專利名稱：可調(diào)諧濾波器控制方法和基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種用于對基站中使用的天線網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)諧濾波器 進(jìn)行控制的方法。本發(fā)明還涉及一種具有前向信號處理通路的無線發(fā)射器，該前 向信號處理通路包括具有可調(diào)諧濾波器的天線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明另外涉及一種在無線通信系統(tǒng)中使用的基站。
背景技術(shù)：
多標(biāo)準(zhǔn)多頻帶無線基站，即，包括在所述類型基站中的無線發(fā) 射器，必須具有與輸出放大器無線級相連接的可調(diào)諧或可切換無線 濾波器，以便阻止其他無線小區(qū)中和/或其他無線頻帶上的無線狀況 的損害。 一般地，可調(diào)諧濾波器的例如中頻、品質(zhì)因子等的電濾波 器特性可通過多個(gè)電致動器(通常以電動機(jī)的形式)來調(diào)整，這些 電動機(jī)可布置在天線網(wǎng)絡(luò)中以便與適合的濾波器調(diào)整元件(例如螺 桿、容腔、長度等)交互。在現(xiàn)有技術(shù)中，提供有查找表，該查找表包括針對上述定義的 無線發(fā)射器/基站的給定射頻或操作點(diǎn)的相應(yīng)濾波器調(diào)諧或調(diào)整值。因此，對于給定的操作點(diǎn)，例如可調(diào)諧濾波器的預(yù)定射頻，所 述致動器裝置根據(jù)包括在所述查找表中的值將可調(diào)諧濾波器驅(qū)動到 預(yù)定的操作點(diǎn)。該方法具有固有的缺陷，即，由于無線發(fā)射器或基站內(nèi)的老化 效應(yīng)和可變溫度特性，可調(diào)諧濾波器的特性通常無法在優(yōu)化方式下調(diào)諧。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種對在基站中使用的天線網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)諧 濾波器進(jìn)行控制的方法，本方法能夠?qū)崿F(xiàn)對濾波器特性的調(diào)整的改 進(jìn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供能夠?qū)⑺龇椒ㄞD(zhuǎn)化為實(shí)踐的無線 發(fā)射器和基站。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過提供一種對在基站中使用的天線網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)諧濾波器進(jìn)行控制的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括 -將天線網(wǎng)絡(luò)的輸出輸入到預(yù)失真反饋通路， -將預(yù)失真反饋通路的輸出和將要由基站發(fā)射的原始基帶信號的一部分輸入到可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法，-根據(jù)所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法的輸出控制可調(diào)諧濾波器。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目的通過提供一種無線發(fā)射器來實(shí)現(xiàn)，該無線發(fā)射器包括前向信號處理通路、預(yù)失真反饋通路和可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置，所述前向信號處理通路包括具有可調(diào)諧濾波器的天線網(wǎng)絡(luò)，該無線發(fā)射器進(jìn)一步包括-用于向預(yù)失真反饋通路提供天線網(wǎng)絡(luò)的輸出的裝置，-用于向所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置提供預(yù)失真反饋通路的輸出的裝置，-用于向所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置提供將要發(fā)射的原始基帶信 號的一部分的裝置，-用于向天線網(wǎng)絡(luò)提供可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置的輸出以便控制可 調(diào)諧濾波器的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該目的通過提供在無線通信系統(tǒng)中使 用的基站來實(shí)現(xiàn)，所述基站包括根據(jù)本發(fā)明所述第二方面的無線發(fā) 射器。因此根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，常規(guī)無線發(fā)射器或基站的預(yù)失真
