一種基于LINC發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)分離實(shí)現(xiàn)方法

無線通信系統(tǒng)要求的高數(shù)據(jù)傳輸速率使得人們致力于研究開發(fā)更先進(jìn)、高效的編碼、調(diào)制技術(shù)來提高無線頻率的效率，同時(shí)也對(duì)射頻前端提出了更苛刻的要求。功率放大器的效率和線性度是相互矛盾的一組指標(biāo)，必須協(xié)調(diào)二者從而使通信系統(tǒng)性能最優(yōu)化。LINC(Linear Amplification Using Nonlinear Components)技術(shù)就是相對(duì)于這個(gè)問題而提出一種能夠同時(shí)滿足高效率和高線性度的發(fā)射技術(shù)。LINC發(fā)射機(jī)技術(shù)的構(gòu)架在1935年最先被Chirex提出，但是由于當(dāng)時(shí)用模擬電路來實(shí)現(xiàn)三角函數(shù)及開方電路等比較復(fù)雜，導(dǎo)致LINC技術(shù)沒有受到足夠的重視，直到1974年北美的Cox首次以LINC為名來做出闡述。LINC技術(shù)是把一個(gè)調(diào)幅調(diào)相信號(hào)分解成兩個(gè)恒包絡(luò)的調(diào)相信號(hào)，然后分別通過兩個(gè)特性相同的功放，最后將兩路信號(hào)合成初始變包絡(luò)信號(hào)輸出。LINC技術(shù)采用高效率的非線性功率放大器來放大恒包絡(luò)的調(diào)相信號(hào)，可避免由功放的非線性所帶來的不利影響，因而既保證了發(fā)射機(jī)的高線性度，又保證了發(fā)射機(jī)的高效率。理論上功放的效率可以達(dá)到100％，這對(duì)于非恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)有著極其重要的意義。其中輸入信號(hào)分離成兩路恒包絡(luò)信號(hào)SCS(Signal Component Separate)對(duì)發(fā)射機(jī)性能起著關(guān)鍵作用。本文將對(duì)SCS算法做出闡述，并通過分析比較不同的實(shí)現(xiàn)電路，提出一種耗費(fèi)資源少的實(shí)現(xiàn)方法。同時(shí)對(duì)LINC系統(tǒng)給予了仿真驗(yàn)證。

1 SCS算法及實(shí)現(xiàn)電路分析

1.1 LINC系統(tǒng)原理

如圖1所示，分離后的信號(hào)s1(t)和s2(t)為恒包絡(luò)信號(hào)，這樣就可以將它們分別通過高效率但對(duì)包絡(luò)敏感的E(F)類放大器后合成輸出，達(dá)到高效率線性放大。但是LINC發(fā)射機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)固有的缺點(diǎn)，就是兩個(gè)放大支路的不平衡，從而造成合成器輸出后的信號(hào)相比原信號(hào)有失真，帶來帶內(nèi)失真和帶外干擾，因此在LINC系統(tǒng)中往往要增加一個(gè)反饋支路，通過一定的算法，如自適應(yīng)濾波等來彌補(bǔ)這種由不平衡帶來的失真。

1.2 SCS算法及實(shí)現(xiàn)

信號(hào)分離的矢量圖如圖2所示，由圖可得e(t)的表達(dá)式為：

設(shè)輸入信號(hào)s(t)的笛卡爾表示形式為s(t)=si(t)+j*sq(t)，則式(5)可寫為：

由以上介紹知，如果得到e(t)的值，則分別與原輸入信號(hào)加／減就可以完成信號(hào)分離，此處用DSP實(shí)現(xiàn)SCS。目前e(t)主要采用查找表方法實(shí)現(xiàn)，但已有的方法中存在一些缺點(diǎn)，如：將誤差信號(hào)e(t)的實(shí)部和虛部值存放在二維查找表中，用輸入信號(hào)實(shí)部si(t)和虛部sq(t)尋址。該方法最主要的缺點(diǎn)是需要大量的存儲(chǔ)單元來存儲(chǔ)所有輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的e(t)值。如果輸入信號(hào)的實(shí)部和虛部都量化為12 b，輸出e(t)也為12 b時(shí)，總共需要的存儲(chǔ)量為：2*12*(212)2=403 Mb；另一實(shí)現(xiàn)方法如下：繼續(xù)化簡式(2)，式(3)可得到：

因此可用一張反余弦函數(shù)表(由式(4)，可得到θ(t))及一組正余弦查找表就可以得到分離后的信號(hào)。若輸入信號(hào)的實(shí)部和虛部都被量化到12 b，則完成三次查表共需要3*12*212=147.456 Mb存儲(chǔ)容量。