终端处于工作过程中、且所述功率放大器工作在非线性区域时，在所述输入信号输入所述射频发射模块前，从预设的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述输入信号进行预失真处理；所述预失真系数查找表包括：所述功率放大器的输出功率与预失真系数之间的对应关系；

所述校准方法，用于在所述MIMO终端工作前对所述预失真系数查找表进行校准，所述校准方法包括如下步骤：

步骤A，将所述射频发射模块输出的射频信号通过所述第一天线口反馈至所述第二天线口，并通过所述射频接收模块对所述反馈至所述第二天线口的信号进行下变频和模数转换，获得所述射频发射模块的发射信号的数字化的反馈信号；

步骤B，比较所述反馈信号与所述预失真处理模块的输入信号，如果所述功率放大器工作在非线性区域，则调整所述预失真系数，直至得到使所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小在预设范围内的校准预失真系数，保存所述功率放大器的输出功率及与所述输出功率对应的校准预失真系数。

8.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于，所述预失真系数查找表中的所述功率放大器的输出功率与所述预失真系数之间的对应关系为：

所述MIMO终端的功率控制字APC的值与所述预失真系数之间的对应关系；

所述步骤B中，所述保存所述功率放大器的输出功率及与所述输出功率对应的校准预失真系数为：

保存与所述功率放大器的输出功率对应的功率控制字APC的值及对应的校准预失真系数。

9.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于，所述步骤B中，通过判断所述反馈信号的相邻信道功率比ACPR的值是否在预设的范围内，来确定所述反馈信号相对于所述预失真处理模块的输入信号的失真大小是否在预设的范围内。

10.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括：将所述射频发射模块输出的射频信号分成相同的两路的步骤；

所述两路中的一路通过所述第二天线口反馈至所述射频接收模块，所述两路中的另一路用于确定所述反馈信号的失真大小。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的校准方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

调整所述功率放大器的输出功率范围，以获得所述功率放大器的非线性输出功率区域内、不同输出功率点对应的校准预失真系数，并利用所述不同输出功率点对应的校准预失真系数生成校准的预失真系数查找表。

12.根据权利要求11所述的校准方法，其特征在于，通过调整所述MIMO终端的功率控制字APC的值来调整所述功率放大器的输出功率范围。

13.根据权利要求11所述的校准方法，其特征在于，在生成所述校准的预失真系数查找表后，在所述MIMO终端的工作过程中，还包括：

步骤a，获取所述功率放大器的输出功率；

步骤b，在所述功率放大器工作在非线性区域时，所述预失真处理模块根据所述功率放大器的输出功率，从所述校准的预失真系数查找表中获取与所述功率放大器当前的输出功率相对应的预失真系数，并根据所述获取的预失真系数对所述预失真处理模块的输入信号进行预失真处理，并将所述预失真处理后的信号输入所述射频发射模块进行发射。

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