СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВНЕСЕНИЯ ПРЕДЫСКАЖЕНИЙ И ТРАКТ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 2015 года по МПК H03F1/32 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к предыскажениям для коррекции искажений, вносимых в сигнал усилителем радиочастоты, в частности, в тракте передачи для использования в многоканальном радиопередатчике.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Усилитель мощности (УМ) является ключевым компонентом радиопередатчика, представляющим собой последний каскад усиления сигнала перед передачей, и соответственно в этом случае речь идет о потенциально высокой мощности, обычно несколько ватт, например, в передатчике сотовой связи. Хотя другие электронные компоненты в тракте радиопередачи интегрируются в один узел, что сопровождается соответствующим уменьшением размеров и стоимости, однако усилитель мощности обычно остается объемным и относительно дорогим компонентом, в основном, из-за рассеиваемой мощности и необходимости его охлаждения, причем он потребляет сравнительно большое количество энергии, в результате чего требования к батарейному источнику питания достаточно высоки. Поэтому ведется большая работа по разработке более эффективных усилителей мощности с целью снижения уровня рассеиваемой энергии, стоимости устройства и его воздействия на окружающую среду. Обычно повышение эффективности работы усилителя мощности достигается за счет ухудшения линейности его передаточной характеристики, причем нелинейность характеристики может иметь сложный характер, включая зависимость от температуры и от характеристик передаваемых сигналов.

Нелинейность характеристик усилителя мощности может быть скорректирована устройством внесения предыскажений, представляющим собой схему, управление которой осуществляется таким образом, что она вносит в сигнал перед его поступлением в усилитель такие искажения, которые обеспечивают компенсацию нелинейности передаточной характеристики усилителя мощности, в результате чего в тракте передачи, от входа в устройство внесения предыскажений до выхода усилителя, может быть получена идеальная линейная характеристика. Хотя также можно вводить корректировки сигнала после усилителя мощности, однако в общем случае предпочтительнее вводить корректировки перед усилением, поскольку это может быть выполнено на меньшей мощности сигнала и, как правило, с использованием цифрового преобразования.

На фиг. 1 показан типичный тракт передачи с устройством внесения предыскажений, в так называемой схеме с использованием ошибки сигнала. Входной сигнал 2, обычно в основной полосе частот, проходит через устройство 4 внесения предыскажений, характер которых определяется передаточной характеристикой этого устройства. Как правило, передаточная характеристика может быть описана полиномом, который может включать члены, определяющие задержку, и может быть, например, рядом Вольтера. Устройство внесения предыскажений может быть реализовано в форме цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой или же в форме цифрового фильтра с бесконечной импульсной характеристикой. Устройство внесения предыскажений может быть реализовано с использованием преобразования инфазной и квадратурной составляющих цифрового сигнала в основной полосе частот, однако в альтернативном варианте оно может быть реализовано с использованием цифрового или аналогового сигнала на промежуточной частоте или радиочастоте. В примере, представленном на фиг. 1, показан преобразователь 6 с повышением частоты, который осуществляет повышение частоты сигнала перед его усилением в усилителе мощности, однако следует понимать, что эта стадия и соответствующий преобразователь 16 с понижением частоты является необязательной и зависит от схемы распределения частот.

После устройства внесения предыскажений и преобразователя с повышением частоты сигнал усиливается усилителем 8 частоты, который обычно работает на радиочастоте. Сигнал 10 на выходе усилителя мощности проходит через ответвитель 12, который пропускает сигнал на выход тракта 14 передачи и отводит часть сигнала для использования в приемнике контроля, содержащем преобразователь 16 с понижением частоты и устройство 18 выборки отсчетов, которое обычно работает в основной полосе частот. Кроме того, также используется другое устройство 20 выборки отсчетов входного сигнала. Блок 22 настройки с обучением принимает отсчеты входного сигнала и соответствующие отсчеты из приемника контроля (преобразователь 16 с понижением частоты и устройство 18 выборки отсчетов), которые можно назвать отсчетами выходного сигнала, для настройки коэффициентов устройства внесения предыскажений.

На фиг. 2 иллюстрируется работа блока 22 настройки устройства внесения предыскажений. Отсчеты входного сигнала и соответствующие отсчеты выходного сигнала выравниваются по фазе в функциональном блоке 34 выравнивания и сравнения для компенсации фазовых сдвигов схемных компонентов и сравниваются с получением сигнала ошибки. Сигнал ошибки представляет собой разницу между выходным сигналом, выраженным отсчетами, и выровненным входным сигналом, используемым в качестве опорной величины и выраженным отсчетами входного сигнала. Коэффициенты полинома "проходят обучение" в блоке 36 настройки коэффициентов таким образом, чтобы после обработки опорного сигнала с использованием полинома выходной сигнал содержал нулевой сигнал ошибки. Коэффициенты, формируемые в этом процессе, представляют собой обновленные коэффициенты для устройства внесения предыскажений, которые постепенно обновляются с использованием ступенчатых приращений. Обновляемые коэффициенты устройства внесения предыскажений сохраняются в запоминающем устройстве 38 для обновления коэффициентов, применяемых устройством внесения предыскажений. В другом варианте этой схемы может формироваться аналоговый сигнал ошибки перед выборкой отсчетов сигнала приемником контроля.

