RU128426U1

RU128426U1 - RADIO TRANSMITTER WITH ADAPTIVE LINEARITY CORRECTION

Info

Publication number: RU128426U1
Application number: RU2012157635/07U
Authority: RU
Inventors: Леонид Алексеевич Белов; Александр Сергеевич Кондрашов; Максим Александрович Немаев; Кирилл Витальевич Ромащенко
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Радиопередающее устройство с адаптивной коррекцией линейности, содержащее блок цифровой обработки сигналов, цифровой линеаризатор, первый и второй цифроаналоговый преобразователи, квадратурный модулятор и усилитель мощности, отличающееся тем, что оно снабжено направленным ответвителем, демодулятором, первым и вторым аналого-цифровыми преобразователями, первым и вторым блоками вычисления отсчетов, первым и вторым блоком преобразования Фурье, вычислителем критерия качества, регистром порога и адаптационным процессором, причем вход блока цифровой обработки сигналов является информационным входом радиопередающего устройства, первый цифровой выход блока цифровой обработки сигналов подключен к соединенным между собой первым входам цифрового линеаризатора и первого блока вычисления отсчетов, второй цифровой выход блока цифровой обработки сигналов подключен к соединенным между собой вторым входам цифрового линеаризатора и первого блока вычисления отсчетов, первый цифровой выход линеаризатора соединен с цифровым входом первого цифроаналогового преобразователя, второй цифровой выход линеаризатора соединен с цифровым входом второго цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым модуляционным входом квадратурного модулятора, аналоговый выход второго цифроаналогового преобразователя - со вторым модуляционным входом, соединенные между собой третий вход квадратурного модулятора и второй вход демодулятора являются входом несущего колебания радиопередающего устройства, выход квадратурного модулятора соединен с входом усилителя мA radio transmitting device with adaptive linearity correction, comprising a digital signal processing unit, a digital linearizer, a first and second digital-to-analog converters, a quadrature modulator and a power amplifier, characterized in that it is equipped with a directional coupler, a demodulator, the first and second analog-to-digital converters, the first and second blocks of calculation of samples, the first and second block of the Fourier transform, the calculator of the quality criterion, the threshold register and the adaptation processor, and input b the digital signal processing unit is the information input of the radio transmitting device, the first digital output of the digital signal processing unit is connected to the interconnected first inputs of the digital linearizer and the first sample calculation unit, the second digital output of the digital signal processing unit is connected to the interconnected second inputs of the digital linearizer and the first block calculation samples, the first digital output of the linearizer is connected to the digital input of the first digital-to-analog converter, in the second digital output of the linearizer is connected to the digital input of the second digital-to-analog converter, the analog output of the first digital-to-analog converter is connected to the first modulation input of the quadrature modulator, the analog output of the second digital-to-analog converter is connected to the second modulation input, the third input of the quadrature modulator and the second input of the demodulator connected to each other are the input of the carrier oscillations of the radio transmitting device, the output of the quadrature modulator is connected to the input of the amplifier m

Description

Полезная модель относится к области радиотехники.The utility model relates to the field of radio engineering.

Для уменьшения уровня интермодуляционных искажений выходного радиосигнала радиопередающего устройства, вызванных нелинейными явлениями насыщения и амплитудно-фазового преобразования в усилителе мощности, известно использование предыскажающего линеаризатора, который включается на радиочастотном входе усилителя мощности.To reduce the level of intermodulation distortion of the output signal of the radio transmitting device caused by non-linear phenomena of saturation and amplitude-phase conversion in the power amplifier, it is known to use a predistorting linearizer that is turned on at the radio frequency input of the power amplifier.

