[发明专利]用于补偿相位突变的系统和方法

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技术领域

本发明一般涉及无线电台系统(wireless radio system)，并且更具体而言，提供了用于在微波和毫米波数字无线电台中补偿相位突变(phasehit)的系统和方法。

背景技术

用户对无线通信的需求创新高。当前，无线系统在蜂窝网络、固定网络、专用网络等中被实现，并且可以应用点对点、点对多点、本地多点分布服务以及网状体系结构。这种无线网络系统一般包括节点或终端，每个节点或终端包括室内单元(IDU)和室外单元(ODU)。IDU一般包括调制解调器和电源。ODU用于向收发机天线发送数据和从收发机天线接收数据，并且一般包括大量配件。ODU配件可以包括电源、频率变换器、频率合成器、双工器以及其它电路。

为了制造ODU，各种配件被安装在一外壳中，并且ODU随后被测试。其基于温度波动的可操作特性被测量，通常花费数小时完成的处理较贵，需要手工劳动，并且导致低的可靠性。具有基于温度的可操作特性，ODU和IDU可以更好地解释发送到收发机天线的外出信号(outgoingsignal)和从收发机天线接收的进入信号(incoming signal)。

由于ODU共享无线电波(airwave)，因此，管理机构对各种无线电台频带的带宽和幅度施加了限制。因此，数字RF电信系统的设计者被促使在受限的可用波带中发送尽可能多的数据。结果，设计者已经开发出了各种调制方案。一些调制方案包括幅度调制(其中，不同的幅度被用来表示信息符号或数字状态)、频率调制(其中，不同的频率被用来表示信息符号或数字状态)和相位调制(其中，特定的相位被用来表示信息符号或数字状态)。其它更多的精密且有效的调制方案包括正交幅度调制(QAM)以及其它相干相移键控(PSK)和频移键控(FSK)调制方案。

为了利用QAM对数字数据进行编码，载波频率的相位和幅度被相对于稳定频率、单幅度基准源来操纵。图1A示出了圆形QAM调制方案的符号图。如图所示，轴10和12将点或符号的星座划分为四个象限。每个点以旋转方式位于星座空间周围，并且表示经编码信息的特定成员。即，每个字符(诸如经编码的ASCII“A”符号)由圆形星座空间中的向量表示，其中载波相位角相对于基准相位角，并且基准幅度和载波幅度等于向量幅度。因此，例如，向量14可以表示经编码的ASCII“A”符号，而向量16可以表示经编码的ASCII“B”符号。随着星座中的点数的增加，由单个点传达的信息的量或粒度也增加。然而，由于随着点数的增加在相邻点之间进行区分的角度减小，因此，不同点之间的辨别变得更加困难。因此，QAM调制方案中潜在的误差也增加。

图1B示出了矩形QAM调制方案的符号图。类似于图1A，图1B的符号图包括两个轴10和12，轴10和12将点或符号的星座划分为四个象限。在此示例中，每个点位于矩形形状中，并且表示一组比特，其中，比特数表示QAM调制或QAM水平的分辨率；并且比特值表示基准值。对于在此所示的16点QAM调制方案，星座空间中的每个点表示四(4)比特。随着星座空间中的点数的增加，与单个点相对应的比特数也增加。然而，类似于圆形QAM，随着星座中点数的增加，在不同点之间进行辨别时潜在的误差也增加。

调制解调器QAM调制方案中的典型星座可以包括64、128、256或更多数目的点。各种QAM调制方案用圆形和/或矩形星座来表示。例如，64-QAM在数据误差发生之前仅容许大约四(4)度的相位误差。具有128点或256点的星座甚至进一步增加了误差可能性。因此，当在诸如具有IDU和ODU部件的分离装配(split-mount)无线电台之类的无线电台系统中实现调制方案时，相位噪声变成一个大问题。相位误差可能导致对点的错误解释或者比特差错。如果差错突发(burst)超过了接收机的纠错能力，则可能发生帧丢失，并且必须重新发送帧，因此浪费了宝贵的带宽资源。

一种类型的典型相位扰动称作“相位突变”。相位突变是本地振荡器频率的突然改变，常常是由在温度改变(尤其是变冷)期间振荡器的封装内的压力和/或张力的突然机械释放引起的。相位突变的典型原因是周围温度波动。例如，升高和降低温度可以导致ODU的物理配件(尤其是频率合成器)的扩张和收缩，这可以引起其频率响应的改变。