[发明专利]高线性LINC发射机

说明书

技术领域

本技术涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种优化无线通信领域的LINC发射机结构。

背景技术

一般的无线通信发射机，无法同时满足高效率和高线性度要求。通常设计者要么单独实现高效率指标，要么单独实现高线性度指标，这些不能兼顾效率和线性度的发射机已经无法适应现代通信技术的发展。随着数字信号处理技术的飞速发展，线性放大使用非线性器件技术——LINC(Linear amplification with Nonlinear Components)，开始受到研究者的关注，该技术可以使得发射机同时获得高效率和高线性度。传统LINC发射机框图如图1所示。通过一个信号分离模块10将同时包含幅度和相位信息的输入信号分离成两路包络恒定但相位变化的信号，之后经调制器21和调制器22将两路信号调制到射频，然后再用两个非线性高效率的功率放大器31和功率放大器32对两路恒包络信号进行放大，最后用合成器40将两路信号合成输出。在无线通信领域中，传统的LINC发射机结构是公知的，故在此不再对其结构的各个单元进行详细描述。

在对现有技术的研究和实践中，发明人发现传统的LINC技术至少存在以下问题：

LINC系统中由于采用了信号分离技术，存在着两条射频支路，且两路信号为异相信号，研究发现两支路中幅度和相位的不平衡会给合成器输出信号带来非线性失真，严重影响LINC发射机的线性度。

发明内容

本发明实施例所要解决的问题是提供一种新的自适应校正结构和自适应校正算法，旨在解决LINC发射系统中的双路幅度和相位的不平衡问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的，包括：

本发明实施例基于传输矩阵的形式重新搭建LINC系统模型，在此基础上构建LINC双支路不平衡的数学模型，并以矩阵的形式来描述，同时构建不平衡的校正结构及其校正算法，通过反馈信号来实现对系统线性度的自适应校正。

LINC系统存在幅度和相位不平衡时，每条支路都可能存在着幅度和相位的失真，这样两条支路总共出现四个失真变量，采用直接校正算法，相当于是对一个四维变量进行校正，算法极其复杂。本发明首先将复杂模型拆分为几个简单模型，然后对各个子模块分别进行校正，最终实现系统线性度的改善。将复杂模型拆分成的简单模型分别叫做差模增益模块、差模相位模块和共模相位模块。

该LINC发射机包括：数字信号处理单元，完成基带信号分离算法和反馈信号的自适应校正算法；模拟信号处理单元，把数字基带信号转换成模拟基带信号并直接通过正交调制到发射载频；放大单元，完成对射频信号的功率放大；合成单元，对两路信号进行合成输出；反馈单元，完成对射频信号的采集，并且下变频为中频信号。

该数字信号处理单元最好包括一个信号分离器，完成对输入信号的分离，产生两个恒包络信号；一个自适应幅度和相位校正模块，该模块包含有两个子模块：差模增益校正模块、差模相位校正模块，分别用来校正系统中存在的幅度不平衡和相位不平衡；一个数字滤波器，对反馈信号进行滤波，去除反馈信号中的高频分量；一个数字下变频器，对反馈的中频信号进行数字下变频到基带。

该模拟信号处理单元最好包括两个D/A(数/模)转换器，用来将两路恒包络数字信号处理单元输出的数字信号转换成模拟信号；两个模拟低通滤波器，用来滤除D/A输出信号的高频成分；两个正交调制器，用来把基带模拟信号正交调制到射频；一个本地振荡器，用来提供一个时钟信号给下变频用。

该放大单元最好包括两个高效率功率放大器，完成对射频信号的功率放大。

该功率合成单元最好包括一个高效率功率合成器，完成对两路恒包络信号的合成。

该信号采集单元最好包括一个射频开关，选择不同的反馈信号；一个下变频器，将耦合器输出的射频信号转化为低中频信号；一个本地振荡器，作为下变频器的时钟；一个A/D(模/数)转换器，用来将低中频模拟信号采样成为数字信号，送给数字信号处理单元进行校正。

附图说明

图1为现有技术提供的IINC系统结构框图；

图2为本发明实施例提供的高线性LINC发射机的结构框图；

图3为本发明实施例提供的双支路校正结构框图；

图4为本发明实施例提供的双支路校正流程图；

图5为本发明实施例提供的各种不平衡经过算法校正后的功率谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种LINC系统中幅度和相位不平衡的校正结构和校正算法，此方法旨在解决LINC系统中存在的双路不匹配问题，提高LINC系统的线性度。为了使本发明的技术方案更加清晰明白，下面列举实例进行详细说明。