专利名称：阻抗匹配情况确定方法和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种阻抗匹配情况确定方法和设备。
背景技术：
在移动通信系统无线信号输出末端，只有射频口与天线输入口的阻抗完全匹配， 才能达到最大功率传输，这在高频更重要。发射机、传输电缆(即馈线)、天线阻抗都关系到功率的传输。驻波比就是表示馈线与天线的阻抗匹配情况。射频口与天线输入口的阻抗不匹配时，发射机发射的电波将有一部分反射回来， 在馈线中产生反射波，反射波到达发射机，最终产生为热量消耗掉。接收时，也会因为不匹配，造成接收信号不好。在一个传输链路中，当相反方向同时传输两个同频率的信号时，测试时得到的是一个叠加信号，由于两个信号的方向相反，导致叠加信号不再沿某一方向传输，称此信号为驻波。如
图1所示，在射频口与天线输入口的阻抗完全匹配时，将不产生反射波，这样， 在馈线里各点的电压振幅是恒定的。不匹配时，前进波(即入射波)与反射波以相反方向传输，在馈线里产生图2所示的电压波形，将驻留在馈线里的电压波形叫做驻波。驻波比(VoltageStanding Wave Ratio, VSWR)的计算方法如下VSffR = Umax/Umin ；Umax = Uf+Ub ；Umin = Uf-Ub ；其中，Uf为前进波的电压峰值，Ub为反射波的电压峰值。回波损耗(Return Loss, RL)和驻波比是描述同一事物的两种参数。回波损耗和驻波比相反，RL越大越好。理论上，信号在同阻抗传输链路中100%通过，当遇到阻抗变化时，部分信号被反射回来，这部分损耗称为回波损耗，如图2所示。回波损耗有以下三种计算方式第一种，最常用的计算方式是按照如下公式通过信号功率计算RL= 10 Ig P (in) /P (back)；其中，P(in)为前进波的功率峰值，P(back)为反射波的功率峰值。第二种，通过测试电压值的变化按照如下公式计算RL = 20 Ig U (in) /U (back)；其中，U(in)为前进波的电压峰值，U(back)为反射波的电压峰值。第三种，通过阻抗值的变化按照如下公式计算RL = 20 Ig (Za+Zi)/(Za-Zi) | ；其中，Za为输出阻抗，Zi为输入阻抗。从上面的公式看出来RL的值越大越好。与回波损耗相反，驻波比的值越小越好。如果知道VSWR就可以按照如下公式得到RL RL = 20 lg(VSWR+l)/(VSffR-I)；
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同样的，如果知道RL也可以计算得到VSWR。RL、VSWR、行波系数等的关系如下驻波比VSWR =电压最大值/电压最小值=Umax/Umin ；行波系数K =电压最小值/电压最大值=Umin/Umax =(入射波振幅-反射波振幅)/ (反射波振幅+入射波振幅)；反射系数T=反射波振幅/入射波振幅=(Zl-ZO)/(Z1+Z0)；其中ZO为传输线特性阻抗，Zl为负载阻抗回波损耗 RL = -20L0G (1/ | T |) = 20L0G (| (Z1+Z0) / (Zl-ZO) | ；VSffR = (1+1 T I) / (1-1 T I)=(入射波振幅+反射波振幅)/ (入射波振幅-反射波振幅)。在射频(RF)中阻抗匹配是很重要的，一般用反射系数、行波系数、驻波比和回波损耗四个参数来衡量匹配状况，四个参数之间有固定的数值关系。通常用的较多的是驻波比和回波损耗。下文主要使用VSWR来描述RF中的阻抗匹配情况。过多的反射功率会降低系统效率，增加设备负荷。被反射的能量越多，发射出去的能量就越少，如下表所示，但小量的反射是可以接受的。
权利要求
1.一种远端射频单元RRU设备，其特征在于，该设备包括预失真器，用于在数字预失真DPD系数更新周期到来时，对输入的第一训练序列信号进行DPD处理，将得到的第一预失真信号输出给功率放大与低噪声放大器LPAL ；在设定时间后，对输入的第二训练序列信号进行DPD处理，将得到的第二预失真信号输出给LPAL ；LPAL，用于将输入的第一预失真信号进行功率放大处理，将功率放大处理后的耦合信号输出给现场可编程门阵列FPGA ；将输入的第二预失真信号进行功率放大处理后输出给天线端口，并将天线端口输入的反射信号输出给FPGA ；FPGA，用于统计输入的耦合信号的功率以及反射信号的功率，根据统计结果确定RRU 设备的射频口与天线输入口的阻抗匹配情况。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括射频RF发射通道，用于将预失真器输出的第一预失真信号和第二预失真信号调制为射频信号后输出给LPAL。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括RF反馈通道，用于将LPAL输出的耦合信号和反射信号进行下变频、滤波和增益控制处理后输出给模数转换器ADC;ADC，用于将输入的耦合信号和反射信号进行模数转换处理后输出给FPGA。