一种矢量调制信号的数字预稳幅算法

1 引言

随着无线电技术的不断发展，市场上涌现各式各样无线通信标准和协议，信号样式的多样性对于硬件电路的设计的通用性提出的更高的要求，需要其兼具灵活性、可重构性、低成本。

对于不同峰均比的矢量信号，在硬件电路参数不变的情况下，输出矢量调制信号的开环功率也会不同，为了简化前端射频通道的匹配工作，提高放大器效率，需要保持矢量调制信号的功率恒定。

目前常规的自动电平控制架构，常采用检波加压控衰减的闭环方式控制电平稳定，这种方式还需要额外的硬件电路，且存在标定校准工作量大，调试复杂等问题。而本文所采用的基于均方根基于均方根电压的数字预稳幅方法无需设计额外的硬件电路，通过纯软件计算的方式实现功率的稳定，且无需任何校准标定工序，大大减少设计所需的体积，为小型化低成本的矢量信号发生装置提供了高性价比的解决方案。

2 矢量调制信号的预稳幅方案设计

2.1 矢量调制系统架构

现代数字无线通信通常采用 I/Q 调制的方式生成矢量调制信号，其具有结构简单，调制效率等诸多优点。如图 1 所示，本文的矢量调制信号采用 I/Q 调制的方式实现，由基带信号发生模块分别生成 I 与 Q 信号，再通过I/Q 调制器与本振信号进行调制得到矢量调制信号。

图1 硬件原理框图

I/Q 调制的过程可以表示为公式1：

由上式 3 可知若要保持任意 I/Q 信号的功率保持不变则只需要其均方根电压值不变即可。

在数字处理系统中对于有限长度的离散信号其均方根电压由公式 4 求得：

最终只需要将I/Q 数据乘以该系数即可保持最终的输出功率不变。

3 主要指标分析及测试结果

这里将分别使用两种常用调制格式验证本文的算法。分别为双音间隔10MHz；WCDMA（3.84Msys，RRC，0.22，PN11）；5GNR（fdd， 100MHz ，30kHz ），从测试结果可以看出，矢量调制信号的带内开环功率与双音信号功率的误差在 _±0.5dB 以内。

图2 矢量调制信号开环功率比较

4 结论

本文主要介绍一种矢量调制信号的数字预稳幅方法，相比于常规的预稳幅方案，该方案采用数字方式实现，节省了检波、驱动等冗余电路设计，大大减少了设计所需的空间，且测试指标性能优异，在动态范围内能够将开环功率稳定在 ：±0.5dB 以内。

5 参考文献

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