發(fā)射機相位自適應(yīng)調(diào)整的方法以及發(fā)射機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)射機相位自適應(yīng)調(diào)整的方法以及發(fā)射機。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的窄帶通信系統(tǒng)的應(yīng)用中，信號傳輸?shù)倪^程中不可避免的會出現(xiàn)非線性失真的問題，目前，解決非線性失真的方法有很多，其中，利用笛卡爾環(huán)發(fā)射機來實現(xiàn)功放線性化是一種很常見的方法，其中，笛卡爾環(huán)發(fā)射機是以負反饋為理論基礎(chǔ)的，通過負反饋來實現(xiàn)線性失真后的相位補償。如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中笛卡爾環(huán)發(fā)射機的仿真原理示意圖。
[0003]其中，Iin和Qin為正交基帶信號，即基帶信號Il和Q1?；鶐盘朓l和Ql分別通過低通濾波器LPFl、乘法器MIXl，以及低通濾波器LPF2、乘法器MIX2實現(xiàn)正交調(diào)制，得到調(diào)制后的射頻信號，并將調(diào)制后的射頻信號從天線端口 RF_out發(fā)射出去。為了克服在信道傳輸過程中產(chǎn)生的信號的非線性失真，提高功放的線性度，發(fā)射通道的定向耦合器Couple將部分調(diào)制后的信號耦合到反饋通道中去，并在反饋通道將耦合的部分調(diào)制后的信號通過低通濾波器LPF3、乘法器MIX3以及低通濾波器LPF4、乘法器MIX4實現(xiàn)正交解調(diào)，得到解調(diào)后的基帶信號12和Q2。
[0004]如果在毫無失真的情況下，在信號進行正交調(diào)制，再進行正交調(diào)解后，最終得到的解調(diào)信號與原始的基帶信號是沒有誤差的，但是實際傳輸中，不可避免的會存在誤差。比較器Ul和U2將初始的基帶信號(Iin，Qin)以及解調(diào)后的基帶信號(12，Q2)做比較，通過相減的方式，得到初始的基帶信號在傳輸過程中產(chǎn)生的誤差信號。并根據(jù)上述誤差信號對信號的傳輸通道進行補償，即補償發(fā)射通道功放的失真。
[0005]在具體的實施過程中，為了保證笛卡爾發(fā)射機的笛卡爾環(huán)的穩(wěn)定，使之不發(fā)生震蕩，基帶信號(Iin，Qin)與解調(diào)后的基帶信號(12，Q2)之間的誤差信號必須控制在一定范圍內(nèi)，即向量(II，Ql)和向量(12，Q2)之間的相位差必須控制在一個有限范圍內(nèi)。
[0006]假設(shè)基帶信號(Iin，Qin)從調(diào)制器到解調(diào)器之間的信號通道產(chǎn)生的相移值為D，用移相器PS4表示，為了克服上述移項值，補償后的兩個本振之間的相差為A，用移相器PS2表示，如果要使解調(diào)后的基帶信號(12，Q2)的相位與調(diào)制前的基帶信號(II，Ql)的相位相同，即實現(xiàn)基帶信號的相干解調(diào)，那么移項值D和移項值A(chǔ)在數(shù)值上應(yīng)該相等，方向相反。即在數(shù)值上A = D0即補償?shù)南辔荒軌蛲耆窒趥鬏斶^程中產(chǎn)生的相位偏移，保證信號無誤差的發(fā)送。因此，現(xiàn)有技術(shù)中一般都是通過補償措施將移相器PS2的移項參數(shù)的數(shù)值補償?shù)胶蚉S4的數(shù)值相同，然后將移項值A(chǔ)保存在發(fā)射機的固定的ROM中，使用中也不需要做調(diào)整。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中在圖1中所述的仿真原理圖的基礎(chǔ)上，提供了另一種相位補償?shù)姆椒ā＞唧w方法為，斷開圖1中的兩個開關(guān)Switchl和Switch2，并對初始的基帶信號I_in和Q_in進行賦值，由于原理相同，賦值的多少都不會影響整體設(shè)計的思路，因此，為了方便計算，將初始的基帶信號I_in賦值為lJ#Q_in賦值為O，經(jīng)過一系列的調(diào)制以及解調(diào)過程后，得到解調(diào)后的基帶信號12和Q2，其中，12 = G*COS(A-D)，Q2 = G*SIN(A_D)，其中，G為幅度增益，G = r2/rl, r2、rl分別為解調(diào)后的基帶信號組成的向量(12，Q2)的幅度以及調(diào)制前的基帶信號組成的向量(II，Ql)的幅度。然后以12 = G^COS(A-D)為依據(jù)，調(diào)整移相器PS2的移項值A(chǔ)的大小，具體地，將A從O度一直調(diào)整到360度，同時并檢測12的值。由余弦的性質(zhì)可知，12 = G^COS(A-D)，當(dāng)A = D時，12的值最大，得得到最大的補償值。再次將得到的補償值進行存儲。然后閉合開關(guān)Switchl和Switch2，笛卡爾環(huán)發(fā)射機繼續(xù)工作。
