RU149398U1 - RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION - Google Patents

RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION Download PDF

Info

Publication number
RU149398U1
RU149398U1 RU2014125698/07U RU2014125698U RU149398U1 RU 149398 U1 RU149398 U1 RU 149398U1 RU 2014125698/07 U RU2014125698/07 U RU 2014125698/07U RU 2014125698 U RU2014125698 U RU 2014125698U RU 149398 U1 RU149398 U1 RU 149398U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
digital
analog
multiplier
Prior art date
Application number
RU2014125698/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Алексеевич Белов
Александр Сергеевич Кондрашов
Original Assignee
федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2014125698/07U priority Critical patent/RU149398U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU149398U1 publication Critical patent/RU149398U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

Радиопередающее устройство с цифровым предыскажением и адаптивной коррекцией линейности, содержащее цифровой линеаризатор, два цифроаналоговых преобразователя, квадратурный модулятор, усилитель мощности, направленный ответвитель, амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь, два блока преобразования Фурье, вычислитель критерия качества, регистр порога и адаптационный процессор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено тремя перемножителями, двумя фильтрами нижних частот, двумя аналого-цифровыми преобразователями, управляемым напряжением генератором и фазовращателем, причем соединенные между собой аналоговые первые входы первого и второго перемножителей являются радиочастотным входом радиопередающего устройства, выход первого перемножителя соединен с входом первого Фильтра нижних частот, выход второго перемножителя соединен с входом второго фильтра нижних частот, выход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом третьего перемножителя и с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход второго фильтра нижних частот соединен со вторым входом третьего перемножителя и с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход третьего перемножителя соединен с управляющим входом управляемого напряжением генератора, выход которого соединен со вторым входом первого перемножителя, с входом фазовращателя и с опорным третьим входом квадратурного модулятора, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго перемножителя, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с двумя цифровыми входами цифрового линеаризA digital transmitting device with digital predistortion and adaptive linearity correction, comprising a digital linearizer, two digital-to-analog converters, a quadrature modulator, a power amplifier, a directional coupler, an amplitude detector, an analog-to-digital converter, two Fourier transform units, a quality criterion calculator, a threshold register, and an adaptive processor, characterized in that it is additionally equipped with three multipliers, two low-pass filters, two analog-to-digital converters and, a voltage-controlled oscillator and phase shifter, the analogous first inputs of the first and second multipliers interconnected being the radio frequency input of the radio transmitting device, the output of the first multiplier connected to the input of the first Low-pass Filter, the output of the second multiplier connected to the input of the second low-pass filter, the output of the first filter low-pass filter is connected to the first input of the third multiplier and to the input of the first analog-to-digital converter, the output of the second low-pass filter with is single with the second input of the third multiplier and with the input of the second analog-to-digital converter, the output of the third multiplier is connected to the control input of the voltage controlled oscillator, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, with the input of the phase shifter and with the reference third input of the quadrature modulator, the output of the phase shifter is connected to the second input of the second multiplier, the outputs of the first and second analog-to-digital converters are connected respectively to two digital inputs of digital linearization

Description

Полезная модель относится к области радиопередающих устройств.The utility model relates to the field of radio transmitting devices.

В мощных радиопередающих устройствах для уменьшения уровня нелинейных искажений радиосигналов, вызванных явлениями амплитудной компрессии и амплитудно-фазовой конверсии в усилителе мощности, известны: а) использование предыскажающего линеаризатора, который включается на радиочастотном входе усилителя, б) способ оперативной адаптации характеристик линеаризатора при вариации параметров усилителя.In powerful radio transmitting devices to reduce the level of nonlinear distortion of radio signals caused by the phenomena of amplitude compression and amplitude-phase conversion in a power amplifier, it is known: a) to use a predistorting linearizer that is turned on at the radio frequency input of the amplifier, b) a method for quickly adapting the characteristics of the linearizer with varying amplifier parameters .