反饋通路或環(huán)路被用于控制可調(diào)諧濾波器的操作參數(shù)。在天線網(wǎng)絡(luò) 輸出處的觀察信號被提供給預(yù)失真反饋環(huán)路，該預(yù)失真反饋環(huán)路通 常包括下變頻、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)，并且接著該信號被提供給使用由 發(fā)射器或基站發(fā)射的反饋信號和部分原始基帶信號的優(yōu)化算法，從 而生成可用于控制可調(diào)諧濾波器的優(yōu)化算法輸出信號。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一 個(gè)實(shí)施方式中，可調(diào)諧濾波器優(yōu)化 算法實(shí)施閉合自適應(yīng)環(huán)路以控制可調(diào)諧濾波器。通過這種方式，本 發(fā)明的方法始終允許對濾波器特性的優(yōu)化調(diào)整。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，控制可調(diào)諧濾波器 包括控制電動機(jī)裝置的電動機(jī)位置以便調(diào)整可調(diào)諧濾波器的濾波器 元件。一部分。然而，在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中，可調(diào)諧濾 波器優(yōu)化算法包括將原始基帶信號的同相和正交分量信號與天線網(wǎng) 絡(luò)輸出的同相和正交分量信號進(jìn)行比較。在該上下文中和根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，控制 可調(diào)諧濾波器包括最小化可調(diào)諧濾波器的插入損耗。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解，稍后的實(shí)施方式還針對通過單載 波、非多標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射機(jī)/基站的信號發(fā)射提供具有吸引力的特征。在另外的實(shí)施方式中，通過進(jìn)一 步包括如果所述可調(diào)諧濾波器 優(yōu)化算法的輸出指示可調(diào)諧濾波器偏離于期望的濾波器特性，特另'J 是濾波器帶寬，則切斷由基站執(zhí)行的原始基帶信號的發(fā)射，可增強(qiáng) 本發(fā)明的解決方案以實(shí)施誤差控制機(jī)制。通過這種方式，可以阻止 對其他無線小區(qū)和/或頻帶的負(fù)面影響。根據(jù)本發(fā)明的所述第二方面的無線發(fā)射器和根據(jù)本發(fā)明的所述第三方面的基站的優(yōu)選使用包括但不限于軟件定義無線(SDR)通 信系統(tǒng)。根據(jù)下面通過僅參考附圖的例子給出的優(yōu)選實(shí)施方式的描述， 可獲得本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)勢和特性。根據(jù)本發(fā)明，上述特性和以
下特性可單獨(dú)地使用或結(jié)合使用。所描述的實(shí)施方式不應(yīng)被認(rèn)為是 窮舉，而應(yīng)該認(rèn)為是針對構(gòu)成本發(fā)明的基本概念的例子。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無線發(fā)射器和基站的示意性框圖；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于基于無線的通信系統(tǒng)(特別是軟件 定義無線(SDR)通信系統(tǒng))中使用的無線發(fā)射器和基站的示意性 框圖。所述SDR通信系統(tǒng)可以被進(jìn)一步設(shè)計(jì)用于多頻帶多標(biāo)準(zhǔn)無線 發(fā)射。根據(jù)圖1的實(shí)施方式，基站1通常包括與發(fā)射器3操作性連接 的發(fā)射器控制器2。發(fā)射器3包括通過由圖1中相應(yīng)的虛框所示出的 前向信號處理通路4和預(yù)失真反饋通路5。在所述的前向信號處理通路4中，發(fā)射器3包括具有數(shù)字調(diào)制 器7、預(yù)失真器8和數(shù)字正交調(diào)制器9的數(shù)字基帶級6。所述數(shù)字基 帶級6連接到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器10,該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步與模擬上變頻器 ll連接。所述模擬上變頻器11的輸出與功率放大器12連接。在功 率放大器12后布置有具有可調(diào)諧或可切換濾波器裝置13a的天線網(wǎng) 絡(luò)13，下文中稱為具有可調(diào)諧濾波器的天線網(wǎng)絡(luò)或簡單地稱為天線 網(wǎng)絡(luò)。所述天線網(wǎng)絡(luò)13的輸出經(jīng)由天線線^各14a連"t矣到天線14以 便發(fā)射T給定標(biāo)準(zhǔn)和/或頻率的無線信號?？烧{(diào)諧濾波器13a連接到 致動器或電動機(jī)裝置13b。在預(yù)失真反饋通路5中，發(fā)射器3包括模擬下變頻器15、模/數(shù) 轉(zhuǎn)換器16和數(shù)字正交解調(diào)器17。模擬下變頻器15的輸入經(jīng)由第一 耦合器18連接到天線網(wǎng)絡(luò)13和天線14之間的天線線^各14a。下變 頻器15的輸入進(jìn)一步經(jīng)由第二耦合器19與功率放大器12的輸出連
