Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области систем обработки сигналов в современных средствах связи, более конкретно касается устройства и способа для предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот (baseband digital signal).
Уровень техники
Глобальная система мобильной связи (Global System for Mobile Communications, GSM), известная как система цифровой мобильной связи второго поколения (2G), широко используется во всем мире. Ограниченность частотных ресурсов и все возрастающий спрос на новые услуги привели к тому, что тенденции развития неизбежно ориентируются на системы мобильной связи третьего поколения (3G) и системы последующих поколений (B3G, Beyond 3G). Для получения необходимой полосы пропускания сигналов в существующих системах 3G и B3G широко используются системы цифровой модуляции с переменной огибающей. Применение данной технологии модуляции не только облегчает прием высокоскоростных сигналов, но и подразумевает более жесткие требования к линейности передатчика базовой станции, содержащего усилитель мощности.
В соответствии с одним из известных решений линейность усилителя мощности в системах третьего поколения или подобных им обеспечивается при помощи схемы с прямой связью. Однако такая схема может обладать определенными недостатками, т.к. использование аналоговых технологий приводит к высокой сложности осуществления данной схемы, к снижению согласованности производственных процедур, а также к необходимости точной настройки различных параметров сети с прямой связью, требующей участия профессиональных специалистов. Кроме того, осуществление данного способа требует использования большого количества дополнительных аналоговых радиочастотных приборов, что не позволяет эффективно повысить производительность усилителя мощности.
В соответствии с другим известным решением для обеспечения линейности усилителя мощности в системах третьего поколения или подобных им используется предыскажение цифрового сигнала основной полы частот. В соответствии с данным способом выходной сигнал усилителя мощности преобразуется определенным образом обратно в цифровое представление, вычисляется характеристика линейности радиочастотного канала, содержащего усилитель мощности, при помощи адаптивного алгоритма, и, наконец, производится предварительная обработка цифрового сигнала основной полосы частот посредством устройства предыскажения, после чего сигнал преобразуется из цифрового представления в аналоговое представление. Предварительно обработанный сигнал, прошедший через усилитель мощности, по существу не содержит искажений по сравнению с цифровым сигналом основной полосы частот. В результате достигается линейный выход усилителя мощности.
Указанный способ предыскажения может иметь недостаток, заключающийся в невозможности выбора нелинейной функции устройства предыскажения в соответствии с требованиями различных приложений. Другими словами, такой способ должен быть разработан в соответствии с конкретным приложением и, следовательно, не может быть применяться универсально. В связи с этим общий коэффициент полезного действия передатчика базовой станции может быть относительно низким.
Раскрытие изобретения
Ввиду вышеизложенного, в соответствии с настоящим изобретением предлагаются устройство и способ предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, в которых могут быть выбраны различные модели нелинейного инвертирования в соответствии с различными входными сигналами и характеристиками усилителя мощности, что позволяет повысить производительность передатчика базовой станции.
В соответствии с настоящим изобретением предусмотрены следующие технические решения.
Устройство предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, которое может содержать модуль адаптивного вычисления параметров и модуль предыскажения, причем модуль адаптивного вычисления параметров выполнен с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра в соответствии с выборкой цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала, а также с возможностью выдачи результата вычислений в модуль предыскажения; а модуль предыскажения выполнен с возможностью сохранения и обновления параметров нелинейного фильтра, осуществления статистической обработки мощности цифрового сигнала основной полосы частот, выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатом статистической обработки мощности, предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот с использованием выбранных параметров нелинейного фильтра, а также с возможностью выдачи предыскаженного цифрового сигнала основной полосы частот.
В соответствии с одним из возможных вариантов характеристика нелинейности модуля предыскажения является обратной по отношению к характеристике нелинейности радиочастотного канала.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль предыскажения может содержать модуль нелинейного фильтра, включающий многоступенчатые фильтры с конечной импульсной характеристикой (finite impulse response filter, FIR filter) с переменными коэффициентами, выполненный с возможностью задержки потока данных входного сигнала, проведения вычислений с многоступенчатыми входными сигналами, получаемыми в результате задержки входного сигнала и с выбранными параметрами нелинейного фильтра, а также с возможностью формирования и выдачи выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль нелинейного фильтра может содержать модуль задержки, модуль мультиплексора и накопитель, причем модуль задержки выполнен с возможностью задержки потоков данных компонент I и Q входного сигнала и передачи задержанных компонент I, Q входного сигнала в модуль мультиплексора; модуль мультиплексора выполнен с возможностью комплексного перемножения входного сигнала, соответствующего задержанным компонентам I и Q входного сигнала, и выбранных параметров нелинейного фильтра, а также с возможностью выдачи полученного перемножением сигнала в накопитель; а накопитель выполнен с возможностью накопления сигнала, выдаваемого модулем мультиплексора, и выдачи накопленного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов соотношение между входным сигналом и полученным перемножением выходным сигналом в модуле мультиплексора задано формулами
Oi=Ii×Tii+Qi×Tiq;
Oq=Ii×Tqi+Qi×Tqq,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала; Tii, Tiq, Tqi и Tqq обозначают соответственно четыре соответствующих параметра нелинейного фильтра; а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q полученного перемножением выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов соотношение между входным сигналом и полученным перемножением выходным сигналом в модуле мультиплексора задано формулами
Oi=Ii×Ti-Qi×Tq,
Oq=Ii×Tq+Qi×Ti,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала, Ti, и Tq обозначают соответственно два соответствующих параметра нелинейного фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q полученного перемножением выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль предыскажения может дополнительно содержать модуль получения мгновенной мощности сигнала, модуль получения кратковременного среднего значения мощности сигнала и модуль таблицы поиска, причем модуль получения мгновенной мощности сигнала выполнен с возможностью вычисления мгновенной мощности входного сигнала и передачи результата вычислений в модуль таблицы поиска; модуль получения кратковременного среднего значения мощности сигнала выполнен с возможностью вычисления кратковременного среднего значения мощности входного сигнала и передачи результата вычислений в модуль таблицы поиска; а модуль таблицы поиска выполнен с возможностью хранения и обновления параметров нелинейного фильтра, вычисленных модулем адаптивного вычисления параметров, выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также в соответствии с порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра и с возможностью выдачи выбранных параметров нелинейного фильтра в модуль нелинейного фильтра.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль таблицы поиска может содержать буферную память для изменения параметров нелинейного фильтра, выполненную с возможностью динамического обновления параметров нелинейного фильтра.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль предыскажения может дополнительно содержать модуль предварительной регулировки мощности и задержки, выполненный с возможностью регулировки мощности цифрового сигнала основной полосы частот, задержки потока данных отрегулированного сигнала и передачи задержанного потока данных в модуль нелинейного фильтра; модуль выборки и буферизации сигнала, предназначенный для выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи выходного сигнала радиочастотного канала, а также с возможностью буферизации и передачи выборки сигналов в модуль адаптивного вычисления параметров; модуль заключительной регулировки мощности, выполненный с возможностью регулировки мощности выходного сигнала модуля предыскажения и передачи отрегулированного выходного сигнала в модуль регулировки сигнала; и модуль регулировки сигнала, выполненный с возможностью регулировки фазы выходного сигнала модуля заключительной регулировки мощности, и выдачи отрегулированного выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль регулировки сигнала может содержать модуль корректировки смещения постоянного тока, выполненный с возможностью корректирования смещения постоянного тока в цифровом сигнале и передачи скорректированного сигнала; или сеть компенсации квадратурной модуляции (Quadrature Modulation Compensation network, QMC network), выполненную с возможностью корректирования усиления компонент IQ, фазового дисбаланса и смещения постоянного тока в цифровом сигнале и с возможностью выдачи скорректированного сигнала; или цифровой модулятор, выполненный с возможностью модуляции компонент IQ цифровых сигналов промежуточной частотой цифрового сигнала и выдачи модулированных сигналов.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль предыскажения может дополнительно содержать модуль защиты от перегрузки, выполненный с возможностью определения средней мощности выходного сигнала модуля предыскажения и ограничения амплитуды выходного сигнала в случае превышения средней мощностью порогового значения модуля предыскажения; и модуль защиты от выбросов мощности, выполненный с возможностью определения мгновенной мощности выходного сигнала модуля предыскажения, отключения выходного сигнала модуля предыскажения в случае, если доля мгновенной мощности выходного сигнала, большей порогового значения, превышает предварительно заданное значение, и с возможностью восстановления выходного сигнала модуля предыскажения после возвращения в норму мгновенной мощности выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль предыскажения может дополнительно содержать модуль сигнала синхронизации, выполненный с возможностью подачи в модуль предыскажения сигнала синхронизации цифрового сигнала основной полосы частот в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот, управления выбором параметров нелинейного фильтра в модуле таблицы поиска посредством сигнала синхронизации и с возможностью управления модулем предыскажения с целью остановки процесса выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот.