Наиболее близким техническим решением является радиопередающее устройство с адаптивной коррекцией линейности по схеме патента РФ №128426, которое обеспечивает адаптивную подстройку параметров цифрового линеаризатора при изменении нелинейных характеристик усилителя мощности, которое содержит блок цифровой обработки сигналов, вход 1 которого является информационным входом радиопередающего устройства, первый и второй цифровые выходы и блока цифровой обработки сигналов соединены с первым и вторым цифровыми входами соответственно цифрового линеаризатора, первый и второй цифровые выходы которого подключены к цифровым входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей и, аналоговые выходы этих преобразователей соединены с первым и вторым модуляционными входами квадратурного модулятора, выход которого соединен с входом усилителя мощности, соединенные между собой. Вход усилителя мощности соединен с входом направленного ответвителя, первый выход которого является радиочастотным выходом устройства, второй выход направленного ответвителя соединен с первым входом демодулятора, первый и второй выходы которого соответственно с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго блока вычисления отсчетов, выход второго блока вычисления отсчетов соединен с входом второго блока преобразования Фурье, выход которого подсоединен к второму входу блока вычисления критерия качества. Первый и второй выходы блока цифровой обработки сигналов 1 соединены с первым и вторым входами блока вычисления отсчетов, выход которого подключен к входу первого блока преобразования Фурье, выход которого соединен с первый входом вычисления критерия качества, выход блока вычисления критерия качества подключен к входу адаптационного процессора, первый и второй выходы которого подсоединены к третьему и четвертому параметрическим входам соответственно цифрового линеаризатора, при этом третий вход блока вычисления критерия качества подключен выход регистра порога, вход которого является пороговым входом устройства.The closest technical solution is a radio transmitting device with adaptive linearity correction according to the scheme of RF patent No. 128426, which provides adaptive adjustment of the parameters of the digital linearizer when changing the nonlinear characteristics of the power amplifier, which contains a digital signal processing unit, input 1 of which is the information input of the radio transmitting device, the first and the second digital outputs and the digital signal processing unit are connected to the first and second digital inputs, respectively, of the digits Vågå linearizer, the first and second digital outputs of which are connected to the digital inputs of the first and second digital-to-analog converters and the analog outputs of the transducers are connected to first and second modulation inputs of the quadrature modulator, the output of which is connected to the input of the power amplifier, connected to each other. The input of the power amplifier is connected to the input of the directional coupler, the first output of which is the RF output of the device, the second output of the directional coupler is connected to the first input of the demodulator, the first and second outputs of which are respectively the inputs of the first and second analog-to-digital converters, the outputs of which are connected respectively to the first and the second inputs of the second block of calculation of samples, the output of the second block of calculation of samples is connected to the input of the second block of the Fourier transform, the output of which Connect the second input to the calculation unit the quality criterion. The first and second outputs of the digital signal processing unit 1 are connected to the first and second inputs of the sample calculation unit, the output of which is connected to the input of the first Fourier transform unit, the output of which is connected to the first input of the quality criterion calculation, the output of the quality criterion calculation unit is connected to the input of the adaptation processor, the first and second outputs of which are connected to the third and fourth parametric inputs of the digital linearizer, respectively, while the third input of the quality criterion calculation unit is unplugged threshold register output, whose input is the input of a threshold device.

Однако известное устройство может использоваться лишь в составе систем, где на вход радиопередающего устройства поступает передаваемая информация в цифровом виде, а формирование радиосигнала на частоте передачи производится в модуляторе, входящем в состав радиопередающего устройства; такой модулятор отсутствует, например, в ретрансляторах радиосигналов прямого типа без демодуляции сигнала на частоте приема, цифровой обработки и повторной модуляции на частоте передачи. Это снижает его функциональные возможности.However, the known device can be used only as part of systems where the input of the radio transmitting device receives the transmitted information in digital form, and the formation of the radio signal at the transmission frequency is carried out in the modulator, which is part of the radio transmitting device; such a modulator is absent, for example, in direct type radio signal transmitters without signal demodulation at the reception frequency, digital processing, and re-modulation at the transmission frequency. This reduces its functionality.

Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей радиопередающего устройства с адаптивной коррекцией линейности для использования его в системах прямой ретрансляции радиосигналов.The technical task of the utility model is to expand the functionality of a radio transmitting device with adaptive linearity correction for use in direct relay systems of radio signals.

Техническим результатом полезной модели является снижение интермодуляционных искажений выходного сигнала, увеличение средней выходной мощности и повышение коэффициента полезного действия усилителя мощности в радиопередающих устройствах ретрансляционного типа с изменяющимися параметрами нелинейных характеристик усилителя и несущей частоты входного сигнала.The technical result of the utility model is to reduce the intermodulation distortion of the output signal, increase the average output power and increase the efficiency of the power amplifier in relay-type radio transmitting devices with changing parameters of the nonlinear characteristics of the amplifier and the carrier frequency of the input signal.

