CN1185813C - 信道非线性特性的测试校正方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信道非线性特性的测量校正方法及装置，其特点是在测试状态下发送双音测试信号，然后经过发送通道、接收回路反馈、FFT和IFFT处理以获得所要求的信号分量、获得发信通道的非线性特性以及预失真校正。装置包括测试信号发生、预失真、数模和模数转换、上下变频功放、定向耦合、带通滤波和非线性检测的器件。其优点是可测量发信通道弱的和系统工作时的非线性、提高非线性测量精度和校正系统的跟踪速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种非线性发信通道的非线性特性测试补偿的装置和方法。
背景技术
随着正交振幅调制(QAM)、差分四相移键控((DQPSK)和其它一些非恒包络调制技术在通领域的应用，对发信通道的线性要求就显得很重要；但直接使用线性度很好的器件设计发信通道会带来成本过高的问题。因此，一般的做法是使用一些线性化技术对采用具有较好线性度的非线性器件设计的发信通道进行线性补偿。
为了测试发信通道的非线性特性以对其非线性进行线性补偿，传统的方案如图4所示，是将单音信号作为输入信号与某一电平的输入信号的输入、输出信号电平进行比较，然后逐步加大输入信号电平，对所获取的数据用插值方法进行处理来获取器件的非线性曲线，由所得到的非线性曲线对器件进行预失真线性补偿。这种方法虽直观，但存在以下的缺点：测试需要较长的时间，并且由于输入信号动态范围一般较大，测试电平不可能很多，所以非线性曲线就不可能做得很精细；如果发信通道本身的非线性信号较弱，则用这种方法会导致无法正确测量其非线性的问题；此外，该方法必须在系统非工作状态下单独测试，即当发信通道处于工作状态下无法进行测试，因此，该方法无法实时跟踪发信通道的参数变化以使任何时候线性补偿的效果都最优或接近最优。
发明内容
本发明的目的是提供一种信道非线性特性的测试校正方法及其装置，以便在发信通道非线性较弱时也能准确测量其非线性特性、提高非线性曲线的绘制精度，并能够减少获取发信通道非线性曲线所需时间、提高校正系统的跟踪速度，而且可以实时测量系统工作时发信通道的非线性和跟踪发信通道由于温漂等原因而产生的参数变化。
为实现上述目的，本发明的用于测试和校正发信通道非线性特性的方法包括下述步骤：在测试状态下，通过数据源模块接收用户数据，并进行数据的信道编码加密处理；由数字调制器将经信道编码加密处理后的数据进行调制以获得在信道中传输的双音基带信号；在进行器件非线性测试时，将开关转换到测试的位置；通过数模转换器将所述的数字基带信号转换成基带模拟信号；通过上变频模块将该基带模拟信号变换到非线性组件的工作频带；当信号通过非线性组件后，经由下变频模块和模数转换器变换成数字信号；通过线性检测器对变换后的数字进行进行分析处理以获得非线性特性曲线；将处理后的非线性特性曲线的数据传递给预失真线性补偿器；对将预失真线性补偿器的输出信号的一部分通过反馈回路模块反馈；将开关转换到LC位置，通过预失真线性补偿器对反馈信号进行频域和时域的处理以获得所要求的信号分量；由处理后的信号分量获得发信通道的非线性特性以补偿更新预失真线性补偿器的参数；在工作状态下，当温度等因数影响到非线性组件的参数时，由状态检测器告知系统，将开关重新转换到测试位置；用预失真线性补偿器对测试信号进行预失校正，以获得系统实时工作时的基带频带信号；由线性检测器重新分析计算非线性组件的非线性特性曲线并将新数据传递给预失真线性补偿器；再将开关转换到LC位置。
为实现上述目的，本发明的非线性测试校正装置是由数字部分电路模块和模拟部分电路模块组成；所述数字部分电路模块包括数据源模块、数字调制器、预失真器、自适应模块、线性检测器、模数转换电路和数模转换电路；所述模拟部分电路模块包括上变频模块、非线性组件和下变频模块。
所述上变频模块与非线性组件构成整个非线性发信通道；线性检测器由DSP芯片组成；模拟部分电路和数字部分电路的信号转换通过模数转换电路、数模转换电路和补偿滤波器实现。
采用本发明的上述技术方案，可以在发信通道非线性信号较弱时进行准确测量非线性，提高非线性曲线的绘制精度，并能减少获得发信通道非线性特性曲线所需的时间，提高校正系统的跟踪速度，而且还可以实时测量系统工作时发信通道的非线性和跟踪发信通道由于温漂等原因而产生的参数变化。
附图说明
以下参数附图对本发明一较佳实施例进行具体说明，以便更清楚理解本发明的目的和特点。
图1是本发明一具体实施例的测量校正发信通道非线性特性的装置的线性补偿系统的示意图；
图2是采用图1的本发明一具体实施例的装置进行测试的程序图；
图3是本发明的非线性测试分解示意图；
图4是传统测试方案的原理框图。
具体实施方式
