УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРЕДЫСКАЖЕНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА

1. Устройство для предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, содержащее модуль адаптивного вычисления параметров и модуль предыскажения, причем модуль адаптивного вычисления параметров выполнен с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра в соответствии с выборкой цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала, а также с возможностью выдачи результата вычислений в модуль предыскажения; а модуль предыскажения выполнен с возможностью хранения и обновления параметров нелинейного фильтра, осуществления статистической обработки мощности цифрового сигнала основной полосы частот, выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатом статистической обработки мощности, предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот с использованием выбранных параметров нелинейного фильтра, а также с возможностью выдачи предыскаженного цифрового сигнала основной полосы частот.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что характеристика нелинейности модуля предыскажения является обратной по отношению к характеристике нелинейности радиочастотного канала.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль предыскажения содержит модуль нелинейного фильтра, включающий многоступенчатые фильтры с конечной импульсной характеристикой с переменными коэффициентами, выполненный с возможностью задержки потока данных входного сигнала, проведения вычислений с многоступенчатыми входными сигналами, получаемыми в результате задержки входного сигнала и соответственно выбранными параметрами нелинейного фильтра, а также с возможностью формирования и выдачи выходного сигнала.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что модуль нелинейного фильтра содержит модуль задержки, модуль мультиплексора и накопитель, причем модуль задержки выполнен с возможностью задержки потоков данных компонент I, Q входного сигнала и передачи задержанных компонент I, Q входного сигнала в модуль мультиплексора; модуль мультиплексора выполнен с возможностью комплексного перемножения входного сигнала, соответствующего задержанным компонентам I и Q входного сигнала, и выбранных параметров нелинейного фильтра, а также с возможностью выдачи полученного перемножением сигнала в накопитель; а накопитель выполнен с возможностью накопления сигнала, выдаваемого модулем мультиплексора, и выдачи накопленного сигнала.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что соотношение между входным сигналом и полученным перемножением выходным сигналом в модуле мультиплексора задано формулами:
i
i
ii
i
iq
O=I·T+Q·T,
q
i
qi
i
qq
O=I·T+Q·T,
i
i
ii
iq
qi
qq
i
q
где I и Q обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала, Т, T, T и T обозначают соответственно четыре соответствующих параметра нелинейного фильтра, а О и О обозначают соответственно компоненты I и Q полученного перемножением выходного сигнала.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что соотношение между входным сигналом и полученным перемножением выходным сигналом в модуле мультиплексора задано формулами:
i
i
i
i
q
O=I·T-Q·T,
q
i
q
i
i
O=I·T+Q·T,
i
i
i
q
i
q
где I и Q обозначают соответственно компоненты I и Q входного сигнала; Т и Т обозначают соответственно два соответствующих параметра нелинейного фильтра; а О и O обозначают соответственно компоненты I и Q полученного перемножением выходного сигнала.
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль получения мгновенной мощности сигнала, модуль получения кратковременного среднего значения мощности сигнала и модуль таблицы поиска, причем модуль получения мгновенной мощности сигнала выполнен с возможностью вычисления мгновенной мощности входного сигнала и передачи результата вычислений в модуль таблицы поиска; модуль получения кратковременного среднего значения мощности сигнала выполнен с возможностью вычисления кратковременного среднего значения мощности входного сигнала и передачи результата вычислений в модуль таблицы поиска; а модуль таблицы поиска выполнен с возможностью хранения и обновления параметров нелинейного фильтра, вычисленных модулем адаптивного вычисления параметров, выбора параметров нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также в соответствии с порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра, и с возможностью выдачи выбранных параметров нелинейного фильтра в модуль нелинейного фильтра.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что модуль таблицы поиска содержит буферную память для изменения параметров нелинейного фильтра, выполненную с возможностью динамического обновления параметров нелинейного фильтра.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль предварительной регулировки мощности и задержки, выполненный с возможностью регулировки мощности цифрового сигнала основной полосы частот, задержки потока данных отрегулированного сигнала и передачи задержанного потока данных в модуль нелинейного фильтра; модуль выборки и буферизации сигнала, выполненный с возможностью выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи выходного сигнала радиочастотного канала, а также с возможностью буферизации и передачи выборки сигналов в модуль адаптивного вычисления параметров; модуль заключительной регулировки мощности, выполненный с возможностью регулировки мощности выходного сигнала модуля предыскажения и передачи отрегулированного выходного сигнала; и модуль регулировки сигнала, выполненный с возможностью регулировки фазы выходного сигнала модуля заключительной регулировки мощности, и выдачи отрегулированного выходного сигнала.