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述FPGA包括控制模块，用于在所述DPD系数更新周期到来时，向LPAL发送输出功率检测OPD开启信号，在所述设定时间后，向LPAL发送反射功率检测RPD开启信号；所述LPAL包括功放、第一耦合器、第一合路开关、第二合路开关、环行器、射频开关、 第二耦合器和功率负载；其中功放与第一耦合器相连，第一耦合器的输出端与环行器相连，第一耦合器的耦合端与第一合路开关相连，第一合路开关与第二合路开关相连；环行器的输出端与天线端口相连； 环行器的环行端与射频开关相连，射频开关与第二耦合器相连，第二耦合器的耦合端与第一合路开关相连，第二耦合器的输出端与功率负载相连；第二合路开关在BBU设备处于发射状态时，与第一合路开关连通，射频开关在BBU设备处于发射状态时，与第二耦合器连通；第一合路开关在接收到OPD开启信号后，与第一耦合器连通，功放将输入的第一预失真信号进行功率放大处理后输出给第一耦合器，第一耦合器将耦合到的耦合信号通过第一合路开关和第二合路开关输出；第一合路开关在接收到RPD开启信号后，与第二耦合器连通，功放将输入的第二预失真信号进行功率放大处理后通过第一耦合器和环行器输出给天线端口 ；天线端口输入的反射信号经过环行器和射频开关到达第二耦合器，第二耦合器将耦合到的反射信号通过第一合路开关和第二合路开关输出。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述LPAL还包括低噪声放大器、声表滤波器、增益控制器，其中增益控制器的输入端与射频开关相连，增益控制器的输出端与声表滤波器的输入端相连，声表滤波器的输出端与低噪声放大器的输入端相连，低噪声放大器的输出端与第二合路开关相连；第二合路开关在BBU设备处于接收状态时，与低噪声放大器连通，射频开关在BBU设备处于接收状态时，与增益控制器连通；天线端口输入的业务信号经过环行器、射频开关、增益控制器、声表滤波器、低噪声放大器和第二合路开关后输出。
6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述FPGA还包括同步校准模块，用于对输入的耦合信号进行时间校准处理后输出给反馈功率统计模块，时间校准处理后的耦合信号与第一预失真信号保持时间同步；对输入的反射信号进行时间校准处理后输出给反馈功率统计模块，时间校准处理后的反射信号与第二预失真信号保持时间同步；反馈功率统计模块，用于统计输入的耦合信号和反射信号的功率； 确定单元，用于根据反馈功率统计模块的统计结果确定电压驻波比VSWR值和/或回波损耗RL值。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述反馈功率统计模块用于 采用如下公式确定输入的耦合信号或反射信号的平均幅度值
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述确定单元用于 按照如下公式计算RL值
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述确定单元用于 按照如下公式计算VSWR值RL=20 lg(VSWR+1)/(VSWR-1)。
10.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述FPGA进一步包括判断模块，用于判断控制模块最近一次发出了 OPD开启信号或RPD开启信号； 增益调整模块，用于在判断模块判断控制模块最近一次发出了 OPD开启信号时，将反馈功率统计模块输出的耦合信号进行增益调整后输出给系数估计模块；系数估计模块，用于根据输入的耦合信号估算出DPD系数，将该DPD系数输出给预失真器；预失真器，用于利用输入的DPD系数进行DPD系数的更新。
11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括训练序列输入模块，用于在所述DPD系数更新周期到来时，向训练序列功率统计模块输入第一训练序列信号；在所述设定时间后，向训练序列功率统计模块输入第二训练序列信号；训练序列功率统计模块，用于调整第一训练序列信号和第二训练序列信号的幅度， 调整后的第一训练序列信号和第二训练序列信号的幅度大于业务信号的幅度、并且小于 ldbc;将调整后的第一训练序列信号和第二训练序列信号输出给预失真器。
12.—种远端射频单元RRU设备中的阻抗匹配确定方法，其特征在于，该方法包括预失真器在数字预失真DPD系数更新周期到来时，对输入的第一训练序列信号进行 DPD处理，将得到的第一预失真信号输出给功率放大与低噪声放大器LPAL ；在设定时间后， 对输入的第二训练序列信号进行DPD处理，将得到的第二预失真信号输出给现场可编程门阵列LPAL ；LPAL将输入的第一预失真信号进行功率放大处理，将功率放大处理后的耦合信号输出给FPGA ；将输入的第二预失真信号进行功率放大处理后输出给天线端口，并将天线端口输入的反射信号输出给FPGA ；FPGA统计输入的耦合信号的功率以及反射信号的功率，根据统计结果确定RRU设备的射频口与天线输入口的阻抗匹配情况。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将得到的第一预失真信号输出给 LPAL包括预失真器将得到的第一预失真信号输出给射频RF发射通道，RF发射通道将第一预失真信号调制为射频信号后输出给LPAL ；所述将得到的第二预失真信号输出给LPAL包括预失真器将得到的第二预失真信号输出给射频RF发射通道，RF发射通道将第二预失真信号调制为射频信号后输出给LPAL。