В соответствии с одним из возможных вариантов сигнал синхронизации, подаваемый модулем сигнала синхронизации, занимает состояние нижнего уровня до отклонения от нормы мощности цифрового сигнала основной полосы частот и занимает состояние верхнего уровня после возвращения в норму мощности цифрового сигнала основной полосы частот.
В соответствии с одним из возможных вариантов модуль адаптивного вычисления параметров может содержать модуль демодуляции, выполненный с возможностью демодуляции цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой для получения сигналов IQ обратной связи; модуль задержки и согласования, выполненный с возможностью задержки и согласования принимаемых сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи;
модуль корректировки частотного сдвига и/или фазового сдвига, выполненный с возможностью корректировки частотного сдвига и фазового сдвига между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; модуль выбора оптимального сигнала, выполненный с возможностью выбора оптимальных данных из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; и модуль определения нелинейных параметров, выполненный с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра, соответствующих оптимальным данным, при помощи определенного алгоритма.
В соответствии с одним из возможных вариантов устройство может дополнительно содержать модуль преобразования и модуляции сигналов, выполненный с возможностью преобразования предыскаженного цифрового сигнала в аналоговый сигнал, модуляции и преобразования аналогового сигнала в радиочастотный сигнал; радиочастотный канал, содержащий усилитель мощности, выполненный с возможностью усиления мощности немодулированного аналогового сигнала, преобразованного в радиочастотный сигнал, и выдачи усиленного сигнала; и модуль обратной связи и выборки сигнала, выполненный с возможностью обратной передачи и произведения выборки сигнала, выдаваемого радиочастотным каналом, а также с возможностью передачи выборки сигнала в модуль предыскажения.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ определения параметров нелинейного фильтра, который может включать в себя демодуляцию цифрового сигнала обратной связи; задержку и согласование демодулированного цифрового сигнала обратной связи и немодулированного цифрового сигнала; корректировку частотного сдвига и фазового сдвига задержанных и согласованных цифрового сигнала обратной связи и цифрового сигнала основной полосы частот; выбор оптимальных данных из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи, полученных в результате корректировки частотного сдвига и фазового сдвига; и определение параметров нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
В соответствии с одним из возможных вариантов перед корректировкой частотного сдвига и фазового сдвига задержанных и согласованных цифрового сигнала обратной связи и цифрового сигнала основной полосы частот данный способ может дополнительно включать в себя определение частотного сдвига и фазового сдвига между цифровым сигналом обратной связи и цифровым сигналом основной полосы частот при помощи метода наименьших квадратов.
В соответствии с одним из возможных вариантов выбор оптимальных данных из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи, полученных в результате корректировки частотного сдвига и фазового сдвига, может включать в себя выбор оптимальных данных из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи с использованием метода выбора по пикам выборки и/или метода случайной выборки, причем в методе выбора по пикам выборки выбирается достаточное количество экземпляров выборки, имеющих максимальную мгновенную амплитуду сигнала, максимальное абсолютное значение сигнала или максимальное колебание амплитуды сигнала, а в методе случайной выборки выбирается достаточное количество экземпляров выборки, характеристика распределения которых совпадает с характеристикой распределения амплитуды выбираемого сигнала.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, который может включать в себя вычисление параметров нелинейного фильтра в соответствии с выборкой входного цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала; и осуществление статистической обработки мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот, выбор параметров нелинейного фильтра, соответствующих результатам статистической обработки мощности, предыскажение входного цифрового сигнала основной полосы частот с использованием выбранных параметров нелинейного фильтра и выдача предыскаженного цифрового сигнала основной полосы частот.
В соответствии с одним из возможных вариантов способ предыскажения может включать в себя задержку потока данных входного цифрового сигнала основной полосы частот, осуществление вычислений с многоступенчатыми входными сигналами, полученными в результате задержки, и с выбранными параметрами нелинейного фильтра, и формирование и выдачу выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов шаг предыскажения может включать в себя задержку потоков данных компонент I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот; и комплексное перемножение входного цифрового сигнала основной полосы частот, соответствующего задержанным компонентам I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот и выбранных параметров нелинейного фильтра, накопление сигналов, полученных в результате комплексного перемножения, и выдачу накопленного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов соотношение между входным цифровым сигналом основной полосы частот и выходным сигналом в комплексном перемножении может быть задано формулами
Oi=Ii×Tii+Qi×Tiq;
Oq=Ii×Tqi+Qi×Tiq;
где Ii и Qi обозначают, соответственно, компоненты I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, Tii, Tiq, Tqi и Tqq обозначают соответственно четыре выбранных параметра нелинейного фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов соотношение между входным сигналом и выходным сигналом в комплексном перемножении может быть задано формулами
Oi=Ii×Ti-Qi×Tq;
Oq=Ii×Tq+Qi×Tq,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, Ti, и Tq обозначают соответственно два выбранных параметра нелинейного фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
В соответствии с одним из возможных вариантов статистическая обработка мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот может включать в себя вычисление мгновенной мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот и вычисление кратковременного среднего значения мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот.
В соответствии с одним из возможных вариантов выбор параметров нелинейного фильтра может включать выбор параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра.
В соответствии с одним из возможных вариантов способ может дополнительно включать в себя динамическое обновление параметров нелинейного фильтра с избыточностью.
В соответствии с одним из возможных вариантов в способе может быть предусмотрена подача в модуль предыскажения сигнала синхронизации цифрового сигнала основной полосы частот в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот, управление выбором параметров нелинейного фильтра при помощи сигнала синхронизации и управление модулем предыскажения с целью прекращения осуществления выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот.
В соответствии с одним из возможных вариантов вычисление параметров нелинейного фильтра может включать в себя демодуляцию сигнала обратной связи с промежуточной частотой для получения сигналов IQ обратной связи; задержку и согласование сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи;
корректировку частотного сдвига и фазового сдвига между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; выбор оптимальных данных из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; и вычисление параметров нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
Как видно из вышесказанного, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для предыскажения немодулированного сигнала, обладающее следующими преимуществами.
1. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения возможен выбор различных обратных нелинейных моделей в зависимости от различных входных сигналов и характеристик усилителя мощности, благодаря чему данное устройство может применяться во всех системах беспроводной связи, использующих технологии обмена информацией с расширением спектра по частоте или технологии ортогонального мультиплексирования с разделением по частоте (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM), таких как системы 2G, 3G, B3G и т.п.
2. Способ, соответствующий вариантам осуществления настоящего изобретения, обеспечивает возможность повышения качества передаваемого сигнала, увеличения эффективности работы усилителя мощности, а также уменьшения стоимости и размеров базовой станции.
3. Модуль предыскажения в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения может быть осуществлен с использованием специализированной интегральной микросхемы (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) или программируемой вентильной матрицы (Field Programmable Gate Array, FPGA) без применения большого числа мультиплексоров. Кроме того, отсутствует необходимость вычисления в модуле предыскажения накапливаемой суммы сигнала и его частотных компонент больших порядков. Это позволяет избежать обработки данных широкого динамического диапазона, что обеспечивает возможность дальнейшего уменьшения стоимости системы.
Кроме того, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения используется неизменная таблица поиска, что повышает эффективность работы. Помимо этого, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения использован механизм синхронизации сигнала основной полосы частот.Это может предотвратить ухудшение выходного сигнала в случае отклонения от нормы мощности сигнала основной полосы частот.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена структурная схема устройства по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 представлена структурная схема модуля предыскажения устройства по фиг.1.
На фиг.3 представлена структурная схема модуля нелинейного фильтра в модуле предыскажения по фиг.2.
Фиг.4 схематически иллюстрирует образ действий при изменении таблицы поиска в модуле предыскажения по фиг.2.
Фиг.5 иллюстрирует временное соотношение сигнала аномальной мощности и сигнала синхронизации передатчика базовой станции по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.6 представлена блок-схема вычисления параметра нелинейного фильтра в модуле адаптивного вычисления параметров в устройстве по фиг.2.