Это достигается тем, что известное радиопередающее устройство с цифровым предыскажением и адаптивной коррекцией линейности, содержащее цифровой линеаризатор, два цифро-аналоговых преобразователя, квадратурный модулятор, усилитель мощности, направленный ответвитель, амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь, два блока преобразования Фурье, вычислитель критерия качества, регистор порога и адаптационный процессор, дополнительно снабжено тремя перемножителями, двумя фильтрами нижних частот, двумя аналого-цифровыми преобразователями, управляемым напряжением генератором и фазовращателем, причем соединенные между собой аналоговые первые входы первого и второго перемножителей являются радиочастотным входом радиопередающего устройства, выход первого перемножителя соединен с входом первого Фильтра нижних частот, выход второго перемножителя соединен со входом второго фильтра нижних частот, выход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом третьего перемножителя и с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход второго фильтра нижних частот соединен со вторым входом третьего перемножителя и со входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход третьего перемножителя соединен с управляющим входом управляемого напряжением генератора, выход которого соединен со вторым входом первого перемножителя, с входом фазовращателя и с опорным третьим входом квадратурного модулятора, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго перемножителя, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с двумя цифровыми входами цифрового линеаризатора, первый и второй цифровые выходы линеаризатора соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, выходы первого и второго цифро-аналоговых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым модуляционными входами квадратурного модулятора, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом направленного ответвителя, первый выход которого является радиочастотным выходом устройства, второй выход направленного ответвителя соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом первого блока преобразований Фурье, выход которого соединен с первым входом вычислителя критерия качества, вход второго блока преобразования Фурье соединен с третьим выходом цифрового линеаризатора, выход второго блока преобразования Фурье соединен со вторым входом вычислителя критерия качества, третий вход вычислителя критерия качества соединен с выходом регистра порога, вход которого является входом порога устройства, выход вычислителя критерия качества соединен с входом адаптационного процессора, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым параметрическими входами цифрового линеаризатора соответственноThis is achieved by the fact that the known radio transmitter with digital predistortion and adaptive linearity correction, comprising a digital linearizer, two digital-to-analog converters, a quadrature modulator, a power amplifier, a directional coupler, an amplitude detector, an analog-to-digital converter, two Fourier transform blocks, a criterion calculator quality, threshold register and adaptation processor, is additionally equipped with three multipliers, two low-pass filters, two analog-to-digital converters The voltage controlled oscillator and the phase shifter, the analogous first inputs of the first and second multipliers being connected together are the radio frequency input of the radio transmitting device, the output of the first multiplier is connected to the input of the first Low-pass filter, the output of the second multiplier is connected to the input of the second low-pass filter, the output of the first filter low pass frequency coupled to the first input of the third multiplier and to the input of the first analog-to-digital converter, the output of the second filter is lower their frequencies are connected to the second input of the third multiplier and to the input of the second analog-to-digital converter, the output of the third multiplier is connected to the control input of the voltage controlled oscillator, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, to the input of the phase shifter and to the reference third input of the quadrature modulator, the output of the phase shifter connected to the second input of the second multiplier, the outputs of the first and second analog-to-digital converters are connected respectively to two digital inputs of digital the linearizer, the first and second digital outputs of the linearizer are connected respectively to the digital inputs of the first and second digital-to-analog converters, the outputs of the first and second digital-to-analog converters are connected to the first and second modulation inputs of the quadrature modulator, the output of which is connected to the input of the power amplifier, the output which is connected to the input of the directional coupler, the first output of which is the radio-frequency output of the device, the second output of the directional coupler with connected to the input of the amplitude detector, the output of which is connected to the input of the third analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the first block of Fourier transforms, the output of which is connected to the first input of the calculator of the quality criterion, the input of the second block of the Fourier transform is connected to the third output of the digital linearizer, output the second Fourier transform block is connected to the second input of the quality criterion computer, the third input of the quality criterion computer is connected to the output of the threshold register, the input of which th is a threshold input device, output quality criterion calculator connected to an input of adaptive processor, the first and second outputs which are connected to third and fourth inputs of the digital parametric linearizer respectively

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показана блок-схема радиопередающего устройства с цифровым предыскажением и адаптивной коррекцией линейности.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a radio transmitting device with digital predistortion and adaptive linearity correction.

