RF-PWM信号的延时误差校正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种RF

【技术实现步骤摘要】
RF
‑
PWM信号的延时误差校正方法及系统


[0001]本专利技术涉及全数字发信机
，特别是涉及一种RF
‑
PWM信号的延时误差校正方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着通信业务需求的迅猛增长，复杂调制方式广泛应用，信号速率和带宽不断提升，对硬件设备多模式、多频段工作的要求不断提高，以低功耗为代表的绿色通信概念等已成为无线通信技术的发展趋势和目标。对于发信端，需要处理更大带宽和更高峰均比(PAPR)的信号以及具备更高可重构性和更高兼容性等要求，给传统发信机的设计带来巨大压力。另一方面，全数字发信机(all
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digitaltransmitter，ADTx)作为一种革命性技术，在体制和机理上区别于传统发信机体系，具有高效率、高线性以及灵活可重构和灵活可编程性能等技术优点，有望在未来无线通信系统中扮演重要角色。
[0003]近年来ADTx技术快速发展，出现了正交ADTx、极化ADTx和移相(outphasing)ADTx等多种架构。其中，基于多电平主动谐波消除射频脉宽调制技术(RF
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PWM)结合数字延迟线(DDL)技术实现的移相架构ADTx方案，在编码效率、系统复杂度和处理速率等方面具有显著优势。RF
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PWM被认为是目前最适合ADTx应用的高效脉冲编码技术之一。其实现过程简单，具备较高编码效率(编码效率为射频信号与脉冲编码信号的功率之比)，并且能够将量化噪声转换为谐波分量，仅需低通滤波器即可完成信号恢复。而由其发展而来的多电平主动谐波消除RF
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PWM算法通过对脉冲宽度与位置的设计，实现对特定次谐波的消除功能，可以显著降低对滤波器电路的设计要求和硬件成本。
[0004]多电平RF
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PWM产生的脉冲信号通常具有4个以上的电平值，其中5电平是最基础的主动谐波消除RF
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PWM信号形态。在使用基于DDL的DDRFM实现5电平谐波消除RF
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PWM算法时，需要利用四条延迟线链路对输入载波脉冲信号进行独立延时处理，然后通过放大电路合成所需的5电平脉冲调制信号。但是在实际电路中，各通道的信号之间会存在时间不同步的情况，主要是由于以下原因导致：第一，基带信号经过数字信号处理后输出的四路时延控制字信号之间会存在采样延时误差；第二，延时线和功率放大管等器件在制造时存在非理想性，以及不同延迟链路的特性存的不一致性会引起不同延迟链路输出的信号之间延时误差。由于RF
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PWM算法的性能直接与信号时间分辨率成正比，存在较小的延时误差都会导致整个DDRFM性能的严重恶化，所以需要对以上可能存在的延时误差进行校正，以保证基于DDL的主动谐波消除RF
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PWM信号的质量以及DDRFM单元的性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种RF
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PWM信号的延时误差校正方法及系统，能够在不需要增加专用补偿电路的情况下，通过较小的计算开销，实现对延时误差的自适应校正处理功能，提升输出信号的线性性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种RF
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PWM信号的延时误差校正方法，所述方法应用于一种全数字发信机，所述全数字发信机包括：依次连接的数字信号处理单元、延迟线单元和多电平开关功率放大器单元；
[0008]所述数字信号处理单元用于利用主动谐波消除5电平RF
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PWM算法对基带信号进行处理，得到第一延迟控制字信号、第二延迟控制字信号、第三延迟控制字信号和第四延迟控制字信号；
[0009]所述延迟线单元用于利用第一延迟控制字信号对第一方波信号进行延时处理得到第一方波延时信号，利用第二延迟控制字信号对第二方波信号进行延时处理得到第二方波延时信号，利用第三延迟控制字信号对第三方波信号进行延时处理得到第三方波延时信号，利用第四延迟控制字信号对第四方波信号进行延时处理得到第四方波延时信号；
[0010]所述多电平开关功率放大器单元用于根据第一方波延时信号、第二方波延时信号、第三方波延时信号和第四方波延时信号，确定5电平RF
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PWM信号；所述5电平RF
