專利名稱：基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬數字通信預失真處理領域，尤其涉及一種射頻功率放大器線性化技 術的基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)。
背景技術：
隨著數字通信技術的發(fā)展和3G技術的成熟，頻帶資源顯得越來越珍貴。因此就要 求對頻帶的利用率有所提高，這就迫切要求功率放大器有很好的線性度。在移動通信系統(tǒng) 中，為了保證移動通信系統(tǒng)在一定范圍內有信號覆蓋，在信號通過射頻前端和天線系統(tǒng)發(fā) 射出去之前，通常使用功率放大器來進行信號放大。功率放大器的線性度直接影響著發(fā)射 和接受信號的好壞程度，因此采用數字預失真技術是為了很好的解決線性度問題，同時可 以提高功放效率，從而滿足3G發(fā)展的需求。一般的射頻功率放大器都會產生頻譜再生效應，這些現象都是由于功率放大器的 非線性產生的，因此我們必須對功率放大器進行線性化處理也就是提高功率放大器的線性 度。這就要求我們采用一些線性化技術來實現。對于線性化技術本身來講可以很好的解決 需求信道內的信號對其它臨近信道的干擾。在3G的基站建設中，功率放大器的成本占到總 成本的1/3以上，因此功率放大器如果解決了線性度和效率問題，這無疑給基站的成本帶 來大量的消減。目前國內外主要有前饋法、功率回退、反饋法、預失真等射頻功率放大器的線性 化技術。其中前饋技術的優(yōu)點在于，性能穩(wěn)定、能夠很好的改善功率放大器的線性化指標， 但它同時也存在著成本高、器件特性隨時間的變化不能夠得到補償、環(huán)路的設計比較復雜 等缺點；功率回退法把工作電壓從IdB回退到了線性工作區(qū)，因此它有較好的線性度，但同 時也犧牲了功率放大器的效率，使得直流功耗非常大，這樣就造成功放散熱的問題，而散熱 是功率放大器的研究難點，故這種技術已經被其他線性化技術逐漸取代。而負反饋技術要 求輸入信號和反饋信號是同一時刻的信號，而系統(tǒng)本身是有延遲的，從這點來說是很難實 現。

實用新型內容本實用新型旨在克服現有技術的不足之處而提供一種成本較低，能夠處理多載波 信號，穩(wěn)定性高，自適應能力強，互調失真改善效果好，可調范圍大，整體結構簡單的基于 Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)。為達到上述目的，本實用新型是這樣實現的基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)，其特征在于，包括預失真信 號生成模塊、預失真信號處理模塊、反饋模塊及參數辨識模塊；所述預失真信號生成模塊、 預失真信號處理模塊、反饋模塊及參數辨識模塊的傳輸端口依次分別串接；所述預失真信號生成模塊包括預失真器，其由輸入信號經過預失真器后，形成預 失真信號；[0009]所述預失真信號處理模塊由預失真信號經過D/A轉換、調制及上變頻后，得到射 頻功率放大器的輸入信號；所述射頻功率放大器輸出信號中的一小部分功率經衰減后，作 為反饋信號進入反饋模塊；所述反饋模塊將反饋信號經下變頻、解調及A/D轉換后，得到參數辨識模塊的輸 入信號；所述參數辨識模塊將其輸出信號與預失真信號進行比較，從而得到誤差信號；通 過調整辨識模塊與預失真器中的參數，逐漸縮小誤差信號。本實用新型可通過調整辨識模塊與預失真器中的參數，逐漸縮小誤差信號并使其 歸零。本實用新型可通過RLS算法調整辨識模塊與預失真器中的參數，逐漸縮小誤差信 號并使其歸零。本實用新型所述射頻功率放大器輸出信號中的一小部分功率經增益為1/G的衰 減器衰減后，作為反饋信號進入反饋模塊，其中G為放大器的期望增益。本實用新型當參數辨識算法收斂后，將反饋模塊及參數辨識模塊斷開；當預失真 器與射頻功率放大器之間失去原有的匹配關系時，將反饋回路和參數辨識模塊重新接入。本實用新型所述預失真信號處理模塊包括D/A轉換部分、調制部分、上變頻部分 及射頻功率放大器部分；所述D/A轉換部分、調制部分、上變頻部分及射頻功率放大器的端 口依次串接。本實用新型所述反饋模塊包括下變頻部分、解調部分及A/D轉換部分；所述下變 頻部分、解調部分及A/D轉換部分的端口依次串接。本實用新型所述預失真信號生成模塊或參數辨識模塊可采用FPGA模塊。本實用新型結構簡單，穩(wěn)定性高，自適應能力強，不用考慮其穩(wěn)定性問題，同時能 夠處理多載波信號，互調失真改善效果好，可調范圍大，是目前性價比較高的一種功率放大 器線性化技術。本實用新型在深入研究功放基帶預失真技術的理論和算法的基礎上，提出了一種 基于Volterra級數的線性預失真方法，并利用了 RLS即遞歸最小二乘法進行自適應預失真 調整，提高了功放線性擬合的收斂速度以及功放線性輸出的穩(wěn)定性。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。本實用新型的保護范 圍不僅局限于下列內容的表述。