Радиопередающее устройство с цифровым предыскажением и адаптивной коррекцией линейности содержит первый и второй перемножители 1 и 2, соединенные между собой первые аналоговые входы которых являются входом Радиопередающего устройства Вх1, выход первого перемножителя 1 соединен с входом первого фильтра нижних частот 3, выход второго перемножителя 2 соединен с входом второго фильтра нижних частот 4, выход первого фильтра 3 соединен с первым входом третьего перемножителя 5 и с входом первого аналого-цифрового преобразователя 8, выход второго фильтра 4 соединен со вторым входом третьего перемножителя 5 и с входом второго аналого-цифрового преобразователя 9, выход третьего перемножителя 5 соединен с управляющим входом управляемого напряжением генератора 6, выход генератора 6 соединен со вторым входом перемножителя 1, с входом фазовращателя 7 и с опорным третьим входом квадратурного модулятора 13, выход фазовращателя 7 соединен со вторым входом второго перемножителя 2, причем выходы первого и второго преобразователей 8 и 9 соединены соответственно с первым и вторым цифровыми входами цифрового линеаризатора 10. Первый цифровой выход линеаризатора 10 соединен с цифровым входом цифро-аналогового преобразователя 11, второй цифровой выход линеаризатора 10 соединен с цифровым входом второго цифро-аналогового преобразователя 12, аналоговые выходы преобразователей 11 и 12 соединены соответственно с первым и вторым модуляционными входами квадратурного модулятора 13, выход которого соединен с входом усилителя мощности 14, выход усилителя мощности 14 соединен с входом направленного ответвителя 15, первый выход которого является радиочастотным выходом радиопередающего устройства. Второй выход направленного ответвителя 15 соединен с входом амплитудного детектора 16, выход которого соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя 17, выход которого соединен с входом первого блока преобразования Фурье 18, выход которого соединен с первым входом блока вычисления критерия качества 20, на второй вход вычисления критерия качества 20 подключен выход второго блока преобразования Фурье 19, вход которого соединен с третьим выходом цифрового линеаризатора 10, на третий вход блока вычисления критерия качества 20 подключен выход регистра порога 21, вход которого является пороговым входом Радиопередающего устройства в целом Вх2, выход блока вычисления критерия качества 20 подключен к входу адаптационного процессора 22, первый и второй выходы которого соединены с входами 3 и 4 соответственно цифрового линеаризатора 10.A digital transmitting device with digital predistortion and adaptive linearity correction comprises the first and second multipliers 1 and 2, the first analog inputs of which are interconnected and are the input of the Bx1 radio transmitting device, the output of the first multiplier 1 is connected to the input of the first low-pass filter 3, the output of the second multiplier 2 is connected to the input of the second low-pass filter 4, the output of the first filter 3 is connected to the first input of the third multiplier 5 and to the input of the first analog-to-digital converter 8, the output of the second filter 4 is connected to the second input of the third multiplier 5 and to the input of the second analog-to-digital converter 9, the output of the third multiplier 5 is connected to the control input of the voltage-controlled generator 6, the output of the generator 6 is connected to the second input of the multiplier 1, to the input of the phase shifter 7 and to the reference third the input of the quadrature modulator 13, the output of the phase shifter 7 is connected to the second input of the second multiplier 2, and the outputs of the first and second converters 8 and 9 are connected respectively to the first and second digital inputs and a digital linearizer 10. The first digital output of the linearizer 10 is connected to the digital input of the digital-to-analog converter 11, the second digital output of the linearizer 10 is connected to the digital input of the second digital-to-analog converter 12, the analog outputs of the converters 11 and 12 are connected respectively to the first and second modulation inputs quadrature modulator 13, the output of which is connected to the input of the power amplifier 14, the output of the power amplifier 14 is connected to the input of the directional coupler 15, the first output of which is diode output of the radio transmitting device. The second output of the directional coupler 15 is connected to the input of the amplitude detector 16, the output of which is connected to the input of the third analog-to-digital converter 17, the output of which is connected to the input of the first Fourier transform unit 18, the output of which is connected to the first input of the quality criterion calculation unit 20, to the second input the quality criterion 20 calculation is connected to the output of the second Fourier transform unit 19, the input of which is connected to the third output of the digital linearizer 10, to the third input of the quality criterion 20 calculation unit ene threshold the output of register 21, the input of which a threshold is input transmitting devices generally INP2, the output unit 20 calculate the quality criterion is connected to the input of the adaptive processor 22, the first and second outputs are connected to inputs 3 and 4 respectively digital linearizer 10.

Радиопередающее устройство с адаптивной коррекцией линейности работает следующим образом.A radio transmitting device with adaptive linearity correction works as follows.

На его вход поступает радиосигнал с цифровой модуляцией, имеющий несущую частоту f0 и полосу модулирующих частот F. Если фазовращатель 7 осуществляет сдвиг фазы несущего колебания на 90°, а фильтры 3 и 4 имеют полосу пропускания от постоянного тока до частоты F, то совокупность перемножителей 1 и 2, фильтров 3 и 4, перемножителя 5, генератора 6 и фазовращателя 7 образует известную синфазно-квадратурную схему демодуляции с выделением сигнала несущей частоты f0 на выходе генератора 6, синфазного и квадратурного информационных потоков на выходах фильтров 8 и 9 (см., например, книгу Б. Скляр «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение», Изд. 2-е, испр.: пер. с англ. - М., Издательский дом «Вильяме», 2003, стр. 637, рисунок 10.6).A digitally modulated radio signal having a carrier frequency f 0 and a band of modulating frequencies F is supplied to its input. If the phase shifter 7 carries out a phase shift of the carrier wave by 90 °, and filters 3 and 4 have a passband from DC to frequency F, then the set of multipliers 1 and 2, filters 3 and 4, multiplier 5, generator 6 and phase shifter 7 forms a well-known in-phase-quadrature demodulation scheme with the selection of the carrier frequency signal f 0 at the output of generator 6, in-phase and quadrature information flows at the outputs of the filter Trov 8 and 9 (see, for example, B. Sklar’s book “Digital Communication. Theoretical Foundations and Practical Application”, 2nd ed., rev .: translated from English. - M., “William” Publishing House, 2003 , p. 637, figure 10.6).