如图1所示，该非线性测试校正装置是由数字部分电路模块和模拟部分电路模块组成。数字部分电路模块包括数据源模块20、数字调制器21、预失真器22、自适应模块32、线性检测器23、模数转换电路27和数模转换电路24；模拟部分电路模块包括发信机(上变频模块)25、待检测器件即非线性组件29和反馈回路模块即下变频模块28，其中上变频模块25与非线性组件29构成整个非线性发信通道。频率综合器26提供模块25、26所需要的变频本振信号。数据源模块20是用户数据处理模块，它接受用户数据并进行数据的信道编码、加密等处理。数字调制器21将数据源数据进行调制，获得在信道中传输的基带信号。预失真线性补偿器22、线性检测器23和自适应模块32是装置的核心。线性检测器23由DSP芯片组成。线性检测器23检测模拟反馈回路信号以获取功放的非线性信息，自适应模块32根据线性检测结果调整预失器参数，预失真器22对数字调制器进行失真处理。数模、模数转换模块由模数转换电路、数模转换电路和补偿滤波器构成，以实现模拟到数字和数字到模拟的信号的无畸变转换。
如图2所示，本发明的用于测试和校正发信通道非线性特性的方法包括下述步骤：在测试状态下，通过数据源模块20接收用户数据，并进行数据的信道编码加密处理；由数字调制器21将数据进行调制以获得在信道中传输的基带信号，所以基带信号是双音信号，即两个单音信号；在进行器件非线性测试时，将开关30转换到测试(TEST)的位置；通过数模转换器24将所述的数字基带信号转换成基带模拟信号；通过上变频模块25将该基带模拟信号变换到非线性组件29的工作频带；当信号通过非线性组件29后，经由下变频模块28和模数转换器27变换成数字信号；通过线性检测器23(DSP芯片)对变换后的数字信号进行分析处理以获得非线性特性曲线；将处理后的非线性特性曲线的数据传递给预失真线性补偿器22；对将输出信号的一部分通过反馈回路模块反馈；将开关30转换到LC位置，通过预失真线性补偿器22对反馈信号进行频域和时域的处理以获得所要求的信号分量；由处理后的信号分量获得发信通道的非线性特性以补偿更新预失真器的参数；在工作状态下，当温度等因数影响到非线性组件的参数时，由检测器告知系统，将开关重新转换到测试位置；用预失真器对测试信号进行预失真校正，以获得系统实时工作时的基带信号，所述的基带信号是一个频带信号；由线性检测器23重新分析计算非线性组件29的非线性特性曲线并将新数据传递给预失真线性补偿器22；再将开关30转换到LC位置。该方法的系统测试原理框图与如图4所示的传统方案相似，不同之处在于信号源即数据源产生理想信号Vm在系统初始化时为双音信号，在系统正常工作时是数据信息的调制信号而不是单音信号。
图3(a)至3(b)示出本发明的非线性测试的分解示意图。其非线性信号的测试分解过程如下：通过上变频模块25、非线性组件29与下变频模块28后，获得输出的失真输出信号Vd。线性检测器23对该信号进行快速傅里叶变换(FFT)，在对失真信号Vd进行FFT后，可以根据预先设定的门限电平判断出有用信号VU和互调特定失真产物信号VD，其中互调失真产物信号VD通常是处于三阶、五阶互调频率点处的信号，此处的失真信号通常是非线性产物中最大值。信号Vd和VD通过IFFT变换可以获得信号Va和Vd′，Va、Vd′需要与理想的基带信号进行幅度的调平，调平的方式为使信号Va、Vd′频谱中的有用信号的峰值电平与理想基带信号频谱的峰值电平相同。由调平后所获得的信号Va′、Vd″可以计算发信通道的非线性。计算方法为直接比较Va′、Vd″相应点的幅度差值，由此可以得出发信通道对基带信号的失真幅度，作出输入、输出电平相对应的曲线。由该曲线可以得到补偿曲线。由于输入信号电平范围从0电平增加到最大值，因此曲线上的点可以根据输入信号的选择变得很密，为了进一步提高该曲线的精细程度，对多次输出得到的曲线进行了平均处理。
预失真线性补偿器由查找表(Look Up Table，LUT表)实现，对输入的理想基带信号根据其幅值查找预失真LUT表，产生预失真基带信号，实现对发信道非线性的预失真补偿。
Claims (1)
1.一种用于测试和校正发信通道非线性特性的方法包括下述步骤：在测试状态下，通过数据源模块接收用户数据，并进行数据的信道编码加密处理；由数字调制器将经信道编码加密处理后的数据进行调制以获得在信道中传输的双音基带信号；在进行器件非线性测试时，将开关转换到测试的位置；通过数模转换器将所述的数字基带信号转换成基带模拟信号；通过上变频模块将该基带模拟信号变换到非线性组件的工作频带；当信号通过非线性组件后，经由下变频模块和模数转换器变换成数字信号；通过线性检测器对变换后的数字信号进行分析处理以获得非线性特性曲线；将处理后的非线性特性曲线的数据传递给预失真线性补偿器；对将预失真线性补偿器的输出信号的一部分通过反馈回路模块反馈；将开关转换到LC位置，通过预失真线性补偿器对反馈信号进行频域和时域的处理以获得所要求的信号分量；由处理后的信号分量获得发信通道的非线性特性以补偿更新预失真线性补偿器的参数；在工作状态下，当温度等因数影响到非线性组件的参数时，由状态检测器告知系统，将开关重新转换到测试位置；用预失真线性补偿器对测试信号进行预失真校正，以获得系统实时工作时的基带频带信号；由线性检测器重新分析计算非线性组件的非线性特殊曲线并将新数据传递给预失真线性补偿器；再将开关转换到LC位置。
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