Фиг.7 иллюстрирует процедуру выбора, используемую в способе выбора по пикам выборки по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 представлена структурная схема упрощенного модуля предыскажения по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.9 представлена структурная схема сети QMC модуля предыскажения по фиг.8.
На фиг.10 представлена структурная схема модуля нелинейного фильтра в модуле предыскажения по фиг.8.
На фиг.11 представлена структурная схема усовершенствованного модуля предыскажения по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 представлена структурная схема цифрового модулятора в модуле предыскажения по фиг.11.
Осуществление изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот. Сущность настоящего изобретения сводится к тому, что коэффициенты фильтра в модуле предыскажения могут изменяться вслед за изменением характеристик усилителя мощности. Для этого может быть использована таблица поиска. Это позволяет получить хорошие радиочастотные характеристики выходного сигнала.
Устройство по настоящему изобретению описано ниже со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг.1 представлено устройство для предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот в соответствии с настоящим изобретением, которое осуществляет обработку цифрового сигнала основной полосы частот следующим образом.
Сигналы I, Q с несколькими несущими, переданные модемом 110 основной полосы частот, подвергаются предварительному искажению при помощи модуля 120 предыскажения, после чего искаженные сигналы I, Q с несколькими несущими направляют соответственно в первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 131 и второй цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 132.
Первый и второй ЦАП 131 и 132 соответственно преобразуют сигналы I, Q в аналоговые сигналы I, Q с нулевой промежуточной частотой, после чего IQ модулятор (квадратурный модулятор) 140 осуществляет квадратурную модуляцию (AQM, Analog Quadrature Modulation) аналоговых сигналов I, Q с нулевой промежуточной частотой, в результате чего сигналы преобразуются в область радиочастот. Затем сигналы усиливаются, ослабляются и согласуются по импедансу в радиочастотном канале, после чего направляются в усилитель 150 мощности для усиления мощности.
Часть выходного сигнала усилителя 150 мощности передается посредством антенны 200 с использованием дуплексного фильтра, а оставшаяся часть сигнала подается обратно при помощи ответвителя 160 в канал детектирования, преобразуется при помощи понижающего преобразователя 170 в аналоговый сигнал с промежуточной частотой, и далее из указанного сигнала производится выборка посредством высокоскоростного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 180. Высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 180 выдает цифровой сигнал обратной связи с промежуточной частотой, который затем подается в модуль 120 предыскажения.
В модуле 120 предыскажения производится выборка и буферизация цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой и сигналов I, Q с несколькими несущими, подаваемых в систему предыскажения; буферизованные сигналы затем подают в модуль 190 адаптивного вычисления параметров через интерфейс, выполняемый между модулем 120 предыскажения и модулем 190 адаптивного вычисления параметров.
Модуль 190 адаптивного вычисления параметров вычисляет параметры фильтра на основе полученных сигналов при помощи адаптивного алгоритма корректировки и передает вычисленные параметры фильтра в модуль 120 предыскажения. Вычисленные параметры фильтра затем сохраняются в модуле 124 таблицы поиска (представленном на фиг.2) модуля 120 предыскажения. Модуль 120 предыскажения выбирает соответствующие параметры фильтра для предыскажения сигналов в соответствии с практическими требованиями.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения модуль 120 предыскажения обычно выполняется с использованием программируемой вентильной матрицы (FPGA) или специализированной интегральной микросхемы (ASIC), применяемыми для корректировки сигналов I, Q основной полосы частот в режиме реального времени. Поскольку характеристики усилителя мощности изменяются медленно, и корректировка параметров фильтра может производиться не в рабочем режиме и не в режиме реального времени, модуль 190 адаптивного вычисления параметров обычно реализуется с использованием процессора цифровой обработки сигналов (Digital Signal Processor, DSP).
Модуль 120 предыскажения является ключевым элементом устройства по данному варианту осуществления настоящего изобретения. Основная характеристика модуля 120 предыскажения заключается в том, что он имеет характеристику нелинейности, обратную по отношению к характеристике нелинейности радиочастотного канала, содержащего усилитель мощности.
Если обозначить вещественную часть, мнимую часть и мгновенную амплитуду комплексного сигнала, подаваемого в модуль 120 предыскажения как соответственно Iin(•), Qin(•) и Mqin(•), то вещественная часть Iout(•) и мнимая часть Iout(•) комплексного сигнала, выдаваемого модулем 120 предыскажения, даются следующими выражениями:
Здесь f(•) обозначает нелинейную функцию корректировки нелинейности радиочастотного канала, т.е. функцию, обратную характеристике нелинейности радиочастотного канала. Данную функцию можно выбрать в соответствии с характеристиками усилителя 150 мощности, требованиями системы к характеристикам радиочастотного выходного сигнала и вычислительными мощностями, поддерживаемыми системой. Параметр М обозначает в приведенных выше уравнениях постоянную времени эффекта памяти в усилителе мощности, который может быть скорректирован модулем 120 предыскажения. Чем больше значение М, тем выше точность и сложность вычислений в модуле предыскажения. Соответствующие параметры должны быть тщательно подобраны для достижения приемлемого компромисса между требованиями системы и необходимыми затратами. Обратная нелинейная функция f(•) радиочастотного канала может быть разложена в ряд по различным базисным функциям, например по степенным функциям, по полиномам Лежандра и т.п.
В случае разложения в степенной ряд данная нелинейная функция может быть записана в виде
В этом выражении an обозначает коэффициент разложения, а параметр α обозначает наименьший порядок степенной функции и может быть взят равным целому или дробному числу. Чем меньше величина α, тем больше порядок N базисной функции, тем выше точность модели предыскажения и тем выше эффективность алгоритма; однако при этом также увеличивается и сложность вычислений. Таким образом, выбор соответствующих параметров должен обеспечивать разумный компромисс между требованиями системы и необходимыми затратами.
В случае разложения по полиномам Лежандра данная нелинейная функция может быть записана в виде
Здесь Pn(х) обозначает полином Лежандра степени n, an - коэффициент разложения, а N - число членов полиномиального разложения. Как и в предыдущем случае, большее значение N соответствует более высокой точности модели предыскажения и более высокой эффективности алгоритма, но и более высокой сложности вычислений.
Как видно из вышеизложенного, каждый из сигналов I, Q, выдаваемых модулем 120 предыскажения по данному варианту осуществления настоящего изобретения, можно рассматривать как сумму выходных сигналов двух фильтров с конечной импульсной характеристикой, которые фильтруют соответственно входные сигналы I и Q. Однако в отличие от известных фильтров с конечной импульсной характеристикой коэффициенты данных фильтров зависят от амплитуды входного сигнала, причем эта зависимость может быть выражена функцией f(•). Функцию f(•) можно искать в таблице поиска по амплитуде входного сигнала, например для значения Mgin(n) может быть найдена соответствующая функция f(Mgin(n)).
Как видно из фиг.2, модуль 120 предыскажения по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит следующие модули.
1. Модуль 121 предварительной регулировки мощности: данный модуль предназначен для регулировки мощности сигнала, выдаваемого модемом 110 основной полосы частот и передачи отрегулированного сигнала в модуль 122 временной задержки. Модуль 121 предварительной регулировки мощности выполнен с возможностью предотвращения насыщения входного сигнала после прохождения модуля 120 предыскажения и может быть реализован с использованием простого скалярного мультиплексора.
2. Модуль 122 временной задержки: данный модуль предназначен для задержки потока данных сигнала с тем, чтобы обеспечить соответствие коэффициентов из таблицы поиска для фильтра FIR, используемых при вычислении фильтра, с выборкой сигналов, используемой модулем 125 получения мгновенной мощности сигнала и модулем 126 получения кратковременного среднего значения мощности сигнала в вычислениях порядкового номера в таблице поиска, а также для передачи задержанного сигнала в модуль 123 нелинейного фильтра.
3. Модуль 123 нелинейного фильтра: данный модуль является центральным элементом модуля 120 предыскажения. Как показано на фиг.3, модуль 123 нелинейного фильтра реализован в виде фильтра с конечной импульсной характеристикой (FIR) с переменными коэффициентами, имеющего М элементов задержки, и содержит модули 1231 задержки, модули 1232 мультиплексоров и накопительный модуль 1233.
Каждый из модулей 1231 задержки предназначен для задержки потоков данных компонент I, Q входного сигнала и для передачи задержанного входного сигнала в соответствующий модуль 1232 мультиплексора.
Каждый из модулей 1232 мультиплексора предназначен для соответствующего комплексного перемножения входных сигналов, основываясь на принимаемых и задерживаемых компонентах I, Q входных сигналов, а также на соответствующих четырех параметрах нелинейного фильтра, а также для вывода полученных перемножением сигналов в накопительный модуль 1233.