Линеаризатор 10, преобразователи 11, 12 и модулятор 13 образуют схему линеаризации, компенсирующую методом предыскажения в своих синфазном и квадратурном каналах искажения радиосигнала в усилителе мощности по принципам патента РФ №128426. Преобразователь 8 формирует синфазный цифровой входной сигнал для линеаризатора 10, преобразователь 9 формирует квадратурный цифровой входной сигнал для Линеаризатора 10, а выделенный на выходе генератора 6 сигнал с несущей частотой f0 поступает на опорный вход модулятора 13. Таким образом, в схеме полезной модели из входного модулированного радиосигнала выделяются: а) аналоговый сигнал несущей частоты, б) цифровые информационные синфазный и квадратурный битовые потоки сигналов, в) производится предыскажающая коррекция цифровых кодов, компенсирующая искажения сигнала в усилителе мощности и в) восстанавливается радиосигнал. При этом сквозные амплитудная и фазовая характеристики радиопередающего устройства линеаризируются, уменьшается уровень интермодуляционных искажений радиосигнала, возрастает выходная мощность усилителя мощности при необходимой линейности и увеличивается его энергетический коэффициент полезного действия.The linearizer 10, the converters 11, 12 and the modulator 13 form a linearization circuit that compensates for the distortion of the radio signal in the power amplifier using the pre-emphasis method in their common-mode and quadrature channels according to the principles of RF patent No. 128426. Converter 8 generates a common-mode digital input signal for linearizer 10, converter 9 generates a quadrature digital input signal for Linearizer 10, and the signal extracted at the output of generator 6 with a carrier frequency f 0 is supplied to the reference input of modulator 13. Thus, in the utility model circuit from the input of a modulated radio signal are distinguished: a) an analog signal of a carrier frequency, b) digital information common-mode and quadrature bit streams of signals, c) a predistortion correction of digital codes is performed, com ensiruyuschaya signal distortion in a power amplifier, and c) recovering the radio signal. In this case, the end-to-end amplitude and phase characteristics of the radio transmitting device are linearized, the level of intermodulation distortions of the radio signal decreases, the output power of the power amplifier increases with the necessary linearity, and its energy efficiency increases.

Цифровой линеаризатор 10 формирует два информационных потока I и Q в соответствии с выражениями:The digital linearizer 10 generates two information flows I and Q in accordance with the expressions:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где K(A0) - функция предыскажения амплитуды,

Figure 00000004
- поток временных отсчетов ординат модулирующего сигнала, Δф(A0) - функция предыскажения амплитудно-зависимого фазового сдвига, вносимого цифровым линеаризатором 10.where K (A 0 ) is the amplitude predistortion function,
Figure 00000004
is the stream of time samples of the ordinates of the modulating signal, Δ f (A 0 ) is the predistortion function of the amplitude-dependent phase shift introduced by the digital linearizer 10.

Если функция предыскажения амплитуды выбрана по соотношению

Figure 00000005
, то при фиксированном значении параметра адаптации 0≤a≤1 в цифровом линеаризаторе 10 заполняется таблица корректирующих коэффициентов K(A0) при значениях 0≤A0≤1, причем максимальному значению A0=1 соответствует максимальное значение отсчета сигнала с предыскажением. Значение параметра a поступает на третий вход блока 10 от адаптационного процессора 22.If the amplitude predistortion function is selected by the ratio
Figure 00000005
, then with a fixed value of the adaptation parameter 0≤ a ≤1 in the digital linearizer 10, the table of correction coefficients K (A 0 ) is filled in with values 0≤A 0 ≤1, and the maximum value of the signal count with pre-emphasis corresponds to the maximum value A 0 = 1. The value of the parameter a is supplied to the third input of block 10 from the adaptation processor 22.

На третий выход цифрового линеаризатора 22 подается поток временных отсчетов передаваемого видеосигнала A0, отрезки которого на выходе второго блока преобразования Фурье 19 преобразуются в массив опорного спектра модулирующего сигнала F0, поступающий на второй вход блока вычисления критерия качества 20.At the third output of the digital linearizer 22, a stream of time samples of the transmitted video signal A 0 is supplied, the segments of which at the output of the second Fourier transform block 19 are converted into an array of the reference spectrum of the modulating signal F 0 , which is fed to the second input of the block for calculating the quality criterion 20.

