CN206922797U - 一种短波数字预失真装置 - Google Patents
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Abstract
一种短波数字预失真装置，包括延时模块、信号处理模块、表地址产生模块、预失真参数表、预失真更新模块、失真信号提取模块，所述信号处理模块对数字调制/滤波处理后的基带信号进行预失真处理，达成预失真的目标；所述表地址产生模块完成功放预失真参数表的地址；所述预失真参数表根据查找LUT表的内容来控制信号处理模块输入信号的幅度和相位；所述预失真更新模块根据功放模型的参数对预失真参数表进行更新；所述失真信号提取模块对功放输出射频信号进行提取并完成功放模型估计。本实用新型通过对功放输出的取样，对功放的幅相特性进行估计，进而估计并更新PD参数，达到预失真的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种短波数字预失真装置。
背景技术
功率放大器是短波通信***中必不可少的部分，但短波功率放大器表现出的非线性将导致非恒包络信号失真，主要包括互调失真和谐波失真。谐波与信号分量的频差较大，可以采用后选器有效滤除，但互调失真产生的互调分量会落入通信信号带内或与信号邻近，采用简单的滤波方法难以消除。通带内的互调分量将降低话音的可懂度和恶化***的误码率性能；落在通带外的互调分量将会对邻道产生干扰，恶化电磁环境。
现有的互调失真解决方案是增大功放功率容量，加入各种反馈控制，以增大功放线性区范围，从而降低互调失真，其代价是功放的体积增大、重量增加、功率效率下降。OFDM、QAM、QPSK等非恒包络调制方式具有更高的频谱利用效率，近年来在短波通信中得到广泛应用，这对互调失真指标提出了更高要求，甚至现有的通信设备互调失真标准都已经无法满足需要。采用现有技术提高功放线性度的代价巨大，且没有工程利用价值。
实用新型内容
本实用新型其目的就在于提供一种短波数字预失真装置，解决了采用现有技术提高功放线性度的代价巨大，且没有工程利用价值的问题。
为实现上述目的而采取的技术方案是，一种短波数字预失真装置，包括延时模块，所述延时模块输入端连接基带输入/校准信号输入，延时模块输出端一路连接信号处理模块，延时模块输出端另一路连接表地址产生模块，所述信号处理模块输出端为基带输出，所述表地址产生模块输出端连接预失真参数表，预失真参数表输出端连接信号处理模块，所述信号处理模块输出端连接失真信号提取模块，失真信号提取模块输出端连接预失真更新模块，预失真更新模块输出端连接预失真参数表，所述信号处理模块对数字调制/滤波处理后的基带信号进行预失真处理，达成预失真的目标；所述表地址产生模块完成功放预失真参数表的地址；所述预失真参数表根据查找LUT表的内容来控制信号处理模块输入信号的幅度和相位；所述预失真更新模块根据功放模型的参数对预失真参数表进行更新；所述失真信号提取模块对功放输出射频信号进行提取并完成功放模型估计。
有益效果
与现有技术相比本发明具有以下优点。
1.采用了自动化设计，无需用户干预，完成参数的获取与保存；
2.适应性广，该技术可适用于所有短波段的发射机，提高性能，特别是一些大功率或对设备功耗及体积要求比较严格的地方；
3.成本低，该技术对原有设备改动不大，可大幅降低设备成本；
4.使用时间长，可伴随设备全寿命运行。
附图说明
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本实用新型原理结构示意图。
具体实施方式
本装置一种短波数字预失真装置，包括延时模块1，如图1所示，所述延时模块1输入端连接基带输入/校准信号输入，延时模块1输出端一路连接信号处理模块2，延时模块1输出端另一路连接表地址产生模块3，所述信号处理模块2输出端为基带输出，所述表地址产生模块3输出端连接预失真参数表4，预失真参数表4输出端连接信号处理模块2，所述信号处理模块2输出端连接失真信号提取模块6，失真信号提取模块6输出端连接预失真更新模块5，预失真更新模块5输出端连接预失真参数表4，所述信号处理模块2对数字调制/滤波处理后的基带信号进行预失真处理，达成预失真的目标；所述表地址产生模块3完成功放预失真参数表4的地址；所述预失真参数表4根据查找LUT表的内容来控制信号处理模块2输入信号的幅度和相位；所述预失真更新模块5根据功放模型的参数对预失真参数表4进行更新；所述失真信号提取模块6对功放输出射频信号进行提取并完成功放模型估计。
