CN109120285A - 一种Tetra终端功放线性化的解决方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线通信技术领域，尤其是涉及一种Tetra终端功放线性化的解决方法，包括开放式多媒体平台、现场可编程门阵列、射频捷变收发器、功率放大器和衰减器，所述开放式多媒体平台包括精简指令集处理器和数字信号处理器，所述精简指令集处理器的输出端通过串行外设接口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述数字信号处理器的输出端通过并口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过多通道缓冲串行口与数字信号处理器的输入端连接。优点在于：本发明提升Tetra终端系统整体射频的性能指标，提高了电路性能，可以实现非常优秀的隔离度和噪声系数。

Description

一种Tetra终端功放线性化的解决方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其是涉及一种Tetra终端功放线性化的解决方法。

背景技术

TETRA数字集群通信系统发射信号是非恒包络的，发射前端尤其是功放必须为线性系统，才能保证发射信号的调制精度以及带外辐射抑制的要求。功放的线性度与工作效率存在着固有矛盾，高线性度必然会降低功放的工作效率，因此，需要采用功放线性化技术保证Tetra终端的功放具有较高线性度和较低功耗，目前，大多数传统的Tetra终端设备射频部分在PA线性化方面主要通过硬件方案(如笛卡尔反馈回路发射器)实现，而该方案需要较高的成本，由于射频部分多采用分立的芯片和元器件，在生产和调试过程中参数校准存在很多问题。

为此，我们提出一种Tetra终端功放线性化的解决方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种提升Tetra终端系统整体射频的性能指标，提高了电路性能Tetra终端功放线性化的解决方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种Tetra终端功放线性化的解决方法，其特征在于，包括开放式多媒体平台、现场可编程门阵列、射频捷变收发器、功率放大器和衰减器，所述开放式多媒体平台包括精简指令集处理器和数字信号处理器，所述精简指令集处理器的输出端通过串行外设接口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述数字信号处理器的输出端通过并口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过多通道缓冲串行口与数字信号处理器的输入端连接，所述射频捷变收发器包括发射通道和接收通道，所述现场可编程门阵列的输出端通过数字数据端口1与发射通道连接，所述接收通道通过数字数据端口0与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过串行外设接口的射频捷变收发器的输入端连接，所述发射通道与功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与衰减器的输入端连接，所述衰减器的输出端与接收通道连接。

在上述的Tetra终端功放线性化的解决方法中，所述射频捷变收发器为捷变收发器AD9361。

在上述的Tetra终端功放线性化的解决方法中，包括以下步骤：

1)精简指令集处理器通过SPI控制口对串行外设接口芯片进行性能参数的初始化配置，主要包括时钟、配置并行口、射频输入配置、频带增益设置、滤波器设置初始化配置，其次在系统工作时，根据系统的需求配置工作频点，使能收发通道；

2)待Tetra终端系统搜索到工作频点进入发射工作状态后，现场可编程门阵列将预发射的I、Q信号送至捷变收发器，通过捷变收发器发射通道、功率放大器进行信号的发射；

3)功率放大器的发射信号经过衰减器后环回至捷变收发器接收通道，然后捷变收发器将转换后的数字信号送至现场可编程门阵列；

4)现场可编程门阵列采用了数字预失真查表控制算法控制输出的I、Q信号，保证功放输出信号的线性化。

4.所述现场可编程门阵列数字预失真控制算法包括以下步骤：

1)捕获功率放大器输入、输出的I(n)、Q(n)数据样本；

2)数据检验，选取能体现功放非线性特性的数据；

3)在时间和幅度上对齐捕获功率放大器输入、输出的I(n)、Q(n)信号；

4)运行自适应算法，对查找表的系数进行调整及更新。

与现有的技术相比，本Tetra终端功放线性化的解决方法的优点在于：本发明。

1)本发明由于采用了捷变收发器AD9361芯片，提升Tetra终端系统整体射频的性能指标，提高了电路性能，可以实现非常优秀的隔离度和噪声系数，极大地缩小了设备的体积、减轻了设备的重量，大幅度降低设备的成本。

2)本发明通过FPGA数字预失真控制算法提供一种对射频功率放大器非线性特性的有效补偿技术，有效地保证了Tetra终端功放具有较高线性度和较低功耗。

附图说明

图1是本发明提供的一种Tetra终端功放线性化的解决方法的架构示意图；

图2是本发明提供的一种Tetra终端功放线性化的解决方法流程图；

图3是本发明提供的一种Tetra终端功放线性化的解决方法中现场可编程门阵列数字预失真控制算法的流程图。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

如图1-3所示，一种Tetra终端功放线性化的解决方法，其特征在于，包括开放式多媒体平台、现场可编程门阵列、射频捷变收发器、功率放大器和衰减器，所述开放式多媒体平台包括精简指令集处理器和数字信号处理器，所述精简指令集处理器的输出端通过串行外设接口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述数字信号处理器的输出端通过并口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过多通道缓冲串行口与数字信号处理器的输入端连接，所述射频捷变收发器包括发射通道和接收通道，所述现场可编程门阵列的输出端通过数字数据端口1与发射通道连接，所述接收通道通过数字数据端口0与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过串行外设接口的射频捷变收发器的输入端连接，所述发射通道与功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与衰减器的输入端连接，所述衰减器的输出端与接收通道连接。