На фиг. 3 иллюстрируется альтернативный вариант тракта передачи, содержащего устройство внесения предыскажений, который указывается как схема с полным сигналом. Система, представленная на фиг. 3, отличается от схемы с сигналом ошибки, представленной на фиг. 1, тем, что выборка отсчетов осуществляется на выходе устройства внесения предыскажений, а не на его входе, для использования в блоке настройки. Настройка коэффициентов устройства внесения предыскажений выполняется для получения ситуации, в которой отсчеты выходного сигнала этого устройства, преобразованного с использованием полинома, повторяют выходной сигнал усилителя мощности. Таким образом, коэффициенты полинома обеспечивают обратное преобразование характеристики, которое необходимо, чтобы устройство внесения предыскажений компенсировало нелинейность характеристики тракта передачи. Затем коэффициенты, которые должны использоваться устройством внесения предыскажений, могут быть получены с помощью соответствующего преобразования настраиваемых коэффициентов. Как можно видеть, в схеме, представленной на фиг. 3, не вычисляется сигнал ошибки, и коэффициенты полинома настраиваются полностью, а не постепенно путем ступенчатых приращений.

Схемы, представленные на фиг. 1 и 3, предназначены для использования в тех случаях, когда условия прохождения сигнала относительно устойчивы, как это имеет место, когда входной сигнал представляет собой один радиоканал. Предполагается, что частотная полоса, усиливаемая усилителем, используется полностью или по меньшей мере заполнена последовательным спектром (без разрывов), и что амплитуда передаваемого сигнала сравнительно устойчива во времени. В частности, предполагается, что сигнал сравнительно статичен, то есть отсутствуют перескоки по частоте или изменения амплитуды.

Однако, если усилитель усиливает сигналы нескольких каналов, например, в тех случаях, когда каналы связаны с разными стандартами беспроводной связи, то условия устойчивости частоты и амплитуды составных сигналов могут не выполняться. В этом случае настройка коэффициентов может быть неустойчивой, и полученные коэффициенты могут быть неоптимальными, если характеристики сигнала, составленного из сигналов в разных каналах, изменяются.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В изобретении предлагается способ определения коэффициентов устройства внесения предыскажений для коррекции искажения сигнала, вносимого усилителем радиочастоты, в системе, содержащей устройство внесения предыскажений, усилитель, первое устройство выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала на входе усилителя и второе устройство выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала на выходе усилителя, причем способ включает:

использование первого устройства выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала, в результате чего формируется множество отсчетов входного сигнала;

использование второго устройства выборки отсчетов для получения множества отсчетов выходного сигнала, причем каждый отсчет выходного сигнала соответствует одному отсчету входного сигнала;

определение показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала по частотному спектру серии отсчетов, содержащей один или несколько отсчетов входного сигнала, и ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала;

выборочное обновление ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала одним или несколькими отсчетами входного сигнала в соответствии с вычисленным показателем качества для формирования обновленной выбранной серии отсчетов; и

определение коэффициентов устройства внесения предыскажений на основе по меньшей мере некоторых отсчетов входного сигнала в обновленной выбранной серии отсчетов и соответствующих отсчетов выходного сигнала.

Достоинство предложенного способа заключается в том, что могут быть выбраны отсчеты входного сигнала для включения в серию отсчетов таким образом, чтобы серия имела требуемые спектральные характеристики, такие как, например, хорошее заполнение полосы пропускания усилителя. Достоинство определения коэффициентов устройства внесения предыскажений по серии отсчетов входного сигнала, выбранной таким образом, заключается в том, что эти коэффициенты определяются с учетом характеристик усилителя для всего занятого частотного спектра. Например, если используется сигнал с перескоком по частоте, то можно обеспечить, чтобы некоторые отсчеты входного сигнала выбирались на каждой частоте последовательности перескока сигнала. В этом случае обеспечивается что коэффициенты устройства внесения предыскажений не будут определяться по серии отсчетов входного сигнала, в которой некоторые части частотного спектра, которые потенциально могли бы быть заполнены, не будут заполнены.