Если функция предыскажения фазового сдвига Δφ(A0) выбрана по соотношениюIf the phase shift predistortion function Δ φ (A 0 ) is selected by the relation

Figure 00000006
, то при фиксированном значении параметра адаптации b в блоке 10 заполняются таблицы корректирующих коэффициентов. Значение параметра b поступает на четвертый вход блока 10 от адаптационного процессора 22, а его знак противоположен знаку амплитудно-фазовой конверсии в усилителе мощности 14.
Figure 00000006
, then at a fixed value of the adaptation parameter b in block 10, tables of correction factors are filled. The value of parameter b is supplied to the fourth input of block 10 from the adaptation processor 22, and its sign is opposite to that of the amplitude-phase conversion in the power amplifier 14.

Потоки I и Q отсчетов предыскаженного по амплитуде и фазе модулирующего сигнала с первого и второго выходов цифрового линеаризатора 10 преобразуются в цифро-аналоговых преобразователях 11 и 12 в аналоговые напряжения, которые являются модулирующими сигналами I(t) и Q(t) на первом и втором входах квадратурного модулятора 13, где формируется сигнал на несущей частоте. Колебание с несущей частотой f0 поступает на третий вход модулятора 13, а на его выходе формируется предыскаженный радиосигнал в соответствии с выражением:The flows I and Q of samples of a modulated signal pre-distorted in amplitude and phase from the first and second outputs of the digital linearizer 10 are converted in digital-to-analog converters 11 and 12 into analog voltages, which are modulating signals I (t) and Q (t) on the first and second the inputs of the quadrature modulator 13, where a signal is generated at the carrier frequency. An oscillation with a carrier frequency f 0 is supplied to the third input of the modulator 13, and a pre-distorted radio signal is generated at its output in accordance with the expression:

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000008
- амплитуда, φ(t)=arctg[Q(t)/I(t)] - вариация фазыWhere
Figure 00000008
- amplitude, φ (t) = arctan [Q (t) / I (t)] - phase variation

несущего колебания сигнала, поступающего на вход усилителя мощности 14. Этот усилитель для достижения наибольшей выходной мощности и максимального к.п.д. функционирует в нелинейном режиме, близком к насыщению. Однако усиление мощности в таком режиме сопровождается амплитудными искажениями сигнала - амплитудной компрессией и амплитудно-фазовой конверсией. Именно эти искажения компенсируются за счет предыскажения сигнала в блоке цифрового линеаризатора 10.carrier oscillation of the signal supplied to the input of the power amplifier 14. This amplifier to achieve the highest output power and maximum efficiency operates in a nonlinear mode close to saturation. However, power amplification in this mode is accompanied by amplitude distortion of the signal — amplitude compression and amplitude-phase conversion. It is these distortions that are compensated by predistorting the signal in the block of the digital linearizer 10.

Для достижения эффекта адаптации к изменениям параметров усилителя мощности 14 часть его выходной мощности со второго выхода направленного ответвителя 15 подается на амплитудный детектор 16, в котором выделяется сигнал огибающей выходного радиочастотного сигнала усилителя, этот сигнал поступает на третий аналого-цифровой преобразователь 17, на выходе которого формируется поток временных отсчетов амплитуды выходного сигнала A1. На выходе первого блока преобразования Фурье 18 отрезки потока данных A1 преобразуются в массив амплитудного спектра мощности выходного сигнала F1, поступающие на первый вход вычислителя критерия качества 20. На второй вход вычислителя 14 поступает массив неискаженного спектра мощности модулирующего сигнала F0 с выхода второго блока преобразования Фурье 19.To achieve the effect of adapting to changes in the parameters of the power amplifier 14, part of its output power from the second output of the directional coupler 15 is fed to an amplitude detector 16, in which the envelope signal of the output radio frequency signal of the amplifier is extracted, this signal is fed to the third analog-to-digital converter 17, at the output of which a stream of time samples of the amplitude of the output signal A 1 is formed . At the output of the first Fourier transform unit 18, the segments of the data stream A 1 are converted into an array of the amplitude power spectrum of the output signal F 1 , which are received at the first input of the calculator of the quality criterion 20. The second input of the calculator 14 receives an array of the undistorted power spectrum of the modulating signal F 0 from the output of the second block Fourier transforms 19.

В вычислителе 20 массивы F0 и F1 нормируются по максимальному значению и отсчеты массива вычитаются из отсчетов массива F1 с теми же значениями частоты. Полученный массив отсчетов Δ=F1-F0 определяет мощность мешающих спектральных составляющих, появившихся в выходном сигнале усилителя 14. Их сумма является нормированной суммарной мощностью интермодуляционных искажений выходного сигнала и принимается в качестве критерия качества M. Значение L порога допустимых значений критерия качества записано в регистре порога 21 при первичной настройке через вход Вх2.In the calculator 20, the arrays F 0 and F 1 are normalized to the maximum value and the samples of the array are subtracted from the samples of the array F 1 with the same frequency values. The resulting array of samples Δ = F 1 -F 0 determines the power of the interfering spectral components that appear in the output signal of the amplifier 14. Their sum is the normalized total power of the intermodulation distortion of the output signal and is taken as a quality criterion M. The value L of the threshold of acceptable values of the quality criterion is written in threshold register 21 during initial configuration through input V2.

