一种发射机的支路相位失配检测和校正系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字通信领域，特别涉及一种LINC发射机的支路相位失配检测和校 正系统。
【背景技术】
[0002] 随着现代通信系统对于数据传输速率要求的不断提高，多载波调制方式被用于各 种出现的标准中，诸如正交频分复用技术（0FDM)，虽然这样的调制方式可以有效提高频谱 利用率，提高数据速率，但是其发送信号具有较大的峰均比。为了保证这种发送信号的线性 放大，需要采用线性度好，但是效率低下的线性功放，如A类功放，这样的选择会使得发射 机的功耗恶化。对于便携式手持设备或者不易于频繁更换电池的设备，较高的功耗开销是 不可忍受的。如果在发射机中使用效率更高的非线性功放，如开关型功放，包括D类、E类、 F类功放，将会有效降低系统的功耗，但会对输出信号引入非线性失真。LINC发射机技术， 即使用非线性功放对信号进行线性放大，可以保证较低的功耗和良好的线性度，是线性化 发射机研究领域的研究热点。系统实现过程采用数字的方法，可以避免采用模拟的方法易 受干扰影响、工艺可移植性差等缺点。
[0003]LINC的基本思想是，将原来的一路调幅调相的非恒包络信号通过信号分离器，分 解为两路调相的恒包络信号，这两路恒包络信号可以分别通过非线性功放进行高效而无失 真的放大，最后两路放大信号通过功率合成器合成为一路信号，可以证明，输出信号将是原 始信号的线性放大。
[0004] 然而，LINC技术遇到的难题是两条支路会出现失配，即两条支路的增益和相位不 一致，这样会导致最终的合成信号产生严重的带内失真和带外干扰。因此如何检测两条支 路间的失配值，并将其补偿回相应支路，最大可能减小带内失真和带外干扰，成为LINC技 术的关键问题。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种发射机的支路相位失配检测和校正系统，包括：信号分离模块、 第一信号通路、第二信号通路、数字时钟以及反馈信号通路。
[0006] 其中，所述信号分离模块根据信号分离原则将输入信号分解成两路恒包络、相位 值变化的信号，分别作为第一和第二信号通路的输入信号，并输出第一、第二相位；
[0007] 所述第一、第二信号通路用于传输信号，分别包括第一、第二补偿模块，第一、第二 映射模块，第一、第二数控延时模块，第一、第二功率放大器以及功率合成器；所述输入信号 依次经过上述模块进入功率合成器，由功率合成器输出发射信号；
[0008] 所述数字时钟的输出分别连接第一、第二数控延时模块；
[0009]所述反馈信号通路包括下变频模块、低通滤波器、模数转换器以及检测模块；输出 信号的耦合信号依次经过上述模块进入检测模块，检测模块将输出的第一、第二相位补偿 值反馈至第一、第二补偿模块。
[0010] 其中，所述第一、第二补偿模块结构一致，第一补偿模块根据所述检测模块提供的 第一、第二相位补偿值将第一、第二相位进行修改，得到修改后的第一、第二相位修正值。
[0011] 其中，所述第一、第二映射模块结构一致，根据数控延时模块中输入相位与产生延 时的映射关系以及第一、第二相位修正值，输出对应的延时控制码第一、第二粗调码和第 一、第二细调码，其中输入相位与产生延时的映射关系通过延迟锁定环在系统测量得到。
[0012] 其中，所述数字时钟为频率在1MHz到100MHz之间的数字方波信号。
[0013] 其中，所述第一、第二数控延时模块结构一致，第一、第二数控延时模块根据输入 的第一、第二延时控制码，将所述数字时钟进行延时控制码所对应的延时，得到第一、第二 调相方波信号。
[0014] 其中，所述第一、第二功率放大器结构一致，分别对第一、第二调相方波信号进行 功率放大得到第一、第二放大信号。
[0015] 其中，所述功率合成器将第一、第二放大信号进行功率合成得到输出信号。
[0016] 其中，所述下变频模块将输出信号通过混频器进行混频，得到2倍载频信号和基 带信号的和信号；其中，混频器的本振频率与数字时钟的频率相同。
[0017] 其中，所述低通滤波器将下变频模块输出的和信号进行低通滤波，得到基带信号； 其中，所述低通滤波器的截止频率在〇到W。之间。
[0018] 其中，所述模数转换器将模拟的基带信号转换成反馈数字信号，供检测模块使用； 其中，所述模数转换器的位数与输入信号S的位数相同，采样频率与数字部分工作频率相 同。
