利用导频的前馈线性功率放大方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种利用导频的前馈线功率放大方法及装置，利用系统本身的信号特点，从系统信号中抽出某种特有的信号做为第一环路的导频来实现的前馈式线性功放第一环路的抵消，同时给第二环路外加导频来实现前馈式线性功放第二环路的抵消，以及采用了最新的中频采样技术和数字信号处理器技术。与现有技术相比，具有简单、易于实现和大幅度降低成本的优势。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用导频的前馈线性功率放大方法及装置，特别是用于通信领域，尤其是多载波大容量移动通讯领域中对信号进行线性放大。射频功率放大器应用在各类通信和其它电子设备中。这种放大器由一个放大级或者多个级联的放大级构成，每一级都对信号加以放大。理想上，每一级中输入到输出的传输特性应该是线性的，但是，实际的情况不是这样。当输入频率不同的多载波信号时，由于器件的非线性，功率放大器输出特性是非线性的，这种非线性导致在放大器的输出端除了本身被放大的信号外，同时还产生称为“交调信号(交调信号IMDINTERMODULATION DISTORTION)”的假信号成分。如果基站把信号连同这种交调信号IMD同时从天线发射出去，会对通话的用户产生干扰、串话等现象，以及使功率放大器性能方面也产生有害的效应，因而交调信号IMD是有害的，不希望有的。所以我们应该找一种有效方法，通过一些措施，使多载波功放的输出的交调信号IMD控制在70dBc以下。线性功放技术是当今射频RF领域的一项热门技术，也是未来无线通信的一项关键技术，世界各大通信厂商和射频功率模块供应商都在进行这方面的研究。已经有很多种方法被研究出来并被申请为专利。在这些方法中，最被人们感兴趣的是自适应预失真技术(ADAPTIVEPREDITORTION LINEARIZE TECHNIQUE)和自适应前馈放大器技术(ADAPTIVE FEEDFORWARD LINEARIZE TECHNIQUE)。预失真方法是利用一个辅助失真源，产生一个辅助失真信号，类同于功率放大器发生的失真，将辅助信号以合适的幅度和相位加到功率放大器的输入端，使得功率放大器输出端上的失真被抵消掉。这一方法要求匹配好两种不同信号源的失真特性，因而限制了校正程度。前馈的方法并没有上面这种限制，它是分离出功率放大器所产生的失真，调节其幅度、相位和延迟，再加到功率放大器的输出中，以求得最大的失真抵消，交调信号IMD的抵消主要受限上述幅度和相位调节的准确度。我们专利技术的目的就是找到一种较好的方法来控制幅度和相位，使线性功放产生的交调信号IMD抵消到最小。应用前馈技术通常可使交调信号IMD的改善达到25～30dBc。在所有的线性化方法中，前馈技术的这种改善是最大的，因此得到了最广泛的应用。各种前馈技术大体可分成两类，一类是利用输入信号获得自适应控制矢量，其优点是成本低，结构简单。缺点是当输入信号幅度具有较大动态时会出现不稳定。当输入信号为零时则无法进行控制。另一类是加入导频信号。加入导频能有效克服不稳定的缺点，但也会带来一系列缺点(见下述分析)。如附图说明图1所示为带导频的前馈放大器工作原理图。图1中P1、P2分别为导频信号PILOT1、PILOT2；D1、D2、D3及D4为数字模拟转换器。MPA为主功率放大器，EPA为辅助功率放大器。从上图可以看到，我们把该系统分为三个部分第一环路、第二环路以及接收控制部分(从耦合器10、11出来到自动控制部分)。第一环路实现的功能主要是提取信号通过主功率放大器MPA产生的交调信号(IMD)，第二环路实现的功能是放大交调信号IMD并用它去抵消载波中的交调信号IMD，使输出的信号较为纯净。多载波信号226通过耦合器116把导频1(PILOT1，反映第一环路的载波抵消情况)耦合进来，并且通过分路器1分为两路送入第一环路，一路通过合路器2把导频2(PILOT2，反映第二环路的交调信号IMD抵消情况)耦合进来，再送入主功率放大器(图中MPA)4，这时MPA的输出信号118便有了杂散交调信号IMD，与从延迟器6送来的没有杂散的载波在合路器7回合，通过调节D1、D2矢量衰减器3的幅度和相位，使到达合路器7的两路信号幅度相等，相位相反，第一环路就提供给我们信号119，只含有交调信号IMD，精度主要取决于矢量衰减器的控制信号D1、D2的精细调节，而D1、D2的值取决于从耦合器11耦合出的信号中含有的导频1，通过窄带接收机接受通过自动控制装置进行处理后而得。