Предпочтительно серия отсчетов входного сигнала выборочно обновляется в соответствии с показателем качества, вычисленным на основе амплитуды одного или нескольких отсчетов входного сигнала. Достоинство такого варианта заключается в том, что если амплитуда одного или нескольких отсчетов будет ниже определенного порогового значения, то может быть сделан вывод о том, что входной сигнал недостаточен для проявления эффектов нелинейности характеристики усилителя, которые типичны для нормальных рабочих мощностей, так что исключение одного или нескольких отсчетов входного сигнала из серии отсчетов, используемой для обновления коэффициентов устройства внесения предыскажений, предотвращает обновление для корректировки нетипичных характеристик, которое может иметь негативные последствия, если сигнал будет иметь повышенную мощность. То есть коэффициенты устройства внесения предыскажений могут определяться по отсчетам входного сигнала, выбранным таким образом, чтобы они имели характеристики, подходящие для такого определения, чтобы, например, могли быть выбраны такие отсчеты, для которых можно было ожидать, что они будут усилены усилителем радиочастоты в соответствии с его нелинейной характеристикой.

Предпочтительно серия отсчетов входного сигнала выборочно обновляется в соответствии с показателем качества, вычисленным на основе времени выборки одного или нескольких отсчетов входного сигнала. Достоинство такого варианта заключается в том, что обновление коэффициентов можно не выполнять в те моменты, когда известно, что заполнение спектра неполное, например когда один из каналов сигнала временно неактивен или работает на низкой мощности. Время выборки отсчетов может использоваться для изменения вычисления показателя качеств в зависимости от частотного спектра или от амплитуды.

Предпочтительно показатель качества вычисляется на основе сравнения частотного спектра серии отсчетов, содержащей один или несколько отсчетов входного сигнала, и ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала с частотным спектром ранее выбранной серии отсчетов. Достоинство такого варианта заключается в том, что серия отсчетов может выборочно обновляться обсчетами, которые дают более полное заполнение частотного спектра, так чтобы коэффициенты устройства внесения предыскажений могли быть обновлены с учетом характеристик усилителя для всего занятого частотного спектра.

Вышеуказанные функциональные возможности могут быть реализованы с использованием программного обеспечения или машиночитаемых кодов, записанных на машиночитаемом носителе, для управления устройством внесения предыскажений, как это было указано выше.

Предпочтительно первое устройство выборки отсчетов содержит первую часть выборки отсчетов сигнала на входе устройства внесения предыскажений и вторую часть выборки отсчетов сигнала на выходе устройства внесения предыскажений, причем способ включает:

использование первой части выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала, в результате чего формируется множество первых отсчетов входного сигнала;

использование второй части выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала, в результате чего формируется множество вторых отсчетов входного сигнала, каждый из которых соответствует одному из первых отсчетов входного сигнала;

вычисление показателя качества для одного или нескольких первых отсчетов входного сигнала по частотному спектру серии отсчетов, содержащей один или несколько первых отсчетов входного сигнала, и ранее выбранной серии первых отсчетов входного сигнала;

выборочное обновление ранее выбранной серии первых отсчетов входного сигнала одним или несколькими первыми отсчетами входного сигнала в соответствии с вычисленным показателем качества для формирования обновленной выбранной серии отсчетов; и

определение коэффициентов устройства внесения предыскажений на основе вторых отсчетов входного сигнала, соответствующих обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала, и отсчетов выходного сигнала, соответствующих обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала.

Таким образом, выборка отсчетов сигнала на входе усилителя состоит из двух частей. Первая часть выборки отсчетов осуществляется на входе устройства внесения предыскажений для использования при вычислении показателя качества. Выборка отсчетов до того, как сигнал будет искажен устройством внесения предыскажений, обладает тем достоинством, что показатель качества может быть вычислен до того, как амплитуда и частотные характеристики сигнала будут изменены устройством внесения предыскажений, в результате чего обеспечивается возможность надежного вычисления показателя качества. Вторая часть выборки сигнала осуществляется на выходе устройства внесения предыскажений для использования при определении коэффициентов этого устройства. Достоинство такого варианта заключается в том, что отсчеты, сделанные в предыдущем процессе настройки с обучением могут снова использоваться для настройки следующего набора коэффициентов, даже если другой набор коэффициентов использовался устройством внесения предыскажений в предыдущем процессе настройки. Это связано с тем, что осуществляется полная настройка каждого коэффициента полинома, а не последовательное ступенчатое обновление каждого коэффициента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - блок-схема тракта передачи, содержащего устройство внесения предыскажений в известной схеме с использованием сигнала ошибки;

фиг. 2 - блок-схема известного алгоритма настройки с обучением коэффициентов устройства внесения предыскажений фиг. 1;

фиг. 3 - блок-схема тракта передачи, содержащего устройство внесения предыскажений в известной схеме с использованием полного сигнала;