Если значение критерия качества M при очередном сеансе проверки качества линейности превысит значение порога L, то логический сигнал с выхода вычислителя 20, поступающий на вход адаптационного процессора 20, запускает процедуру адаптивной подстройки параметров оптимизации в блоке 22. Процедура адаптации производится итерационным подбором коэффициентов a, b аналогично принципам патента РФ №128426.If the value of the quality criterion M during the next session of checking the quality of linearity exceeds the value of the threshold L, then the logic signal from the output of the calculator 20 fed to the input of the adaptation processor 20 starts the adaptive adjustment of optimization parameters in block 22. The adaptation procedure is performed by iterative selection of the coefficients a , b similar to the principles of RF patent No. 128426.

Использование полезной модели обеспечивает расширение функциональных возможностей радиопередающего устройства с адаптивной коррекцией линейности в системах прямой ретрансляции радиосигналов за счет введения синфазно-квадратурной схемы демодуляции с выделением несущей частоты. Это достигается в виде адаптивного снижения до допустимого уровня интермодуляционных искажений сигнала в усилителе мощности радиопередающего устройства ретрансляционного типа при сохранении максимальной полезной мощности и высокого коэффициента полезного действия в условиях изменения нелинейных характеристик усилителя и статистики вариации амплитуд и несущих частот входного сигнала.Using the utility model provides the expansion of the functionality of a radio transmitting device with adaptive linearity correction in direct relay systems of radio signals due to the introduction of a common-mode-quadrature demodulation scheme with allocation of the carrier frequency. This is achieved in the form of an adaptive reduction to an acceptable level of intermodulation distortion of the signal in the power amplifier of a relay-type radio transmitting device while maintaining maximum useful power and high efficiency under conditions of changing non-linear characteristics of the amplifier and statistics on variations in the amplitudes and carrier frequencies of the input signal.

Claims (1)

Радиопередающее устройство с цифровым предыскажением и адаптивной коррекцией линейности, содержащее цифровой линеаризатор, два цифроаналоговых преобразователя, квадратурный модулятор, усилитель мощности, направленный ответвитель, амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь, два блока преобразования Фурье, вычислитель критерия качества, регистр порога и адаптационный процессор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено тремя перемножителями, двумя фильтрами нижних частот, двумя аналого-цифровыми преобразователями, управляемым напряжением генератором и фазовращателем, причем соединенные между собой аналоговые первые входы первого и второго перемножителей являются радиочастотным входом радиопередающего устройства, выход первого перемножителя соединен с входом первого Фильтра нижних частот, выход второго перемножителя соединен с входом второго фильтра нижних частот, выход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом третьего перемножителя и с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход второго фильтра нижних частот соединен со вторым входом третьего перемножителя и с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход третьего перемножителя соединен с управляющим входом управляемого напряжением генератора, выход которого соединен со вторым входом первого перемножителя, с входом фазовращателя и с опорным третьим входом квадратурного модулятора, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго перемножителя, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с двумя цифровыми входами цифрового линеаризатора, первый и второй цифровые выходы линеаризатора соединены соответственно с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены соответственно с первым и вторым модуляционными входами квадратурного модулятора, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом направленного ответвителя, первый выход которого является радиочастотным выходом радиопередающего устройства, второй выход направленного ответвителя соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом первого блока преобразований Фурье, выход которого соединен с первым входом вычислителя критерия качества, вход второго блока преобразования Фурье соединен с третьим выходом цифрового линеаризатора, выход второго блока преобразования Фурье соединен со вторым входом вычислителя критерия качества, третий вход вычислителя критерия качества соединен с выходом регистра порога, вход которого является входом порога радиопередающего устройства, выход вычислителя критерия качества соединен с входом адаптационного процессора, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым параметрическими входами цифрового линеаризатора соответственно.
Figure 00000001
A digital transmitting device with digital predistortion and adaptive linearity correction, comprising a digital linearizer, two digital-to-analog converters, a quadrature modulator, a power amplifier, a directional coupler, an amplitude detector, an analog-to-digital converter, two Fourier transform units, a quality criterion calculator, a threshold register, and an adaptive processor, characterized in that it is additionally equipped with three multipliers, two low-pass filters, two analog-to-digital converters and, a voltage-controlled oscillator and phase shifter, the analogous first inputs of the first and second multipliers interconnected being the radio frequency input of the radio transmitting device, the output of the first multiplier connected to the input of the first Low-pass Filter, the output of the second multiplier connected to the input of the second low-pass filter, the output of the first filter low-pass filter is connected to the first input of the third multiplier and to the input of the first analog-to-digital converter, the output of the second low-pass filter with is single with the second input of the third multiplier and with the input of the second analog-to-digital converter, the output of the third multiplier is connected to the control input of the voltage controlled oscillator, the output of which is connected to the second input of the first multiplier, with the input of the phase shifter and with the reference third input of the quadrature modulator, the output of the phase shifter is connected to the second input of the second multiplier, the outputs of the first and second analog-to-digital converters are connected respectively to two digital inputs of digital linearization ator, the first and second digital outputs of the linearizer are connected respectively to the digital inputs of the first and second digital-to-analog converters, the outputs of the first and second digital-to-analog converters are connected respectively to the first and second modulation inputs of the quadrature modulator, the output of which is connected to the input of the power amplifier, the output of which is connected to the input of the directional coupler, the first output of which is the radio frequency output of the radio transmitting device, the second output of the directional branch For is connected to the input of an amplitude detector, the output of which is connected to the input of the third analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the first block of Fourier transforms, the output of which is connected to the first input of the quality criterion calculator, the input of the second Fourier transform block is connected to the third output of the digital linearizer, the output of the second Fourier transform block is connected to the second input of the quality criterion computer, the third input of the quality criterion computer is connected to the output of the threshold register, the input to of which is the threshold input of the radio transmitting device, the output of the quality criterion computer is connected to the input of the adaptation processor, the first and second outputs of which are connected to the third and fourth parametric inputs of the digital linearizer, respectively.
Figure 00000001
RU2014125698/07U 2014-06-25 2014-06-25 RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION RU149398U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125698/07U RU149398U1 (en) 2014-06-25 2014-06-25 RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125698/07U RU149398U1 (en) 2014-06-25 2014-06-25 RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU149398U1 true RU149398U1 (en) 2014-12-27