Наиболее близким техническим решением является Формирователь радиосигналов с цифровым линеаризатором по схеме патента РФ №2438241, который содержит блок цифровой обработки сигналов, цифровой линеаризатор, два цифро-аналоговых преобразователя и квадратурный модулятор, включаемых на входе линеаризируемого усилителя мощности. В таком радиопередающем устройстве цифровой линеаризатор вносит в массив кодов модулирующего сигнала предыскажения, компенсирующие нелинейные искажения радиосигнала в усилителе мощности.The closest technical solution is a Radio signal shaper with a digital linearizer according to the scheme of RF patent No. 2438241, which contains a digital signal processing unit, a digital linearizer, two digital-to-analog converters and a quadrature modulator, which are switched on at the input of the linearized power amplifier. In such a radio transmitting device, the digital linearizer introduces predistortions into the code array of the modulating signal to compensate for the nonlinear distortion of the radio signal in the power amplifier.

Однако радиопередающее устройство с предварительно настроенным линеаризатором на входе усилителя мощности по схеме прототипа не может обеспечивать высокого качества линеаризации в условиях вариаций нелинейных характеристик усилителя, обусловленных изменением температурного режима активного элемента, его питающих напряжений и параметров окружающей среды, так как не имеет обратной связи и учитывает лишь начальные настройки.However, a radio transmitting device with a pre-configured linearizer at the input of the power amplifier according to the prototype scheme cannot provide high quality linearization under conditions of variations in the non-linear characteristics of the amplifier due to changes in the temperature regime of the active element, its supply voltages and environmental parameters, since it does not have feedback and takes into account only the initial settings.

Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей радиопередающего устройства с цифровым линеаризатором на входе усилителя мощности для автоматической адаптации его к изменениям нелинейных характеристик усилителя мощности.The technical task of the utility model is to expand the functionality of a radio transmitting device with a digital linearizer at the input of a power amplifier to automatically adapt it to changes in the nonlinear characteristics of a power amplifier.

Техническим результатом использования полезной модели является снижение интермодуляционных искажений выходного сигнала, увеличение средней выходной мощности и повышение коэффициента полезного действия усилителя мощности в радиопередающем устройстве с изменяющимися параметрами нелинейных характеристик усилителя, который достигается тем, что известное радиопередающее устройство с адаптивной коррекцией линейности, содержащее блок цифровой обработки сигналов, цифровой линеаризатор, первый и второй цифро-аналоговыу преобразователи, квадратурный модулятор и усилитель мощности, снабжено направленным ответвителем, демодулятором, первым и вторым аналого-цифровыми преобразователями, первым и вторым блоками вычисления отсчетов, первым и вторым блоком преобразования Фурье, вычислителем критерия качества, регистром порога и адаптационным процессором, причем вход блока цифровой обработки сигналов является информационным входом Радиопередающего устройства, первый цифровой выход блока цифровой обработки сигналов подключен к соединенным между собой первым входам цифрового линеаризатора и первого блока вычисления отсчетов, второй цифровой выход блока цифровой обработки сигналов подключен к соединенным между собой вторым входам цифрового линеаризатора и первого блока вычисления отсчетов, первый цифровой выход линеаризатора соединен с цифровым входом первого цифро-аналогового преобразователя, второй цифровой выход линеаризатора - с цифровым входом второго цифро-аналогового преобразователя, аналоговый выход первого цифро-аналогового преобразователя соединен с первым модуляционным входом квадратурного модулятора, аналоговый выход второго цифро-аналогового преобразователя - со вторым модуляционным входом, соединенные между собой третий вход квадратурного модулятора и второй вход демодулятора являются входом несущего колебания Радиопередающего устройства, выход квадратурного модулятора соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом направленного ответвителя, первый выход которого является радиочастотным выходом Радиопередающего устройства, второй выход направленного ответвителя соединен с первым входом демодулятора, первый и второй выходы которого соединены со входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами второго блока формирования отсчетов соответственно, выход которого соединен со входом второго блока преобразования Фурье, выход которого соединен со вторым входом вычислителя критерия качества, вход первого блока преобразования Фурье соединен с выходом первого блока формирования отсчетов, выход первого блока преобразования Фурье соединен с первым входом вычислителя критерия качества, третий вход вычислителя критерия качества соединен с выходом регистра порога, вход которого является входом порога Радиопередающего устройства, выход вычислителя критерия качества соединен с входом адаптационного процессора, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым параметрическими входами цифрового линеаризатора соответственно.The technical result of using the utility model is to reduce the intermodulation distortion of the output signal, increase the average output power and increase the efficiency of the power amplifier in a radio transmitter with variable non-linear characteristics of the amplifier, which is achieved by the fact that the known radio transmitter with adaptive linearity correction, containing a digital processing unit signals, digital linearizer, first and second digital-to-analogue converter and, the quadrature modulator and power amplifier, is equipped with a directional coupler, demodulator, first and second analog-to-digital converters, first and second blocks for calculating samples, first and second blocks for Fourier transform, calculator of the quality criterion, threshold register and adaptive processor, and the input of the digital block signal processing is the information input of the radio transmitting device, the first digital output of the digital signal processing unit is connected to the first digital inputs connected to each other a new linearizer and a first sample calculation unit, the second digital output of the digital signal processing unit is connected to interconnected second inputs of the digital linearizer and the first sample calculation unit, the first digital output of the linearizer is connected to the digital input of the first digital-to-analog converter, the second digital output of the linearizer is connected to digital input of the second digital-to-analog converter, the analog output of the first digital-to-analog converter is connected to the first modulation input of the quad urn modulator, the analog output of the second digital-to-analog converter - with a second modulation input, the third input of the quadrature modulator and the second input of the demodulator connected to each other are the input of the carrier oscillation of the Radio transmitting device, the output of the quadrature modulator is connected to the input of the power amplifier, the output of which is connected to the input of the directional coupler the first output of which is the radio frequency output of the Radio Transmitting Device, the second output of the directional coupler is connected to the first the input of the demodulator, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converters, respectively, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the second sampling unit, respectively, whose output is connected to the input of the second Fourier transform unit, the output of which is connected to the second input quality criterion calculator, the input of the first Fourier transform unit is connected to the output of the first sampling unit, the output of the first Fourier transform unit is connected to the first input of the quality criterion calculator, the third input of the quality criterion calculator is connected to the output of the threshold register, the input of which is the threshold input of the Radio Transmitting Device, the output of the quality criterion calculator is connected to the input of the adaptation processor, the first and second outputs of which are connected to the third and fourth parametric inputs of the digital linearizer, respectively .