[0008]上述改進后的方法雖然算法較簡單，但是上述方案只能對相位進行開環(huán)補償，沒有自適應(yīng)機制，校準得到A的值，固定不再更改。一旦使用中出現(xiàn)老化等原因造成的相位偏差超過一定范圍，則會使反饋環(huán)路發(fā)生震蕩。如圖2A?圖2C所示，當(dāng)預(yù)設(shè)的相位偏差為O度時，即D-A = O時，笛卡爾環(huán)能夠正常工作，其中輸入信號如圖3A?3B所示。但是對由于環(huán)境、溫度或者元器件老化等因素造成的數(shù)值較大的相位偏差并不能實現(xiàn)補償，如圖4A?圖4C所示，當(dāng)預(yù)設(shè)的相位偏差為60度時，即補償前D-A = 60，笛卡爾環(huán)產(chǎn)生了強烈的震蕩，發(fā)射信號產(chǎn)生了嚴重的失真。并且上述方法中，需要在環(huán)路斷開的條件下才能實施，并且采用了對初始的基帶信號進行賦值的方式，而這種方式需要發(fā)射機中斷正常通信，給用戶帶來諸多不便，并且針對不同的頻點，都需要進行相位預(yù)校準，過程繁瑣。
[0009]通過上述方法，只能保證笛卡爾環(huán)的初始穩(wěn)定，使之不發(fā)生震蕩，但是在長期的使用過程中，由于環(huán)境溫度在不斷的變化，發(fā)射機的各個元器件也可能存在老化等問題，導(dǎo)致信號發(fā)射通道中的移項值發(fā)生了變化，以至于原本存儲固定在ROM中的移項值A(chǔ)已經(jīng)不能再適用于保證基帶信號(Iin，Qin)以及解調(diào)后的基帶信號(I2，Q2)之間的誤差信號控制在一定范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)射機相位自適應(yīng)調(diào)整的方法以及發(fā)射機，能夠有效的實現(xiàn)發(fā)射機的相位自適應(yīng)調(diào)整，提高發(fā)射機對環(huán)境變化和元器件老化的適應(yīng)性，保證發(fā)射通道中信號的穩(wěn)定。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第一方面提供一種發(fā)射機相位自適應(yīng)調(diào)整的方法，包括:
[0012]采集所述發(fā)射機正向通道的第一基帶信號、第二基帶信號，以及反饋通道中的第一解調(diào)信號以及第二解調(diào)信號，其中，所述第一基帶信號與所述第二基帶信號為正交信號；所述第一解調(diào)信號與所述第一基帶信號對應(yīng)，所述第二解調(diào)信號與所述第二基帶信號對應(yīng)；
[0013]由所述第一基帶信號與所述第二基帶信號組成第一向量，所述第一解調(diào)信號與所述第二解調(diào)信號組成第二向量，確定所述第一向量與所述第二向量的相位差的正弦值和余弦值；
[0014]根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償。
[0015]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能實施方式中，所述根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償?shù)牟襟E包括:
[0016]實時地根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償。
[0017]結(jié)合第一方面，在第一方面的第二種可能實施方式中，所述根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償?shù)牟襟E包括:
[0018]在預(yù)定周期內(nèi)采集并存儲所述正弦值與所述余弦值；
[0019]在所述在預(yù)定周期內(nèi)根據(jù)存儲的所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償。
[0020]結(jié)合第一方面或第一方面的第一至第二種任一可能實施方式，在第一方面的第三實施方式中，所述根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償?shù)牟襟E之后還包括:
[0021]將補償后的第一基帶信號與第二基帶信號經(jīng)過調(diào)制放大后通過天線進行發(fā)送。
[0022]結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種可能實施方式中，所述第一解調(diào)信號與所述第二解調(diào)信號為與所述第一基帶信號以及所述第二基帶信號正交解調(diào)后的信號。
[0023]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第二方面提供一種發(fā)射機，所述發(fā)射機具有相位自適應(yīng)調(diào)整功能，包括:采集單元、運算單元以及補償單元，
[0024]所述采集單元用于采集所述發(fā)射機正向通道的第一基帶信號、第二基帶信號，以及反饋通道中的第一解調(diào)信號以及第二解調(diào)信號，其中，所述第一基帶信號與所述第二基帶信號為正交信號；所述第一解調(diào)信號與所述第一基帶信息對應(yīng)，所述第二解調(diào)信號與所述第二基帶信號對應(yīng)；
[0025]所述運算單元用于由所述第一基帶信號與所述第二基帶信號組成第一向量，所述第一解調(diào)信號與所述第二解調(diào)信號組成第二向量，確定所述第一向量與所述第二向量的相位差的正弦值和余弦值；