Каждый из модулей 1232 мультиплексора имеет два входа для сигналов I и Q, четыре входа для параметров фильтра и два выхода для сигналов I и Q и может эффективно корректировать различные задержки аналоговых сигналов I, Q, образовавшиеся из-за передачи. Если обозначить сигналы I, Q, подаваемые в один из модулей 1232 мультиплексоров как Ii и Qi, а четыре параметра входного фильтра как Tii, Tig, Tqi и Tqq, то выходные сигналы I, Q, обозначенные как Oi и Oq, можно выразить в виде
Oi=Ii×Tii+Qi×Tiq;
Oq=Ii×Tqi+Qi×Tqq
Четыре параметра фильтра Tii, Tiq, Tqi и Tqq соответствуют четырем параметрам соответственно a, b, c и d, содержащимся в уравнении, которое определяет соотношение между выходным комплексным сигналом и входным комплексным сигналом модуля 120 предыскажения. Значения параметров Т могут быть определены в соответствии с мгновенной мощностью и кратковременным средним значением мощности сигналов и сигналом синхронизации и найдены в результате поиска в модуле 124 таблицы поиска в модуле 120 предыскажения.
Модуль 1233 накопителя предназначен для накапливания принимаемых выходных сигналов модулей 1232 мультиплексоров и для передачи накопленных сигналов в модуль 127 заключительной регулировки мощности.
4. Модуль 124 таблицы поиска: данный модуль предназначен для хранения и обновления параметров нелинейного фильтра, вычисленных модулем 190 адаптивного вычисления параметров, для выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с полученными статистическими данными по мгновенной мощности и кратковременному среднему значению мощности входного сигнала, наряду с порядковыми номерами элементов задержки модуля 123 нелинейного фильтра, а также для передачи выбранных параметров нелинейного фильтра в модуль 123 нелинейного фильтра.
В модуле 124 таблицы поиска хранятся различные параметры нелинейного фильтра и различные обратные нелинейные функции f(•). Таблица поиска имеет три измерения, соответствующие мгновенной мощности, кратковременному среднему значению мощности и порядковому номеру элементов задержки фильтра. Обратная нелинейная функция f(•) задает нелинейное соотношение между мгновенной мощностью сигнала и выходным сигналом. Кратковременное среднее значение мощности определяет рабочую точку и температуру усилителя 150 мощности, тогда как различные кратковременные средние значения мощности соответствуют различным характеристикам усилителя 150 мощности. Соответственно, для разных кратковременных средних значений мощности следует выбирать разные обратные нелинейные функции. Элементы задержки определяют характеристики корректировки эффекта памяти радиочастотного канала. Для разных элементов задержки следует выбирать разные обратные нелинейные функции.
Параметры нелинейного фильтра, сохраненные в таблице поиска, должны обновляться в соответствии с результатами вычислений модуля 190 адаптивного вычисления параметров. При обновлении параметров нелинейного фильтра, сохраненных в таблице поиска, возможно единовременное обновление только одного набора параметров. В течение обновления данный набор нелинейных параметров может использоваться, тогда как мощность выходного сигнала передатчика должна оставаться по существу постоянной на протяжении определенного времени. Поэтому с целью обеспечения хорошего качества выходного сигнала передатчика во время обновления таблицы поиска в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения для обновления параметров, содержащихся в таблице поиска, может использоваться способ динамического изменения с избыточностью. Основные принципы данного способа описаны ниже.
Если для обеспечения стабильного качества выходного сигнала системы необходимо использование N наборов параметров нелинейного фильтра, в модуле 120 предыскажения могут быть предусмотрены N+1 наборов параметров нелинейного фильтра, помеченные соответствующими индексами 0, 1, 2, …, N, причем 0-й, 1-й, 2-й, …, и (N-1)-й наборы параметров нелинейного фильтра используются на практике, а N-й набор используется в качестве буфера изменения, динамически выделяемого при использовании. Например, на фиг.4 представлены состояния памяти таблицы поиска до и после изменения в случае, когда требуется изменение набора параметров нелинейного фильтра с индексом М.
До изменения модуль 120 предыскажения использует наборы параметров нелинейного фильтра, которым присвоены индексы 0, 1, 2, …, N-1, а набор параметров нелинейного фильтра, которому присвоен индекс N, используется для изменения. Если, например, требуется изменение набора параметров нелинейного фильтра, которому присвоен индекс М, то модуль 190 адаптивного вычисления параметров сначала записывает новый набор параметров фильтра в набор параметров нелинейного фильтра, которому в данный момент присвоен индекс N, используя для этого интерфейс, предусмотренный в модуле 120 предыскажения. В это время используется исходный набор параметров нелинейного фильтра с индексом М, так что модуль 190 адаптивного вычисления параметров сообщает в модуль 120 предыскажения посредством интерфейса о том, что номер набора параметров нелинейного фильтра, который требуется изменить, равен М. Модуль 120 предыскажения далее изменяет индекс набора параметров нелинейного фильтра, которому исходно был присвоен индекс М, на N, а также изменяет индекс набора параметров нелинейного фильтра, которому исходно был присвоен индекс N, на М. Новый набор параметров нелинейного фильтра, которому присвоен индекс М, будет использоваться в последующей обработке данных в режиме реального времени.
Данный способ динамического изменения с избыточностью может эффективно предотвращать динамическое изменение параметров нелинейного фильтра, используемых в данный момент, что обеспечивает стабильное качество выходного сигнала.
Кроме того, на практике статистическая обработка кратковременных средних значений мощности сигнала обычно занимает некоторое время. В течение этого времени может использоваться только один набор нелинейных параметров. В это время обращение к другим наборам параметров может быть отключено, что позволяет уменьшить ток питания таких неактивных сигналов и добиться снижения энергопотребления.
5. Модуль 125 получения мгновенной мощности сигнала: данный модуль предназначен для получения мгновенной мощности сигнала путем вычисления суммы квадратов компонент I и Q с последующим вычислением квадратного корня из суммы квадратов и для передачи результата вычислений в модуль 124 таблицы поиска для выбора параметров фильтра.
6. Модуль 126 получения кратковременного среднего значения мощности:
данный модуль предназначен для получения кратковременного среднего значения мощности сигнала путем вычисления среднего значения мгновенной мощности в N соседних точках сигнала и передачи результата вычислений в модуль 124 таблицы поиска для выбора параметров фильтра.
7. Модуль 127 заключительной регулировки мощности: данный модуль предназначен для регулировки мощности сигнала, выдаваемого модулем 120 предыскажения, и передачи отрегулированного сигнала в модуль 128 корректировки смещения постоянного тока. Модуль 127 заключительной регулировки мощности предусмотрен для обеспечения соответствия мощности сигнала, выдаваемого усилителем мощности, расчетным требованиям. Модуль 127 заключительной регулировки мощности может быть реализован посредством одного мультиплексора. Модуль 127 заключительной регулировки мощности может обеспечивать стабилизацию мощности передатчика путем взаимодействия с радиочастотным аттенюатором с цифровым управлением.
8. Модуль 128 корректировки смещения постоянного тока: данный модуль предназначен для регулировки смещения постоянного тока в выходном цифровом сигнале и для передачи отрегулированного сигнала в модуль 129 защиты от перегрузки.
9. Модуль 129 защиты от перегрузки: данный модуль предназначен для определения средней мощности выходного цифрового сигнала и ограничения амплитуды выходного сигнала в случае, если средняя мощность превышает пороговое значение, с целью предотвращения ошибки вычислений в используемом способе и защиты усилителя мощности. Выходной сигнал модуля 129 защиты от перегрузки подается в модуль 1201 защиты от выбросов мощности.
10. Модуль 1201 защиты от выбросов мощности: данный модуль предназначен для определения мгновенной мощности выходного цифрового сигнала и выявления выброса мощности, если доля мгновенной мощности выходного сигнала, большей порогового значения, превышает предварительно заданное значение. В случае выброса мощности система может напрямую вызвать прекращение выдачи сигнала модулем 120предыскажения во избежание перегорания усилителя мощности. После исчезновения выброса мощности выдача сигнала модулем 120 предыскажения быстро восстанавливается, чтобы обеспечить нормальную связь в данной линии. Модуль 120 предыскажения выдает сигнал через модуль 1201 защиты от выбросов мощности.
