專利名稱：一種用于高效功率放大器的數(shù)字預(yù)失真處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高效功率放大器的數(shù)字預(yù)失真處理技術(shù)，具體地涉及到數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)過(guò)濾方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，功率放大器作為影響通信系統(tǒng)性能最重要的器件，其非線性特性和記憶效應(yīng)越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注。功率放大器的非線性是指當(dāng)放大器輸入信號(hào)的幅度逐步增加時(shí)，輸出信號(hào)將會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)，輸入輸出呈現(xiàn)為非線性關(guān)系，包括振幅非線性、相位非線性和交調(diào)失真。非線性產(chǎn)生的不良后果主要表現(xiàn)在(1)帶內(nèi)信號(hào)失真，增加了接收系統(tǒng)的誤碼率，嚴(yán)重影響信號(hào)傳輸；( 帶外頻譜再生或擴(kuò)展，影響鄰頻道用戶的正常傳輸，產(chǎn)生鄰頻道干擾。功率放大器的記憶效應(yīng)在窄帶通信系統(tǒng)中較弱，往往被忽略。但在寬帶通信系統(tǒng)中，它變得十分顯著，嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的質(zhì)量。寬帶，定義為傳輸信號(hào)的帶寬與器件本身的帶寬存在可比性。因此，記憶效應(yīng)與帶寬密切相關(guān)。記憶效應(yīng)從時(shí)域角度看，是指放大器當(dāng)前時(shí)刻的輸出信號(hào)既取決于當(dāng)前時(shí)刻的輸入信號(hào)，還與過(guò)去時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)；從頻域的角度看，是指放大器的幅度和相位特性隨著輸入信號(hào)包絡(luò)頻率的變化而改變的現(xiàn)象。為了提高功率放大器的效率，一般讓其工作在接近飽和點(diǎn)處。然而功率放大器的特性導(dǎo)致的不良后果大大降低了它的效率。要提高功率放大器效率，其線性化技術(shù)十分關(guān)鍵。線性化技術(shù)通?？梢苑譃楣β驶赝朔?Back-off)、負(fù)反饋法(Feedback)、前饋法 (Feed-forward)、非線性器件法(LINC)、預(yù)失真法(Pre-distortion)等。預(yù)失真技術(shù)在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，從模擬預(yù)失真發(fā)展到數(shù)字預(yù)失真， 由于數(shù)字預(yù)失真技術(shù)比模擬預(yù)失真技術(shù)更便于采用自適應(yīng)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法而迅速發(fā)展。數(shù)字預(yù)失真的應(yīng)用，對(duì)改善功率放大器的鄰頻道干擾(ACLR=Adjacent Channel Leakage fcitio)、幅度誤差向量(EVM =Error vector magnitude)具有十分顯著的效果?！愕?，功率放大器之前的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)主要包括數(shù)字預(yù)失真器，信號(hào)同步單元和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器三部分。數(shù)字預(yù)失真器的模型參數(shù)是在數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中訓(xùn)練， 即數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器通過(guò)對(duì)時(shí)間同步后的功率放大器輸出反饋信號(hào)和數(shù)字預(yù)失真輸出信號(hào)做自適應(yīng)處理獲取新的參數(shù)，并傳遞到數(shù)字預(yù)失真器進(jìn)行預(yù)失真模型參數(shù)更新。傳統(tǒng)方法中是將數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器對(duì)功率放大器輸出反饋信號(hào)和數(shù)字預(yù)失真器輸出信號(hào)作時(shí)間同步后直接送入數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算，得到預(yù)失真模型參數(shù)。這種方法的弊端在于忽略了兩路輸入信號(hào)的抖動(dòng)性對(duì)功率放大器輸出線性度的影響。本發(fā)明一種用于高效功率放大器的數(shù)字預(yù)失真處理方法，針對(duì)以上問(wèn)題提出解決方案，采用數(shù)據(jù)過(guò)濾進(jìn)行處理，可以優(yōu)化數(shù)字預(yù)失真器的性能，提高功率放大器的線性度。

發(fā)明內(nèi)容