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что модуль регулировки сигнала содержит модуль корректировки смещения постоянного тока, выполненный с возможностью корректирования смещения постоянного тока в цифровом сигнале и передачи скорректированного сигнала; или сеть компенсации квадратурной модуляции, выполненную с возможностью корректирования усиления компонент IQ, фазового дисбаланса и смещения постоянного тока в цифровом сигнале и с возможностью выдачи скорректированного сигнала; или цифровой модулятор, выполненный с возможностью модуляции цифровых сигналов IQ промежуточной частотой цифрового сигнала и выдачи модулированных сигналов.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль защиты от перегрузки, выполненный с возможностью определения средней мощности выходного сигнала модуля предыскажения и ограничения амплитуды выходного сигнала в случае превышения средней мощностью порогового значения модуля предыскажения; и модуль защиты от выбросов мощности, выполненный с возможностью определения мгновенной мощности выходного сигнала модуля предыскажения, отключения выходного сигнала модуля предыскажения в случае, если доля мгновенной мощности выходного сигнала, большей порогового значения, превышает предварительно заданное значение, и с возможностью восстановления выходного сигнала модуля предыскажения после возвращения в норму мгновенного значения мощности выходного сигнала.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что модуль предыскажения дополнительно содержит модуль сигнала синхронизации, выполненный с возможностью подачи в модуль предыскажения сигнала синхронизации цифрового сигнала основной полосы частот в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот, управления выбором параметров нелинейного фильтра в модуле таблицы поиска посредством сигнала синхронизации и с возможностью управления модулем предыскажения с целью остановки процесса выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что сигнал синхронизации, подаваемый модулем сигнала синхронизации, занимает состояние нижнего уровня до отклонения от нормы мощности цифрового сигнала основной полосы частот и занимает состояние верхнего уровня после возвращения в норму мощности цифрового сигнала основной полосы частот.
14. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что модуль адаптивного вычисления параметров содержит модуль демодуляции, выполненный с возможностью демодуляции цифрового сигнала обратной связи с промежуточной частотой для получения сигналов IQ обратной связи; модуль задержки и согласования, выполненный с возможностью задержки и согласования принимаемых сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; модуль корректировки частотного сдвига и/или фазового сдвига, выполненный с возможностью корректировки частотного сдвига и фазового сдвига между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; модуль выбора оптимального сигнала, выполненный с возможностью выбора оптимальных данных из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи; и модуль определения нелинейных параметров, выполненный с возможностью вычисления параметров нелинейного фильтра, соответствующих оптимальным данным, при помощи определенного алгоритма.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит модуль преобразования и модуляции сигналов, выполненный с возможностью преобразования предыскаженного цифрового сигнала в аналоговый сигнал модуляции и преобразования аналогового сигнала в радиочастотный сигнал; радиочастотный канал, содержащий усилитель мощности, выполненный с возможностью усиления мощности аналогового сигнала, преобразованного в радиочастотный сигнал, и выдачи усиленного сигнала; и модуль обратной связи и выборки сигнала, выполненный с возможностью обратной передачи и произведения выборки сигнала, выдаваемого радиочастотным каналом, а также с возможностью передачи выборки сигнала в модуль предыскажения.
16. Способ определения параметров нелинейного фильтра, в котором демодулируют цифровой сигнал обратной связи; задерживают и согласуют демодулированный цифровой сигнал обратной связи и цифровой сигнал основной полосы частот; корректируют частотный сдвиг и фазовый сдвиг задержанных и согласованных цифрового сигнала обратной связи и цифрового сигнала основной полосы частот; выбирают оптимальные данные из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи, полученных в результате корректировки частотного сдвига и фазового сдвига; и определяют параметры нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что перед корректировкой частотного сдвига и фазового сдвига задержанных и согласованных цифрового сигнала обратной связи и цифрового сигнала основной полосы частот определяют частотный сдвиг и фазовый сдвиг между цифровым сигналом обратной связи и цифровым сигналом основной полосы частот при помощи метода наименьших квадратов.
