本發(fā)明涉及無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)及無線發(fā)射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：無線通信系統(tǒng)的移動用戶數(shù)增多、傳輸距離加長，都要求設(shè)備的功率放大器輸出更高的發(fā)射功率，才能保障實(shí)際通信系統(tǒng)通話質(zhì)量的高性能要求。功率放大器作為無線通信系統(tǒng)的重要組成部分，常常工作在非線性區(qū)、甚至工作在飽和區(qū)附近，這會帶來很明顯的非線性失真?，F(xiàn)有的解決方式是在無線發(fā)射裝置內(nèi)增加反饋射頻鏈路和反饋模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于預(yù)失真參數(shù)估計，但這樣的做法將明顯的增加設(shè)備的硬件成本、功耗，同時還增加了設(shè)備的體積和重量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的是提供一種預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)，旨在提供一種可以節(jié)約硬件成本的預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)，包括功率放大模塊、頻譜分析儀、計算機(jī)及矢量信號源；其中，所述功率放大模塊，將輸入的信號進(jìn)行功率放大；所述頻譜分析儀，接收所述功率放大模塊輸出的模擬信號，采樣轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號；所述計算機(jī)，根據(jù)所述頻譜分析儀發(fā)送的基帶數(shù)字信號及發(fā)送到所述矢量信號源的預(yù)失真參數(shù)進(jìn)行預(yù)失真參數(shù)估計，獲得預(yù)失真信號及預(yù)失真參數(shù)；所述矢量信號源，接收計算機(jī)發(fā)送的所述預(yù)失真信號，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號，并以預(yù)設(shè)射頻頻率發(fā)送到所述功率放大模塊。優(yōu)選地，所述功率放大模塊的輸出端與所述頻譜分析儀的采樣端連接，所述頻譜分析儀的輸出端與所述計算機(jī)的輸入端連接，所述計算機(jī)的輸出端與所述矢量信號源的輸入端連接，所述矢量信號源的輸出端與所述功率放大模塊的輸入端連接。優(yōu)選地，預(yù)失真參數(shù)估計基于記憶多項(xiàng)式模型：其中x(n)為所述功率放大模塊在n時刻的的信號輸入，y(n)為所述功率放大模塊在n時刻的信號輸出，k為非線性階數(shù)，q為記憶深度，基于采集的y(n)的n個采樣和x(n)的n+q個采樣來估計所述預(yù)失真參數(shù)b，有如下公式：有Y＝XB，給定X和Y，采用最小二乘法計算出所述預(yù)失真參數(shù)B＝(XHX)-1XHY。優(yōu)選地，還包括衰減器；所述衰減器輸入端與所述功率放大模塊輸出端連接，所述衰減器輸出端與所述頻譜分析儀采樣端連接，將輸入所述頻譜分析儀的信號進(jìn)行預(yù)衰減，以保護(hù)所述頻譜分析儀。優(yōu)選地，所述頻譜分析儀的工作帶寬為所述功率放大模塊的工作帶寬的5至10倍。優(yōu)選地，所述矢量信號源的工作帶寬為所述功率放大模塊的工作帶寬的5至10倍。優(yōu)選地，所述頻譜分析儀及所述矢量信號源的采樣速率相同。優(yōu)選地，所述功率放大模塊與所述頻譜分析儀及矢量信號源都通過射頻線纜連接。優(yōu)選地，所述計算機(jī)與所述頻譜分析儀及所述矢量信號源都通過網(wǎng)線連接。本發(fā)明還提出一種無線發(fā)射系統(tǒng)，包括預(yù)失真處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、射頻發(fā)射模塊及預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)；所述預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)包括功率放大模塊、頻譜分析儀、計算機(jī)及矢量信號源；所述功率放大模塊的輸出端與所述頻譜分析儀的采樣端連接，所述頻譜分析儀的輸出端與所述計算機(jī)的輸入端連接，所述計算機(jī)的輸出端與所述矢量信號源的輸入端連接，所述矢量信號源的輸出端與所述功率放大模塊的輸入端連接；所述功率放大模塊，將輸入的信號進(jìn)行功率放大；所述頻譜分析儀，接收所述功率放大模塊輸出的模擬信號，采樣轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號；所述計算機(jī)，根據(jù)所述頻譜分析儀發(fā)送的基帶數(shù)字信號及發(fā)送到所述矢量信號源的預(yù)失真參數(shù)進(jìn)行預(yù)失真參數(shù)估計，獲得預(yù)失真信號及預(yù)失真參數(shù)；所述矢量信號源，接收計算機(jī)發(fā)送的的所述預(yù)失真信號，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號，并以預(yù)設(shè)射頻頻率發(fā)送到所述功率放大模塊；所述預(yù)失真處理模塊的輸出端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述射頻發(fā)射模塊的輸入端連接，所述射頻發(fā)射模塊的輸出端與所述功率放大模塊的輸入端連接，所述計算機(jī)的參數(shù)輸出端與所述與預(yù)失真處理模塊的的參數(shù)接收端連接；其中，所述預(yù)失真處理模塊，根據(jù)所述預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)計算得到的預(yù)失真參數(shù)對輸入的基帶信號進(jìn)行預(yù)校正；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；所述射頻發(fā)射模塊，將輸入的信號進(jìn)行變頻、濾波，轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)功率的射頻信號。本發(fā)明通過功率放大模塊、頻譜分析儀、計算機(jī)及矢量信號源，形成了一種預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)，通過頻譜分析儀接收功率放大模塊的信號，采樣轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)剿鲇嬎銠C(jī)，計算機(jī)根據(jù)該信號計算出預(yù)失真信號，并通過所述矢量信號源進(jìn)行轉(zhuǎn)換、反饋到所述功率放大模塊，通過該反饋回路的不斷迭代，從而由計算機(jī)計算出預(yù)失真參數(shù)。本發(fā)明能迭代的獲得功率放大模塊的預(yù)失真參數(shù)，省去了現(xiàn)有系統(tǒng)中的反饋射頻模塊、反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器等模塊，節(jié)約了硬件成本，減少了系統(tǒng)裝置的功耗。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)一實(shí)施例的功能模塊圖；圖2為本發(fā)明無線發(fā)射系統(tǒng)一實(shí)施例的功能模塊圖；圖3為本發(fā)明無線發(fā)射系統(tǒng)中預(yù)失真處理模塊的功能模塊圖。附圖標(biāo)號說明：標(biāo)號名稱標(biāo)號名稱100預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)120頻譜分析儀200預(yù)失真處理模塊130計算機(jī)300數(shù)模轉(zhuǎn)換器140矢量信號源400射頻發(fā)射模塊150衰減器110功率放大模塊210預(yù)失真參數(shù)表本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說明，本發(fā)明實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。另外，在本發(fā)明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明提出一種預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)。參照圖1，包括功率放大模塊110、頻譜分析儀120、計算機(jī)130及矢量信號源140；其中，所述功率放大模塊110，將輸入的信號進(jìn)行功率放大；所述頻譜分析儀120，接收所述功率放大模塊110輸出的模擬信號，采樣轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號；所述計算機(jī)130，根據(jù)所述頻譜分析儀120發(fā)送的基帶數(shù)字信號及發(fā)送到所述矢量信號源140的預(yù)失真參數(shù)進(jìn)行預(yù)失真參數(shù)估計，獲得預(yù)失真信號及預(yù)失真參數(shù)；所述矢量信號源140，接收計算機(jī)130的所述預(yù)失真信號，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號，并以預(yù)設(shè)射頻頻率發(fā)送到所述功率放大模塊110。