射频拉远单元及对射频拉远单元漏极电压进行调整的方法

摘要

本发明提供了射频拉远单元RRU及对RRU漏极电压进行调整的方法，其中，所述RRU包括反馈通路、计算判断单元、电源模块和功率放大器；反馈通路用于采集功率放大器的输出信号，传送给计算判断单元；计算判断单元用于计算出输出信号的邻道泄露功率比ACPR，判断出ACPR大于目标值且ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大所述电源模块的电压；如果判断出ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整；电源模块用于根据计算判断单元配置的电压对功率放大器进行供电；功率放大器用于根据电源模块的供电进行信号的放大输出。本发明方案能够降低能量损耗。

权利要求

1.一种射频拉远单元RRU，其特征在于，该RRU包括反馈通路、计算判断单元、电源模块和功率放大器；

所述反馈通路，用于采集功率放大器的输出信号，传送给所述计算判断单元；

所述计算判断单元，用于计算出所述输出信号的邻道泄露功率比ACPR，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大所述电源模块的电压；如果判断出所述ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整；

所述电源模块，用于根据所述计算判断单元配置的电压对所述功率放大器进行供电；

所述功率放大器，用于根据电源模块的供电进行信号的放大输出。

2.如权利要求1所述的RRU，其特征在于，所述计算判断单元包括现场可编程门阵列FPGA和控制及信号处理器；

所述FPGA，用于计算出所述输出信号的ACPR，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则向所述控制及信号处理器发送调整指令；

所述控制及信号处理器，用于在接收调整指令后，按照设定步进配置增大所述电源模块的电压。

3.如权利要求1所述的RRU，其特征在于，所述计算判断单元包括FPGA和控制及信号处理器；

所述FPGA，用于接收所述反馈通路传送的输出信号，传送给所述控制及信号处理器；

所述控制及信号处理器，用于计算出所述输出信号的ACPR，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大所述电源模块的电压。

4.如权利要求1、2或3所述的RRU，其特征在于，所述计算判断单元进一步用于在判断出ACPR小于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置减小所述电源模块的电压。

5.一种对射频拉远单元RRU漏极电压进行调整的方法，其特征在于，该方法包括：反馈通路采集功率放大器的输出信号；

计算判断单元计算出所述输出信号的邻道泄露功率比ACPR；

计算判断单元判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大电源模块的电压，返回所述反馈通路采集功率放大器的输出信号的步骤；如果判断出所述ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整；

功率放大器根据电源模块调整后的电压进行信号的放大输出。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算出所述输出信号的ACPR包括：对采集的输出信号进行傅立叶变换；

计算出输出信号中有用信号功率P1和P2；

计算出输出信号中的邻道信号功率P3和P4；

通过公式ACPR_H=20log10(P3/P1)和ACPR_L=20log10(P4/P2)计算得到两个ACPR值；

所述判断出所述ACPR大于目标值为：判断出计算得到的ACPR_H和ACPR_L中任意一个大于目标值，则认为ACPR大于目标值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：如果计算判断单元判断出ACPR小于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置减小电源模块的电压，返回所述采集功率放大器的输出信号的步骤。

8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标值设置为-40dB，或者所述目标值设置为：常温下为-45dB、高温和低温下为-43dB。

说明书

射频拉远单元及对射频拉远单元漏极电压进行调整的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及移动通信技术，尤其涉及射频拉远单元(RRU，Radio Remote Unit)及对RRU漏极电压进行调整的方法。

背景技术

[0002] 为了满足节能减排和绿色环保的需求，优化RRU功率放大的效率是主要考虑的因素之一。RRU能根据负荷状况调整其漏极电压是主要的节能方式，RRU接收无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)发送的信息，通过自身的功率放大器进行功率放大，然后通过自身的滤波器进行滤波，之后将信息输出给终端。在功率放大器的输出为最大功率时，其效率(PAE，Power Amplifier Efficiency)最大只有30～40％；如果输出功率降低，则PAE值更低。因此，采用电源模块对功率放大器漏极电压进行调整的方式，以维持功率放大器的最佳偏置状态，减少功率放大器消耗的电能，以达到节能降耗的目的。