基带预失真技术的基本原理是在发信机基带信号处理中加入预失真器（Pre-Distortor，PD），使基带信号产生预定形式的失真，该失真恰好补偿了功放引入的非线性互调失真，从而降低功放最终输出信号的互调失真，如图1所示，所谓的数字预失真技术，就是利用自动测试技术分析功放电路产生的IMD分量。在信号激励端预先产生一个与之相反IMD分量，在功放输出端抵消掉（或减小）由功放产生的IMD分量，以达到提高功放输出的高线性。数字预失真由于工作频率低，可以用数字电路实现，适应性强，而且可以通过增加采样频率和增大量化阶数的办法来抵消高阶互调失真。这种预失真器由一个矢量增益调节器组成，根据查找LUT表的内容来控制输入信号的幅度和相位。
本装置通过对功放输出的取样，对功放的幅相特性进行估计，进而估计并更新PD参数，达到预失真的目的。预失真处理分两步完成：测量阶段和工作阶段。在测量阶段，对功放输出射频信号进行下失真信号提取，完成功放模型估计，进而得出并更新LUT表，本项目采用迭代最小二乘法实现功放模型估计；在工作过程中，利用LUT表对数字调制/滤波处理后的基带信号进行预失真处理，达成预失真的目标。
本实用新型：
1、采用了自动化设计，无需用户干预，完成参数的获取与保存。使用时自行根据输入信号判断，调用参数产生不同的预失真参数。（表1为采用预失真技术的400W电台与未采用预失真技术的400W电台性能对比）
表1：采用预失真技术的400W电台与未采用预失真技术的400W电台性能对比
| 序号 | 带预失真技术 | 无预失真技术 | 备注 | |
| 1 | 输出功率 | 400W | 400W | |
| 2 | 互调失真 | -34dB | -30dB | |
| 3 | 功放效率 | 45% | 25% | 指末级功放效率 |
| 4 | 整机功耗 | 1.2kW | 2kW | |
| 5 | 体积 | 6U | 9U |
2、适应性广，该技术可适用于所有短波段的发射机，提高性能，特别是一些大功率或对设备功耗及体积要求比较严格的地方。
3、成本低，该技术对原有设备改动不大，可大幅降低设备成本。特别是大功率发射机为保证功放高线性，通常采用功率回退方式，需要多个功放合成才能保证，同时对功放的一致性要求比较高；造成设备的成本较高。
使用时间长，可伴随设备全寿命运行。功放特性由于温度、电源变化、晶体管老化等产生的功放发生变化，原有的预失真参数需要修正。这种变化是一个缓慢变换过程；实际使用中可每个月进行一次参数校准，就可补偿其变换量。
Claims (1)
1.一种短波数字预失真装置，包括延时模块(1)，其特征在于，所述延时模块(1)输入端连接基带输入/校准信号输入，延时模块(1)输出端一路连接信号处理模块(2)，延时模块(1)输出端另一路连接表地址产生模块(3)，所述信号处理模块(2)输出端为基带输出，所述表地址产生模块(3)输出端连接预失真参数表(4)，预失真参数表(4)输出端连接信号处理模块(2)，所述信号处理模块(2)输出端连接失真信号提取模块(6)，失真信号提取模块(6)输出端连接预失真更新模块(5)，预失真更新模块(5)输出端连接预失真参数表(4)，所述信号处理模块（2）对数字调制/滤波处理后的基带信号进行预失真处理，达成预失真的目标；所述表地址产生模块（3）完成功放预失真参数表（4）的地址；所述预失真参数表（4）根据查找LUT表的内容来控制信号处理模块（2）输入信号的幅度和相位；所述预失真更新模块（5）根据功放模型的参数对预失真参数表（4）进行更新；所述失真信号提取模块（6）对功放输出射频信号进行提取并完成功放模型估计。
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|---|---|---|---|---|
| CN109150213A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-04 | 西安烽火电子科技有限责任公司 | 一种数字预失真*** |
| CN115550118A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-30 | 鹏城实验室 | 一种数字信号处理方法及相关设备 |
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