需要說明的是，預(yù)失真就是人為地加入一個特性與包括功率放大模塊在內(nèi)的系統(tǒng)非線性失真恰好相反的系統(tǒng)，進(jìn)行互相補(bǔ)償，減小信號系統(tǒng)的失真。需要說明的是，本發(fā)明中的計算機(jī)130計算出的預(yù)失真參數(shù)為不斷迭代產(chǎn)生的。迭代是重復(fù)反饋過程的活動，其目的通常是為了逼近所需目標(biāo)或結(jié)果。每一次對過程的重復(fù)稱為一次“迭代”，而每一次迭代得到的結(jié)果會作為下一次迭代的初始值。計算機(jī)130每次計算出的預(yù)失真參數(shù)通過矢量信號源140傳輸?shù)剿龉β史糯竽K110進(jìn)行放大，再通過頻譜分析儀120的采集反饋到計算機(jī)130，該反饋回的信號又作為本次預(yù)失真估計的參考數(shù)據(jù)，進(jìn)而不斷地重復(fù)反饋過程，使獲得的預(yù)失真參數(shù)不斷地逼近標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)失真參數(shù)。本發(fā)明通過功率放大模塊110、頻譜分析儀120、計算機(jī)130及矢量信號源140，形成了一種預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)100，通過頻譜分析儀120接收功率放大模塊110的信號，采樣轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)剿鲇嬎銠C(jī)130，計算機(jī)130根據(jù)該信號計算出預(yù)失真信號，并通過所述矢量信號源140進(jìn)行轉(zhuǎn)換、反饋到所述功率放大模塊110，通過該反饋回路的不斷迭代，從而由計算機(jī)130計算出預(yù)失真參數(shù)。本發(fā)明能迭代的獲得功率放大模塊110的預(yù)失真參數(shù)，省去了現(xiàn)有系統(tǒng)中的反饋射頻模塊、反饋數(shù)模轉(zhuǎn)換器等模塊，節(jié)約了硬件成本，減少了系統(tǒng)裝置的功耗。具體地，所述功率放大模塊110的輸出端與所述頻譜分析儀120的采樣端連接，所述頻譜分析儀120的輸出端與所述計算機(jī)130的輸入端連接，所述計算機(jī)130的輸出端與所述矢量信號源140的輸入端連接，所述矢量信號源140的輸出端與所述功率放大模塊110的輸入端連接。具體地，預(yù)失真參數(shù)估計基于記憶多項(xiàng)式模型：其中x(n)為所述功率放大模塊110在n時刻的的信號輸入，y(n)為所述功率放大模塊110在n時刻的信號輸出，基于采集的y(n)的n個采樣和x(n)的n+q個采樣來估計所述預(yù)失真參數(shù)b，有如下公式：有Y＝XB，給定X和Y，采用最小二乘法計算出所述預(yù)失真參數(shù)B＝(XHX)-1XHY。需要說明的是，最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)。它通過最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。利用最小二乘法可以簡便地求得未知的數(shù)據(jù)，并使得這些求得的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小。具體地，還包括衰減器150；所述衰減器150輸入端與所述功率放大模塊110輸出端連接，所述衰減器150輸出端與所述頻譜分析儀120采樣端連接，將輸入所述頻譜分析儀120的信號進(jìn)行預(yù)衰減，以保護(hù)所述頻譜分析儀120。需要說明的是，衰減器是一種提供衰減的電子元器件，廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備中，它的主要用途是：(1)調(diào)整電路中信號的大??；(2)在比較法測量電路中，可用來直讀被測網(wǎng)絡(luò)的衰減值；(3)改善阻抗匹配，若某些電路要求有一個比較穩(wěn)定的負(fù)載阻抗時，則可在此電路與實(shí)際負(fù)載阻抗之間插入一個衰減器，能夠緩沖阻抗的變化。進(jìn)一步地，本發(fā)明中該衰減器150用于調(diào)整信號，避免信號過大而對儀器造成的損害。具體地，所述頻譜分析儀120的工作帶寬為所述功率放大模塊110的工作帶寬的5至10倍。具體地，所述矢量信號源140的工作帶寬為所述功率放大模塊110的工作帶寬的5至10倍。