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；圖2為本實用新型基于FPGA的硬件結構示意圖；圖3為有記憶非線性系統(tǒng)的分解。
具體實施方式
Volterra級數理論是分析非線性系統(tǒng)的一種有效的數學工具。對于線性時不變系 統(tǒng)，其零狀態(tài)響應等于單位沖擊響應h(t)與輸入信號x(t)的卷積
ftQfjy{t) = Η(τ)χ( -τ) τ
J-CO
4[0027]Volterra級數模型是一種泛函級數模型，它將上述形式的關系加以推廣，用于描 述有記憶非線性系統(tǒng)。由非線性動態(tài)系統(tǒng)的分解定理可知，連續(xù)泛函F( ·)所表征的非線性動態(tài)系統(tǒng)， 當其輸入信號的能量有限時，總可以分解為有記憶線性系統(tǒng)和一個無記憶非線性系統(tǒng)的級 聯，如圖3所示。將線性子系統(tǒng)分別記為&( ·)， (·)，…，F (·)，每個子系統(tǒng)的輸出 依次為W1 (t)，w2 (t)，…， (t)，無記憶非線性系統(tǒng)記為Fm ( ·)，則整個系統(tǒng)的輸出可表示 為y (t) = Fnl[W1 ⑴，W2 ⑴，wN(t)]對于預失真線性化系統(tǒng)，預失真器的設計十分重要。Volterra級數可以將滿足 一定條件的有記憶非線性系統(tǒng)逼近到任意準確的程度，它不僅可用于射頻功率放大器的建 模，而且也可以用于構造預失真器。一般形式的Volterra預失真器的輸入、輸出信號之間 的關系如式(1-1)所示。
權利要求1 一種基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)，其特征在于，包括預失真 信號生成模塊、預失真信號處理模塊、反饋模塊及參數辨識模塊；所述預失真信號生成模 塊、預失真信號處理模塊、反饋模塊及參數辨識模塊的傳輸端口依次分別串接；所述預失真信號生成模塊包括預失真器，其由輸入信號經過預失真器后，形成預失真 信號；所述預失真信號處理模塊由預失真信號經過D/A轉換、調制及上變頻后，得到射頻功 率放大器的輸入信號；所述射頻功率放大器輸出信號中的一小部分功率經衰減后，作為反 饋信號進入反饋模塊；所述反饋模塊將反饋信號經下變頻、解調及A/D轉換后，得到參數辨識模塊的輸入信號。
2.根據權利要求1所述的基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)，其特征在 于所述預失真信號處理模塊包括D/A轉換部分、調制部分、上變頻部分及射頻功率放大器 部分；所述D/A轉換部分、調制部分、上變頻部分及射頻功率放大器的端口依次串接。
3.根據權利要求2所述的基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)，其特征在 于所述反饋模塊包括下變頻部分、解調部分及A/D轉換部分；所述下變頻部分、解調部分 及A/D轉換部分的端口依次串接。
4.根據權利要求3所述的基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)，其特征在 于所述預失真信號生成模塊或參數辨識模塊采用FPGA模塊。
專利摘要本實用新型屬數字通信預失真處理領域，尤其涉及一種基于Volterra級數間接學習型預失真線性化系統(tǒng)，包括預失真信號生成模塊、預失真信號處理模塊、反饋模塊及參數辨識模塊；預失真信號處理模塊由預失真信號經過處理后，得到射頻功率放大器的輸入信號；射頻功率放大器輸出信號中的一小部分功率經衰減后，進入反饋模塊；反饋模塊將反饋信號進行處理后，得到參數辨識模塊的輸入信號；參數辨識模塊將其輸出信號與預失真信號進行比較，從而得到誤差信號；通過調整辨識模塊與預失真器中的參數，逐漸縮小誤差信號并使其歸零。本實用新型穩(wěn)定性高，自適應能力強，不用考慮其穩(wěn)定性問題，同時能夠處理多載波信號，互調失真改善效果好，可調范圍大。
文檔編號H03F1/32GK201878098SQ20102024101
公開日2011年6月22日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者丁志文, 寧鵬, 張丙春, 徐勇, 杜方, 王繼新, 胡穎 申請人:奧維通信股份有限公司