正交调制器非理想特性的基带模拟方法

摘要

基带信号作为矢量信号源的核心，在电子对抗、电子测量、信号激励等领域都有着普遍的应用。在实际通信中，使用正交调制器将低频的基带信号调制为适合在信道中传输的信号后再进行发射。不可避免地，正交调制器固有的非理想特性也将叠加到已调信号上一同发射出去。如何采用基带信号模拟正交调制器的非理想性，对接收仪器的性能测试有重要意义；另外如何对这些非理想特性进行有效的预补偿，以降低已调信号的非理想性造成的影响，也是值得研究的重点。 本文将正交调制器的非理想特性分为线性失真和非线性失真，分别对这两种失真的基带模拟和预补偿进行研究，完成了算法的推导，模型的搭建以及信号生成模块的设计。主要研究内容以及所做工作包括： 1、首先，综合考量线性失真和非线性失真的特性。其中对线性失真的分析主要包含载波泄漏、幅度不平衡和相位不平衡，并引入边带抑制比和本振抑制比定量说明已调信号存在线性失真时所发生的变化；而对非线性失真的分析对象包括Rapp模型、Saleh模型以及复系数多项式模型。然后，对造成两类失真的失真参数进行归纳，采用相应算法将两类失真参数全部折算到基带信号上，以此完成基带信号对失真的模拟。最后，根据所做推导分别建立了线性失真模型和非线性失真模型，并通过仿真检验模型的正确性。 2、根据所建立的线性失真和非线性失真模型，对失真补偿算法进行研究。对于线性失真补偿，根据输入信号带宽不同，分别对单频和宽带信号采用失真参数推导和 FIR 数字滤波器构建补偿模型。对于非线性失真的补偿，重点推导了补偿模型中AM/AM和AM/PM特性函数的计算方法，并引入了曲线拟合法对特性函数表达式进行估计。通过仿真失真数据经过预补偿前后的变化，说明补偿效果的有效性。 3、以建立的失真模型和补偿模型为基础，采用波形回放法和实时数据生成法在FPG中完成相应模块设计。重点对波形回放法的核心模块——DDR3 SDRAM控制模块以及实时数据生成法的核心模块——预失真模块进行了分析。其中，DDR3 SDRAM控制模块将串并转换、读写控制状态机、MIG核控制等技术相结合，实现了波形输出速率最高200MHz，最大存储容量4GB的波形回放。预失真模块采用多相结构设计，实现实时数据滤波的同时兼顾最大32倍插值功能。经过实时数据测试，所设计模块能够完成失真信号的模拟以及对失真的预补偿。

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张

006-201521070147-张兴鹏-刘科-仪器科学与技术-正交调制器非理想特性的基带模拟方法及模块设计