[0003] 参见图1，为现有技术中RRU的结构示意图，其包括现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、控制及信号处理器、电源模块和功率放大器；

[0004] 控制及信号处理器将RNC发送的信息通过FPGA、数模转换器(DAC，Digital to Analog Converter)、正交调制器、发信单元等进行相应处理后，传送给功率放大器；并且，控制及信号处理器还根据由无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)发送的信息的特性，对电源模块的电压进行调整，所述特性包括消息类型、消息量等；

[0005] 电源模块，用于在控制及信号处理器的控制下，进行电压调整，用调整后的电压对功率放大器的漏极进行供电；

[0006] 功率放大器根据电源模块的供电，进行信号的放大输出。

[0007] 在具体实现中，FPGA的结构可以包括数字上变频器、波峰因子衰减器和数字预失真器，此时，控制及信号处理器还对波峰因子衰减器进行控制。

[0008] RRU还可以包含反馈通路，用于接收功率放大器的输出信号，进行相应处理后传送给FPGA，FPGA中的数字预失真器对输出信号进行信号失真分析处理。同时，电源模块还对反馈电路进行供电。反馈电路中可具体包括模数转换器(ADC，Analog to Digital Converter)、放大滤波器、下变频器和可控衰减器等。

[0009] 进一步地，该RRU还可以包含滤波器，用于对功率放大器的输出信号进行滤波处理后发送给终端。

[0010] 参见图2，为现有技术中对RRU漏极电压进行调整的方法流程图，该方法预先在RRU内设置电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)，在EEPROM保存最大输出功率与电源电压之间的对应关系，该对应关系例如表1所示：

[0011]功率dBm 电源电压(V)
43≤Pout 29～30.5
40≤Pout 28
38≤Pout 26
36≤Pout 24
34≤Pout 22
Pout＜32 20

[0012] 表1 最大输出功率与电源电压之间的对应关系

[0013] 图2的方法包括以下步骤：

[0014] 步骤201，控制及信号处理器根据RNC发送的信息的特性，确定出最大输出功率。

[0015] RRU对由RNC发送的信息进行相应处理后，发送给终端，所述特性包括消息类型、消息量等。确定的该最大输出功率，为需要通过RRU的天线将消息发送给终端的最大输出功率，也就是RRU中功率放大器的最大输出功率。

[0016] 最大输出功率的确定可以周期性地进行。

[0017] 步骤202，控制及信号处理器将本次最大输出功率与上一次确定的最大输出功率进行比较，判断两者之差的绝对值是否小于3dB，如果是，则不进行调整，否则，执行步骤203。

[0018] 步骤203，根据本次最大输出功率，在EEPROM保存的表1所示对应关系中查询出相应的电源电压。

[0019] 步骤204，根据步骤203查询出的电源电压，计算出电源模块的电压值，表示为Vc。

[0020] 电源模块的电压值，具体地，为电源模块中的DAC的电压值。

[0021] Vc可通过如下公式计算：Vc＝(Vout-20)/10.5×1024。

[0022] 步骤205，电源模块将电压值调整为步骤204中计算出的电压值，并根据调整后的电压对功率放大器进行供电。

[0023] 步骤206，功率放大器根据电源模块调整后的电压进行信号的放大输出。

[0024] 之后，将放大的信号经过滤波器进行滤波处理后，发送给终端。

[0025] 现有方案根据接收的由RNC发送的信息的特性，周期性地对RRU漏极电压进行调整，实践中发现，通过RNC发送的信息的特征对RRU漏极电压进行调整，存在较大的误差，并且RNC发送的信息的特性并不是调整RRU漏极电压的唯一因素，这导致不能准确对RRU漏极电压进行调整，不能进一步降低能量损耗。