Family

ID=53291922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014125698/07U RU149398U1 (en) 2014-06-25 2014-06-25 RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU149398U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630387C2 (en) * 2015-12-31 2017-09-07 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Radio transmitting device with adaptive compensation of amplitude and phase distortions
RU207967U1 (en) * 2021-07-29 2021-11-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» CW radio altimeter with phase locked reference

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630387C2 (en) * 2015-12-31 2017-09-07 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Radio transmitting device with adaptive compensation of amplitude and phase distortions
RU207967U1 (en) * 2021-07-29 2021-11-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» CW radio altimeter with phase locked reference

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8666325B2 (en) Polar feedback receiver for modulator
US8824980B2 (en) System and method to implement a radio transmitter with digital predistortion having reduced noise
US7792214B2 (en) Polar modulation transmitter circuit and communications device
US9602325B2 (en) Transmitter and method of transmitting
US10382073B2 (en) Analog RF pre-distorter and non-linear splitter
CN104954294B (en) A kind of detection of branch phase mismatch and correction system of transmitter
KR101201205B1 (en) Apparatus and method for controlling gain at a polar transmitter
RU149398U1 (en) RADIO TRANSMISSION DEVICE WITH DIGITAL PREVENTION AND ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION
US20210314018A1 (en) Transceiver With Auxiliary Receiver Calibration Apparatus and Methodology
US8532590B2 (en) Digital phase feedback for determining phase distortion
US20120002755A1 (en) Multi-level pulse modulated polar transmitter and method of generating multi-level modulated envelope signals carrying modulated rf signal
US8971828B2 (en) Predistortion device, method for predistortion, and transmitter/receiver system that reuse an analog receiving circuit in a half duplexing system and a full duplexing system, and that reduce the requirement on the analog receiving circuit
CN114374399B (en) High-precision IQ imbalance correction system
JP5731325B2 (en) Modulator and amplifier using the same
KR20070060817A (en) Apparatus and method for compensation of high frequency distortion by digital to analog converter for orthogonal frequency division multiplexing system
CN114301476A (en) Terahertz high-speed communication transmitter framework and ultra-wideband signal processing method
RU128426U1 (en) RADIO TRANSMITTER WITH ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION
RU128048U1 (en) PRE-PASSED RADIO SIGNAL SHAPER
Gumber et al. Digitally assisted analog predistortion technique for power amplifier
US20040128279A1 (en) Data converter, signal generator, transmitter and communication apparatus using the data converter or the signal generator, and data conversion method
RU2541843C1 (en) Apparatus for linear amplification of amplitude and phase modulated signal using nonlinear amplifiers
CN111200404A (en) Linearity improving system and linearity improving method
US20230179222A1 (en) Radio transmitter providing an analog signal with both radio frequency and baseband frequency information
US7313175B2 (en) Method for avoiding interference radiation of AM transmitters used in digital transmission
JP6730715B2 (en) Linear amplifier, input signal supply method, and origin avoidance circuit used therein

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190626