為了降低預(yù)失真系統(tǒng)的輸入的抖動(dòng)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真處理方法，其特征在于在對(duì)數(shù)字預(yù)失真器的輸出信號(hào)和功率放大器輸出端的反饋信號(hào)作時(shí)間同步后，先進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾處理，然后再將兩路過(guò)濾后的信號(hào)傳送到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練里進(jìn)行預(yù)失真參數(shù)的訓(xùn)練。對(duì)同步后的數(shù)字預(yù)失真器的輸出信號(hào)和功率放大器輸出端的反饋信號(hào)的數(shù)據(jù)過(guò)濾處理方法為1、設(shè)置門限最大值和最小值，二者均為非負(fù)實(shí)數(shù)；2、計(jì)算同步后功率放大器反饋信號(hào)的模值；3、判斷功率放大器反饋信號(hào)的模值是否滿足設(shè)置的門限值條件若模值大于最大值或小于最小值，則將該數(shù)據(jù)丟掉，同時(shí)去掉同步后該時(shí)刻的數(shù)字預(yù)失真器輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)；若模值小于等于最大值或者大于等于最小值，該將該時(shí)刻的同步后的功率放大器反饋數(shù)據(jù)信號(hào)和的數(shù)字預(yù)失真輸出數(shù)據(jù)信號(hào)都傳遞給數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明一種用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真處理方法，在數(shù)字預(yù)失真技術(shù)中采用數(shù)據(jù)過(guò)濾的方法對(duì)輸入數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器的信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾處理，克服了輸入信號(hào)的抖動(dòng)性，使得到的預(yù)失真模型參數(shù)更穩(wěn)定，提高功率放大器的輸出線性度，并且易于在DSP中完成，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，適用范圍廣。


圖1是本發(fā)明用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真的數(shù)據(jù)過(guò)濾方法流程圖。圖2是本發(fā)明一種用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真處理方法的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公布了一種用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真處理方法，適用于數(shù)字預(yù)失真技術(shù)中線性化功率放大器，下面參照附圖加以詳細(xì)描述。圖2是本發(fā)明一種用于高效功率放大器的數(shù)字預(yù)失真處理方法結(jié)構(gòu)表述的實(shí)施例，包括數(shù)字預(yù)失真單元(1)、信號(hào)同步單元( 和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元G)，數(shù)字預(yù)失真單元(1)有一個(gè)外部信號(hào)輸入端、一個(gè)模型參數(shù)信號(hào)輸入端和一個(gè)輸出端，信號(hào)同步單元(2) 有一個(gè)外部放大信號(hào)輸入端和一個(gè)預(yù)失真信號(hào)輸入端以及一個(gè)同步后的外部放大信號(hào)輸出端和一個(gè)同步后的預(yù)失真信號(hào)輸出端，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元(4)有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中數(shù)字預(yù)失真單元(1)的外部輸入端的信號(hào)就是該預(yù)失真處理方法要處理的外部輸入信號(hào)，數(shù)字預(yù)失真單元(1)的輸出端分成兩路，一路作為數(shù)字預(yù)失真處理后的輸出信號(hào)，另一路輸入到信號(hào)同步單元( 的預(yù)失真信號(hào)輸入端，信號(hào)同步單元( 的外部放大信號(hào)輸入端則是來(lái)源于數(shù)字預(yù)失真處理之外的功率放大器的反饋信號(hào)，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元 (4)的輸出端的信號(hào)輸出到數(shù)字預(yù)失真單元(1)的模型參數(shù)輸入端；其特征在于在信號(hào)同步單元( 