其中，所述射频捷变收发器为捷变收发器AD9361。

其中，包括以下步骤：

1)精简指令集处理器通过SPI控制口对串行外设接口芯片进行性能参数的初始化配置，主要包括时钟、配置并行口、射频输入配置、频带增益设置、滤波器设置初始化配置，其次在系统工作时，根据系统的需求配置工作频点，使能收发通道；

2)待Tetra终端系统搜索到工作频点进入发射工作状态后，现场可编程门阵列将预发射的I、Q信号送至捷变收发器，通过捷变收发器发射通道、功率放大器进行信号的发射；

3)功率放大器的发射信号经过衰减器后环回至捷变收发器接收通道，然后捷变收发器将转换后的数字信号送至现场可编程门阵列；

现场可编程门阵列采用了数字预失真查表控制算法控制输出的I、Q信号，保证功放输出信号的线性化。

4.所述现场可编程门阵列数字预失真控制算法包括以下步骤：

1)捕获功率放大器输入、输出的I(n)、Q(n)数据样本；

2)数据检验，选取能体现功放非线性特性的数据；

3)在时间和幅度上对齐捕获功率放大器输入、输出的I(n)、Q(n)信号；

4)运行自适应算法，对查找表的系数进行调整及更新。

本发明基于捷变收发器AD9361，通过现场可编程门阵列有数字预失真控制算法提供一种对射频功率放大器非线性特性的有效补偿技术，一方面，捷变收发器AD9361参数控制部分采用串行外设接口，参数设置功能由精简指令集处理器配置射频功率放大器参数设置模块实现，由现场可编程门阵列实现电平转换(3.3V转换成1.8V)，达到降低的效果。另一方面，数字信号处理器通过并口将待发射的数据写到现场可编程门阵列中，现场可编程门阵列经过调制后将信号通过数字数据端口1送至捷变收发器AD9361的发射通道，再经过功率放大器发射到空中；将功率放大器信号经过衰减器送往捷变收发器AD9361的接收通道，最后通过数字数据端口0将I、Q信号送至现场可编程门阵列中，在现场可编程门阵列中完成数字预失真查表控制算法，完成功率放大器的线性化；

捷变收发器AD9361是一款高集成度的射频收发器,器件中集成了射频收发器功能的所有必要的射频模块、变频模块和数字模块，拥有出色的接收灵敏度、噪声系数，除此之外，接收器拥有独立的自动增益控制(AGC)、直流失调校正、正交校正和数字滤波功能，可通过简单的数字接口控制达到用户预期的使用效果；

本发明基于现场可编程门阵列平台实现了查找表的记忆型预失真器，使功放得到最大程度的线性化，记忆型预失真器具有横向滤波器结构，由多个查找表预失真器的延时级联而成，也可以视为是滤波器系数由输入数据幅值查表而得，由于查找表深度有限而引起的量化失真，可以通过内插的方法进行补偿。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种Tetra终端功放线性化的解决方法，其特征在于，包括开放式多媒体平台、现场可编程门阵列、射频捷变收发器、功率放大器和衰减器，所述开放式多媒体平台包括精简指令集处理器和数字信号处理器，所述精简指令集处理器的输出端通过串行外设接口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述数字信号处理器的输出端通过并口与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过多通道缓冲串行口与数字信号处理器的输入端连接，所述射频捷变收发器包括发射通道和接收通道，所述现场可编程门阵列的输出端通过数字数据端口1与发射通道连接，所述接收通道通过数字数据端口0与现场可编程门阵列的输入端连接，所述现场可编程门阵列的输出端通过串行外设接口的射频捷变收发器的输入端连接，所述发射通道与功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与衰减器的输入端连接，所述衰减器的输出端与接收通道连接。

2.根据权利要求1所述的Tetra终端功放线性化的解决方法，其特征在于，所述射频捷变收发器为捷变收发器AD9361。

3.根据权利要求1所述的Tetra终端功放线性化的解决方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)精简指令集处理器通过SPI控制口对串行外设接口芯片进行性能参数的初始化配置，主要包括时钟、配置并行口、射频输入配置、频带增益设置、滤波器设置初始化配置，其次在系统工作时，根据系统的需求配置工作频点，使能收发通道；

2)待Tetra终端系统搜索到工作频点进入发射工作状态后，现场可编程门阵列将预发射的I、Q信号送至捷变收发器，通过捷变收发器发射通道、功率放大器进行信号的发射；

3)功率放大器的发射信号经过衰减器后环回至捷变收发器接收通道，然后捷变收发器将转换后的数字信号送至现场可编程门阵列；

4)现场可编程门阵列采用了数字预失真查表控制算法控制输出的I、Q信号，保证功放输出信号的线性化。

4.根据权利要求1或3所述的Tetra终端功放线性化的解决方法，其特征在于，所述现场可编程门阵列数字预失真控制算法包括以下步骤：

1)捕获功率放大器输入、输出的I(n)、Q(n)数据样本；

2)数据检验，选取能体现功放非线性特性的数据；

3)在时间和幅度上对齐捕获功率放大器输入、输出的I(n)、Q(n)信号；

4)运行自适应算法，对查找表的系数进行调整及更新。