接。下變頻器15的輸出與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器16連接。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器16的 輸出與數(shù)字正交解調(diào)器17的輸入連接，該正交解調(diào)器17的輸出與 數(shù)字基帶級6連接。另外，在發(fā)射器3中提供有實(shí)施可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法20a的可 調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20?？烧{(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20的相應(yīng)輸入分別 經(jīng)由第三耦合器21連接到數(shù)字正交解調(diào)器17的輸出并且經(jīng)由第四 耦合器22連接到數(shù)字基帶級6的輸出?？烧{(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20 的輸出連接到天線網(wǎng)絡(luò)13,即，包括在天線網(wǎng)絡(luò)13中的電動機(jī)裝置 13b?，F(xiàn)在將分別詳細(xì)地描述根據(jù)圖1的實(shí)施方式的基站1和發(fā)射器3 的操作。從發(fā)射器控制器2提供將要由發(fā)射器3發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DD到數(shù) 字基帶級6，即，包括在其中的調(diào)制器7，其中該發(fā)射器控制器2可 操作來通過鏈路信道從任意合適源(未示出)接收數(shù)據(jù)并且該發(fā)射 器控制器2適于制定(formulate)所述數(shù)據(jù)以便后續(xù)的發(fā)射。原則 上，發(fā)射器3可使用用于發(fā)射數(shù)據(jù)的任意合適的調(diào)制方案。在示出 的實(shí)施方式中，假設(shè)發(fā)射器3使用正交幅度調(diào)制(QAM)。因此， 調(diào)制器7可操作來將每個(gè)數(shù)據(jù)符號與預(yù)定的通常稱為I和Q信號的 同相和正交輸出信號相關(guān)。通過這種方式，對于每個(gè)唯一的數(shù)據(jù)符 號，由調(diào)制器7將針對基帶信號的同相I和正交Q分量信號的不同 組合4命出。由調(diào)制器7輸出的同相I和正交Q分量信號被輸入到預(yù)失真器8。 預(yù)失真8可操作來修改I和Q分量信號，以便補(bǔ)償隨后由功率放大 器12引入的失真影響。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，通過預(yù)失真反饋 通路5對由預(yù)失真器8提供的補(bǔ)償進(jìn)行控制。換句話說，通過所述 第二耦合器19和上述預(yù)失真反饋通路5的另外的元件15-17將功率 放大器12的輸出反饋回?cái)?shù)字基帶級6，即，預(yù)失真器8。預(yù)失真器8的輸出提供給數(shù)字正交調(diào)制器9。后者將同相I和正 交Q分量信號轉(zhuǎn)換成單個(gè)實(shí)數(shù)字信號DS。所述信號由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器IO接收，該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器IO將所述信號轉(zhuǎn)換成中頻模擬信號AS。從數(shù)/模轉(zhuǎn)換器10輸出的中頻信號被提供給模擬上變頻器11, 該模擬上變頻器11將中頻信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定頻帶內(nèi)的頻率的發(fā)射頻率信號，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，后者將在SDR通信系統(tǒng)(特別 是在多標(biāo)準(zhǔn)-多頻帶SDR通信系統(tǒng)中)的上下文中經(jīng)歷合適的軟件控 制?？蛇x地，模擬上變頻器11可以是合適的常規(guī)上變頻器，例如， 接收本地振蕩器信號的混頻器。來自上變頻器11的發(fā)射頻率信號被提供給功率放大器12,其將 信號進(jìn)行放大并且將放大的信號提供給天線網(wǎng)絡(luò)13。提供具有可調(diào) 諧濾波器13 a的所述天線網(wǎng)絡(luò)13以便阻止多標(biāo)準(zhǔn)-多頻帶無線發(fā)射上 下文中的其他無線小區(qū)(未示出)中和/或其他無線頻帶上的失真。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，根據(jù)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)和/或由發(fā)射器3所 使用的頻帶，濾波器的特性必須被調(diào)整。將要被調(diào)整的所述濾波器 特性可包括中頻、品質(zhì)因子等并且通常通過使用包括在天線網(wǎng)絡(luò)13 中所述電動機(jī)裝置13b來調(diào)整。