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показана блок-схемаThe essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a block diagram.

Радиопередающее устройство с адаптивной коррекцией линейности содержит блок цифровой обработки сигналов 1, вход 1 которого является информационным входом радиопередающего устройства, первый и второй цифровые выходы и блока цифровой обработки сигналов 1 соединены с первым и вторым цифровыми входами соответственно цифрового линеаризатора 2, первый и второй цифровые выходы которого подключены к цифровым входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4 соответственно, аналоговые выходы этих преобразователей соединены с первым и вторым модуляционными входами квадратурного модулятора 5, выход которого соединен с входом усилителя мощности 6, соединенные между собой опорные входы Вход3 модулятора 5 и Вход2 демодулятора являются входом внешнего опорного сигнала несущей частоты радиопередающего устройства, выход усилителя мощности 6 соединен с входом направленного ответвителя 7, первый выход которого является радиочастотным выходом Радиопередающего устройства, второй выход направленного ответвителя 7 соединен с первым входом демодулятора 8, первый и второй выходы демодулятора 8 соединены соответственно со входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей 9 и 10, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго блока вычисления отсчетов 11, выход второго блока вычисления отсчетов 11 соединен с входом второго блока преобразования Фурье 12, выход которого подсоединен к второму входу блока вычисления критерия качества 13. Первый и второй выходы блока цифровой обработки сигналов 1 соединены с первым и вторым входами блока вычисления отсчетов 14, выход которого подключен к входу первого блока преобразования Фурье 15, выход которого соединен с первый входом вычисления критерия качества 13, выход блока вычисления критерия качества 13 подключен к входу адаптационного процессора 16, первый и второй выходы которого подсоединены к третьему и четвертому параметрическим входам соответственно цифрового линеаризатора 2, при этом третий вход блока вычисления критерия качества 13 подключен выход регистра порога 17, вход которого является пороговым входом радиопередающего устройства.A radio transmitting device with adaptive linearity correction comprises a digital signal processing unit 1, input 1 of which is an information input of a radio transmitting device, the first and second digital outputs and digital signal processing unit 1 are connected to the first and second digital inputs of digital linearizer 2, respectively, the first and second digital outputs which are connected to the digital inputs of the first and second digital-to-analog converters 3 and 4, respectively, the analog outputs of these converters are connected to the first and second modulation inputs of the quadrature modulator 5, the output of which is connected to the input of the power amplifier 6, the connected reference inputs Input3 of the modulator 5 and Input2 of the demodulator are the input of the external reference signal of the carrier frequency of the radio transmitting device, the output of the power amplifier 6 is connected to the input of the directional coupler 7, the first output of which is the radio frequency output of the Radio Transmitting Device, the second output of the directional coupler 7 is connected to the first input of the demodulator 8, the first and second the moves of the demodulator 8 are connected respectively to the inputs of the first and second analog-to-digital converters 9 and 10, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the second block of calculation of samples 11, the output of the second block of calculation of samples 11 is connected to the input of the second Fourier transform block 12, the output of which connected to the second input of the unit for calculating the quality criterion 13. The first and second outputs of the digital signal processing unit 1 are connected to the first and second inputs of the unit for calculating samples 14, the output of which is is connected to the input of the first Fourier transform block 15, the output of which is connected to the first input of the calculation of the quality criterion 13, the output of the block of the calculation of the quality criterion 13 is connected to the input of the adaptation processor 16, the first and second outputs of which are connected to the third and fourth parametric inputs of the digital linearizer 2, wherein the third input of the block for calculating the quality criterion 13 is connected to the output of the threshold register 17, the input of which is the threshold input of the radio transmitting device.

Радиопередающее устройство с адаптивной коррекцией линейности работает следующим образом.A radio transmitting device with adaptive linearity correction works as follows.

Входной цифровой сигнал в виде последовательности передаваемых бит информации, поступает на вход блока 1 цифровой обработки сигналов. На основе комбинаций входного кода, способа кодирования информации и с учетом требований к сглаживанию фронтов манипуляции фазы и амплитуды, на первом и втором выходах блока 1 формируются бинарные потоки квадратурных видеосигналов I₀ и Q₀, которые поступают на сигнальные входы Вх1 и Вх2 цифрового линеаризатора 2.The input digital signal in the form of a sequence of transmitted bits of information is fed to the input of digital signal processing unit 1. Based on combinations of the input code, the method of encoding information, and taking into account the requirements for smoothing the edges of phase and amplitude manipulation, binary streams of quadrature video signals I ₀ and Q ₀ are generated at the first and second outputs of block 1, which are fed to the signal inputs Bx1 and Bx2 of the digital linearizer 2 .

Назначение линеаризатора 2 - внесение предыскажений, компенсирующих искажения, вызванные амплитудной компрессией и амплитудно-фазовой конверсией в усилителе мощности. Цифровой линеаризатор 2 на своих выходах формирует два информационных потока I и Q в соответствии с выражениями:The purpose of linearizer 2 is to introduce predistortions that compensate for distortions caused by amplitude compression and amplitude-phase conversion in a power amplifier. Digital linearizer 2 at its outputs generates two information flows I and Q in accordance with the expressions:

где K(A₀) - функция предыскажения амплитуды,

- поток отсчетов ординат модулирующего сигнала, Δ_φ(A₀) - функция предыскажения амплитудно зависимого фазового сдвига, вносимого линеаризатором 2.where K (A ₀ ) is the amplitude predistortion function,

is the stream of samples of the ordinates of the modulating signal, Δ _φ (A ₀ ) is the predistortion function of the amplitude-dependent phase shift introduced by linearizer 2.