所提取的交调信号IMD信号通过误差放大器13(辅助功率放大器，图中EPA)进行放大，通过合路器9和被放大过的带有交调信号IMD的载波进行抵消，得到被消除交调信号IMD的、被放大的载波信号121，其抵消精度通过窄带接收机接受导频2，送入自动控制装置处理来调节矢量衰减器12的控制信号D3、D4，使到达合路器9的交调信号IMD信号和载波信号中含有的交调信号IMD信号幅度相等，相位相反。此技术的缺点一由于第一环路之前就加入导频1，随着载波一起被送入第一环路和第二环路，这样，抵消不好的情况下，导频会随着载波一起送到天线，从而会对载波产生干扰、串话等现象。此技术的缺点二导频1、导频2加入环路后，很有可能和载波的频点重合，从而影响控制系统对误差信号的检波。有的现有技术针对次在控制方案中增加导频位置变换功能，来防止和载波频点重合，但增加了系统的复杂度以及影响了系统控制速度。此技术的缺点三采用模拟窄带接收机，速度低，生产稳定性差，精度低且不易调试，价格高等。在其它专利文献里，有采用固定导频的技术，由于我们所要求的线性功放有一定的频带宽度，载波分散在频带内的任意位置，这样，由于单音导频的注入仅仅在一个窄带宽度上提供出抵消交调信号的结果，并不能反映出总个频带的抵消情况。本专利技术的目的就是为了解决以上问题，提供一种利用导频的前馈线性功率放大装置及方法，减少由于导频的加入造成的载波产生干扰、串话等现象，易于实现，成本低。本专利技术实现上述目的的方案包括利用导频的前馈线性功率放大装置及方法。所述放大方法包括以下步骤将待放大的多载波信号送入第一环路；第一环路对所述多载波信号进行放大，变成放大的具有交调信号的多载波信号，并提取出其中的交调信号；将放大的具有交调信号的多载波信号和提取的交调信号分别送至第二环路第二环路对交调信号进行放大，并利用此信号抵消多载波信号中的交调信号，以产生线性放大的信号；其特征是对第一环路进行控制的方法为导频法，所需导频直接从待放大的多载波信号中提取，其步骤如下控制装置通过串口从基站获得全球移动通信系统GSM中的广播控制信道信号或码分多址系统中的导频信号的频点信息；根据从基站获得的上述频点信息，接收装置从第一环路中提取的交调信号中接收未被完全抵消的全球移动通信系统中的广播控制信道信号或码分多址系统中的导频信号；根据该信号的大小和相位对第一环路进行控制。所述利用导频的前馈线性功率放大装置包括第一环路、第二环路和接收、控制装置；所述第一环路用于对输入的待放大的多载波信号进行放大，变成放大的具有交调信号的多载波信号，并提取出其中的交调信号；所述第二环路用于对交调信号进行放大，并利用此信号抵消多载波信号中的交调信号，以产生线性放大的信号；其特征是第一环路的输入端直接与待放大的多载波信号相连；控制装置通过串口与基站相连，以获得全球移动通信系统中的广播控制信道信号或码分多址系统中的导频信号的频点信息；接收装置与第一环路相连，用于接收所提取的交调信号中未被完全抵消的全球移动通信系统中的广播控制信道信号或码分多址系统中的导频信号；所述控制装置与第一环路相连，用于根据接收装置所接收的信号的大小和相位对第一环路进行控制。由于采用了以上的方案，用载波本身本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用导频的前馈线性功率放大方法，用于将输入信号进行线性放大，包括以下步骤： 将待放大的多载波信号（２２６）送入第一环路； 第一环路对所述多载波信号进行放大，变成放大的具有交调信号（ＩＭＤ）的多载波信号（２２７），并提取出其中的交调信号（ＩＭＤ）； 将放大的具有交调信号（ＩＭＤ）的多载波信号（２２７）和提取的交调信号（ＩＭＤ）分别送至第二环路； 第二环路对交调信号（ＩＭＤ）进行放大，并利用此信号抵消多载波信号中的交调信号（ＩＭＤ），以产生线性放大的信号（２３２）； 其特征是对第一环路进行控制的方法为导频法，所需导频直接从待放大的多载波信号（２２６）中提取，其步骤如下： 控制装置通过串口（３０１）从基站获得全球移动通信系统（ＧＳＭ）中的广播控制信道（ＢＣＣＨ）信号或码分多址系统（ＣＤＭＡ）中的导频信号的频点信息； 根据从基站获得的上述频点信息，接收装置从第一环路中提取的交调信号（ＩＭＤ）中接收未被完全抵消的全球移动通信系统（ＧＳＭ）中的广播控制信道（ＢＣＣＨ）信号或码分多址系统（ＣＤＭＡ）中的导频信号； 根据该信号的大小和相位对第一环路进行控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚锐，王生牛，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]