正如本領(lǐng)i或技術(shù)人員已知，所述電 動機(jī)裝置13b可包括步進(jìn)(stepper)電動機(jī)、壓電(piezo)電動機(jī) 等，它們用于調(diào)整與例如聲表面波(SAW)濾波器、LC濾波器、波 導(dǎo)濾波器等的可調(diào)諧濾波裝置連接的例如螺桿、容腔、長度等(未 示出)的相應(yīng)元件。為了獲得精確的信號預(yù)失真，反饋環(huán)路5監(jiān)視 來自功率放大器12的放大信號。為此，從功率放大器12輸出的信 號的一部分經(jīng)由第二耦合器19提供給模擬下變頻器15。下變頻器15以相對于模擬上變頻器11相反的方式操作。特別 地，下變頻器15將由功率放大器12提供的反饋信號的頻率降低到 中頻模擬信號AS，，在頻域內(nèi)將該信號調(diào)整到天線網(wǎng)絡(luò)13的可調(diào)諧 濾波器13a的工作點(diǎn)或當(dāng)前操作頻率。然后，通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器16將中頻信號AS，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號DS，。 數(shù)字正交解調(diào)器17執(zhí)行所述數(shù)字信號DS，的數(shù)字正交解調(diào)并且輸出 同相I分量信號和正交Q分量信號。接著將所述I和Q分量信號提
供給數(shù)字基帶級6 ,以便通過如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意合適裝置 (未示出)來控制預(yù)失真器8的操作。另外，從天線網(wǎng)絡(luò)13輸出的發(fā)射信號還通過所述第一耦合器18 初始提供給反饋通路5。在對應(yīng)的下變頻、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字正交解 調(diào)后，相應(yīng)的I和Q分量信號經(jīng)由所述第三耦合器21提供給可調(diào)諧 濾波器優(yōu)化裝置20。另外，所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20還通過所 述第四耦合器22接收從數(shù)字基帶級6中的預(yù)失真器8輸出的原始(將 要被發(fā)射的)I和Q分量信號。按照該方式，通過在所述可調(diào)諧濾波 器優(yōu)化裝置20上實(shí)施合適的可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法20a,根據(jù)從天 線網(wǎng)絡(luò)13輸出的無線信號的下變頻的基帶I和Q分量信號(樣本) 和從預(yù)失真器8輸出的發(fā)射的原始I和Q分量信號，在閉合的自適 應(yīng)環(huán)路中可得到針對電動機(jī)裝置13b(關(guān)于濾波器頻率衰減窗口 )的 最佳致動器位置或調(diào)整。應(yīng)該注意，此類的所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20a沒有構(gòu)成本發(fā) 明的一部分。然而，可行的算法可包括將來自預(yù)失真器8的I和Q 分量信號與從天線網(wǎng)絡(luò)13輸出的(即，反饋通路5)觀察到的I和 Q分量信號進(jìn)行比較；以及優(yōu)化從可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20輸出的 控制信號CS,以便控制天線網(wǎng)絡(luò)13,即，用于為了最小化插入損耗 而進(jìn)行濾波器調(diào)諧的所述電動機(jī)裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解，本發(fā)明不限于多標(biāo)準(zhǔn)-多頻帶基站 并且還可以用于在常規(guī)信號載波非多標(biāo)準(zhǔn)基站中優(yōu)化濾波器特性。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的流程圖。該方法以步驟S100開始。在后續(xù)的步驟S102中，沿前向信號 處理通路4發(fā)射將要被發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，因此生成由圖1的天線14 發(fā)射的模擬發(fā)射信號，如前面所描述的。在后續(xù)的步驟S104中，在圖1的天線網(wǎng)絡(luò)13的輸出處觀察所 述發(fā)射信號，并且在步驟S106中，所述觀察的信號經(jīng)由預(yù)失真反饋 通路5 (圖1 )被發(fā)送回。在如前所述的頻率下變頻、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和合適的解調(diào)之后，在后