发明内容

[0026] 本发明提供了一种RRU，该RRU能够进一步降低能量损耗。

[0027] 本发明还提供了对RRU漏极电压进行调整的方法，该方法能够进一步降低能量损耗。

[0028] 一种RRU，该RRU包括反馈通路、计算判断单元、电源模块和功率放大器；

[0029] 所述反馈通路，用于采集功率放大器的输出信号，传送给所述计算判断单元；

[0030] 所述计算判断单元，用于计算出所述输出信号的邻道泄露功率比(ACPR，Adjacent Channel Leakage Power Ratio)，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大所述电源模块的电压；如果判断出所述ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整；

[0031] 所述电源模块，用于根据所述计算判断单元配置的电压对所述功率放大器进行供电；

[0032] 所述功率放大器，用于根据电源模块的供电进行信号的放大输出。

[0033] 一种对RRU漏极点压进行调整的方法，该方法包括：

[0034] 反馈通路采集功率放大器的输出信号；

[0035] 计算判断单元计算出所述输出信号的ACPR；

[0036] 计算判断单元判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大电源模块的电压，返回所述反馈通路采集功率放大器的输出信号的步骤；如果判断出所述ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整；

[0037] 功率放大器根据电源模块调整后的电压进行信号的放大输出。

[0038] 从上述方案可以看出，本发明中，RRU根据功率放大器的输出信号对功率放大器的漏极电压进行实时调整，以使输出信号的ACPR接近目标值，接近目标值表明输出信号的能量损耗较小，从而，达到了进一步降低能量损耗的技术效果。并且，本发明方案无需增加额外的EEPROM存储最大输出功率与电源电压之间的对应关系，基于RRU自身结构便可实现对RRU漏极电压进行调整，从而降低了成本。

附图说明

[0039] 图1为现有技术中RRU结构的示意图；

[0040] 图2为现有技术中对RRU漏极电压进行调整的方法流程图；

[0041] 图3为本发明RRU的结构示意图；

[0042] 图4为本发明对RRU漏极电压进行调整的方法示意性流程图；

[0043] 图5为本发明对RRU漏极电压进行调整的方法流程图实例。

具体实施方式

[0044] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

[0045] ACPR是衡量RRU输出信号的主信道信号对邻近频点信号造成干扰而设定的指标，也是衡量RRU输出信号非线性失真程度的一个重要指标。RRU输出信号，也就是由功率放大器进行放大后，通过滤波器输出的信号。ACPR可通过对功率放大器的输出信号进行测量得到。

[0046] 输出信号的ACPR反应了功率放大器进行功率放大的效率，若主信道信号对邻近频点信号造成的干扰小，RRU输出信号非线性失真小，则效率高，若主信道信号对邻近频点信号造成的干扰大，RRU输出信号非线性失真大，则效率低；效率体现了能量损耗，若效率高，则能量损耗小，若效率低，则能量损耗大。也就是，通过ACPR便可获知RRU能量损耗情况；当测得的ACPR接近目标值，则输出信号的状态较佳，此时功率放大器处于最佳偏置状态，这种状态下的能量损耗较小。

[0047] 本发明中，RRU根据功率放大器的输出信号对功率放大器的漏极电压进行实时调整，形成一个闭环调整，使输出信号的ACPR值接近目标值，从而达到进一步降低能量损耗的效果。

[0048] 下面通过图3对本发明提供的RRU结构进行说明，本发明方案可通过现有的RRU结构实现，这里将FPGA和控制及信号处理器合称为计算判断单元。图3的结构包括反馈通路、计算判断单元、电源模块和功率放大器；

[0049] 所述反馈通路，用于采集功率放大器的输出信号，传送给所述计算判断单元；

[0050] 所述计算判断单元，用于计算出所述输出信号的ACPR，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大所述电源模块的电压；如果判断出所述ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整；

[0051] 所述电源模块，用于根据所述计算判断单元配置的电压对所述功率放大器进行供电；

[0052] 所述功率放大器，用于根据电源模块的供电进行信号的放大输出。

[0053] 可选地，所述计算判断单元包括FPGA和控制及信号处理器；

[0054] 所述FPGA，用于计算出所述输出信号的ACPR，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则向所述控制及信号处理器发送调整指令；

