一种基于LINC发射机系统的信号分离实现方法

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无线通信系统要求的高数据传输速率使得人们致力于研究开发更先进、高效的编码、调制技术来提高无线频率的效率,同时也对射频前端提出了更苛刻的要求。功率放大器的效率和线性度是相互矛盾的一组指标,必须协调二者从而使通信系统性能最优化。LINC(Linear Amplification Using Nonlinear Components)技术就是相对于这个问题而提出一种能够同时满足高效率和高线性度的发射技术。LINC发射机技术的构架在1935年最先被Chirex提出,但是由于当时用模拟电路来实现三角函数及开方电路等比较复杂,导致LINC技术没有受到足够的重视,直到1974年北美的Cox首次以LINC为名来做出阐述。LINC技术是把一个调幅调相信号分解成两个恒包络的调相信号,然后分别通过两个特性相同的功放,最后将两路信号合成初始变包络信号输出。LINC技术采用高效率的非线性功率放大器来放大恒包络的调相信号,可避免由功放的非线性所带来的不利影响,因而既保证了发射机的高线性度,又保证了发射机的高效率。理论上功放的效率可以达到100%,这对于非恒包络调制技术有着极其重要的意义。其中输入信号分离成两路恒包络信号SCS(Signal Component Separate)对发射机性能起着关键作用。本文将对SCS算法做出阐述,并通过分析比较不同的实现电路,提出一种耗费资源少的实现方法。同时对LINC系统给予了仿真验证。

1 SCS算法及实现电路分析

1.1 LINC系统原理

如图1所示,分离后的信号s1(t)和s2(t)为恒包络信号,这样就可以将它们分别通过高效率但对包络敏感的E(F)类放大器后合成输出,达到高效率线性放大。但是LINC发射机系统有一个固有的缺点,就是两个放大支路的不平衡,从而造成合成器输出后的信号相比原信号有失真,带来带内失真和带外干扰,因此在LINC系统中往往要增加一个反馈支路,通过一定的算法,如自适应滤波等来弥补这种由不平衡带来的失真。

1.2 SCS算法及实现

信号分离的矢量图如图2所示,由图可得e(t)的表达式为:

设输入信号s(t)的笛卡尔表示形式为s(t)=si(t)+j*sq(t),则式(5)可写为:

由以上介绍知,如果得到e(t)的值,则分别与原输入信号加/减就可以完成信号分离,此处用DSP实现SCS。目前e(t)主要采用查找表方法实现,但已有的方法中存在一些缺点,如:将误差信号e(t)的实部和虚部值存放在二维查找表中,用输入信号实部si(t)和虚部sq(t)寻址。该方法最主要的缺点是需要大量的存储单元来存储所有输入信号对应的e(t)值。如果输入信号的实部和虚部都量化为12 b,输出e(t)也为12 b时,总共需要的存储量为:2*12*(212)2=403 Mb;另一实现方法如下:继续化简式(2),式(3)可得到:

因此可用一张反余弦函数表(由式(4),可得到θ(t))及一组正余弦查找表就可以得到分离后的信号。若输入信号的实部和虚部都被量化到12 b,则完成三次查表共需要3*12*212=147.456 Mb存储容量。

 

   来源:《现代电子技术》
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