和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元間增加了數(shù)據(jù)過(guò)濾單元(3)，數(shù)據(jù)過(guò)濾單元(3)有一個(gè)同步后的預(yù)失真信號(hào)輸入端和一個(gè)同步后外部放大信號(hào)輸入端以及一個(gè)過(guò)濾處理后的預(yù)失真信號(hào)輸出端和一個(gè)過(guò)濾后的外部信號(hào)輸出端，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元的兩個(gè)輸入端分別是過(guò)濾處理后的外部放大信號(hào)輸入端和過(guò)濾處理后的預(yù)失真信號(hào)端，信號(hào)同步單元O)的兩個(gè)輸出信號(hào)分別與數(shù)據(jù)過(guò)濾單元(3)的兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)連接，數(shù)據(jù)過(guò)濾單元 (3)的兩個(gè)輸出端的信號(hào)分別對(duì)應(yīng)地輸入到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元的兩個(gè)輸入端，即在對(duì)數(shù)字預(yù)失真器的輸出信號(hào)和外部放大后的反饋信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步后且在預(yù)失真參數(shù)訓(xùn)練之前，先進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾處理，然后再將兩路過(guò)濾后的信號(hào)傳送到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元(4) 里進(jìn)行預(yù)失真參數(shù)的訓(xùn)練。所謂外部是把預(yù)失真系統(tǒng)作為本方法的一個(gè)整體處理單元時(shí)，這個(gè)整體以外的部分。圖1給出了本發(fā)明用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真的數(shù)據(jù)過(guò)濾方法流程圖，可以在高速DSP中完成。下面結(jié)合圖2給予詳細(xì)闡述。具體步驟如下1、信號(hào)同步單元2獲取數(shù)字預(yù)失真單元1的輸出信號(hào)和功率放大器的反饋信號(hào)， 將兩路信號(hào)在時(shí)間上進(jìn)行同步處理，得到同步后的數(shù)字預(yù)失真器輸出信號(hào)序列X和功放反饋信號(hào)序列Y，再傳遞給數(shù)據(jù)過(guò)濾單元3，兩路信號(hào)均為復(fù)數(shù)信號(hào)；2、數(shù)據(jù)過(guò)濾單元3將同步后的兩路信號(hào)根據(jù)數(shù)據(jù)過(guò)濾方法進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾，具體數(shù)據(jù)過(guò)濾方法由圖2給出(1)設(shè)置門限最大值和最小值，二者均為非負(fù)實(shí)數(shù)，在本實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，設(shè)最大值 MAX = 0. 5，最小值 MIN = 0. 0001 ；(2)計(jì)算同步后功率放大器反饋信號(hào)的模值；(3)判斷功率放大器反饋信號(hào)的模值是否滿足設(shè)置的門限值條件若模值大于最大值0. 5或小于最小值0. 0001，則不滿足條件，將該數(shù)據(jù)省略，同時(shí)去掉同步后數(shù)字預(yù)失真輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)；若模值小于等于最大值0. 5或者大于等于最小值0. 0001，則滿足條件，將該功率放大器反饋信號(hào)值和對(duì)應(yīng)同步的數(shù)字預(yù)失真輸出信號(hào)值都傳遞給數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器單元4用于訓(xùn)練預(yù)失真模型參數(shù)；所述步驟1中，門限最大值最小值的確定，可以根據(jù)具體實(shí)例中情況而定，也可以根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后而獲得。
權(quán)利要求
1.一種用于高效功率放大器的數(shù)字預(yù)失真處理方法，包括數(shù)字預(yù)失真單元(1)、信號(hào)同步單元( 和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元G)，數(shù)字預(yù)失真單元(1)有一個(gè)外部信號(hào)輸入端、一個(gè)模型參數(shù)信號(hào)輸入端和一個(gè)輸出端，信號(hào)同步單元( 有一個(gè)外部放大信號(hào)輸入端和一個(gè)預(yù)失真信號(hào)輸入端以及一個(gè)同步后的外部放大信號(hào)輸出端和一個(gè)同步后的預(yù)失真信號(hào)輸出端，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元(4)有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中數(shù)字預(yù)失真單元(1)的外部輸入端的信號(hào)就是該預(yù)失真處理方法要處理的外部輸入信號(hào)，數(shù)字預(yù)失真單元(1)的輸出端分成兩路，一路作為數(shù)字預(yù)失真處理后的輸出信號(hào)，另一路輸入到信號(hào)同步單元(2) 