無源互調(diào)干擾的保持服務(wù)的監(jiān)測和消除的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)的收發(fā)兩用機。具體地，本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng) 的收發(fā)兩用機中的無源互調(diào)干擾的消除。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無線基站中，上行鏈路頻帶內(nèi)的不良干擾信號可能會嚴(yán)重劣化上行鏈路接收機 的靈敏度。圖1是使用頻分雙工（FDD)的無線通信系統(tǒng)中的基站100的框圖，其中，基站100 在下行鏈路發(fā)射機102與上行鏈路接收機103之間共享天線101。如圖1所示，雙工器104 是使反向接收機信號110與前向發(fā)射機信號111隔離的三端口射頻（RF)濾波器。功率放 大器（PA) 105提供的前向發(fā)射機信號111通常是高功率RF信號。天線101將發(fā)射機信號 101從雙工器104發(fā)送至自由空間。被劣化的天線組件中的非線性接點（例如連接器）和 天線101附近的生銹物件（例如金屬柵欄）引入了反向（即，返回接收機102)的無源互調(diào) (PM)干擾。PM現(xiàn)象因而也被稱為"銹螺栓現(xiàn)象（rustybolteffect)"，并已被無線產(chǎn)業(yè) 認(rèn)為是一個困難和復(fù)雜的問題。
[0003] 可以在天線安裝期間，利用當(dāng)前可用的儀器，使用高功率、雙音信號對PIM干擾進 行檢測。然而，PIM問題通常只在安裝幾年之后由于逐漸劣化才浮現(xiàn)出來。執(zhí)行基于儀器 的PIM檢測會中斷服務(wù)。此外，當(dāng)基站已經(jīng)開始服務(wù)時，儀器測試可能是不允許的，這是因 為PIM測試在未許可給服務(wù)提供商的頻段中向自由空間發(fā)送高功率RF信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種耦合于天線的收發(fā)機，包括：(a)多端口濾波器， 其具有親合于該天線的雙向端口、至少一個輸入端口和至少一個輸出端口；(b)發(fā)送數(shù)據(jù) 通路，其接收傳輸信號并通過多端口濾波器提供傳輸信號以便由天線進行傳輸，該發(fā)送數(shù) 據(jù)通路耦合于多端口濾波器的輸入端口；（c)接收數(shù)據(jù)通路，其從天線接收接收信號，該接 收數(shù)據(jù)通路耦合于多端口濾波器的輸出端口；（d)耦合于天線的帶通濾波器，用于接收包 括外部信號、傳輸信號和接收信號中的兩個或更多個信號之間的互調(diào)分量的采樣信號；以 及（e)監(jiān)測和消除電路，其接收傳輸信號、接收信號和采樣信號以消除互調(diào)分量。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，互調(diào)分量可以是傳輸信號與接收信號之間的或者外部 信號與傳輸信號之間的互調(diào)。外部信號可以具有與傳輸信號的預(yù)定頻帶一致的頻率分量， 或者外部與傳輸信號可以具有不同的非交迭頻帶。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，采樣信號可以通過與多端口濾波器的雙向端口進行聯(lián) 接或與多端口濾波器的輸入端口進行聯(lián)接的耦合器來獲得?；蛘撸蓸有盘柾ㄟ^多端口濾 波器的第二輸出端口來獲得。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，發(fā)送數(shù)據(jù)通路可以包括峰值因子縮減處理器。該發(fā)送 數(shù)據(jù)通路可以包括：（i)將傳輸信號變換為RF信號的數(shù)字至RF的變換器；（ii)提供經(jīng)預(yù) 失真的RF信號的模擬線性化器；以及（iii)用于放大經(jīng)預(yù)失真的RF信號以便由天線進行 傳輸?shù)墓β史糯笃?。或者，發(fā)送數(shù)據(jù)通路可以包括（i)接收傳輸信號以提供經(jīng)預(yù)失真的傳 輸信號的數(shù)字信號處理器；（ii)將經(jīng)預(yù)失真的傳輸信號變換為RF信號的數(shù)字至RF的變換 器；以及（iii)用于放大RF信號以便由天線進行傳輸?shù)墓β史糯笃鳌?br>[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，監(jiān)測和消除電路包括互調(diào)消除電路，其對互調(diào)分量中 的非線性進行建模。在一些實施例中，根據(jù)多項式函數(shù)來對非線性進行建模。在一些實施 例中，根據(jù)有理近似技術(shù)來對非線性進行建模?；フ{(diào)消除電路可以包括用于使傳輸信號、接 收信號和采樣信號中的至少兩個信號在時間上對齊的延遲單元。互調(diào)消除電路可以包括低 通濾波器和一個或多個本地振蕩器。在一個實施例中，本地振蕩器中的一個具有與上行鏈 路-下行鏈路頻率間隔相對應(yīng)的頻率。在另一個實施例中，本地振蕩器具有與傳輸信號與 外部信號之間的間隔相對應(yīng)的頻率。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，互調(diào)消除電路根據(jù)一組自適應(yīng)調(diào)整的參數(shù)來操作。互 調(diào)消除電路的參數(shù)是基于成本函數(shù)的最小化來調(diào)整的?？梢愿鶕?jù)均方誤差準(zhǔn)則或者誤差信 號或其頻譜的加權(quán)均方來使成本函數(shù)最小化?；蛘?，可以根據(jù)信號質(zhì)量品質(zhì)因數(shù)來使成本 函數(shù)最小化。信號質(zhì)量品質(zhì)因數(shù)與信號干擾比或誤差向量幅度相對應(yīng)。