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PWM信号是将第一3电平RF
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PWM信号和第二3电平RF
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PWM信号进行合成得到的；所述第一3电平RF
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PWM信号将第一方波延时信号和第二方波延时信号进行合成得到的；所述第二3电平RF
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PWM信号将第三方波延时信号和第四方波延时信号进行合成得到的；
[0011]所述延时误差校正方法包括：
[0012]根据延迟控制字信号的最大值，以误差矢量幅度最小为目标，采用循环序贯的方法遍历粗时延偏移量集合，确定全数字发信机的最优粗时延偏移量集合；所述延迟控制字信号为第一延迟控制字信号、第二延迟控制字信号、第三延迟控制字信号或第四延迟控制字信号；
[0013]根据所述最优粗时延偏移量集合，以三次谐波值最小为目标，采用循环序贯的方法遍历细时延偏移量集合，确定全数字发信机的最优细时延偏移量集合；
[0014]根据所述最优粗时延偏移量集合和所述最优细时延偏移量集合，校正所述5电平RF
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PWM信号。
[0015]可选的，所述第一延迟控制字信号的位宽、所述第二延迟控制字信号的位宽、所述第三延迟控制字信号的位宽和所述第四延迟控制字信号的位宽均相同；
[0016]所述第一延迟控制字信号的精度、所述第二延迟控制字信号的精度、所述第三延迟控制字信号的精度和所述第四延迟控制字信号的精度均相同；
[0017]所述第一方波信号的频率、所述第二方波信号的频率、所述第三方波信号的频率和所述第四方波信号的频率均与载波信号的频率相等；所述第一方波信号的相位、所述第二方波信号的相位、所述第三方波信号的相位和所述第四方波信号的相位均与载波信号的相位相等。
[0018]可选的，根据延迟控制字信号的最大值，确定全数字发信机的最优粗时延偏移量集合，包括：
[0019]令总迭代次数D＝1；
[0020]构建空集为第D次迭代时的误差矢量幅度值集合；
[0021]确定延迟控制字信号的最大值为粗时延误差阈值；
[0022]确定小于所述粗时延误差阈值的二分之一的任一数字为粗步进；
[0023]对所述粗时延误差阈值与粗步进的比值进行取整处理，得到第一单阶迭代次数阈
值；
[0024]构建迭代次数数组(m,k,p,q)和粗步进时延偏移量集合{δ1,δ2,δ3,δ4}；其中，δ1为第一粗时延偏移量；δ2为第二粗时延偏移量；δ3为第三粗时延偏移量；δ4为第四粗时延偏移量；
[0025]确定{0,0,0,0}为第(0,0,0,0)次迭代时的粗步进时延偏移量集合；
[0026]将第(m,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RF
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PWM信号的延时误差校正方法，其特征在于，所述方法应用于一种全数字发信机，所述全数字发信机包括：依次连接的数字信号处理单元、延迟线单元和多电平开关功率放大器单元；所述数字信号处理单元用于利用主动谐波消除5电平RF
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PWM算法对基带信号进行处理，得到第一延迟控制字信号、第二延迟控制字信号、第三延迟控制字信号和第四延迟控制字信号；所述延迟线单元用于利用第一延迟控制字信号对第一方波信号进行延时处理得到第一方波延时信号，利用第二延迟控制字信号对第二方波信号进行延时处理得到第二方波延时信号，利用第三延迟控制字信号对第三方波信号进行延时处理得到第三方波延时信号，利用第四延迟控制字信号对第四方波信号进行延时处理得到第四方波延时信号；所述多电平开关功率放大器单元用于根据第一方波延时信号、第二方波延时信号、第三方波延时信号和第四方波延时信号，确定5电平RF
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PWM信号；所述5电平RF
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PWM信号是将第一3电平RF
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PWM信号和第二3电平RF
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PWM信号进行合成得到的；所述第一3电平RF
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PWM信号是将第一方波延时信号和第二方波延时信号进行合成得到的；所述第二3电平RF
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PWM信号是将第三方波延时信号和第四方波延时信号进行合成得到的；所述延时误差校正方法包括：根据延迟控制字信号的最大值，以误差矢量幅度最小为目标，采用循环序贯的方法遍历粗时延偏移量集合，确定全数字发信机的最优粗时延偏移量集合；所述延迟控制字信号为第一延迟控制字信号、第二延迟控制字信号、第三延迟控制字信号或第四延迟控制字信号；根据所述最优粗时延偏移量集合，以三次谐波值最小为目标，采用循环序贯的方法遍历细时延偏移量集合，确定全数字发信机的最优细时延偏移量集合；根据所述最优粗时延偏移量集合和所述最优细时延偏移量集合，校正所述5电平RF