的預(yù)失真信號(hào)輸入端，信號(hào)同步單元O)的外部放大信號(hào)輸入端則是來(lái)源于數(shù)字預(yù)失真處理之外的功率放大器的反饋信號(hào)，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元的輸出端的信號(hào)輸出到數(shù)字預(yù)失真單元(1)的模型參數(shù)輸入端；其特征在于在信號(hào)同步單元( 和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元 (4)間增加了數(shù)據(jù)過(guò)濾單元(3)，數(shù)據(jù)過(guò)濾單元C3)有一個(gè)同步后的預(yù)失真信號(hào)輸入端和一個(gè)同步后外部放大信號(hào)輸入端以及一個(gè)過(guò)濾處理后的預(yù)失真信號(hào)輸出端和一個(gè)過(guò)濾后的外部信號(hào)輸出端，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元的兩個(gè)輸入端分別是過(guò)濾處理后的外部放大信號(hào)輸入端和過(guò)濾處理后的預(yù)失真信號(hào)端，信號(hào)同步單元O)的兩個(gè)輸出信號(hào)分別與數(shù)據(jù)過(guò)濾單元(3)的兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)連接，數(shù)據(jù)過(guò)濾單元(3)的兩個(gè)輸出端的信號(hào)分別對(duì)應(yīng)地輸入到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元的兩個(gè)輸入端，即在對(duì)數(shù)字預(yù)失真器的輸出信號(hào)和外部放大后的反饋信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步后且在預(yù)失真參數(shù)訓(xùn)練之前，先進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾處理，然后再將兩路過(guò)濾后的信號(hào)傳送到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元(4)里進(jìn)行預(yù)失真參數(shù)的訓(xùn)練；數(shù)據(jù)過(guò)濾處理過(guò)程為步驟1 設(shè)置門限最大值和最小值，二者均為非負(fù)實(shí)數(shù)；步驟2 計(jì)算同步后功率放大器反饋信號(hào)的模值；步驟3 判斷功率放大器反饋信號(hào)的模值是否滿足設(shè)置的門限值條件若模值大于最大值或小于最小值，則將該數(shù)據(jù)丟掉，同時(shí)去掉同步后該時(shí)刻的數(shù)字預(yù)失真器輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)；若模值小于等于最大值或者大于等于最小值，該將該時(shí)刻的同步后的功率放大器反饋數(shù)據(jù)信號(hào)和的數(shù)字預(yù)失真輸出數(shù)據(jù)信號(hào)都傳遞給數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器單元(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真處理方法，步驟2中數(shù)據(jù)過(guò)濾方法中的最大值和最小值根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于高效功率放大器數(shù)字預(yù)失真處理方法，信號(hào)同步單元、數(shù)據(jù)過(guò)濾單元和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器由高速DSP完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效功率放大器的數(shù)字預(yù)失真處理方法，其特征在于在信號(hào)同步單元2和數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練單元4之間增加了數(shù)據(jù)過(guò)濾單元3，具體實(shí)施方案是數(shù)字預(yù)失真器的輸出信號(hào)和功率放大器的反饋信號(hào)首先通過(guò)信號(hào)同步處理，然后將同步后的兩路信號(hào)傳遞到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中，再將兩路數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)過(guò)濾，最后將經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中用于預(yù)失真模型參數(shù)訓(xùn)練。通過(guò)數(shù)據(jù)過(guò)濾后的信號(hào)有效克服了輸入信號(hào)的抖動(dòng)性問(wèn)題，從而提高功率放大器輸出的線性度，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于操作。
文檔編號(hào)H03F3/20GK102412791SQ201110386070
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者余萍, 唐友喜, 潘文生, 符初生 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)