Если функция предыскажения амплитуды выбрана по соотношению K(A₀)=1-a(1-A₀ ²), то при фиксированном значении параметра адаптации 0≤a≤1 в линеаризаторе 2 заполняется таблица корректирующих коэффициентов K(A₀) при значениях 0≤A₀≤1, причем максимальному значению A₀=1 соответствует максимальное значение отсчета сигнала с предыскажением. Значение параметра а поступает на параметрический вход Вх3 линеаризатора 2 от адаптационного процессора 16.If the amplitude predistortion function is selected by the relation K (A ₀ ) = 1- a (1-A ₀ ² ), then for a fixed value of the adaptation parameter 0≤ a ≤1 in the linearizer 2, the table of correction coefficients K (A ₀ ) is filled in with values 0 ≤A ₀ ≤1, and the maximum value of A ₀ = 1 corresponds to the maximum value of the signal count with pre-emphasis. The value of the parameter a is fed to the parametric input B3 of the linearizer 2 from the adaptation processor 16.

На выходе первого блока вычисления отсчетов формируется поток отсчетов передаваемого видеосигнала A₀, отрезки которого на выходе первого блока преобразования Фурье 15 преобразуются в массив опорного спектра модулирующего сигнала F₀, поступающий на первый вход блока вычисления критерия качества 13.At the output of the first block for calculating the samples, a stream of samples of the transmitted video signal A _{0 is formed} , the segments of which at the output of the first block of the Fourier transform 15 are converted into an array of the reference spectrum of the modulating signal F ₀ received at the first input of the block for calculating the quality criterion 13.

Если функция предыскажения фазового сдвига Δ_φ(A₀) выбрана по соотношениюIf the phase shift predistortion function Δ _φ (A ₀ ) is selected by the relation

Δ_φ(A₀)=0.5π·b·(A₀·K(A₀))², то при фиксированном значении параметра адаптации b в цифровом линеаризаторе 2 заполняются таблицы корректирующих коэффициентов. Значение параметра b поступает на параметрический вход Вх4 линеаризатора 2 от адаптационного процессора 16, а его знак противоположен знаку амплитудно-фазовой конверсии в усилителе мощности 6.Δ _φ (A ₀ ) = 0.5π · b · (A ₀ · K (A ₀ )) ² , then for a fixed value of the adaptation parameter b in the digital linearizer 2, the tables of correction factors are filled. The value of the parameter b goes to the parametric input B4 of the linearizer 2 from the adaptation processor 16, and its sign is opposite to the sign of the amplitude-phase conversion in the power amplifier 6.

Потоки I и Q цифровых отсчетов предыскаженного по амплитуде и по фазе модулирующего сигнала с первого и второго выходов цифрового линеаризатора 2 преобразуются в цифро-аналоговых преобразователях 3 и 4 в аналоговые напряжения, которые являются модулирующими сигналами I(t) и Q(t) на первом и втором входах квадратурного модулятора 5, где передаваемая информация переносится на несущую частоту. Внешнее опорное колебание с несущей частотой f₀ поступает на опорный вход Вх3 модулятора 5, а на его выходе формируется предыскаженный радиосигнал в соответствии с выражением:The streams I and Q of digital samples of a modulated signal pre-distorted in amplitude and phase from the first and second outputs of the digital linearizer 2 are converted in digital-to-analog converters 3 and 4 into analog voltages, which are modulating signals I (t) and Q (t) on the first and the second inputs of the quadrature modulator 5, where the transmitted information is transferred to the carrier frequency. An external reference oscillation with a carrier frequency f _{0 is} supplied to the reference input B3 of the modulator 5, and a pre-distorted radio signal is generated at its output in accordance with the expression:

где

- амплитуда, φ(t)=arctg[Q(t)/I(t)] - вариация фазы несущего колебания сигнала, поступающего на вход усилителя мощности 6.Where

- amplitude, φ (t) = arctan [Q (t) / I (t)] - phase variation of the carrier wave of the signal fed to the input of the power amplifier 6.