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将功率放大处理后的耦合信号输出给FPGA包括LPAL将功率放大处理后的耦合信号输出给RF反馈通道，RF反馈通道将输入的耦合信号进行下变频、滤波和增益控制处理后输出给模数转换器ADC ；ADC将输入的耦合信号进行模数转换处理后输出给FPGA ；所述将天线端口输入的反射信号输出给FPGA包括LPAL将天线端口输入的反射信号输出给RF反馈通道，RF反馈通道将输入的反射信号进行下变频、滤波和增益控制处理后输出给模数转换器ADC ；ADC将输入的反射信号进行模数转换处理后输出给FPGA。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在LPAL将输入的第一预失真信号进行功率放大处理，将功率放大处理后的耦合信号输出给FPGA之前，该方法进一步包括控制模块在所述DPD系数更新周期到来时，向LPAL发送输出功率检测OPD开启信号； 在所述设定时间后，向LPAL发送反射功率检测RPD开启信号；所述LPAL将输入的第一预失真信号进行功率放大处理，将功率放大处理后的耦合信号输出给FPGA包括LPAL在接收到OPD开启信号后，将输入的第一预失真信号进行功率放大处理，并输出耦合到的功率放大处理后的耦合信号；所述将输入的第二预失真信号进行功率放大处理后输出给天线端口，并将天线端口输入的反射信号输出给FPGA包括LPAL在接收到RPD开启信号后，将输入的第二预失真信号进行功率放大处理后输出给天线端口，并输出天线端口输入的反射信号。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述FPGA统计输入的耦合信号的功率以及反射信号的功率，根据统计结果确定RRU设备的射频口与天线输入口的阻抗匹配情况包括FPGA对输入的耦合信号进行时间校准处理后，时间校准处理后的耦合信号与第一预失真信号保持时间同步；对输入的反射信号进行时间校准处理，时间校准处理后的反射信号与第二预失真信号保持时间同步；FPGA统计时间校准处理后的耦合信号和反射信号的功率；FPGA根据功率统计结果确定电压驻波比VSWR值和/或回波损耗RL值，根据VSWR值和 /或RL值确定RRU设备的射频口与天线输入口的阻抗匹配情况。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述FPGA统计时间校准处理后的耦合信号和反射信号的功率包括FPGA采用如下公式确定时间校准处理后的耦合信号或反射信号的平均幅度值
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，FPGA按照如下公式计算RL值
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，FPGA按照如下公式计算VSWR值RL = 20 lg(VSWR+l)/(VSffR-I)。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在FPGA统计输入的耦合信号的功率值之后，该方法进一步包括将所述耦合信号进行增益调整，根据增益调整后的耦合信号估算出DPD系数，将该DPD 系数输出给预失真器；预失真器利用输入的DPD系数进行DPD系数的更新。
21.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在预失真器对输入的第一训练序列信号进行DPD处理之前，该方法进一步包括调整第一训练序列信号的幅度，调整后的第一训练序列信号的幅度大于业务信号的幅度、并且小于Idbc ；在预失真器对输入的第二训练序列信号进行DPD处理之前，该方法进一步包括 调整第二训练序列信号的幅度，调整后的第二训练序列信号的幅度大于业务信号的幅度、并且小于Idbc。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，调整后的第一训练序列信号和第二训练序列信号的幅度为_13dBFS。
全文摘要
本发明实施例公开了一种阻抗匹配情况确定方法和设备，涉及无线通信技术领域，用于节省远端射频单元RRU设备的资源消耗。本发明中，预失真器对第一训练序列信号进行DPD处理；对第二训练序列信号进行DPD处理；功率放大与低噪声放大器LPAL将输入的第一预失真信号进行功率放大处理，将功率放大处理后的耦合信号输出给FPGA；将输入的第二预失真信号进行功率放大处理后输出给天线端口，并将天线端口输入的反射信号输出给现场可编程门阵列FPGA；FPGA统计输入的耦合信号的功率以及反射信号的功率，根据统计结果确定RRU设备的射频口与天线输入口的阻抗匹配情况。采用本发明，能够有效节省RRU设备的资源消耗。
文档编号H04B1/18GK102412855SQ20101028862
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者于继龙, 孙华荣, 张连栋, 房治国, 李裕国, 熊军, 王新生 申请人:大唐移动通信设备有限公司