фиг. 4 - схема заполнения полосы частот усилителя несколькими каналами, иллюстрирующая работу одного из вариантов осуществления изобретения;

фиг. 5 - блок-схема тракта передачи в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

фиг. 6 - блок-схема тракта передачи, содержащая средства анализа спектра, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

фиг. 7 - блок-схема тракта передачи в схеме с выборочным обновлением серии отсчетов с блоками отсчетов в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

фиг. 8 - блок-схема тракта передачи с использованием формирования сигнала ошибки путем аналогового вычитания в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

фиг. 9 - блок-схема тракта передачи в схеме с использованием полной ошибки в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение в целом относится к способам и устройствам определения коэффициентов устройства внесения предыскажений для коррекции искажений сигнала, вносимых усилителем радиочастоты.

Ниже будет рассмотрен один из вариантов осуществления изобретения для многоканального тракта передачи базовой станции системы сотовой радиосвязи.

В усилителях мощности, специально предназначенных для систем сотовой радиосвязи второго поколения, таких как GSM, схемы внесения предыскажений обычно не используются, поскольку используемый в них вид модуляции имеет достаточную устойчивость к искажениям. Схемы внесения искажений ранее использовались для одноканальных или многоканальных систем CDMA или UMTS, а также для широкополосных систем, использующих модуляцию с ортогональным частотным разделением каналов, таких как WiMax и LTE. В связи с растущей потребностью в пропускной способности и увеличенными полосами пропускания, обеспечиваемыми усилителями мощности, появилась необходимость обеспечения одним усилителем мощности нескольких каналов WiMax или LTE. Кроме того, для базовой станции, предназначенной для работы в системах следующего поколения вместе со старыми системами, экономически целесообразно использовать усилитель мощности для работы с системами, в которых используются разные стандарты передачи. Например, может возникнуть необходимость использования усилителя для работы с одним или несколькими стандартами LTE, WiMax, CDMA, GSM, EDGE и UMTS.

Как уже указывалось, существующие системы внесения предыскажений предназначены для работы в условиях, в которых условия передачи сигнала сравнительно устойчивы, и если требования по устойчивости частоты и амплитуды не выполняются, то процесс настройки может быть нестабильным, и получаемые коэффициенты могут быть неоптимальные.

Особенно трудная ситуация возникает, когда усилитель обрабатывает объединенные сигналы LTE и GSM, где GSM сигнал использует изменение мощности и перескоки частоты. В любой момент времени сигнал с перескоком частоты будет занимать малую часть спектра, а остальные возможные частоты будут свободны.

На фиг. 4 иллюстрируется в схематической форме спектры сигналов канала 42 LTE и сигнала GSM с перескоком частоты в позициях 44a, 44b, 44c, 44d (иллюстрация приводится без соблюдения масштаба). Сплошной линией 44 показаны текущие частоты передачи, и штрих-пунктирные линии 44b, 44c, 44d показывают возможные положения перескока частоты сигнала GSM.

На фиг. 5 иллюстрируется один из вариантов осуществления изобретения для применения в тех случаях, когда может иметь место нестабильность условий передачи сигнала, как показано на фиг. 4. Этот вариант, представленный на фиг. 5, является схемой с использованием ошибки сигнала, аналогичной схеме, показанной на фиг. 1. Схема, представленная на фиг. 5, работает следующим образом. Сигнал 2, который может быть многоканальным и/или мультистандартным сигналом, подается на вход тракта передачи, а именно на вход устройства 4 внесения предыскажений. Входной сигнал 2 может быть в аналоговой или в цифровой форме, обычно основной полосе частот и имеет инфазную и квадратурную составляющие. Устройство 20 выборки отсчетов осуществляет выборку отсчетов части входного сигнала для получения одного или нескольких отсчетов входного сигнала. Если на вход поступает аналоговый сигнал, то устройство выборки преобразует получаемые отсчеты входного сигнала в цифровую форму, а если на вход поступает цифровой сигнал, то устройство выборки просто выбирает один или несколько отсчетов входного сигнала или может осуществлять интерполяцию между двумя соседними отсчетами.

Сигнал 2, подаваемый в устройство 4 внесения предыскажений, проходит через это устройство, в результате чего сигнал изменяется в соответствии с передаточной характеристикой устройства, которая обычно определяется коэффициентами полинома. В альтернативном варианте устройство внесения предыскажений может содержать справочную таблицу, причем величины, записанные в этой таблице, настраиваются блоком 22 настройки аналогично настройке коэффициентов полинома. В любом из вариантов осуществления изобретения, рассмотренных в настоящем описании, в устройстве внесения предыскажений может использоваться полином или справочная таблица.