Усилитель 6 для достижения наибольшей выходной мощности и максимального к.п.д. функционирует в нелинейном режиме, близком к насыщению. Однако усиление мощности в таком режиме сопровождается амплитудными искажениями сигнала - амплитудной компрессией и амплитудно-фазовой конверсией. Именно эти искажения компенсируются за счет предыскажения сигнала в линеаризаторе 2.Amplifier 6 to achieve the highest output power and maximum efficiency operates in a nonlinear mode close to saturation. However, power amplification in this mode is accompanied by amplitude distortion of the signal — amplitude compression and amplitude-phase conversion. It is these distortions that are compensated by predistorting the signal in the linearizer 2.

Для достижения эффекта адаптации к изменениям параметров усилителя 6 часть его выходной мощности со второго выхода направленного ответвителя 7 подается на сигнальный вход Вх1 демодулятора 8, на опорный вход Вх2 которого подключен опорный сигнал несущей частоты f₀. Демодулятор 8 представляет собой известную схему когерентного детектора с выделением синфазного I₁(t) и квадратурного Q₁(t) сигналов на первом и втором выходах соответственно (см., например, книгу Б.Скляр «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение». Изд. 2-е, испр.: пер. с англ. - М., Издательский дом «Вильямс», 2003, стр.217, рисунок 4.12).To achieve the effect of adapting to changes in the parameters of the amplifier 6, part of its output power from the second output of the directional coupler 7 is fed to the signal input Bx1 of the demodulator 8, to the reference input Bx2 of which a reference signal of the carrier frequency f ₀ is connected. Demodulator 8 is a well-known coherent detector circuit with the extraction of in-phase I ₁ (t) and quadrature Q ₁ (t) signals at the first and second outputs, respectively (see, for example, the book B. Sklyar “Digital Communication. Theoretical Foundations and Practical Applications” 2nd ed., Rev .: translated from English - M., Williams Publishing House, 2003, p. 217, Figure 4.12).

Выходные сигналы I₁(t) и Q₁(t) демодулятора 8 в первом и втором аналого-цифровых преобразователях 9 и 10 соответственно создают цифровые потоки I₁ и Q₁, которые поступают соответственно на первый и второй входы второго блока формирования отсчетов 11, на выходе которого формируется поток отсчетов выходного сигнала

. На выходе второго блока преобразования Фурье 12 отрезки потока данных A₁ преобразуются в массив амплитудного спектра мощности выходного сигнала F₁, поступающий на второй вход Вх2 вычислителя критерия качества 13. На первый вход Вх1 вычислителя 13 поступает массив неискаженного спектра мощности модулирующего сигнала F₀ с выхода первого блока преобразования Фурье 15.The output signals I ₁ (t) and Q ₁ (t) of the demodulator 8 in the first and second analog-to-

digital converters

9 and 10, respectively, create digital streams I ₁ and Q ₁ , which are received respectively at the first and second inputs of the second block of formation of samples 11, at the output of which a stream of samples of the output signal is formed

. At the output of the second Fourier transform unit 12, the segments of the data stream A _{1 are} converted into an array of the amplitude power spectrum of the output signal F ₁ supplied to the second input Вх2 of the quality criterion 13. The first input Вх1 of the calculator 13 receives an array of the undistorted power spectrum of the modulating signal F ₀ from the output first Fourier transform block 15.

В вычислителе 13 массивы F₀ и F₁ нормируются по максимальному значению и отсчеты массива F₀ вычитаются из отсчетов массива F₁ с теми же значениями частоты. Полученный массив отсчетов Δ=F₁-F₀ определяет мощность мешающих спектральных составляющих, появившихся в выходном сигнале усилителя 6. Их сумма является нормированной суммарной мощностью интермодуляционных искажений выходного сигнала и принимается в качестве критерия качества М. Значение L порога допустимых значений критерия качества записано в регистре порога 17 при первичной настройке через пороговый вход радиопередающего устройства Вход3.In the calculator 13, the arrays F ₀ and F ₁ are normalized to the maximum value and the samples of the array F ₀ are subtracted from the samples of the array F ₁ with the same frequency values. The resulting array of samples Δ = F ₁ -F ₀ determines the power of the interfering spectral components that appear in the output signal of the amplifier 6. Their sum is the normalized total power of the intermodulation distortion of the output signal and is taken as a quality criterion M. The value L of the threshold of acceptable values of the quality criterion is written in threshold register 17 during initial setup through the threshold input of the radio transmitting device Input3.

