CN105743825A - 一种用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真*** - Google Patents
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Abstract
一种用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真***，涉及数模混播数字音频广播发射机技术领域。本发明包括现场可编程门阵列、数模转换器、模数转换器、上变频器、下变频器、功率放大器和定向耦合器。其结构特点是，所述定向耦合器的反馈通道经过下变频器之后，一条通路依次经带通滤波器和模数转换器连接到现场可编程门阵列里的数字域重建，另一条通道依次经带阻滤波器和模数转换器连接到数字域重建，数字域重建再连接到行为建模。同现有技术相比，本发明能实现对数模混合信号的高精度采样，以满足功率放大器建模和数字预失真的要求。
Description
技术领域
本发明涉及数模混播数字音频广播发射机技术领域，特别是用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真***。
背景技术
在近年来数字技术高速发展的背景下，为了充分利用频谱资源、提高接收质量、拓展可承载业务的多样性，对调频FM广播的数字化改造被提上了日程。在这方面欧美国家走在前列，已经提出并大规模部署了HDRadio标准的数字调频广播。我国也在最近提出了自主知识产权的CDR标准，即中华人民共和国广播电影电视行业标准《调频频段数字音频广播第1部分：数字广播信道帧结构、信道编码和调制》。我国CDR制式的数字调频广播已经在某些地方进行了试点，即将进行全国范围的推广。在此背景下，作为重要的基础设施，对于CDR数字调频广播发射机的研发成为业内的焦点课题。
基于兼容传统模拟调频广播的考虑，HDRadio和CDR标准都支持数模混播的模式，而且在推广的初期，数模混播模式将是最主要的播出模式。所谓数模混播，即为在同一个频点上同时发送数字和模拟调频广播信号，如图1所示。在其他广播和通信标准中，基本没有对数模混播的要求，因此对数模混播模式的支持，就成为数字调频广播的特点，同时也是数字调频广播发射机设计的重点和难点。同时，由于数字调制信号的存在，数字调频广播发射机不能再沿用模拟调频发射机中常用的饱和功率放大器或开关功率放大器，而必须采用线性功率放大器，这就提出了对功率放大器进行线性化的要求。
现有技术中，应用最广泛的线性化技术是自适应数字预失真技术。这种技术要求发射机在功率放大器5之后提供一反馈信号，根据功率放大器5的输入信号和反馈信号的对比进行功率放大器5的建模和校正，反馈通道的设计是自适应数字预失真技术的重点。如图2所示，为广泛应用在通信和广播发射机中自适应的数字预失真***。其中的反馈通道由一个下变频器4.2和一个模数转换器3构成，这种结构在广播、通信***中应用广泛，性能良好。但由于数字调频广播***数模混播的特点，在数字调频广播发射机中沿用这种反馈通道结构引入了严重的问题。在典型的数模混播模式中，模拟信号的幅度较大，模数功率比可达到20dB以上，这就使得在模数转换时的量化位数大部分被模拟成分占用，大大影响了数字调制信号的量化精度，从而使得对功率放大器5的建模不能实现足够的精度。例如，在20dB的模数比下，当采用12位精度的模数转换器，对数字信号的有效量化位数仅为7位左右，这是不能满足功率放大器建模要求的精度的。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真***。它能实现对数模混合信号的高精度采样，以满足功率放大器建模和数字预失真的要求。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真***，它包括现场可编程门阵列、数模转换器、模数转换器、上变频器、下变频器、功率放大器和定向耦合器。所述现场可编程门阵列里的预失真器依次通过数模转换器、上变频器和功率放大器连接到定向耦合器。定向耦合器的反馈通道依次通过下变频器、模数转换器和现场可编程门阵列里的行为建模连接到预失真器，现场可编程门阵列的输入信号分别输入给预失真器和行为建模。上变频器和下变频器之间通过射频载波相连接。其结构特点是，所述定向耦合器的反馈通道经过下变频器之后，一条通路依次经带通滤波器和模数转换器连接到现场可编程门阵列里的数字域重建，另一条通道依次经带阻滤波器和模数转换器连接到数字域重建，数字域重建再连接到行为建模。
本发明由于采用了上述结构，采用数模分离采样和数字域重建技术，实现的反馈通道具有精度高、成本低、配置灵活的优点，可用于数模混播发射机的自适应数字预失真，以实现发射机的线性化。本发明可应用于CDR、HDRadio数字调频广播发射机以及其他支持数模混播的广播、通信发射机中，以实现高精度、低成本、具有高度灵活性的数字预失真。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为CDR标准中的数模混播模式九的频谱配置图；
图2为现有技术中的数字预失真***结构示意图；
图3为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参看图3，本发明用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真***包括现场可编程门阵列1、数模转换器2、模数转换器3、上变频器4.1、下变频器4.2、功率放大器5和定向耦合器6。现场可编程门阵列1里的预失真器1.1依次通过数模转换器2、上变频器4.1和功率放大器5连接到定向耦合器6。定向耦合器6的反馈通道经过下变频器4.2之后，一条通路依次经带通滤波器7和模数转换器3连接到现场可编程门阵列1里的数字域重建1.3，另一条通道依次经带阻滤波器8和模数转换器3连接到数字域重建1.3。数字域重建1.3再经行为建模1.2连接到预失真器1.1。现场可编程门阵列1的输入信号分别输入给预失真器1.1和行为建模1.2，上变频器4.1和下变频器4.2之间通过射频载波9相连接。
本发明工作时，反馈信号在经过下变频器4.2之后，分别使用带通滤波器7和带阻滤波器8对反馈信号进行数字调制信号和模拟调制信号的分离。分离后的数字调制信号和模拟调制信号分别使用独立的模数转换器3进行量化，量化后的信号在现场可编程门阵列1的数字域重建1.3中进行数字域的对齐和重建。由于本发明中的数字调制信号使用了独立的模数转换器3，避免了模拟调制信号的压制，大大提高了量化精度，可以明显改善线性化的效果。
本发明可用于新兴的数模混播数字音频广播，包括但不限于欧美的HDRadio(High-DefinitionRadio)标准、中国的CDR(ChinaDigitalRadio)标准等。
Claims (1)
1.一种用于数模混播数字音频广播发射机的数字预失真***，它包括现场可编程门阵列（1）、数模转换器（2）、模数转换器（3）、上变频器（4.1）、下变频器（4.2）、功率放大器（5）和定向耦合器（6），所述现场可编程门阵列（1）里的预失真器（1.1）依次通过数模转换器（2）、上变频器（4.1）和功率放大器（5）连接到定向耦合器（6），定向耦合器（6）的反馈通道依次通过下变频器（4.2）、模数转换器（3）和现场可编程门阵列（1）里的行为建模（1.2）连接到预失真器（1.1），现场可编程门阵列（1）的输入信号分别输入给预失真器（1.1）和行为建模（1.2），上变频器（4.1）和下变频器（4.2）之间通过射频载波（9）相连接，其特征在于，所述定向耦合器（6）的反馈通道经过下变频器（4.2）之后，一条通路依次经带通滤波器（7）和模数转换器（3）连接到现场可编程门阵列（1）里的数字域重建（1.3），另一条通道依次经带阻滤波器（8）和模数转换器（3）连接到数字域重建（1.3），数字域重建（1.3）再连接到行为建模（1.2）。
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