Выходной сигнал устройства 4 внесения предыскажений преобразуется в преобразователе 6, повышающем частоту, обычно до радиочастоты, для усиления в усилителе 8 мощности. В большинстве случае основная часть мощности сигнала с выхода 10 усилителя мощности проходит через разветвитель 12 на выход 14, а меньшая часть мощности сигнала ответвляется для обработки. Эта часть сигнала проходит через преобразователь 16, понижающий частоту, и далее поступает в устройство 18 выборки для получения одного или нескольких отсчетов выходного сигнала.

Один или несколько отсчетов входного сигнала используются для формирования серии отсчетов входного сигнала, которая включает один или несколько отсчетов входного сигнала и ранее выбранную серию отсчетов входного сигнала. По этой серии отсчетов в контроллере 28 вычисляется показатель качества. То есть отсчет входного сигнала или же блок отсчетов входного сигнала добавляется к ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала, которая может быть выбрана произвольно в качестве начальной точки отсчета, и вычисляется показатель качества. Если полученный показатель качества выше, чем показатель качества для ранее выбранной серии отсчетов, то новый отсчет или блок отсчетов добавляется к серии контроллером 28 через схему 24 пропускания. Выбранная серия отсчетов входного сигнала сохраняется в запоминающем устройстве 26.

Показатель качества может вычисляться таким образом, чтобы он характеризовал пригодность серии отсчетов для определения коэффициентов устройства внесения предыскажений. Например, показатель качества может вычисляться на основе частотного спектра этой серии отсчетов. В альтернативном варианте или дополнительно показатель качества может вычисляться на основе характеристик амплитуды одного или нескольких отсчетов входного сигнала, таких как пиковая или средняя амплитуда, чтобы его можно было использовать в качестве индикатора пригодности одного или нескольких отсчетов входного сигнала для включения в выбранную серию. Контроллер может содержать процессор для выполнения быстрого преобразования Фурье серии отсчетов для вычисления ее частотного спектра и может содержать процессор для определения амплитуды или для определения пиковой или средней амплитуды одного или нескольких отсчетов.

Управление включением одного или нескольких отсчетов входного сигнала в выбранную серию отсчетов входного сигнала осуществляется схемой 24 пропускания. Аналогичным образом управление включением одного или нескольких отсчетов выходного сигнала в выбранную серию отсчетов выходного сигнала осуществляется схемой 30 пропускания. Управление схемами 24, 30 пропускания осуществляется в соответствии с показателем качества.

После выбора обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала она используется с соответствующей серией отсчетов выходного сигнала для настройки с обучением коэффициентов устройства 4 внесения предыскажений. Блок 22 настройки устройства внесения предыскажений обеспечивает корректировку обновленных коэффициентов, как это уже указывалось со ссылками на фиг. 2. Обновленные коэффициенты используются для обновления коэффициентов устройства внесения предыскажений, например, с использованием линейной комбинации с существующим набором коэффициентов.

Такая схема обеспечивает управление устройством внесения предыскажений для минимизации искажений сигнала, поступающего на вход 2 тракта передачи, после усиления усилителем мощности, на выходе 14 тракта передачи.

На фиг. 6 показан схема, в которой осуществляется анализ спектра серии отсчетов входного сигнала, включая один или несколько отсчетов и ранее выбранную серию отсчетов входного сигнала, для получения показателя качества.

Показатель качества может характеризовать заполнение частотной полосы пропускания усилителя, и чем большая часть полосы занята, тем выше показатель качества. Показатель качества может характеризовать неравномерность амплитудно-частотной характеристики, то есть изменения амплитуды спектральных компонентов. Например, спектральные компоненты могут быть представлены элементами разрешения по частоте преобразования, такого как дискретное преобразование Фурье или быстрое преобразование Фурье (БПФ). Более плоский спектр будет иметь более высокий показатель качества, поскольку он указывает на большее заполнение частотной полосы.

В предпочтительных вариантах разрешение, используемое при спектральном анализе, должно быть по меньшей мере согласовано с расчетной полосой частот спектральных компонентов, которые будут временно занимать полосу пропускания. Например, для полосы частот входного сигнала, составляющей 80 МГц (то есть расчетная занятость полосы частот усилителя составляет 80 МГц), может быть подходящим анализ состава частот спектра с использованием БПФ с 512 точками и соответственно с разрешением примерно 160 кГц, то есть разрешение несколько меньше полосы частот сигнала GSM и расстояния между каналами.