Если значение критерия М при очередном сеансе проверки качества линейности превысит значение порога L, то логический сигнал с выхода вычислителя 13, поступающий на вход адаптационного процессора 16, запускает процедуру адаптивной подстройки параметров оптимизации в блоке 16.If the value of the criterion M during the next session of checking the quality of linearity exceeds the value of the threshold L, then the logic signal from the output of the calculator 13, which is input to the adaptation processor 16, starts the adaptive adjustment of optimization parameters in block 16.

Адаптация производится при помощи процессора 16 и вычислителя 13 на протяжении нескольких циклов итерационного процесса. При первичной настройке процессора 16 задаются начальные значения параметров a ₀ и b₀ в середине его разрядной сетки. Производится i=8 пробных шагов отклонений сочетания параметров (a, b) от исходного с вычислением значений M_i на каждом из них. Наименьшее значение M_i определяет направление градиента, по которому достижение оптимального сочетания (a _опт, b_опт) займет наименьшее количество шагов. Полученное сочетание (a, b) принимается в качестве исходного на очередном цикле итерации. Если пробные шаги не приводят к уменьшению значения критерия по сравнению с исходным, то уменьшается вдвое величина шага по оптимизируемым параметрам. Процесс адаптации заканчивается, если после очередного цикла итерационного процесса значение критерия М становится меньше заданного в регистре 17 порога L или, если шаг вариации параметров станет равным младшему значащему разряду параметра в процессоре 16. Найденные значения a _опт, и b_опт сохраняются на первом и втором выходах адаптационного процессора 16 до следующего сеанса адаптации.Adaptation is performed using processor 16 and calculator 13 over several cycles of the iterative process. In the initial setup of the processor 16, the initial values of the parameters a ₀ and b _{0 are set} in the middle of its bit grid. Produced i = 8 trial steps deviations of the combination of parameters ( a , b) from the original with the calculation of the values of M _i on each of them. The smallest value of M _i determines the direction of the gradient along which the achievement of the optimal combination ( a _opt , b _opt ) will take the least number of steps. The resulting combination ( a , b) is taken as the source in the next iteration loop. If the trial steps do not lead to a decrease in the value of the criterion in comparison with the initial one, then the step size by optimized parameters is halved. The adaptation process ends if, after the next cycle of the iterative process, the value of the criterion M becomes less than the threshold L specified in the register 17, or if the parameter variation step becomes equal to the least significant digit of the parameter in the processor 16. The found values of a _opt and b _opt are stored on the first and second the outputs of the adaptation processor 16 until the next adaptation session.