[0026]所述補償單元用于根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償。
[0027]結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能實施方式中，所述補償單元具體用于實時地根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補m
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[0028]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第三方面提供一種發(fā)射機，所述發(fā)射機具有相位自適應(yīng)調(diào)整功能，包括:處理器以及存儲器，
[0029]所述處理器用于采集所述發(fā)射機正向通道的第一基帶信號、第二基帶信號，以及反饋通道中的第一解調(diào)信號以及第二解調(diào)信號，其中，所述第一基帶信號與所述第二基帶信號為正交信號；所述第一解調(diào)信號與所述第一基帶信息對應(yīng)，所述第二解調(diào)信號與所述第二基帶信號對應(yīng)；
[0030]所述處理器還用于由所述第一基帶信號與所述第二基帶信號組成第一向量，由所述第一解調(diào)信號與所述第二解調(diào)信號組成第二向量，確定所述第一向量與所述第二向量的相位差的正弦值和余弦值；根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償；
[0031]所述存儲器用于，存儲所述處理器中運行的程序、以及所述程序運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
[0032]結(jié)合第三方面，在第三方面的第一種可能實施方式中，所述處理器具體用于實時地根據(jù)所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償。
[0033]結(jié)合第三方面，在第三方面的第二種可能實施方式中，所述處理器具體用于在預(yù)定周期內(nèi)采集并存儲所述正弦值與所述余弦值；并在所述預(yù)定周期內(nèi)根據(jù)存儲的所述正弦值與所述余弦值分別對所述第一基帶信號和所述第二基帶信號進行補償。
[0034]結(jié)合第三方面，在第三方面的第三種可能實施方式中，所述處理器位于所述發(fā)射機的前向通道、反饋通道、前向射頻通道的本振通道以及反饋通道的本振通道的任一處。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實施方式的發(fā)射機通過采集發(fā)射機正向通道的正交的第一基帶信號和第二基帶信號，組成第一向量，采集反饋通道中的第一解調(diào)信號和第二解調(diào)信號，組成第第二向量，根據(jù)第一向量和第二向量的相位差確定發(fā)射機在信號傳輸中產(chǎn)生的相位偏差的正弦值與余弦值，并根據(jù)所述正弦值與余弦值對第一基帶信號以及第二基帶信號進行補償后發(fā)射出去。通過上述方式，即使在元器件出現(xiàn)老化，也能得到與老化后元器件對應(yīng)的補償后的第一基帶信號和第二基帶信號，在不中斷發(fā)射機通信的條件下，保證基帶信號與解調(diào)后的基帶信號之間的誤差控制在有效范圍內(nèi)，克服老化等不利因素對發(fā)射機的影響，進而能夠保證發(fā)射機信號發(fā)射的基本穩(wěn)定性，也增強發(fā)射機的實用性。
【附圖說明】
[0036]圖1是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機工作方式的仿真原理示意圖；
[0037]圖2A是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位偏差為O度時調(diào)制前后第一對比示意圖；
[0038]圖2B是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位偏差為O度時調(diào)制前后第二對比示意圖；
[0039]圖2C是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位偏差為O度時發(fā)射信號的波形示意圖；
[0040]圖3A是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位調(diào)制前的第一基帶信號Iin波形示意圖；
[0041]圖3B是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位調(diào)制前的第二基帶信號Qin波形示意圖；
[0042]圖4A是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位偏差為60度時調(diào)制前后信號第一對比示意圖；
[0043]圖4B是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位偏差為60度時調(diào)制前后信號第二對比示意圖；
[0044]圖4C是現(xiàn)有技術(shù)笛卡爾環(huán)發(fā)射機相位