[0055] 所述控制及信号处理器，用于在接收调整指令后，按照设定步进配置增大所述电源模块的电压。

[0056] 可选地，所述计算判断单元包括FPGA和控制及信号处理器；

[0057] 所述FPGA，用于接收所述反馈电路传送的输出信号，传送给所述控制及信号处理器；

[0058] 所述控制及信号处理器，用于计算出所述输出信号的ACPR，判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大所述电源模块的电压。

[0059] 可选地，所述计算判断单元进一步用于在判断出ACPR小于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置减小所述电源模块的值。

[0060] 与现有技术相同地，FPGA可具体包括数字上变频器、波峰因子衰减器和数字预失真器，此时，控制及信号处理器还对波峰因子衰减器进行控制。反馈通道还用于接收功率放大器的输出信号，进行相应处理后传送给FPGA，FPGA中的数字预失真器对输出信号进行信号失真分析处理。同时，电源模块还对反馈电路进行供电。反馈电路中可具体包括ADC、放大滤波器、下变频器和可控衰减器。并且，控制及信号处理器将RNC发送的信息通过FPGA、DAC、正交调制器、发信单元等进行相应处理后，传送给功率放大器。

[0061] 进一步地，该RRU还可以包含滤波器，用于对功率放大器的输出信号进行滤波处理后发送给终端。

[0062] 参见图4，为本发明对RRU漏极电压进行调整的方法示意性流程图，该方法基于图3的结构进行，其包括以下步骤：

[0063] 步骤401，反馈通路采集功率放大器的输出信号。

[0064] 步骤402，计算判断单元计算出步骤401采集的输出信号的ACPR。

[0065] ACPR可通过FPGA或控制及信号处理器进行计算得到，具体地，例如可以由FPGA中的数字预失真器计算。

[0066] ACPR可采用现有的方式计算得到，计算方法包括：对采集的输出信号进行傅立叶变换，计算出输出信号中有用信号功率P1和P2，计算出输出信号中的邻道信号功率P3和P4，通过公式ACPR_H＝20log10(P3/P1)和ACPR_L＝20log10(P4/P2)计算得到两个ACPR值。下面通过两个实例进行简单说明。

[0067] 以计算时分-同步码分多址接入(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)系统的ACPR为例进行具体说明，通过反馈通路采集8192个点进行傅立叶变换；根据载波配置计算有用信号功率，具体包括：对输出信号的有用信号中高频点带宽内1.28Mhz的功率进行相加，得到P1，对输出信号的有用信号中低频点带宽内1.28Mhz的功率进行相加，得到P2；再计算邻道功率，具体包括：对输出信号的有用信号中高频点的邻道带宽内1.28Mhz的功率进行相加，得到P3，对输出信号的有用信号中低频点的邻道带宽内1.28Mhz的功率进行相加，得到P4；最后通过公式ACPR_H＝20log10(P3/P1)和ACPR_L＝20log10(P4/P2)计算出两个ACPR值。

[0068] 再以计算长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统的ACPR进行说明，通过反馈电路采集8192点进行傅立叶变换；首先计算输出信号的有用信号功率，将中心频点两侧各9MHz带宽内的信号功率进行叠加作为有用信号功率P1，对于LTE，各载波叠加，只有一个载波点，导致P1＝P2，再计算邻道功率，左侧邻道将带宽内的功率相加得到P4，右侧邻道偏离主信号的9MHz带宽内的功率相加得到P3，最后通过公式ACPR_H＝20log10(P3/P1)和公式ACPR_L＝20log10(P4/P2)＝20log10(P4/P1)得到两个ACPR值。

[0069] 关于ACPR的计算为现有技术，这里不过多赘述。

[0070] 步骤403，计算判断单元判断出所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置增大电源模块的电压，返回步骤401，并执行步骤404；如果判断出所述ACPR与目标值之差的绝对值小于或等于预设值，则不对电源模块的电压进行调整。