На фиг. 7 показана реализация вычисления показателя качества на основе последовательности блоков отсчетов входного сигнала. Контроллер 28 вычисляет показатель качества по блоку отсчетов и ранее выбранным блокам отсчетов. Блок отсчетов представляет собой серию отсчетов, которую обычно получают на непрерывном временном интервале. Подходящий блок может содержать 4K (4096) отсчетов. Также подходящим размером для блока может быть 32K отсчетов, однако блок может содержать большее или меньшее количество отсчетов в соответствии с конкретной схемой системы. В рассматриваемом варианте блок отсчетов анализируется анализатором 50 амплитуды. Анализ может осуществляться на основе пиковой или средней величины амплитуды для определения пригодности блока отсчетов для обеспечения динамического диапазона амплитуды мощности, достаточного для формирования существенных величин нелинейных компонент.

Если содержание амплитуд представляется подходящим, то спектральный состав блока отсчетов входного сигнала анализируется анализатором 52 спектра. Анализ может выполняться с помощью БПФ блока отсчетов входного сигнала. Оценка сложного спектра ранее выбранного блока данных осуществляется блоком 54 оценки, например, с использованием БПФ, осуществляемого для каждого выбранного блока входных данных путем задания уровня в каждом элементе разрешения БПФ, представляющем сложный спектр, равным наибольшей величине из соответствующих элементов в любом из БПФ для ранее выбранных блоков данных. Затем с использованием аналогичной процедуры вычисляется спектр сложного спектра блока данных вместе с ранее выбранными блоками данных, и величина уровня в элементе разрешения БПФ, представляющем сложный спектр, заменяется величиной в соответствующем элементе разрешения, представляющем спектр блока данных, если эта величина выше. Показатель качества для блока данных, который используется для принятия решения о добавлении блока к серии ранее выбранных блоков данных, зависит от того, улучшило или нет добавление величин элементов разрешения БПФ блока данных частотное заполнение полосы пропускания или равномерность амплитудно-частотной характеристики в этой полосе. Частотное заполнение может быть определено по процентному содержанию компонентов в полосе пропускания, которое выше заданного порогового значения, которое может быть выражено относительно пиковой или средней частотной компоненты.

При этом показатель качества используется, как в системе фиг. 6, для разрешения добавления блока отсчетов входного сигнала к выбранной серии отсчетов входного сигнала, которая используется для обновления коэффициентов устройства внесения предыскажений, и для аналогичного разрешения введения соответствующего блока отсчетов выходного сигнала, сохраняемого в запоминающем устройстве 48, в выбранную серию отсчетов 32 выходного сигнала. Выбранная серия отсчетов входного сигнала сохраняется в запоминающем устройстве 26, и соответствующая выбранная серия отсчетов выходного сигнала сохраняется в запоминающем устройстве 32.

В одном из вариантов вышеописанного способа выбора серий блоков отсчетов сигнала количество выбранных блоков ограничивается, например, 8 блоками. Каждый блок, являющийся кандидатом для включения в серию, по очереди заменяет каждый из ранее выбранных блоков, и выполняется оценка спектра каждой полученной комбинации. Серия выбранных блоков обновляется для получения наилучшей комбинации в части характеристик частотного спектра, таких как равномерность амплитудно-частотной характеристики или часть спектра выше заданного уровня. Достоинство такого подхода заключается в максимизации пригодности серии блоков для определения коэффициентов устройства внесения предыскажений за счет отбрасывания менее пригодных блоков отсчетов.

Схема, представленная на фиг. 8, представляет собой вариант схемы фиг. 7, в котором используется вычитание с помощью блока 56 вычитания (обычно аналогового) для формирования сигнала ошибки, представляющего разность между входным, то есть опорным сигналом, и сигналом, ответвляемым с выхода усилителя мощности, после его преобразования с понижением частоты. Необходимо понимать, что в остальных аспектах работа такой схемы аналогична работе других схем, использующих сигнал ошибки, как, например, схемы 7. Выбранная серия отсчетов выходного сигнала, сохраняемая в запоминающем устройстве 32, представляет собой отсчеты сигнала ошибки. Таким образом, исключается необходимость формирования сигнала ошибки в блоке 22 настройки устройства внесения предыскажений.

На фиг. 9 представлена схема с использованием полного сигнала в соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения. Что касается схемы фиг. 3, то коэффициенты устройства внесения предыскажений определяются по отсчетам сигнала, который подается на вход усилителя с выхода устройства 4 внесения предыскажений, и по отсчетам сигнала на выходе усилителя 8. Однако показатель качества определяется по отсчетам сигнала 2 на входе устройства 4 внесения предыскажений. Это связано с тем, что состав амплитуд и частот сигнала на выходе устройства 4 внесения предыскажений искажен, и потому не обеспечивается надежная индикация пригодности отсчетов для использования при определении коэффициентов устройства внесения предыскажений в отличие случая использования сигнала на выходе. Таким образом, выборка отсчетов сигнала на входе усилителя 8 осуществляется в двух точках, а именно выборка одной части отсчетов осуществляется на входе устройства 4 внесения предыскажений, и выборка другой части отсчетов осуществляется на выходе устройства 4 внесения предыскажений, то есть на входе усилителя 8 мощности.

