[发明专利]一种基于查找表的功放非线性模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于查找表的功放非线性模拟方法，包括如下步骤：据功放的幅度非线性AM‑AM特性与幅相转换非线性AM‑PM特性建立查找表LUT；接收任意功率的复基带输入信号x(t)，在模拟域对其进行可控增益放大，产生初态功率调整后信号xG(t)；对xG(t)进行A/D采样，产生其对应的数字域A/D采样信号xG(m)，对xG(m)进行模拟域AGC粗调+数字域功率因子微调，得到xF(m)，计算得到xF(m)瞬时模值与辅角，然后计算LUT地址；查AM‑AM查找表和AM‑PM查找表，产生功放非线性模拟输出信号的瞬时模值和瞬时辅角；计算得到以同相与正交分量表示的功放非线性模拟输出数字信号，进行D/A转换，即可产生最终的功放非线性模拟输出信号。本发明具有适用范围广、通用性强、模拟精度高等突出优点。

主权项

一种基于查找表的功放非线性模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据功放的幅度非线性AM‑AM特性G(r)与幅相转换非线性AM‑PM特性ψ(r)建立有限字长条件下功放非线性模拟所用查找表LUT，即：其中，AN_out(k)与分别为有限字长条件下AM‑AM与AM‑PM查找表，W为预设的LUT地址线宽度，k为LUT地址，Vref为后续步骤3中进行A/D采样时的A/D参考电平，NLUT为预设的LUT扩位位数，r(k)为G(r)与ψ(r)函数离散化的输入幅度，即其中，r∈[rmin,rmax]为任意AM‑AM及AM‑PM曲线的输入幅度范围，rmin为最小输入幅度，rmax为最大输入幅度，两者单位均为伏特；步骤2：接收任意功率的复基带输入信号x(t)，在模拟域对其进行可控增益放大，产生初态功率调整后信号xG(t)，即：xG(t)＝G0x(t)；其中，G0为模拟域增益，G0对应的对数增益记为GdB0；步骤3：对初态功率调整后信号xG(t)进行A/D采样，产生其对应的数字域A/D采样信号xG(m)，即其中，xG_t(mTs)表示信号只进行了时间维的采样，xG(m)是在xG_t(mTs)基础上进行了幅度维的量化，Vref为A/D参考电平，Nsig为A/D有效位，m为数字域的离散时间变量，Ts为采样周期；步骤4：对A/D采样后信号xG(m)进行功率统计，即其中，PD为xG(m)的数字域功率，Ps为xG(m)对应模拟域信号xG(t)的模拟域功率，Cp为数字域与模拟域的功率转换系数，即M为采样周期内离散时间变量个数；步骤5：根据步骤4得到的数字域功率PD及设定的自动增益控制门限范围[PDG1,PDG2]，通过循环控制模拟域增益G0，对功放工作点的进行粗调整，粗调整的结果是：当调整到位后，A/D采样信号的数字域功率PD满足：PD∈[PDG1,PDG2]；步骤6：对步骤5功放工作点已粗调完成的数字信号xG(m)，按下式进行功率微调，获得微调后复信号其中，表示向下取整操作，FN为量化后的功率微调因子，即其中，PdB_obj为模拟域对数目标功率，PD为AGC粗调完成信号xG(m)的数字域功率，Cp为模拟域与数字域功率转换系数，NF为功率微调因子的扩位位数，R为输入阻抗；步骤7：将xF(m)表示为复信号形式：xF(m)＝xF_I(m)+jxF_Q(m)；将xF(m)其中xF(m)＝xF_I(m)+jxF_Q(m)进行直接坐标至极坐标转换，计算得到其瞬时模值|xF(m)|与辅角即其中，int[]表示四舍五入操作，atan[]为反正切函数，其范围为[‑π,π]，NLUT为LUT扩位位数；步骤8：根据步骤7计算得到的瞬时模值|xF(m)|，计算LUT地址其中，[AN_min,AN_max]与为量化后AM‑AM与AM‑PM曲线的输入幅度范围，具体为其中，r∈[rmin,rmax]为原始AM‑AM及AM‑PM曲线的输入幅度范围；步骤9：根据步骤8计算的LUT地址k(m)查找步骤1已建立的AM‑AM查找表，产生功放非线性模拟输出信号y(m)的瞬时模值，即|y(m)|＝AN_out(k)k＝k(m)；其中，|y(m)|功放非线性模拟输出信号y(m)的瞬时模值；同时，根据步骤8计算的LUT地址查找步骤1已建立的AM‑PM查找表，并将其输出与步骤7计算的瞬时辅角相加，以计算得到功放非线性模拟输出信号的瞬时辅角即其中，放非线性模拟输出信号y(m)的瞬时辅角；步骤10：根据步骤8计算得到的瞬时模制|y(m)|与步骤9计算得到的瞬时辅角按下式进行极坐标‑直角坐标变换，计算得到以同相与正交分量表示的功放非线性模拟输出数字信号，即其中，yI(m)与yQ(m)分别为y(m)的同相分量与正交分量，Ncos为正弦sin与余弦cos函数值的扩位位数；步骤11：对步骤10产生的同相分量yI(m)与正交分量yQ(m)进行D/A转换，即可产生最终的功放非线性模拟输出信号，即y(t)＝yI(t)+yQ(t)。