[发明专利]使用非线性元器件的线性发射机

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种使用非线性元器件的线性发射机。

背景技术

随着无线通信技术的发展，为了提高频带利用率，更复杂和高效的调制方式被采用。这对发射机特别是其中的功率放大器提出了更高的要求。在实际应用中功率放大器的效率和线性是需要考虑的关键因素。在提高线性的同时降低功耗成为功率放大器的研究热点。

近些年来，随着数字信号处理技术的发展，使用非线性元器件的线性放大技术LINC(Linear Ampli fication With Nonl inear Component)受到越来越多的关注。传统LINC发射机的结构如图1所示。通过一个信号分离模块10将同时包含幅度和相位信息的输入信号分离成两路包络恒定但相位变化的信号，之后经调制器21和22将两路信号调制到射频，然后用两个非线性高效率的功率放大器31和32放大，最后用合成器40将两路信号合成输出。这种结构由于可以使用高效率的非线性放大器(如B类和开关类放大器)从而使整个发射机的效率很高，而且由于通过放大器的信号为恒包络的信号，所以放大器的非线性失真对被放大信号没有影响，信号以恒定的增益G被放大。对本领域的技术人员来说，图1的传统的LINC射频发射机结构是公知的，在此不做详细描述。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：传统LINC结构虽然具有很高的线性和效率，但这些都是建立在两路增益和相位完全平衡的基础上的。如果两个支路的增益和相位不平衡，则会使整个系统的效率和线性指标恶化。而且整个系统的效率由功率放大器的效率和合成器的效率共同决定，虽然功率放大器具有很高的工作效率，但合成器的效率和信号的峰均比密切相关，对于高峰均比的输入信号，LINC发射机合成器的合成效率会很低，从而限制整个发射机的效率。因此，传统的LINC发射机很难在一个大的功率电平范围内保持高效率。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高线性和高效率的使用非线性元器件的线性发射机，能够完成对高峰均比信号的线性放大，且具有很高的效率，并减小由于两支路增益和相位不平衡所引起的效率和线性指标的恶化。

为解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种新的信号分离的方法，在信号分离时用r＝max(r_min，r(t))替换传统LINC发射机分离方法中的r_max。此种方法可以提高合成器的合成效率，但系统的线性度会恶化。为了使发射机具有高线性，本发明采用数字预失真来改善系统的线性度指标。并通过计算支路增益来调整预失真参数使预失真效果最佳。本发明还通过计算两支路增益和相位误差来控制其中一个支路的增益和相位，从而消除两个支路的增益和相位不平衡。

该使用非线性元器件的线性发射机包括：数字信号处理单元，完成对基带信号的处理和对发射机的控制；模拟信号处理单元，把数字基带信号转换成模拟基带信号并直接通过正交调制到发射载频；放大单元，完成对射频信号的放大；合成单元，对两路信号进行合成输出；反馈单元，通过对合成器输出信号进行耦合，处理得到发射信号的带外功率值，并将其值送给数字信号处理单元。

该数字信号处理单元最好包括一个信号成分分离及预失真处理器，用来对输入信号进行信号分离和预失真处理；一个增益和相位控制器，用来控制其中一个支路的增益和相位；一个增益和相位误差计算器，用来计算两个支路的增益和相位误差。

该模拟信号处理单元最好包括一个数/模转换器，用来将数字信号处理单元输出的数字信号转换成模拟信号；一个正交调制器，用来把基带模拟信号正交调制到射频；一个本地振荡器，用来提供一个振荡信号以便正交调制器操作。

该放大单元最好包括一个高效率的非线性功率放大器，完成对射频信号的放大。

该合成单元最好包括一个功率合成器，完成对两路信号的合成。

该反馈单元最好包括一个下变频器，用来把合成器输出的信号下变频到中频；一个带通滤波器，用来滤出带外的干扰信号；一个求模器和一个积分器，用来计算滤波器滤出的带外信号的功率值。

附图说明：

图1为现有技术提供的传统LINC发射机的结构框图

图2为根据本发明实施例提供的使用非线性元器件的线性发射机的结构框图

图3为根据本发明实施例提供的合成器效率随r_min变化的曲线图

图4为根据本发明实施例提供的增益和相位控制流程图

具体实施方式：