11. Модуль 1202 сбора данных: данный модуль предназначен для произведения выборки некоторого участка непрерывных сигналов I, Q основной полосы частот и сигнала обратной связи АЦП и передачи выборки сигналов в модуль 1203 буфера данных.
12. Модуль 1203 буфера данных: данный модуль предназначен для сохранения выборки сигналов I, Q основной полосы частот и сигнала обратной связи АЦП, произведенной модулем 1202 сбора данных. Сигналы, сохраненные в модуле 1203 буфера данных, передаются в модуль 190 адаптивного вычисления параметров через интерфейс, предусмотренный между модулем 120 предыскажения и модулем 190 адаптивного вычисления параметров, чтобы обеспечить возможность вычисления и обновления параметров фильтра в таблице поиска модулем 190 адаптивного вычисления параметров.
13. Модуль 1204 сигнала синхронизации: данный модуль предназначен для управления выбором параметров фильтра в таблице поиска и для управления выбором экземпляров выборки сигналов модулем сбора данных в случае отклонения сигнала основной полосы частот от нормы.
Сигнал синхронизации может быть послан в модуль 120 предыскажения в потоке данных сигнала основной полосы частот через аппаратное соединение или получен напрямую из потока данных сигналов I, Q основной полосы частот при помощи простого механизма обнаружения в модуле 120 предыскажения в случае легкого обнаружения отклонения сигнала от нормы.
В системах третьего поколения (3G) и подобных им для определения местоположения пользователя передатчик базовой станции может иногда отключать выходной сигнал или уменьшать его мощность на некоторое время с тем, чтобы зарезервировать определенные временные интервалы (timeslots) для пользователя с целью вычисления его местоположения. В альтернативном варианте передатчик базовой станции может в процессе обмена данными периодически передавать пилотный сигнал большой мощности в случае, когда пользователь недоступен, и уменьшать мощность передачи или отключать передачу сигнала, если пользователь по-прежнему недоступен. Каждое из подобных резких изменений мощности сигнала может восприниматься как отклонение мощности от нормы. В таких случаях для особой обработки необходим сигнал синхронизации мощности сигнала.
Временное соотношение сигнала с аномальной мощностью и сигнала синхронизации представлено на фиг.5.
Поскольку в случае передачи сигнала большой мощности в работе передатчика базовой станции возникает видимая нелинейность, передатчик базовой станции принимает часть сигнала с высокой мощностью как нормальный уровень мощности сигнала, а часть сигнала с низкой мощностью - как аномальный уровень мощности сигнала. Для обеспечения эффективной синхронизации сигналов необходимо, чтобы активная часть сигнала синхронизации (т.е. его часть с низкой мощностью) содержала все моменты, в которые происходит аномальное уменьшение мощности сигнала. Другими словами, представленные на фиг.5 значения t1 и t2 больше нуля, причем t1 представляет собой промежуток времени между задним фронтом сигнала синхронизации и возникновением аномалии мощности сигнала, а t2 представляет собой промежуток времени между моментом устранения отклонения от нормы мощности сигнала и передним фронтом сигнала синхронизации. Сигнал синхронизации переходит в состояние нижнего уровня (активное состояние) до отклонения мощности от нормы и переходит в состояние верхнего уровня (неактивное состояние) после устранения аномалии мощности. К сожалению, осуществление такой временной схемы в системе может быть затруднительно, т.к. предсказать возникновение аномалии мощности сигнала невозможно. Для практического осуществления временной схемы можно допустить некоторое отставание заднего фронта сигнала синхронизации от заднего фронта мощности сигнала, однако следует обеспечить появление сигнала синхронизации на нижнем уровне до того, как механизм вычисления кратковременного среднего значения мощности, выполненный в модуле 120 предыскажения, примет решение о том, что произошло изменение кратковременной средней мощности. Кроме того, для предотвращения любых посторонних воздействий на модуль 120 предыскажения при обработке нормального сигнала длительность промежутков t1 и t2 должна быть разумно подобрана с учетом требований системы и не должна быть слишком большой. В предпочтительном варианте длительность промежутков t1 и t2 может лежать в следующих пределах: - 3 мкс<t1<10 мкс; 0<t2<10 мкс.
Сигнал синхронизации может влиять на функцию вычисления кратковременного среднего значения мощности и принятия решения, а также на функцию выборки сигналов в модуле 120 предыскажения. Поэтому, если сигнал синхронизации находится на нижнем уровне (т.е. в активном состоянии), то вычисление кратковременного среднего значения мощности должно быть прекращено, а исходно вычисленное значение оставлено без изменений.
Вычисление кратковременного среднего значения мощности не должно возобновляться, пока сигнал синхронизации на перейдет на верхний уровень. Также, в случае нахождения сигнала синхронизации на активном нижнем уровне, модуль сбора данных в модуле 120 предыскажения должен прекратить выборку данных сигналов основной полосы частот и обратной связи, и произведение выборки не должно возобновляться до перехода сигнала синхронизации на верхний уровень.
Модуль 190 адаптивного вычисления параметров устройства по данному варианту осуществления изобретения предназначен для вычисления параметров нелинейного фильтра; его структура представлена на фиг.6. Модуль 190 адаптивного вычисления параметров содержит следующие модули.
Модуль 191 демодуляции: данный модуль предназначен для демодуляции цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой.
Демодуляция используется для восстановления сигналов I, Q обратной связи из цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой. В частности, для осуществления демодуляции может быть использован следующий способ. Сначала в модуле 190 адаптивного вычисления параметров восстанавливаются две ортогональные составляющие (т.е. синусоидальная и косинусоидальная составляющие) несущей сигнала с промежуточной частотой, что возможно, поскольку точки промежуточной частоты обратной связи известны из проектных параметров системы. Затем выборка сигнала с промежуточной частотой умножается на косинусоидальную составляющую несущей, а полученный в результате такого перемножения сигнал пропускается через фильтр низких частот, в результате чего получается сигнал I обратной связи. Сигнал Q обратной связи может быть получен путем умножения выборки сигнала с промежуточной частотой на синусоидальную составляющую несущей и пропускания сигнала, полученного в результате умножения, через фильтр низких частот.
Модуль 192 задержки и согласования: данный модуль предназначен для задержки и согласования сигналов I, Q основной полосы частот с сигналами I, Q обратной связи.
Задержка и согласование используются для упорядочения во времени сигналов I, Q основной полосы частот с сигналами I, Q обратной связи при помощи корреляционного алгоритма. В рамках корреляционного алгоритма вычисляется функция взаимной корреляции между сигналами I, Q основной полосы частот и сигналами I, Q обратной связи, определяется местоположение пика, при этом порядковый номер указанного местоположения соответствует величине задержки сигналов обратной связи относительно сигналов основной полосы частот. Затем избыточная часть сигналов основной полосы частот и сигналов обратной связи удаляется в соответствии с вычисленной величиной задержки, в результате чего получаются задержанные и согласованные сигналы I, Q основной полосы частот и сигналы I, Q обратной связи.
Модуль 193 корректировки частотного и/или фазового сдвига: данный модуль предназначен для корректировки частотного сдвига и фазового сдвига между сигналами основной полосы частот и сигналами обратной связи.
Между сигналами основной полосы частот и сигналами обратной связи может иметься частотный сдвиг и фазовый сдвиг. Для правильного вычисления функции предыскажения необходимо скорректировать частотный сдвиг и фазовый сдвиг между сигналами основной полосы частот и сигналами обратной связи. Такая корректировка может быть произведена с использованием следующего способа:
сначала вычисляется разность фаз между сигналами основной полосы частот и сигналами обратной связи; точные значения частотного сдвига и фазового сдвига могут быть получены при помощи метода наименьших квадратов, т.к. частотный сдвиг и фазовый сдвиг равны соответственно угловому коэффициенту линейной функции зависимости разности фаз от времени и отрезку, отсекаемому этой функцией на координатной оси. Затем сигналы I, Q обратной связи без частотного и фазового сдвига могут быть получены путем вычитания точных значений частотного сдвига и фазового сдвига непосредственно из сигналов обратной связи.
Модуль 194 выбора оптимального сигнала: данный модуль предназначен для выбора оптимальных данных из сигналов основной полосы частот и сигналов обратной связи.
Процедура вычисления параметров нелинейного фильтра в модуле 190 адаптивного вычисления параметров крайне сложна, поэтому использование в вычислении параметров всех сигналов I, Q основной полосы частот и сигналов I, Q обратной связи потребует значительного объема вычислений, превышающего возможности интегральных микросхем цифровой обработки сигналов, выпускаемых в настоящее время промышленностью. Поэтому с целью уменьшения объема вычислений до разумного уровня для вычисления параметров нелинейного фильтра необходимо выбирать репрезентативные данные сигналов I, Q основной полосы частот и сигналов I, Q обратной связи, полученных посредством выборки.