18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что при выборе оптимальных данных из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи, полученных в результате корректировки частотного сдвига и фазового сдвига, выбирают оптимальные данные из цифрового сигнала основной полосы частот и цифрового сигнала обратной связи с использованием метода выбора по пикам выборки и/или метода случайной выборки, причем в методе выбора по пикам выборки выбирают достаточное количество экземпляров выборки, имеющих максимальную мгновенную амплитуду сигнала, максимальное абсолютное значение сигнала или максимальное колебание амплитуды сигнала; а в методе случайной выборки выбирают достаточное количество экземпляров выборки, характеристика распределения которых совпадает с характеристикой распределения амплитуды выбираемого сигнала.
19. Способ предыскажения цифрового сигнала основной полосы частот, в котором определяют параметры нелинейного фильтра в соответствии с выборкой входного цифрового сигнала основной полосы частот и выборкой сигнала обратной связи радиочастотного канала; осуществляют статистическую обработку мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот; выбирают параметры нелинейного фильтра, соответствующие результатам статистической обработки мощности; осуществляют предыскажение входного цифрового сигнала основной полосы частот с использованием выбранных параметров нелинейного фильтра и выдают предыскаженный цифровой сигнал основной полосы частот.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что при осуществлении предыскажения входного цифрового сигнала основной полосы частот задерживают поток данных входного цифрового сигнала основной полосы частот; осуществляют вычисления с многоступенчатыми входными сигналами, полученными в результате задержки, и с выбранными параметрами нелинейного фильтра; и формируют и выдают выходной сигнал.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что при осуществлении предыскажения входного цифрового сигнала основной полосы частот задерживают потоки данных компонент I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот; выполняют комплексное перемножение входного цифрового сигнала основной полосы частот, соответствующего задержанным компонентам I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, и выбранных параметров нелинейного фильтра, накапливают сигналы, полученные в результате комплексного перемножения, и выдают накопленный сигнал.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что соотношение между входным цифровым сигналом основной полосы частот и выходным сигналом в комплексном перемножении задано формулами:
i
i
ii
i
iq
O=I·T+Q·T,
q
i
qi
i
qq
O=I·T+Q·T,
i
i
ii
iq
qi
qq
i
q
где I и Q обозначают соответственно компоненты I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, Т, Т, T и Т обозначают соответственно четыре выбранных параметра нелинейного фильтра, а О и О обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что соотношение между входным сигналом и выходным сигналом в комплексном перемножении задано формулами:
i
i
i
i
q
O=I·T-Q·T
q
i
q
i
i
O=I·T+Q·T
i
i
i
q
i
q
где I и Q обозначают соответственно компоненты I и Q входного цифрового сигнала основной полосы частот, T, и T обозначают соответственно два выбранных параметра нелинейного фильтра, а О и O обозначают соответственно компоненты I и Q выходного сигнала.
24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что при статистической обработке мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот вычисляют мгновенную мощность входного цифрового сигнала основной полосы частот и кратковременное среднее значение мощности входного цифрового сигнала основной полосы частот; а при выборе параметров нелинейного фильтра выбирают параметры нелинейного фильтра в соответствии с результатами вычислений, полученными от модуля получения мгновенной мощности сигнала и модуля получения кратковременного среднего значения мощности сигнала, а также порядковыми номерами элементов задержки модуля нелинейного фильтра.
25. Способ по п.21, отличающийся тем, что осуществляют динамическое обновление параметров нелинейного фильтра с избыточностью.
26. Способ по п.21, отличающийся тем, что дополнительно подают в модуль предыскажения сигнал синхронизации цифрового сигнала основной полосы частот в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот, управляют выбором параметров нелинейного фильтра при помощи сигнала синхронизации; и управляют модулем предыскажения с целью прекращения осуществления выборки цифрового сигнала основной полосы частот и сигнала обратной связи в случае отклонения от нормы цифрового сигнала основной полосы частот.
27. Способ по п.21, отличающийся тем, что при определении параметров нелинейного фильтра демодулируют сигнал обратной связи с промежуточной частотой для получения сигналов IQ обратной связи; задерживают и согласуют сигналы IQ основной полосы частот и сигналы IQ обратной связи; корректируют частотный сдвиг и фазовый сдвиг между задержанными и согласованными сигналами IQ основной полосы частот и сигналами IQ обратной связи; выбирают оптимальные данные из скорректированных сигналов IQ основной полосы частот и сигналов IQ обратной связи и определяют параметры нелинейного фильтра в соответствии с выбранными оптимальными данными.