[0010] 通過對以下詳細(xì)描述和附圖進行考慮可以更好地理解本發(fā)明。
【附圖說明】
[0011] 圖1是使用頻分雙工（FDD)的無線通信系統(tǒng)中的基站100的框圖，其中，基站100 在下行鏈路發(fā)射機102與上行鏈路接收機103之間共享天線101。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的支持PM監(jiān)測和消除的FDD模式無線收發(fā)機系統(tǒng) 200的框圖。
[0013] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的PIM監(jiān)測和消除子系統(tǒng)208的框圖。
[0014] 圖4根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了PM消除器302的一般實施方式。
[0015] 圖5示出了按照測量和兩個分析模型的、根據(jù)具有平衡的雙音輸入的SMC連接器 的平均輸入功率的三階P頂功率的變化。
[0016] 圖6是用于無記憶非線性模型的數(shù)字電路600的原理圖。
[0017] 圖7根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了PM消除器700,其是PM消除器302的一種 實施方式。
[0018] 圖8根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了電路800,其是圖7的PM消除器700的A類 P頂模型701的一種實施方式。
[0019] 圖9根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了電路900和950,其提供了圖7的PIM消除器 700的B/C類PM模型702的一種實施方式。
[0020] 圖10根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了B類PIM模型中的無線收發(fā)機系統(tǒng)1000,其 使用放置在PA與終端雙工器之間的耦合器來抽取外部信號。
[0021] 圖11根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了在C類PM模型中使用具有三工器的無線 收發(fā)機系統(tǒng)1100,這是由于本機信號和外部信號在不同的下行鏈路頻帶處。
[0022] 圖12根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了使用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)以使功率放大器線性 化的無線收發(fā)機系統(tǒng)1200。
[0023] 在附圖中，類似的元素被指派類似的參考標(biāo)號。
【具體實施方式】
[0024] 本發(fā)明者認(rèn)識到，在FDD系統(tǒng)中，至少存在三類PM干擾。第一類，g卩"A類PM干 擾"，是由在非線性接點處的PA輸出信號的自混合導(dǎo)致的。在本詳細(xì)描述中，BW表示期望 的收發(fā)機信號的帶寬，而表示下行鏈路/上行鏈路頻率間隔。例如，在按照3GPP長期演 進（LTE)的2#頻帶操作的基站中，其下行鏈路頻率范圍是1930~1990MHz，上行鏈路頻率 范圍是1850~1910MHz，fK= 80MHz且BW彡60MHz。因而，在該系統(tǒng)中，當(dāng)條件BW>fK/ (m+1)滿足時，（2m+l)階互調(diào)落入接收機頻帶。在這樣的系統(tǒng)中，對于具有相對大的帶寬和 相對小的下行鏈路/上行鏈路間隔的FDD頻帶而言，A類PM是有問題的。
[0025] 在PM現(xiàn)象的不同階中，三階現(xiàn)象具有最高互調(diào)功率。下表示出了三階PM可以 發(fā)生的LTE頻帶（如3GPPTS36. 104中定義的）。
[0026]
[0027] 表 1
[0028] 由于來自附近天線的外部信號憑借天線間耦合饋入本機天線，因此可能由本機PA 輸出信號與外部信號之間的非線性交互而導(dǎo)致PM。"B類PIM干擾"在本機PA輸出信號和 外部信號占用相同下行鏈路頻帶的不同部分時發(fā)生。上面表1示出的LTE頻帶容易受到B 類PIM干擾的影響。
[0029] "C類PIM干擾"在本機PA輸出信號和外部信號屬于不同的下行鏈路頻帶時發(fā)生。 表2示出了可能具有歸于三階PM的C類PM干擾的FDD模式LTE頻帶的列表。例如，LTE 4#下行鏈路頻帶（2110~2155MHz)與2#頻帶（1930~1990MHz)之間的三階PM可能落 入4#上行鏈路頻帶（1710~1755MHz)中。減小本機PA信號的帶寬可以抑制A類P頂干 擾，但是對B類和C類PIM干擾具有極小或沒有影響。