一種曲線擬合實現調製預畸變的方法
2023-06-11 11:41:31
專利名稱：一種曲線擬合實現調製預畸變的方法
技術領域：
本發明涉及一種改善矢量調製信號性能的方法，特別是涉及一種通過曲線擬合實
現調製預畸變的方法。
背景技術：
目前，矢量調製信號已經廣泛應用於軍民通信系統，而矢量調製信號源是產生矢 量調製信號的最主要的儀器，已經成為科研和生產中必不可少的儀器。矢量調製信號源產 生的矢量調製信號的性能直接影響通信信息的質量，目前國內市場上還沒有自主研發的矢 量調製信號源，國外現有銷售的矢量調製信號源產生的矢量調製信號是由兩路分別正交的 載波信號和基帶信號經過正交調製器相加得到的，由於調製器均採用現有的元器件，受各 種工藝影響，調製器不可能作成完全理想的正交，因此即使輸入基帶信號無直流成分，而調 制的結果中卻含有本振信號分量，從而導致輸出的矢量調製信號發生原點偏移，產生矢量 調製失真，這種由於調製器自身非理想性產生的原點偏移是一種不可避免的，目前國內使 用的矢量調製信號源均為直接引進國外現有產品，其硬體電路已經成形，無法再進行任何 改動，而其軟體部分也屬於技術秘密，同時受到電子技術瓶頸的限制，再改進調製器的性能 成本非常高，通過改變調製器的性能來抑制原點偏移帶來的矢量調製失真已經越來越困
難。因此有必要研究出一種改善矢量調製質量，提高調製準確度的方法。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術中直接引進矢量信號源無法改動硬體電路，以 及調製器自身非理想性引入的矢量調製信號失真的不足，而提出一種曲線擬合實現調製預 畸變的方法。 本發明的技術方案為 —種曲線擬合實現調製預畸變的方法，包括如下步驟 1)在基帶雙路任意波形發生器上輸入數據I(n) = Acos(2Jin/k)， Q(n)= Asin (2 Ji n/k)以產生基帶信號，其中A為常量，是信號幅度值對應的數字量，k為正整數，是 總的取樣點數，一般取10以上的值即可；n取正整數，為取樣點序號，取值為n二0，1，2…… k-l ; 2)將基帶調製信號和載波信號加入到矢量調製器上； 3)每設定一對I(n)和Q(n)後就測量一次已調波的信號電平，相應記為b (n);
4)將原點偏移對應的矢量折算到用基帶的數字量表示的複平面上為(ax， ay)，則
有=麵)—oJ + (e(")-"J ; 5)根據所得的k組1 (n) ， Q(n) ， b(n) ， n = 0， 1，2 k-l和
一^^/(/W-"J的關係，採用最小均方根誤差進行曲線擬合，得到在此依 據下最優的(ax， ay);
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6)將序列[P(n)+ax， R(n)+ay]加到基帶雙路任意波形發生器上，得到基帶信號的 預畸變； 7)將個預畸變的基帶信號加到帶有原點偏移特性的矢量調製器上。
其中，所述的A為2的DAC數據線寬次冪的1/2 1/4。 本發明通過對基帶信號進行調製預畸變的方法，即對基帶信號進行預先補償，然 後再輸入到調製器上的方法，有效改善矢量調製質量，抵制原點偏移帶來的調製失真。
具體實施例方式
由於調製器自身的原因等因素，雖然調製的基帶信號無直流成分，而調製的結果 中卻含有本振信號分量，這就是矢量信號原點發生了偏移。修正原點偏移的辦法是把容易 實現控制的基帶IQ信號預畸變，抵消調製的原點偏移。從頻譜上看，原點偏移會使調製結 果的頻率成分中含有較大的載波信號，通過測量已調信號載波頻率成分的幅度來確定原點 偏移修正的好壞程度。 曲線擬合法實現調製信號預畸變的原理是，首先假設調製器的原點偏移為i。，基
帶調製信號為i,，已調信號為為，則有為=4 + 4 ，由於原點偏移為A是一個工程技術原因引
入的誤差:
-般地符合
<<
及
，即矢量為旋轉一周時，矢量為也大約旋轉一 周。在圓周上取一些列矢量點，記為i,，對應測量l A i，再運用曲線擬合的方法就可以得到i。 。在未來的基帶調製信號中就可以減去i。，達到原點偏移修正的目的。 曲線擬合法實現調製信號預畸變的方案是第一基帶調製信號由雙路任意波形產 生器產生I 、 Q基帶信號，方法是根據DAC數據線寬度適當設定輸入數字序列，第二直接由DA 變換產生基帶調製信號的模擬信號波形；載波由外部提供，要求載波頻譜特性優良，特別是 相位噪聲要求較高；第三基帶調製信號和載波信號加入到矢量調製器上，完成矢量調製過 程；第四根據基帶設定值，測量相應調製信號電平；第五運用最小均方根誤差法曲線擬合 得到原點偏移量；第六將預畸變的基帶信號加到帶有原點偏移特性的矢量調製器上從而實 現調製預畸變，提高調製質量，由於基帶調製信號由雙路任意波形產生器產生，可以實現波 形的任意控制，從而達到預畸變等多種功能。 根據技術方案，基帶信號曲線擬合預畸變的具體實施方法是1、在基帶雙路任意 波形上輸入數據I(n) = Acos(2Jin/k)， Q(n) = Asin(2 n/k)，其中A為常量，是信號幅 度值對應的數字量，可以依據任意波形發生器的DAC數據線寬來適當設定，一般A為2的 DAC數據線寬次冪的1/2 1/4， k為正整數，是總的取樣點數，一般取10以上的值即可； n取正整數，為取樣點序號，取值為n = 0， 1， 2……k-l ;2、基帶調製信號和載波信號加入 到矢量調製器上；3、每設定一對I(n)和Q(n)後就測量一次已調波的信號電平，相應記為 b(n) ;4、設原點偏移對應的矢量折算到用基帶的數字量表示的複平面上為(ax， ay)，則有