В другом варианте показатель качества может определяться по отсчетам сигнала, выборка которых осуществляется на выходе устройства 4 внесения предыскажений, поскольку несмотря на искажения показатель качества в этом случае может быть достаточно надежным для целей выбора полученных отсчетов. В другом варианте показатель качества может вычисляться по отсчетам сигнала, выборка которых осуществляется на выходе усилителя 8, поскольку вычисленный показатель качества в этом случае может быть достаточно надежным для целей выбора отсчетов. В этом случае частотный спектр серии отсчетов входного сигнала оценивается по частотному спектру соответствующей серии отсчетов выходного сигнала. Такая схема может быть подходящей, когда более удобно или более эффективно с экономической точки зрения для вычисления показателя качества использовать отсчеты, сделанные не на входе, а в других точках.

Следует отметить, что в любых вариантах для вычисления показателя качества нет необходимости в использовании всех отсчетов из выбранной серии отсчетов. Например, серия отсчетов может содержать 32K отсчетов, но из них только 512 отсчетов могут использоваться в качестве входных данных для функции преобразования, обеспечивающей вычисление показателя качества. Также серия отсчетов может содержать отсчеты, сделанные в различных точках тракта передачи, например на входе устройства внесения предыскажений, после него или на выходе усилителя, причем могут использоваться все полученные отсчеты, или же подмножество этих точек может использоваться при вычислении показателя качества.

В схеме фиг. 9 не предусматривается вычисление сигнала ошибки, и коэффициенты полинома настраиваются полностью, а не путем ступенчатых приращений каждого из коэффициентов. Достоинство такой схемы заключается в том, что серии отсчетов, полученные при предыдущих определениях коэффициентов, могут быть включены в текущие серии отсчетов. Таким образом, могут быть сохранены для последующего использования особенно подходящие серии отсчетов, такие как серии отсчетов входного и выходного сигналов.

Необходимо отметить, что способ вычисления показателя качества, схема которого приведена на фиг. 7, особенно ее часть, выделенная штрих-пунктирной линией и указанная ссылочным номером 28, также может быть применен в схеме фиг. 9.

Рассмотренные варианты должны рассматриваться лишь как иллюстративные примеры осуществления изобретения. Необходимо понимать, что любой признак, описанный в каком-либо из вариантов осуществления изобретения, может использоваться отдельно или вместе с другими описанными признаками, а также может использоваться вместе с одним или несколькими признаками любого другого варианта, или с их любыми сочетаниями. Кроме того, эквиваленты и модификации, не раскрытые в настоящем описании, также могут использоваться без выхода за пределы объема изобретения, который определяется прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к коррекции искажений, вносимых в сигнал усилителем радиочастоты. Технический результат заключается в определении коэффициентов устройства внесения предыскажений с учетом характеристик усилителя для всего занятого частотного спектра. Способ определения коэффициентов устройства внесения предыскажений, включает выборку отсчетов сигнала на входе устройства внесения предыскажений для получения множества отсчетов входного сигнала и выборку отсчетов сигнала на выходе усилителя для получения множества отсчетов выходного сигнала, каждый из которых соответствует одному отсчету входного сигнала; вычисление показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала по одному или нескольким отсчетам входного сигнала; выборочное обновление ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала одним или несколькими отсчетами входного сигнала в соответствии с вычисленным показателем качества для получения обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала; и определение коэффициентов устройства внесения предыскажений на основе отсчетов входного сигнала в обновленной выбранной серии отсчетов и соответствующих отсчетов выходного сигнала. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ определения коэффициентов устройства внесения предыскажений для коррекции искажения сигнала, вносимого усилителем радиочастоты, в системе, содержащей устройство внесения предыскажений, усилитель, первое устройство выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала на входе усилителя и второе устройство выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала на выходе усилителя, причем способ включает:
использование первого устройства выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала, в результате чего формируется множество отсчетов входного сигнала;
использование второго устройства выборки отсчетов для получения множества отсчетов выходного сигнала, причем каждый отсчет выходного сигнала соответствует одному отсчету входного сигнала;
вычисление показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала на основе сравнения первого частотного спектра со вторым частотным спектром, причем первый частотный спектр является частотным спектром серии отсчетов, содержащей один или несколько отсчетов входного сигнала, и ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала;
выборочное обновление ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала одним или несколькими отсчетами входного сигнала в соответствии с вычисленным показателем качества, в результате чего формируется обновленная выбранная серия отсчетов входного сигнала; и
определение коэффициентов устройства внесения предыскажений на основе по меньшей мере некоторых отсчетов входного сигнала в обновленной выбранной серии отсчетов и соответствующих отсчетов выходного сигнала.