[0071] 若设定步进为X，本步骤所述按照设定步进配置增大电源模块的电压包括：将电源模块的当前电压与X相加，用相加结果更新电源模块当前的电压。

[0072] 由于计算出的ACPR值为两个，相应地，本步骤中判断出所述ACPR大于目标值为：判断出计算得到的ACPR_H和ACPR_L中任意一个大于目标值，则认为ACPR大于目标值；本步骤中所述判断出ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值为：判断出计算得到的ACPR_H和ACPR_L中任意一个与目标值之差的绝对值大于预设值，则认为ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值。需要说明的是，计算出的两个ACPR非常接近，实际情况中，一般不会出现其中一个ACPR大于目标值，而另一个ACPR小于目标值的情况。

[0073] 一般地，可以将目标值设置为-40dB。本发明还提供一种根据不同温度使用不同目标值的方案，具体为：常温下设为-45dB、高温和低温下设为-43dB。

[0074] 所述预设值可根据需要设置，例如可以设置为3dB或2dB。

[0075] 为了降低能量损耗，本发明主要针对ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值的情况进行调整。步骤403中，当判断出ACPR小于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值时，可以结束流程。进一步地，为了提高功率放大器输出信号的效率，当判断出ACPR小于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值时，也可以对电源模块的电压进行调整，具体为：

[0076] 如果判断出ACPR小于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，则按照设定步进配置减小电源模块的电压，返回步骤401。若设定步进为X，所述按照设定步进配置减小电源模块的电压包括：将电源模块的当前电压与X相减，用相减结果更新电源模块当前的电压。由于计算出的ACPR值为两个，即ACPR_H和ACPR_L，所述判断出ACPR小于目标值为：判断出计算得到的ACPR_H和ACPR_L都小于目标值，则认为ACPR小于目标值；所述判断出ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值为：判断出计算得到的ACPR_H和ACPR_L与目标值之差的绝对值都大于预设值，则认为ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值。

[0077] 参见图5，为本发明对RRU漏极电压进行调整的方法流程图实例，本实施例中，由控制及信号处理器计算ACPR，该流程包括以下步骤：

[0078] 步骤501，电源模块设定电压初始值。

[0079] 为了进一步降低能量损耗，本步骤可将电压初始值设置为电压最小值，这种情况下，RRU漏极电压从低往高调整。当然地，也可将电压初始值设置为电压最大值，这种情况下，RRU漏极电压从高往低调整。

[0080] 本步骤为进行RRU漏极电压调整前的一般步骤，例如，还可以包括建立小区或进行小区重配置等处理。

[0081] 步骤502，反馈通路采集功率放大器的输出信号，传送给FPGA。

[0082] 本步骤可周期性执行。

[0083] 步骤503，FPGA将接收的输出信号传送给控制及信号处理器。

[0084] 步骤504，控制及信号处理器计算出输出信号的ACPR。

[0085] ACPR可采用现有的方式计算得到。

[0086] 步骤505，控制及信号处理器判断是否所述ACPR大于目标值且所述ACPR与目标值之差的绝对值大于预设值，如果是，则按照设定步进配置增大电源模块的电压，功率放大器根据电源模块调整后的电压进行信号的放大输出返回步骤502；否则，不对电源模块的电压进行调整，结束流程。

[0087] 本发明根据功率放大器的输出信号对功率放大器的漏极电压进行实时调整，形成一个闭环的调整，使输出信号的ACPR接近目标值，从而达到进一步降低能量损耗的效果。并且，本发明方案无需增加额外的EEPROM以存储最大输出功率与电源电压之间的对应关系，基于RRU自身结构便可实现对漏极电压的调整，从而降低了成本；相应地，不需要提取最大输出功率与电源电压之间的对应关系，节约了工作量。不仅如此，根据功率放大器的输出电压直接对功率放大器的漏极电压进行调整，其精度高，且通过测量ACPR，还可以进行通道的故障检测，

[0088] 本发明方案适用于单通道的RRU和多通道的RRU，且能应用于多种系统，如TD-SCDMA系统、LTE系统或宽带码分多址接入(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)系统等。

[0089] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。