續(xù)的步驟S108中，觀察到的信號被提供給圖1的可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20。另外在步驟S110中，部分原始基帶信號還被提供給可調(diào)諧 濾波器優(yōu)化裝置20。接著在步驟SI 12中，在可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20上執(zhí)行合適 的可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法，可包括對到可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置20的 所述輸入信號進(jìn)行比較(比較步驟S108和S110),以便在步驟SI 14 中生成控制信號，用于控制圖1的天線網(wǎng)絡(luò)13中的可調(diào)諧濾波器裝 置。接著，在后續(xù)步驟S116中，所述控制信號用于調(diào)整所述可調(diào)諧 濾波器裝置的濾波器特性。在后續(xù)步驟S118中，確定所述濾波器調(diào)整是否已經(jīng)足以獲得預(yù) 定的濾波特性，例如關(guān)于最小插入損耗等而言。如果以肯定(是) 回答所述問題，則該方法以步驟S120終止。如果以否定(否)回答步驟S118中的問題，則本發(fā)明的方法返 回到步驟S104,因此得到用于控制天線網(wǎng)絡(luò)13中可調(diào)諧濾波器的自 適應(yīng)閉合環(huán)路機(jī)制，如前所述。通過這種方式，基站內(nèi)的老化和變化的溫度特性可以被補(bǔ)償， 因此獲得優(yōu)化的可調(diào)諧濾波器特性。
權(quán)利要求
1.一種對在基站中使用的天線網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)諧濾波器進(jìn)行控制的方法，該方法包括-將天線網(wǎng)絡(luò)的輸出輸入到預(yù)失真反饋通路。-將預(yù)失真反饋通路的輸出和將要由基站發(fā)射的原始基帶信號的一部分輸入到可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法，-根據(jù)所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法的輸出(CS)控制可調(diào)諧濾波器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算 法實(shí)施閉合自適應(yīng)環(huán)路以控制所述可調(diào)諧濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述可調(diào)諧濾波器包 括控制電動機(jī)裝置的電動機(jī)位置，以便調(diào)整所述可調(diào)諧濾波器的濾 波器元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述可調(diào)諧濾波器包 括最小化所述可調(diào)諧濾波器的插入損耗。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算 法包括將所述原始基帶信號的同相和正交分量信號與所述天線網(wǎng)絡(luò) 輸出的同相和正交分量信號進(jìn)行比較。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括如果所述可調(diào)諧濾 波器優(yōu)化算法的輸出指示所述可調(diào)諧濾波器偏離于期望的濾波器特 性，特別是濾波器帶寬，則切斷由所述基站執(zhí)行的原始基帶信號的 發(fā)射。
7. —種無線發(fā)射器，該無線發(fā)射器具有前向信號處理通路、 預(yù)失真反饋通路和可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置，所述前向信號處理通路 包括具有可調(diào)諧濾波器的天線網(wǎng)絡(luò)，該無線發(fā)射器進(jìn) 一 步包括-用于向預(yù)失真反饋通路提供天線網(wǎng)絡(luò)的輸出的裝置， -用于向所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置提供所述預(yù)失真反饋通路的 輸出的裝置， -用于向所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置提供將要被發(fā)射的原始基帶 信號的一部分的裝置，-用于向天線網(wǎng)絡(luò)提供所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化裝置的輸出以便控 制所述可調(diào)諧濾波器的裝置。
8. —種使用在無線通信系統(tǒng)中的基站，包括權(quán)利要求7所述的 無線發(fā)射器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線發(fā)射器在軟件定義無線通信系統(tǒng)中的使用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基站在軟件定義無線通信系統(tǒng)中的 使用。
全文摘要
一種對在基站(1)中使用的天線網(wǎng)絡(luò)(13)的可調(diào)諧濾波器(13a)進(jìn)行控制的方法。所提出的方法包括將天線網(wǎng)絡(luò)(13)的輸出輸入到預(yù)失真反饋通路(5)；將預(yù)失真反饋通路(5)的輸出和將要由基站(1)發(fā)射的原始基帶信號的一部分輸入到可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法(20a)；根據(jù)所述可調(diào)諧濾波器優(yōu)化算法(20a)的輸出(CS)控制可調(diào)諧濾波器(13a)。
文檔編號H04Q7/30GK101115039SQ20071010915
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者H·施萊辛格 申請人:阿爾卡特朗訊