В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предусмотрены два способа выбора оптимальных данных из сигналов основной полосы частот и сигналов обратной связи с использованием анализа характеристик цифрового сигнала передатчика и характеристик нелинейности канала передачи:
способ выбора по пикам выборки и способ случайной выборки.
При использовании способа выбора по пикам выборки предполагается, что усилитель мощности наиболее чувствителен к мгновенной мощности сигнала в нелинейной системе канала передачи. При выборе оптимального сигнала выбор следует делать из выборок сигналов со следующими характеристиками:
1) пиковая амплитуда: экземпляр выборки, имеющий пиковую мгновенную амплитуду сигнала;
2) пиковое значение сигнала IQ: экземпляр выборки, имеющий пиковое абсолютное значение сигнала I или Q;
3) пиковое изменение: экземпляр выборки, в котором два соседних сигнала выборки имеют пиковое изменение (вариацию) амплитуды или значений сигналов I, Q.
Ниже описан конкретный вариант осуществления способа выбора по пикам выборки. Предположим, что S - число оптимальных экземпляров выборок для вычислений, приемлемое для данной системы; тогда из выборок выбираются N пиковых экземпляров выборки с указанными выше пиковыми значениями. Каждый из выбранных экземпляров выборки затем берут в качестве центрального, после чего слева и справа от каждого из таких центральных экземпляров выборки выбирается S/2N экземпляров выборки. В результате суммарное число выбранных экземпляров равно:
Это позволяет получить требуемое количество экземпляров выборки. Если несколько экземпляров выборки слева или справа от пиков сигнала I или Q перекрываются, такие перекрывающиеся экземпляры следует использовать в вычислениях только один раз, при этом количество экземпляров выборки, расположенных вокруг перекрывающихся экземпляров, увеличивается соответствующим образом так, чтобы их суммарное количество оставалось постоянным. Кроме того, в способе выбора по пикам выборки может быть добавлено некоторое количество случайно выбранных экземпляров, чтобы данные в достаточной степени представляли сигналы.
Процедура выбора в рамках способа выбора по пикам выборки в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения представлена на фиг.7. Предположим, что число оптимальных экземпляров выборки для вычислений равно S; тогда в рамках данного способа сигналы могут быть разделены на 6 сегментов. Из потока данных сигналов выбираются максимальные и минимальные значения сигналов I, Q; всего имеется 4 сегмента, число экземпляров в каждом из которых равно S/6. Еще S/6 экземпляров выбираются соответственно вначале и в конце и составлены из случайным образом выбранных данных. Как видно из фиг.7, имеется перекрытие сегментов данных, соответствующих максимальным значениям I и максимальным значениям Q. В связи с этим выбираются дополнительные экземпляры выборки слева от экземпляров, выбранных по максимальным значениям I, и справа от экземпляров, выбранных по максимальным значениям Q, так что общее число элементов выборки, т.е. значение S, остается постоянным.
Принцип способа случайной выборки заключается в следующем: следует выбирать экземпляры выборки с различными амплитудами сигнала, предпочтительно отобранные экземпляры могут иметь характеристику распределения, совпадающую с характеристикой распределения амплитуд до выбора, чтобы обеспечить эффективное моделирование нелинейной системы.
Соответственно, предусмотрен следующий конкретный вариант осуществления способа случайной выборки. Выбирается стартовое число случайной последовательности (random seed), после чего для выбора экземпляров выборки сигналов используются числа, кратные данному стартовому числу. Диапазон амплитуд, соответствующих сигналам, регистрируется. Если данные в таком диапазоне соответствуют заранее определенным требованиями, такие данные регистрируются; в противном случае данные отбрасываются. Указанная процедура повторяется до тех пор, пока не будет отобрано достаточное количество экземпляров выборки.
Модуль 195 определения нелинейных параметров: данный модуль предназначен для вычисления параметров нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
В настоящее время известны многие хорошо разработанные алгоритмы, например рекурсивный метод наименьших квадратов (Recursive Least Square, RLS), алгоритм минимальной среднеквадратичной ошибки (Least Mean Squares, LMS), рекурсивный метод наименьших квадратов с разложением QR (QR Recursive Least Square, QR-RLS) и др., которые могут быть использованы для вычисления параметров нелинейного фильтра в соответствии с оптимальными данными, выбранными в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
В соответствии со структурой вышеописанного модуля адаптивного вычисления параметров в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрен способ вычисления параметров нелинейного фильтра. Данный способ включает в себя такие шаги, как:
1) демодуляция цифрового сигнала обратной связи;
2) задержка и согласование демодулированного сигнала обратной связи и сигнала основной полосы частот;
3) вычисление частотного сдвига и фазового сдвига между сигналом основной полосы частот и сигналом обратной связи с использованием метода наименьших квадратов и корректировка частотного сдвига и фазового сдвига между задержанным и согласованным сигналом обратной связи и сигналом основной полосы частот;
4) выбор оптимальных данных из сигнала обратной связи и сигнала основной полосы частот после корректировки частотного сдвига и фазового сдвига посредством способа выбора по пикам выборки и способа случайной выборки;
5) вычисление параметров нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными с использованием определенного алгоритма.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается упрощенный модуль предыскажения. Устройство упрощенного модуля предыскажения представлено на фиг.8. В отличие от конструкции по фиг.2, вместо модуля корректировки смещения постоянного тока в данном случае использована сеть компенсации квадратурной модуляции (Quadrature Modulation Compensation, QMC); внутренняя структура модуля 125 нелинейного фильтра также упрощена.
Сеть 810 QMC предназначена для корректировки усиления компонент IQ, фазового дисбаланса и смещения постоянного тока. Как видно из схемы, представленной на фиг.9, сеть 810 QMC содержит четыре мультиплексора 811 и четыре сумматора 812, осуществляющих операции вычисления, как показано на фиг.9. Величины двух параметров bc1 и bc2 корректировки смещения постоянного тока в сети QMC эквивалентны двум параметрам корректировки смещения постоянного тока в модуле корректировки смещения постоянного тока на фиг.2. Параметры ас1 и ас2 корректировки дисбаланса усиления и параметр ϕс корректировки фазового дисбаланса могут быть вычислены по четырем параметрам а, b, с и d, используемым в вышеописанном варианте осуществления модуля предыскажения.
Таким образом, число параметров, вводимых в фильтр с конечной импульсной характеристикой, могут быть уменьшены с четырех до двух, что позволяет получить экономию половины памяти системы.
В модуле 125 нелинейного фильтра упрощенного модуля предыскажения в каждом элементе задержки фильтра предусмотрено два входа для сигналов I и Q, два входа для параметров фильтра и два выхода для сигналов I и Q. На фиг.10 представлена схема модуля 125 нелинейного фильтра с М элементами задержки, где перемножение входных сигналов I, Q и коэффициентов каждого элемента задержки производится в соответствии со следующими уравнениями:
Oi=Ii×Ti-Qi×Tq
Oq=Ii×Tq+Qi×Tq
Здесь О обозначает выходной сигнал, Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала, Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала, а Т обозначает коэффициент фильтра. Параметр Т может быть выбран в зависимости от мгновенной мощности и кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также сигнала синхронизации, как в способе выбора параметров в фильтре с конечной импульсной характеристикой неупрощенного модуля предыскажения.
В устройстве по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения использование IQ-демодулятора устройства по фиг.1 для преобразования радиочастотного сигнала в сигнал промежуточной частоты может быть небезопасно, если передатчик налагает жесткие требования к утечкам сигнала гетеродина (local oscillation leakage) и к дисбалансу усиления компонент IQ и фазовому дисбалансу сигнала. В связи с этим в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрен усовершенствованный модуль предыскажения, представленный на фиг.11.
Усовершенствованный модуль предыскажения использует известную технологию двойного преобразования частоты. При использовании двойного преобразования частоты сигналы IQ сначала модулируются в модуле предыскажения промежуточной частотой цифрового сигнала, после этого сигналы, выдаваемые модулем предыскажения, посредством цифроаналогового преобразования преобразуются в цифровые сигналы промежуточной частоты, а затем цифровые сигналы промежуточной частоты преобразуются в радиочастотные сигналы. В конструкции усовершенствованного модуля предыскажения вместо сети QMC по фиг.8 и модуля корректировки смещения постоянного тока по фиг.2 используется цифровой модулятор 910.