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PWM信号。2.根据权利要求1所述的一种RF
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PWM信号的延时误差校正方法，其特征在于，所述第一延迟控制字信号的位宽、所述第二延迟控制字信号的位宽、所述第三延迟控制字信号的位宽和所述第四延迟控制字信号的位宽均相同；所述第一延迟控制字信号的精度、所述第二延迟控制字信号的精度、所述第三延迟控制字信号的精度和所述第四延迟控制字信号的精度均相同；所述第一方波信号的频率、所述第二方波信号的频率、所述第三方波信号的频率和所述第四方波信号的频率均与载波信号的频率相等；所述第一方波信号的相位、所述第二方波信号的相位、所述第三方波信号的相位和所述第四方波信号的相位均与载波信号的相位相等。3.根据权利要求1所述的一种RF
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PWM信号的延时误差校正方法，其特征在于，根据延迟控制字信号的最大值，以误差矢量幅度最小为目标，采用循环序贯的方法遍历粗时延偏移量集合，确定全数字发信机的最优粗时延偏移量集合，包括：令总迭代次数D＝1；构建空集为第D次迭代时的误差矢量幅度值集合；确定延迟控制字信号的最大值为粗时延误差阈值；
确定小于所述粗时延误差阈值的二分之一的任一数字为粗步进；对所述粗时延误差阈值与粗步进的比值进行取整处理，得到第一单阶迭代次数阈值；构建迭代次数数组(m,k,p,q)和粗步进时延偏移量集合{δ1,δ2,δ3,δ4}；其中，δ1为第一粗时延偏移量；δ2为第二粗时延偏移量；δ3为第三粗时延偏移量；δ4为第四粗时延偏移量；确定{0,0,0,0}为第(0,0,0,0)次迭代时的粗步进时延偏移量集合；将第(m,k,p,q)次迭代时的粗步进时延偏移量集合的叠加到所述延迟控制字信号上，获取对应5电平RF
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PWM信号的误差矢量幅度值为第(m,k,p,q)次迭代时的误差矢量幅度值；将第(m,k,p,q)次迭代时的误差矢量幅度值和粗步进时延偏移量集合作为元素对添加到第D次迭代时的误差矢量幅度值集合中；确定第(m,k,p,q)次迭代时的第一粗时延偏移量与所述粗步进之和为第(m+1,k,p,q)次迭代时第一粗时延偏移量；令一阶迭代次数m的数值增加1，并判断所述一阶迭代次数m是否大于所述第一单阶迭代次数阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为否，则并返回步骤“将第(m,k,p,q)次迭代时的粗步进时延偏移量集合的叠加到所述延迟控制字信号上，获取对应5电平RF
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PWM信号的误差矢量幅度值为第(m,k,p,q)次迭代时的误差矢量幅度值”；若所述第一判断结果为是，则令k的数值增加1，并判断二阶迭代次数k是否大于所述第一单阶迭代次数阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为否，则令一阶迭代次数m＝0，并返回步骤“将第(m,k,p,q)次迭代时的粗步进时延偏移量集合的叠加到所述延迟控制字信号上，获取对应5电平RF
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PWM信号的误差矢量幅度值为第(m,k,p,q)次迭代时的误差矢量幅度值”；若所述第二判断结果为是，则令p的数值增加1，并判断三阶迭代次数p是否大于所述第一单阶迭代次数阈值，得到第三判断结果；若所述第三判断结果为否，则令一阶迭代次数m＝0，令二阶迭代次数k＝0，并返回步骤“将第(m,k,p,q)次迭代时的粗步进时延偏移量集合的叠加到所述延迟控制字信号上，获取对应5电平RF
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PWM信号的误差矢量幅度值为第(m,k,p,q)次迭代时的误差矢量幅度值”；若所述第三判断结果为是，则令q的数值增加1，并判断三阶迭代次数q是否大于所述第一单阶迭代次数阈值，得到第四判断结果；若所述第四判断结果为否，则令一阶迭代次数m＝0，令二阶迭代次数k＝0，令三阶迭代次数p＝0，并返回步骤“将第(m,k,p,q)次迭代时的粗步进时延偏移量集合的叠加到所述延迟控制字信号上，获取对应5电平RF
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PWM信号的误差矢量幅度值为第(m,k,p,q)次迭代时的误差矢量幅度值”；若所述第四判断结果为是，则确定第D次迭代时的误差矢量幅度值集合中最小误差矢量幅度值所在元素对中的粗步进时延偏移量集合为优选粗步进时延偏移量集合。4.根据权利要求3所述的一种RF
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PWM信号的延时误差校正方法，其特征在于，在确定第D次迭代时的误差矢量幅度值集合中最小误差矢量幅度值所在元素对中的粗步进时延偏移量集合为第D次迭代时的优选粗步进时延偏移量集合之后，还包括：判断总迭代次数D是否达到总迭代次数阈值，得到第五判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈章，周强，刘尊严，魏志虎，朱蕾，张建亚，傅浩洋，何勰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：