专利名称：一种高效率数字电视发射装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字电视发射机设备，特别是一种用于高功率效率的数字电视发射装置。
背景技术：
文中技术术语解释1.带外频谱信号频谱中有用频谱以外的频谱。2.成形滤波器主要作用是减小信号所占的带宽，提高频谱利用率。3.峰均比信号的峰值功率与平均功率的比。4. LMS算法=Least mean square算法，即最小均方算法。数字电视发射机是数字电视广播体系的重要组成部分，承担着数字电视与多媒体地面广播等多种广播电视相关业务的无线覆盖任务，重点解决城市移动用户和边缘地区固定用户的接收问题。随着国家加快推进三网融合，数字电视发射机将迅速朝着更宽的带宽与更多样的业务发展。功率效率是数字电视发射机的重要指标，而功率放大器的效率是影响发射机功率效率的最重要因素，但数字电视的宽带化发展却为提高功率放大器效率带来了不利的影响。功率放大器的输入和输出之间不可避免地存在非线性。对于恒包络调制信号，功率放大器可工作在具有较高效率的临近饱和区。然而恒定包络调制频带利用率低的缺点严重制约了传输效率。目前数字电视信号具有8MHz左右的带宽，采用的波形有多载波、QAM调制等高效波形，信号包络具有大的波动，峰均比可达9dB左右，这样的信号对功放的非线性非常敏感。若不回退，则会产生严重的带外频谱再生和带内失真，影响传输性能且造成邻道干扰，若采用功放回退技术，则会造成极大部分的功率转化为热耗。随着三网融合的深入， 数字电视将更趋宽带化与业务的多样化，功放的非线性将会表现出更为严重的影响。因此，为了确保数字电视发射机的功率效率有必要对功放进行线性化校正。基带预失真技术是目前最有前景的一种功放线性化方法，其基本原理是信号在基带先进行非线性变换，这种变换特性与功放的非线性特性互补，从而使得功放输出信号呈现为调制信号的线性放大。避免信号的带内畸变和带外频谱再生。由于功率放大器的特性会随着时间、 温度、环境以及信号本身的变化而变化，所以，基带预失真技术需要具有自适应的特性。如图1所示，基带自适应功放校正系统通过耦合器引回部分功放输出信号，经由反馈通道、模数转换和数字下变频，利用得到的基带数据，以预失真器输出作为参考，自适应地更新预失真器。在数字电视发射机领域，以德国R/S公司、法国汤姆逊公司、美国哈里斯公司和日本东芝公司等为代表的设备生产商率先推出具有功放线性校正功能的数字电视发射机，我国的设备生产商也随后推出相应产品。目前，这些产品的功放线性化校正多采用多点折线式校正技术、前馈校正技术、全数字实时预校正技术，正朝着自适应基带预失真方向发展。[0012]但是对于峰均比大的信号，在某些时刻具有较大的功率，这些较大的功率取值会影响上述功放线性化校正的效果。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，把削峰技术与功放非线性自适应校正技术引入到数字电视发射机中，使得信号先经过削峰处理，降低信号峰均比，再进行基带预失真处理，补偿功放的非线性，可以提供高效率的数字电视发射装置。考虑到射频发射通道往往具有非理想的频率特性，还可在基带预失真处理后，加入通道补偿滤波环节， 用于射频发射通道的校正。本实用新型采用的技术方案是这样的一种高效率数字电视发射装置，包括功放预失真单元、数字上变频与数模转换单元、射频发射通道、功率放大器、反馈模块，所述功放预失真单元包括信号输入端、反馈信号输入端与输出端；功放预失真单元的输出端与数字上变频与数模转换单元的输入端连接，数字上变频与数模转换单元的输出端与射频发射通道的输入端连接，射频发射通道的输出端与功率放大器的输入端连接，所述反馈模块的输入端与功率放大器的输出端连接，反馈模块的输出端与功放预失真单元的反馈信号输入端连接，其特征在于，还包括峰值对消电路，所述峰值对消电路的输出端与功放预失真单元的信号输入端连接。优选地，所述一种峰值对消电路包括波峰因子计算单元、延时单元、成形滤波器、 乘法器、加法器一、加法器二、滤波器一；所述延时单元与波峰因子计算单元都具有基带信号输入端；波峰因子计算单元的基带信号输入端与延时单元的基带信号输入端相连，波峰因子计算单元的输出端与乘法器的第一输入端连接，乘法器的第二输入端与延时单元的基带信号输入端连接，所述乘法器的输出端与加法器一的反相输入端连接，所述加法器一的正相输入端与延时单元的基带信号输入端相连，加法器一的输出端与成形滤波器的输入端连接；所述延时单元的输出端与加法器二的正相输入端连接，所述成形滤波器的输出端与加法器二的反相输入端连接；加法器二的输出端与滤波器一的输入端连接；滤波器一的输出端与功放预失真单元的信号输入端连接。优选地，所述滤波器一为低通滤波器。优选地，本实用新型还包括通道补偿单元，通道补偿单元包括信号输入端、反馈信号输入端与输出端；功放预失真单元的输出端与通道补偿单元的信号输入端连接，通道补偿单元的输出端与数字上变频与数模转换单元的输入端连接，数字上变频与数模转换单元的输出端与射频发射通道的输入端连接，射频发射通道的输出端与功率放大器的输入端连接，所述反馈模块的输入端与功率放大器的输出端连接，反馈模块的输出端同时与功放预失真单元与通道补偿单元的反馈信号输入端连接。本实用新型的有益效果是本实用新型将基带信号中超出阈值的部分提取出来， 经过成形滤波，滤除其中的带外频谱，再从原基带信号中减去经过成形滤波器处理的超出阈值的部分，最后，减去超出阈值的部分的基带信号通过第二次滤波，进一步滤除其中的带外频谱，从而在避免产生带外频谱分量的同时，实现了基带信号的限幅，有利于后续的基带预失真处理，提高了数字电视发射机的线性化校正的效果。为了避免发射通道非线性对功放非线性特性的耦合进而影响校正效果，作为一种优选的实施方式，本实用新型还加入了通道线性化技术对发射通道进行校正，进一步提高了发射机线性化校正的效果。本实用新型主要用于数字电视信号发射。