Как показано на схеме, представленной на фиг.12, цифровой модулятор содержит пять частей, а именно осциллятор 911 с цифровым управлением (Numerically Controlled Oscillator, NCO), два мультиплексора 912, фазовращатель 913 со сдвигом фазы на 90° и сумматор 914. Схема иллюстрирует следующую последовательность работы цифрового модулятора:
На шаге 12-1 осциллятор 911 с цифровым управлением генерирует требуемый цифровой синусоидальный опорный сигнал промежуточной частоты.
На шаге 12-2 фазовращатель 913 со сдвигом фазы на 90° сдвигает фазу синусоидального опорного сигнала, полученного на шаге 12-1, на 90°, в результате чего получается косинусоидальный опорный сигнал.
На шаге 12-3 синусоидальный опорный сигнал перемножается с входным сигналом I, а косинусоидальный опорный сигнал перемножается с входным сигналом Q соответственно в двух мультиплексорах 912.
На шаге 12-4 два сигнала, полученные в результате перемножения на шаге 12-3, складываются в сумматоре 914, в результате чего образуется выходной сигнал цифрового модулятора 910.
Соответственно, способ предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения включает в себя следующие шаги: вычисление параметров нелинейного фильтра в соответствии с выборкой принятого цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала; осуществление статистической обработки мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот; выбор параметров нелинейного фильтра, соответствующих результатам статистической обработки мощности; предыскажение цифрового сигнала основной полосы частот; и выдача предыскаженного цифрового сигнала основной полосы частот.
В частности, шаг предыскажения включает в себя задержку потока данных входного сигнала, осуществление вычислений с задержанными многоступенчатыми входными сигналами и соответствующими параметрами нелинейного фильтра, и генерирование и выдачу выходного сигнала.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения шаг предыскажения включает в себя следующие шаги: задержку потоков данных компонент I и Q входного сигнала; комплексное перемножение входного сигнала, соответствующего полученным и задержанным компонентам I и Q входного сигнала, и соответствующих параметров нелинейного фильтра;
накопление полученного перемножением сигнала; и выдачу полученного перемножением сигнала.
Соотношение между входным сигналом и выходным сигналом при операции комплексного перемножения может быть выражено в виде
Oi=Ii×Tii+Qi×Tiq;
Oq=Ii×Tqi+Qi×Tqq
Здесь Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала, Tii, Tiq, Tqi, и Tqq обозначают соответственно четыре полученных параметра фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты 1 и Q выходного сигнала.
В соответствии с другим возможным вариантом соотношение между входным сигналом и выходным сигналом при операции комплексного умножения может быть выражено в виде
Oi=Ii×Ti-Qi×Tq;
Oq=Ii×Tq+Qi×Ti
Здесь Ii и Oi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала, Ti и
Tq обозначают соответственно два соответствующих полученных параметра фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
Осуществление статистической обработки мощности включает в себя вычисление мгновенной мощности входного сигнала и вычисление кратковременного среднего значения мощности входного сигнала.
Выбор параметров нелинейного фильтра включает в себя выбор параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра.
Как обсуждалось выше, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения возможно динамическое обновление параметров нелинейного фильтра с избыточностью.
Кроме того, в случае отклонения от нормы в сигнале основной полосы частот в модуль предыскажения может быть подан сигнал синхронизации сигнала основной полосы частот, который может быть использован для управления выбором параметров нелинейного фильтра и управления работой модуля предыскажения таким образом, что в случае отклонения от нормы сигнала основной полосы частот процесс выборки данных сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи может быть временно остановлен.
Шаг вычисления параметров нелинейного фильтра включает в себя демодуляцию цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой в сигналы IQ обратной связи; задержку и согласование принимаемых сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; корректировку частотного сдвига и фазового сдвига между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; выбор оптимальных данных из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; и вычисление параметров нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
Хотя выше были описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, объем охраны настоящего изобретения не ограничивается данными вариантами его осуществления. Изменения или альтернативные варианты, которые могут быть предложены специалистами в данной области в свете приведенного описания изобретения, также попадают в рамки настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.
Изобретение относится к области систем обработки сигналов в средствах связи. Достигаемый технический результат - улучшение нелинейности усилителя мощности, обеспечение возможности выбора различных обратных моделей нелинейности в соответствии с различными входными сигналами и характеристиками усилителя мощности, повышение общей производительности передатчика базовой станции. Устройство для предыскажения сигнала основной полосы частот содержит модуль адаптивного вычисления параметров и модуль предыскажения. Модуль адаптивного вычисления параметров выполнен с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра в соответствии с выборкой цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи радиочастотного канала, а также выдачи результата вычислений в модуль предыскажения. Модуль предыскажения выполнен с возможностью сохранения и обновления параметров нелинейного фильтра, осуществления статистической обработки мощности цифровых сигналов основной полосы частот, выбора соответствующих параметров нелинейного фильтра, предыскажения цифровых сигналов основной полосы частот и выдачи предыскаженного сигнала. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Устройство для предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, содержащее модуль адаптивного вычисления параметров и модуль предыскажения, причем модуль адаптивного вычисления параметров выполнен с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра в соответствии с выборкой цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала, а также с возможностью выдачи результата вычислений в модуль предыскажения; а модуль предыскажения выполнен с возможностью хранения и обновления параметров нелинейного фильтра, осуществления статистической обработки мощности цифрового сигнала основной полосы частот, выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатом статистической обработки мощности, предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот с использованием выбранных параметров нелинейного фильтра, а также с возможностью выдачи предыскаженного цифрового сигнала основной полосы частот.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что характеристика нелинейности модуля предыскажения является обратной по отношению к характеристике нелинейности радиочастотного канала.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль предыскажения содержит модуль нелинейного фильтра, включающий многоступенчатые фильтры с конечной импульсной характеристикой с переменными коэффициентами, выполненный с возможностью задержки потока данных входного сигнала, проведения вычислений с многоступенчатыми входными сигналами, получаемыми в результате задержки входного сигнала, и соответственно выбранными параметрами нелинейного фильтра, а также с возможностью формирования и выдачи выходного сигнала.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что модуль нелинейного фильтра содержит модуль задержки, модуль мультиплексора и накопитель, причем модуль задержки выполнен с возможностью задержки потоков данных компонент I, Q входного сигнала и передачи задержанных компонент I, Q входного сигнала в модуль мультиплексора; модуль мультиплексора выполнен с возможностью комплексного перемножения входного сигнала, соответствующего задержанным компонентам I и Q входного сигнала, и выбранных параметров нелинейного фильтра, а также с возможностью выдачи полученного перемножением сигнала в накопитель; а накопитель выполнен с возможностью накопления сигнала, выдаваемого модулем мультиплексора, и выдачи накопленного сигнала.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что соотношение между входным сигналом и полученным перемножением выходным сигналом в модуле мультиплексора задано формулами
Oi=Ii×Tii+Qi×Tiq;
Oq=Ii×Tqi+Qi×Tqq,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала, Tii, Tiq, Tqi и Tqq обозначают соответственно четыре соответствующих параметра нелинейного фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q полученного перемножением выходного сигнала.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что соотношение между входным сигналом и полученным перемножением выходным сигналом в модуле мультиплексора задано формулами
Oi=Ii×Ti-Qi×Tq;
Oq=Ii×Tq+Qi×Ti,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала; Тi и Tq обозначают соответственно два соответствующих параметра нелинейного фильтра; а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q полученного перемножением выходного сигнала.