formula see original document page 45、根據所得的k組I(n)， Q(n)， b(n)， n = 0，1，2……
formula see original document page 4系，採用最小均方根誤差進行曲線擬合，即可得
到在此依據下最優的(ax， ay) ;6、正常調製時，如需要產生的理想基帶信號序列為[P(n)， R(n)]，則只需將序列[P(n)+ax， R(n)+ay]加到基帶雙路任意波形發生器上，實現基帶信號預畸變；7、這個預畸變的基帶信號加到帶有原點偏移特性的矢量調製器上，最後輸出的效果將等效於理想基帶信號加到理想矢量調製器上的效果，從而實現了原點偏移的修正。
本發明所用的任意波形發生器由存儲器、時鐘控制及存儲控制等部分組成。存儲器由高速存儲部分和大容量部分兩部分組成。其中高速存儲部分用於存儲頻率較高波形變化少的信號，這種信號符號較短，周期性重複頻率高，為達到時鐘高速目的，該部分直接置於可編程邏輯的之內，因此也就限制了其容量；大容量部分用於存儲頻率較低波形變化多的信號，這種信號符號較長，周期性重複頻率低，如偽隨機調製PN23的數十個狀態的低速重複時的情況，單個的任意波形脈衝調製的情況。為達到大容量目的，該部分只能置於可編程邏輯的之外，需要通過外部線路進行連接。 時鐘控制部分提供一個控制埠 ，設定控制埠的控制字，可以得到多種時鐘信號，滿足不同情況下的需求。在存儲容量許可的情況下，儘可能採用較多的採樣點數，同時採用較高的時鐘頻率，這樣輸出的波形將更加精確。多種時鐘信號為調節採樣點數和採樣頻率提供了較大的靈活性，為任意波形輸出提供方便。 存儲控制有埠控制和採樣點數控制兩部分，埠控制用於控制存儲器的數據端和地址端。波形寫入時，將存儲器的數據端和地址端設定為與CPU相連，CPU依次改變存儲器的地址將波形有數據端寫入存儲器；產生波形時將存儲器的數據端與DAC相連，地址端與由時鐘驅動的地址計數器相連，時鐘驅動地址計數器，輸出信號波形的各數據點。採樣點數控制端與地址計數器相接，當計數器達到所設定的採樣點數時，自動將地址計數器清零，然後再次重複。 採用本發明曲線擬合實現調製預畸變的方法是標準矢量調製信號源的設計關鍵，由此完成的標準矢量調製信號源設計，彌補了目前我國自主研發矢量調製信號源的空白，標準矢量調製信號源應用於矢量調製信號校準裝置中，為實現各種具有矢量調製信號分析功能的矢量信號分析儀、無線電綜合測試儀、數字移動通信綜合測試儀等各種儀器儀表的校準提供基礎。
權利要求
一種曲線擬合實現調製預畸變的方法，其特徵在於，包括如下步驟1)在基帶雙路任意波形發生器上輸入數據I(n)＝Acos(2πn/k)，Q(n)＝Asin(2πn/k)以產生基帶信號，其中A為常量，是信號幅度值對應的數字量，k為正整數，是總的取樣點數，取10以上的值即可；n取正整數，為取樣點序號，取值為n＝0，1，2……k-1；2)將基帶調製信號和載波信號加入到矢量調製器上；3)每設定一對I(n)和Q(n)後就測量一次已調波的信號電平，相應記為b(n)；4)將原點偏移對應的矢量折算到用基帶的數字量表示的複平面上為(ax，ay)，則有 b ( n )= ( I (n) - ax )2 + ( Q (n) - ay )2 ; 5)根據所得的k組I(n)，Q(n)，b(n)，n＝0，1，2……k-1和的關係，採用最小均方根誤差進行曲線擬合，得到在此依據下最優的(ax，ay)；6)將序列[P(n)+ax，R(n)+ay]加到基帶雙路任意波形發生器上，得到基帶信號的預畸變；7)將個預畸變的基帶信號加到帶有原點偏移特性的矢量調製器上。FSA00000014332300012.tif
2.如權利要求1所述的一種曲線擬合實現調製預畸變的方法，其特徵在於，所述的A為 2的DAC數據線寬次冪的1/2 1/4。
全文摘要
本發明涉及一種曲線擬合法實現調製信號預畸變的方法，包括第一基帶調製信號由雙路任意波形產生器產生I、Q基帶信號，第二直接由DA變換產生基帶調製信號的模擬信號波形；載波由外部提供，要求載波頻譜特性優良，特別是相位噪聲要求較高；第三基帶調製信號和載波信號加入到矢量調製器上，完成矢量調製過程；第四根據基帶設定值，測量相應調製信號電平；第五運用最小均方根誤差法曲線擬合得到原點偏移量；第六將預畸變的基帶信號加到帶有原點偏移特性的矢量調製器上從而實現調製預畸變，提高調製質量，由於基帶調製信號由雙路任意波形產生器產生，可以實現波形的任意控制，從而達到預畸變等多種功能。
文檔編號H03C3/02GK101789759SQ20101010911
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月11日 優先權日2010年2月11日
發明者任士卿, 卓豔紅, 吳遠伍, 李文意, 武衛平, 陳雲梅, 韓蕊 申請人:北京無線電計量測試研究所