图1是现有技术中在数字电视发射机中采用功放预失真技术的原理框图。图2是本实用新型第一实施例的原理框图。图3是本实用新型第二实施例的原理框图。图4是功放预失真单元的原理框图。图5是峰值对消电路的原理框图。图6是通道补偿单元的原理框图。图7是经本实用新型第二实施例处理后的信号功率谱、现有数字发射机输出的信号功率谱与数字电视发射机输出信号功率谱的对比情况。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图2，本实用新型的第一实施例包括峰值对消电路、功放预失真单元、数字上变频与数模转换单元、射频发射通道、功率放大器、反馈模块，所述功放预失真单元包括信号输入端、反馈信号输入端与输出端；所述峰值对消电路的输出端与功放预失真单元的信号输入端连接，功放预失真单元的输出端与数字上变频与数模转换单元的输入端连接，数字上变频与数模转换单元的输出端与射频发射通道的输入端连接，射频发射通道的输出端与功率放大器的输入端连接，所述反馈模块的输入端与功率放大器的输出端有信号连接，反馈模块的输出端与功放预失真单元的反馈信号输入端连接。反馈模块包括射频反馈通道、模数转换与数字下变频单元。所述反馈模块的输入端与功率放大器的输出端可以通过耦合器建立信号连接，耦合器将功率放大器输出的信号引入反馈模块。功放预失真器如图4，功放预失真器主要包括预失真处理器A与预失真训练器， 而预失真训练器进一步可分为缓存器、数据同步器、训练运算器以及预失真处理器B。预失真处理器A与预失真处理器B电路结构完全一样，并同时接受训练运算器输出的相同的信号失真处理参数。预失真处理器A或预失真处理器B的结构或处理信号的方式由采用的功率放大器预失真模型决定，现以记忆多项式模型进行阐述。a.预失真处理器A与预失真处理器B:预失真处理器A的输入为x(n)，输出为 f(n)；预失真处理器B的输入为7(11)、输出为/( )。二者接受来自训练运算器的相同调节， 内部处理也完全一样。其中预失真处理器A中的处理即是完成公式[0036]
权利要求1.一种高效率数字电视发射装置，包括功放预失真单元、数字上变频与数模转换单元、 射频发射通道、功率放大器、反馈模块，所述功放预失真单元包括信号输入端、反馈信号输入端与输出端；功放预失真单元的输出端与数字上变频与数模转换单元的输入端连接，数字上变频与数模转换单元的输出端与射频发射通道的输入端连接，射频发射通道的输出端与功率放大器的输入端连接，所述反馈模块的输入端与功率放大器的输出端有信号连接， 反馈模块的输出端与功放预失真单元的反馈信号输入端连接，其特征在于，还包括峰值对消电路，所述峰值对消电路的输出端与功放预失真单元的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效率数字电视发射装置，其特征在于，所述一种峰值对消电路包括波峰因子计算单元、延时单元、成形滤波器、乘法器、加法器一、加法器二、滤波器一；所述延时单元与波峰因子计算单元都具有基带信号输入端；波峰因子计算单元的基带信号输入端与延时单元的基带信号输入端相连，波峰因子计算单元的输出端与乘法器的第一输入端连接，乘法器的第二输入端与延时单元的基带信号输入端连接，所述乘法器的输出端与加法器一的反相输入端连接，所述加法器一的正相输入端与延时单元的基带信号输入端相连，加法器一的输出端与成形滤波器的输入端连接；所述延时单元的输出端与加法器二的正相输入端连接，所述成形滤波器的输出端与加法器二的反相输入端连接；加法器二的输出端与滤波器一的输入端连接；滤波器一的输出端与功放预失真单元的信号输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种高效率数字电视发射装置，其特征在于，所述滤波器一为低通滤波器。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种高效率数字电视发射装置，其特征在于，还包括通道补偿单元，通道补偿单元包括信号输入端、反馈信号输入端与输出端；功放预失真单元的输出端与通道补偿单元的信号输入端连接，通道补偿单元的输出端与数字上变频与数模转换单元的输入端连接，数字上变频与数模转换单元的输出端与射频发射通道的输入端连接，射频发射通道的输出端与功率放大器的输入端连接，所述反馈模块的输入端与功率放大器的输出端连接，反馈模块的输出端同时与功放预失真单元、通道补偿单元的反馈信号输入端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种高效率数字电视发射装置，涉及数字电视发射机设备。其技术要点为包括功放预失真单元、数字上变频与数模转换单元、射频发射通道、功率放大器、反馈模块、峰值对消电路。本实用新型在现有的数字电视发射机自适应基带预失真功放线性化技术的基础上结合峰值对消电路，以进一步提高功放线性化校正的效果，提供高效率的数字电视发射装置；为了避免发射通道非线性对功放非线性特性的耦合进而影响校正效果，本实用新型还加入了通道线性化技术对发射通道进行校正。本实用新型主要用于数字电视信号发射。
文档编号H04N5/38GK201947373SQ201120020698
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者周良臣 申请人:成都凯腾四方数字广播电视设备有限公司