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль получения мгновенной мощности сигнала, модуль получения кратковременного среднего значения мощности сигнала и модуль таблицы поиска, причем модуль получения мгновенной мощности сигнала выполнен с возможностью вычисления мгновенной мощности входного сигнала и передачи результата вычислений в модуль таблицы поиска; модуль получения кратковременного среднего значения мощности сигнала выполнен с возможностью вычисления кратковременного среднего значения мощности входного сигнала и передачи результата вычислений в модуль таблицы поиска; а модуль таблицы поиска выполнен с возможностью хранения и обновления параметров нелинейного фильтра, вычисленных модулем адаптивного вычисления параметров, выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также в соответствии с порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра, и с возможностью выдачи выбранных параметров нелинейного фильтра в модуль нелинейного фильтра.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что модуль таблицы поиска содержит буферную память для изменения параметров нелинейного фильтра, выполненную с возможностью динамического обновления параметров нелинейного фильтра.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль предварительной регулировки мощности и задержки, выполненный с возможностью регулировки мощности цифрового сигнала основной полосы частот, задержки потока данных отрегулированного сигнала и передачи задержанного потока данных в модуль нелинейного фильтра; модуль выборки и буферизации сигнала, выполненный с возможностью выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи выходного сигнала радиочастотного канала, а также с возможностью буферизации и передачи выборки сигналов в модуль адаптивного вычисления параметров; модуль заключительной регулировки мощности, выполненный с возможностью регулировки мощности выходного сигнала модуля предыскажения и передачи отрегулированного выходного сигнала; и модуль регулировки сигнала, выполненный с возможностью регулировки фазы выходного сигнала модуля заключительной регулировки мощности, и выдачи отрегулированного выходного сигнала.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что модуль регулировки сигнала содержит модуль корректировки смещения постоянного тока, выполненный с возможностью корректирования смещения постоянного тока в цифровом сигнале и передачи скорректированного сигнала; или сеть компенсации квадратурной модуляции, выполненную с возможностью корректирования усиления компонент IQ, фазового дисбаланса и смещения постоянного тока в цифровом сигнале и с возможностью выдачи скорректированного сигнала; или цифровой модулятор, выполненный с возможностью модуляции цифровых сигналов IQ промежуточной частотой цифрового сигнала и выдачи модулированных сигналов.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль защиты от перегрузки, выполненный с возможностью определения средней мощности выходного сигнала модуля предыскажения и ограничения амплитуды выходного сигнала в случае превышения средней мощностью порогового значения модуля предыскажения; и модуль защиты от выбросов мощности, выполненный с возможностью определения мгновенной мощности выходного сигнала модуля предыскажения, отключения выходного сигнала модуля предыскажения в случае, если доля мгновенной мощности выходного сигнала, большей порогового значения, превышает предварительно заданное значение, и с возможностью восстановления выходного сигнала модуля предыскажения после возвращения в норму мгновенного значения мощности выходного сигнала.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль сигнала синхронизации, выполненный с возможностью подачи в модуль предыскажения сигнала синхронизации цифрового сигнала основной полосы частот в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот, управления выбором параметров нелинейного фильтра в модуле таблицы поиска посредством сигнала синхронизации и с возможностью управления модулем предыскажения с целью остановки процесса выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что сигнал синхронизации, подаваемый модулем сигнала синхронизации, занимает состояние нижнего уровня до отклонения от нормы мощности цифрового сигнала основной полосы частот и занимает состояние верхнего уровня после возвращения в норму мощности цифрового сигнала основной полосы частот.
14. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что модуль адаптивного вычисления параметров содержит модуль демодуляции, выполненный с возможностью демодуляции цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой для получения сигналов IQ обратной связи; модуль задержки и согласования, выполненный с возможностью задержки и согласования принимаемых сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи;
модуль корректировки частотного сдвига и/или фазового сдвига, выполненный с возможностью корректировки частотного сдвига и фазового сдвига между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; модуль выбора оптимального сигнала, выполненный с возможностью выбора оптимальных данных из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; и модуль определения нелинейных параметров, выполненный с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра, соответствующих оптимальным данным, при помощи определенного алгоритма.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит модуль преобразования и модуляции сигналов, выполненный с возможностью преобразования предыскаженного цифрового сигнала в аналоговый сигнал модуляции и преобразования аналогового сигнала в радиочастотный сигнал;
радиочастотный канал, содержащий усилитель мощности, выполненный с возможностью усиления мощности аналогового сигнала, преобразованного в радиочастотный сигнал, и выдачи усиленного сигнала; и модуль обратной связи и выборки сигнала, выполненный с возможностью обратной передачи и произведения выборки сигнала, выдаваемого радиочастотным каналом, а также с возможностью передачи выборки сигнала в модуль предыскажения.
16. Способ определения параметров нелинейного фильтра, в котором демодулируют цифровой сигнал обратной связи; задерживают и согласуют демодулированный цифровой сигнал обратной связи и цифровой сигнал основной полосы частот; корректируют частотный сдвиг и фазовый сдвиг задержанных и согласованных цифрового сигнала обратной связи и цифрового сигнала основной полосы частот; выбирают оптимальные данные из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи, полученных в результате корректировки частотного сдвига и фазового сдвига; и определяют параметры нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что перед корректировкой частотного сдвига и фазового сдвига задержанных и согласованных цифрового сигнала обратной связи и цифрового сигнала основной полосы частот определяют частотный сдвиг и фазовый сдвиг между цифровым сигналом обратной связи и цифровым сигналом основной полосы частот при помощи метода наименьших квадратов.
18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что при выборе оптимальных данных из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи, полученных в результате корректировки частотного сдвига и фазового сдвига, выбирают оптимальные данные из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи с использованием метода выбора по пикам выборки и/или метода случайной выборки, причем в методе выбора по пикам выборки выбирают достаточное количество экземпляров выборки, имеющих максимальную мгновенную амплитуду сигнала, максимальное абсолютное значение сигнала или максимальное колебание амплитуды сигнала; а в методе случайной выборки выбирают достаточное количество экземпляров выборки, характеристика распределения которых совпадает с характеристикой распределения амплитуды выбираемого сигнала.
19. Способ предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, в котором определяют параметры нелинейного фильтра в соответствии с выборкой входного цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала; осуществляют статистическую обработку мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот; выбирают параметры нелинейного фильтра, соответствующие результатам статистической обработки мощности; осуществляют предыскажение входного цифрового сигнала основной полосы частот с использованием выбранных параметров нелинейного фильтра; и выдают предыскаженный цифровой сигнал основной полосы частот.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что при осуществлении предыскажения входного цифрового сигнала основной полосы частот задерживают поток данных входного цифрового сигнала основной полосы частот; осуществляют вычисления с многоступенчатыми входными сигналами, полученными в результате задержки, и с выбранными параметрами нелинейного фильтра; и формируют и выдают выходной сигнал.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что при осуществлении предыскажения входного цифрового сигнала основной полосы частот задерживают потоки данных компонент I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот; выполняют комплексное перемножение входного цифрового сигнала основной полосы частот, соответствующего задержанным компонентам I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, и выбранных параметров нелинейного фильтра, накапливают сигналы, полученные в результате комплексного перемножения, и выдают накопленный сигнал.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что соотношение между входным цифровым сигналом основной полосы частот и выходным сигналом в комплексном перемножении задано формулами
Oi=Ii×Tii+Qi×Tiq;
Oq=Ii×Tqi+Qi×Tqq,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, Тii, Tiq, Tqi и Tqq обозначают соответственно четыре выбранных параметра нелинейного фильтра, а Оi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что соотношение между входным сигналом и выходным сигналом в комплексном перемножении задано формулами
Oi=Ii×Ti-Qi×Tq;
Oq=Ii×Tq+Qi×Ti,
где Ii и Qi обозначают соответственно компоненты I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, Тi и Tq обозначают соответственно два выбранных параметра нелинейного фильтра, а Oi и Oq обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что при статистической обработке мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот вычисляют мгновенную мощность входного цифрового сигнала основной полосы частот и кратковременное среднее значение мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот; а при выборе параметров нелинейного фильтра выбирают параметры нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра.
25. Способ по п.21, отличающийся тем, что осуществляют динамическое обновление параметров нелинейного фильтра с избыточностью.
26. Способ по п.21, отличающийся тем, что дополнительно подают в модуль предыскажения сигнал синхронизации цифрового сигнала основной полосы частот в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот, управляют выбором параметров нелинейного фильтра при помощи сигнала синхронизации; и управляют модулем предыскажения с целью прекращения осуществления выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот.
27. Способ по п.21, отличающийся тем, что при определении параметров нелинейного фильтра демодулируют сигнал обратной связи с промежуточной частотой для получения сигналов IQ обратной связи; задерживают и согласуют сигналы IQ основной полосы частот и сигналы IQ обратной связи; корректируют частотный сдвиг и фазовый сдвиг между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; выбирают оптимальные данные из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; и определяют параметры нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
| Топчак-трактор для канатной вспашки | 1923 |
|
SU2002A1 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЛИНЕАРИЗАЦИИ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ В СИСТЕМЕ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ | 1999 |
|
RU2172552C1 |
| ЛИНЕАРИЗОВАННАЯ ЦИФРОВАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2158474C2 |
| US 6373902 B1, 16.04.2002 | |||
| Способ приготовления мыла | 1923 |
|
SU2004A1 |
| Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор | 1923 |
|
SU2005A1 |