2. Способ по по п. 1, в котором вычисление показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала включает также использование амплитуды этих отсчетов.

3. Способ по п. 1, в котором вычисление показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала включает также использование времени выборки этих отсчетов.

4. Способ по п. 1, в котором второй частотный спектр является частотным спектром ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала.

5. Способ по п. 1, в котором сравнение включает сравнение равномерности первого частотного спектра с равномерностью второго частотного спектра.

6. Способ по п. 1, в котором первое устройство выборки отсчетов содержит первую часть выборки отсчетов сигнала на входе устройства внесения предыскажений и вторую часть выборки отсчетов сигнала на выходе устройства внесения предыскажений, и множество отсчетов входного сигнала включает множество первых отсчетов входного сигнала и множество вторых отсчетов входного сигнала, причем способ включает:
использование первой части выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала, в результате чего формируется множество первых отсчетов входного сигнала; и
использование второй части выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала, в результате чего формируется множество вторых отсчетов входного сигнала, каждый из которых соответствует одному из первых отсчетов входного сигнала,
причем серия отсчетов входного сигнала, имеющая первый частотный спектр, содержит один или несколько первых отсчетов входного сигнала и ранее выбранную серию первых отсчетов входного сигнала,
и определение коэффициентов устройства внесения предыскажений осуществляют на основе одного или нескольких вторых отсчетов входного сигнала, соответствующих обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала, и отсчетов выходного сигнала, соответствующих обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала.

7. Постоянный машиночитаемый носитель информации с записанной машиночитаемой программой для обеспечения выполнения контроллером способа по любому из предыдущих пунктов.

8. Тракт передачи, содержащий устройство внесения предыскажений для коррекции искажения сигнала с использованием определяемых коэффициентов, причем искажения сигнала вносятся усилителем радиочастоты, и тракт передачи содержит:
первое устройство выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала на входе усилителя, в результате чего формируется множество отсчетов входного сигнала;
второе устройство выборки отсчетов для получения отсчетов сигнала на выходе усилителя, в результате чего формируется множество отсчетов выходного сигнала, каждый из которых соответствует одному из отсчетов входного сигнала; и
контроллер для вычисления показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала на основе сравнения первого частотного спектра со вторым частотным спектром, причем первый частотный спектр является частотным спектром серии отсчетов, содержащей один или несколько отсчетов входного сигнала, и ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала;
причем контроллер обеспечивает также выборочное обновление ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала одним или несколькими отсчетами входного сигнала в соответствии с вычисленным показателем качества, в результате чего формируется обновленная выбранная серия отсчетов входного сигнала; и
контроллер обеспечивает также определение коэффициентов устройства внесения предыскажений на основе по меньшей мере некоторых отсчетов входного сигнала в обновленной выбранной серии отсчетов и соответствующих отсчетов выходного сигнала.

9. Тракт передачи по п. 8, в котором контроллер выполнен с возможностью вычисления показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала также с использованием амплитуды этих отсчетов.

10. Тракт передачи по п. 8, в котором контроллер выполнен с возможностью вычисления показателя качества для одного или нескольких отсчетов входного сигнала также с использованием времени выборки этих отсчетов.

11. Тракт передачи по п. 8, в котором второй частотный спектр является частотным спектром ранее выбранной серии отсчетов входного сигнала.

12. Тракт передачи по п. 8, в котором сравнение включает сравнение равномерности первого частотного спектра с равномерностью второго частотного спектра.

13. Тракт передачи по п. 8, в котором множество отсчетов входного сигнала включает множество первых отсчетов входного сигнала и множество вторых отсчетов входного сигнала, причем первое устройство выборки отсчетов содержит:
первую часть выборки отсчетов сигнала на входе устройства внесения предыскажений, в результате чего формируется множество первых отсчетов входного сигнала, и
вторую часть выборки отсчетов сигнала на выходе устройства внесения предыскажений, в результате чего формируется множество вторых отсчетов входного сигнала, каждый из которых соответствует одному первому отсчету,
причем серия отсчетов входного сигнала, имеющая первый частотный спектр, является серией отсчетов, содержащей один или несколько первых отсчетов входного сигнала, и ранее выбранную серию первых отсчетов входного сигнала; и
контроллер выполнен с возможностью определения коэффициентов устройства внесения предыскажений на основе одного или нескольких вторых отсчетов входного сигнала, соответствующих обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала, и отсчетов выходного сигнала, соответствующих обновленной выбранной серии отсчетов входного сигнала.