[0019] 其中，所述检测模块根据输入信号和反馈数字信号，通过迭代的算法，得到用于补 偿第一、第二支路相位误差的相位补偿值。
[0020] 其中，所述信号分离模块的算法如下：
[0021] 一个调幅调相的基带信号可以表示为Sb(t) =I(t)+jQ(t) (1)，其中I(t)代表 同相分量，Q(t)代表正交分量，则对应的调频到载波频率w。的调制信号为s(t) =a(t) cos(wct+ 0 ⑴）（2)，其中"(0 = ^ (3) , 0 ⑴=tanlQU)/]；⑴）（4)，若定 义amaxSa(t)可能取值的最大值，贝U可以定义Mt) =〇〇8^1(3(1:)/^_￡)(5)，等价于3(1:) =a_C〇S(cHt)) (6)，那么，将公式（6)代入公式⑵可以得到
[0022]
[0023] 根据所述公式（7)可以看到原调幅调相信号s被分解成了包络恒定（均为) 的调相信号Si和s2。
[0024] 其中，所述第一和第二补偿模块根据检测模块提供的相应的相位误差的相位补偿 值，若所述补偿值为正值，则在原有的相位值上增加相位补偿值的绝对值，若所述补偿值为 负值，则在原有的相位值上减去相位补偿值的绝对值；其中，相位的取值范围为[0, 2Ji]， 超过此区间的相位值进行模为2 的取余运算。
[0025] 其中，所述第一、第二功率放大器均采用开关型功率放大器。
[0026] 其中，所述功率合成器采用隔离式功率合成器；所述功率合成器是Wilkinson型 功率合成器。
[0027] 相应的，本发明还提供了一种检测算法，该算法用于检测模块，包括：
[0028] 假设从信号s到r整个回路信号增益为(\，两条支路的相位不平衡体现在，第一支 路的相位响应为小:，第二支路的相位响应为小 2，则r可以表示为
[0029]
[0030] s与r的误差信号e可以表示为
[0031] e(t) =s(t)-r(t) (9)
[0032] 开销方程可以表示为
[0033] J=E[e|2] (10)
[0034] 开销方程的梯度可以表示为
[0035]
[0036] _
[0037] 使用最小均方误差（LMS)算法，设第一支路的迭代步长为iii，第二支路的迭代步 长为，两条支路的相位补偿值的迭代关系可以近似为
[0038]
[0039]
[0040] 其中，实现所述检测算法包括以下步骤：
[0041]a.确定a_的取值，选择合适的步长1^和，根据输入信号s计算出所有采样 点上e和$，并将Di和d2的初始值设为〇 ;
[0042] b.s中的第n个数据s(n)送入LINC发射机中，得到r中的第n个数据r(n) (n为 0,1,2,3......)；
[0043] c.将s的第n个数据与r中的第n个数据做差，得到e中的第n个数据e(n);
[0044]d.计算sin( 0 (n) + 4> (n))与sin( 0 (n)-4> (n))，并根据公式（13)和（14)更新 Di和D2的取值如下
[0045]
[0046]
[0047] e.检查e(n)的取值是否已小于设定值，或迭代的总次数是否超过设定值，若上述 条件达到，则终止迭代，得到的Di和D2即为对两条支路的相位补偿值；若上述条件不满足， 则将n更新为n+1，继续重复步骤b至d，直到上述条件满足；
[0048]f.将最终得到的Di和D2固定到第一和第二支路补偿模块中，在发送数据的过程 中起到校正的作用。
[0049] 本发明提供的支路相位失配检测和校正系统经过检测和补偿算法使支路相位失 配被有效地检测出并且被补偿，使得补偿后的信号能够经过解调与原发送信号近似相同； 能有效的检测两条支路间的失配值，并将其补偿回相应支路，最大可能减小带内失真和带 外干扰，优化了LINC技术。
【附图说明】
[0050] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更明显：
[0051]图1为本发明实施例提供的一种LINC发射机的支路相位失配检测和校正系统的 示意图；
[0052] 图2为图1中的信号分离模块中各信号之间的关系图；
[0053]图3为本发明实施例提供的第一、第二支路功率放大器的相位响应图；
[0054] 图4为当LINC发射机中存在支路相位失配，不进行补偿时的发送信号的星座图；
[0055] 图5为使用发明的支路相位失配检