Работоспособность полезной модели подтверждена результатами имитационных испытаний радиопередающего устройства с адаптивной коррекцией линейности. В них усилитель мощности 6 был представлен известными из литературы нормированными характеристиками амплитудной компрессии U₁=U₀/(1+U₀ ²) и амплитудно-фазовой конверсии φ₁=cU₀ ²/(1+U₀ ²), аппроксимирующими результаты измерения параметров СВЧ усилителя на лампе бегущей волны (см. например, книгу «Спутниковая связь и вещание»: справочник. - 3-е изд., под. ред. Л.Я.Кантора. - М.: Радио и связь, 1997, стр.87, рис.4.1 и рис.4.2) и паспортные данные серийных усилительных приборов, в которых параметр с<0 соответствует фазовому сдвигу до 40 угловых градусов при максимальной мощности в точке насыщения. Адаптационный процесс позволяет за 4-6 итерационных циклов или увеличить критерий качества до допустимого значения, когда суммарная мощность интермодуляционных компонент спектра не более -15 дБ от мощности полезного сигнала, или уменьшить величину очередного итерационного шага по параметрам адаптации до 1% от их максимального значения.The efficiency of the utility model is confirmed by the results of simulation tests of a radio transmitting device with adaptive linearity correction. In them, the power amplifier 6 was represented by the standardized characteristics of amplitude compression U ₁ = U ₀ / (1 + U ₀ ² ) and amplitude-phase conversion φ ₁ = cU ₀ ² / (1 + U ₀ ² ) known from the literature, approximating the measurement results parameters of a microwave amplifier on a traveling wave lamp (see, for example, the book "Satellite Communications and Broadcasting": a reference book. - 3rd ed., edited by L. Ya. Kantora. - M.: Radio and Communications, 1997, p. .87, Fig. 4.1 and Fig. 4.2) and the passport data of serial amplification devices in which the parameter c <0 corresponds to a phase shift of up to 40 angular degrees at max ln power at the saturation point. The adaptation process allows for 4-6 iteration cycles to either increase the quality criterion to an acceptable value when the total power of the intermodulation components of the spectrum is no more than -15 dB of the power of the useful signal, or reduce the size of the next iterative step according to adaptation parameters to 1% of their maximum value.

Использование полезной модели обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства за счет введения адаптации параметров цифрового линеаризатора. Технический результат получается в виде адаптивного снижения до допустимого уровня интермодуляционных искажений сигнала в усилителе мощности радиопередающего устройства при сохранении максимальной полезной мощности и высокого коэффициента полезного действия в условиях изменения нелинейных характеристик усилителя.Using the utility model provides the expansion of the device’s functionality by introducing adaptation of the parameters of the digital linearizer. The technical result is obtained in the form of an adaptive reduction to an acceptable level of intermodulation distortion of the signal in the power amplifier of the radio transmitting device while maintaining maximum net power and high efficiency in the face of changing non-linear characteristics of the amplifier.

Claims

A radio transmitting device with adaptive linearity correction, comprising a digital signal processing unit, a digital linearizer, a first and second digital-to-analog converters, a quadrature modulator and a power amplifier, characterized in that it is equipped with a directional coupler, a demodulator, the first and second analog-to-digital converters, the first and second blocks of calculation of samples, the first and second block of the Fourier transform, the calculator of the quality criterion, the threshold register and the adaptation processor, and input b the digital signal processing unit is the information input of the radio transmitting device, the first digital output of the digital signal processing unit is connected to the interconnected first inputs of the digital linearizer and the first sample calculation unit, the second digital output of the digital signal processing unit is connected to the interconnected second inputs of the digital linearizer and the first block calculation samples, the first digital output of the linearizer is connected to the digital input of the first digital-to-analog converter, in the second digital output of the linearizer is connected to the digital input of the second digital-to-analog converter, the analog output of the first digital-to-analog converter is connected to the first modulation input of the quadrature modulator, the analog output of the second digital-to-analog converter is connected to the second modulation input, the third input of the quadrature modulator and the second input of the demodulator connected to each other are the input of the carrier oscillations of the radio transmitting device, the output of the quadrature modulator is connected to the input of the amplifier m sensitivity, the output of which is connected to the input of the directional coupler, the first output of which is the radio frequency output of the radio transmitting device, the second output of the directional coupler is connected to the first input of the demodulator, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converters, respectively, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the second block of the formation of samples, respectively, the output of which is connected to the input of the second block of the Fourier transform, the output of which the second is connected to the second input of the quality criterion calculator, the input of the first Fourier transform block is connected to the output of the first sampling block, the output of the first Fourier transform block is connected to the first input of the quality criterion calculator, the third input of the quality criterion calculator is connected to the output of the threshold register, the input of which is the input threshold of the radio transmitting device, the quality criterion calculator estimates the level of nonlinear distortion in the power amplifier, the output of the quality criterion calculator is connected to the input of the adaptation processor, which calculates the optimal pre-emphasis parameters for the digital linearizer, the first and second outputs of the adaptation processor are connected to the third and fourth parametric inputs of the digital linearizer, respectively.