需要說明的是，因?yàn)楣β史糯竽K110的非線性特性，通常要求矢量信號源140的帶寬為功率放大模塊110期望操作帶寬的5-10倍，例如功率放大模塊110的期望輸出5MHz信號，需要輸入信號支持25～50MHz帶寬。頻譜分析儀120的帶寬也必須是功率放大模塊110期望操作帶寬的5-10倍，且與特點(diǎn)功率放大模塊110相關(guān)。進(jìn)一步地，頻譜分析儀120和矢量信號源140可以用不同的采樣速率，但是計算預(yù)失真參數(shù)時要求將其中一個采樣速率重新采樣后保持與另一個的采樣速率一致。具體地，本發(fā)明實(shí)施例中，所述頻譜分析儀120及所述矢量信號源140的采樣速率相同。具體地，所述功率放大模塊110與所述頻譜分析儀120及矢量信號源140都通過射頻線纜連接。具體地，所述計算機(jī)130與所述頻譜分析儀120及所述矢量信號源140都通過網(wǎng)線連接。本發(fā)明通過功率放大模塊110、頻譜分析儀120、計算機(jī)130及矢量信號源140形成一個預(yù)失真參數(shù)估計反饋回路。通過頻譜分析儀120采集功率放大模塊110的輸出，計算機(jī)130估計預(yù)失真參數(shù)，并通過矢量信號源140將預(yù)失真參數(shù)傳送到功率放大模塊110。通過該反饋回路不斷的迭代，進(jìn)而獲得準(zhǔn)確的預(yù)失真參數(shù)。本發(fā)明還在頻譜分析儀120的采樣端加接了衰減器150，避免了采樣信號過大而對頻譜分析儀120造成的損壞。本發(fā)明節(jié)約了預(yù)失真參數(shù)估計裝置的硬件成本，減少了功耗。參考圖2，本發(fā)明還提出一種無線發(fā)射系統(tǒng)，該無線發(fā)射系統(tǒng)包括預(yù)失真處理模塊200、數(shù)模轉(zhuǎn)換器300、射頻發(fā)射模塊400及如上所述的預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)100；所述預(yù)失真處理模塊200的輸出端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器300的輸入端連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器300的輸出端與所述射頻發(fā)射模塊400的輸入端連接，所述射頻發(fā)射模塊400的輸出端與所述功率放大模塊110的輸入端連接，所述計算機(jī)130的參數(shù)輸出端與所述與預(yù)失真處理模塊200的的參數(shù)接收端連接；其中，所述預(yù)失真處理模塊200，根據(jù)所述預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)100計算得到的預(yù)失真參數(shù)對輸入的基帶信號進(jìn)行預(yù)校正；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器300，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；所述射頻發(fā)射模塊，將輸入的信號進(jìn)行變頻、濾波，轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)功率的射頻信號。該預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)100的具體結(jié)構(gòu)參照上述實(shí)施例，由于無線發(fā)射系統(tǒng)采用了上述所有實(shí)施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。需要說明的是，所述預(yù)失真處理模塊200根據(jù)預(yù)失真參數(shù)估計系統(tǒng)100離線估計得到的預(yù)失真參數(shù)對輸入基帶信號的AM-AM和AM-PM特性進(jìn)行預(yù)校正。將預(yù)失真處理后的預(yù)失真補(bǔ)償信號傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器300將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號，射頻發(fā)射模塊400,再將中頻信號進(jìn)行中頻濾波及變頻，以得到小功率的射頻信號，小功率的射頻信號經(jīng)功率放大模塊110放大得到射頻放大信號。參照圖3，為本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)失真處理模塊原理圖。進(jìn)一步地，假設(shè)預(yù)失真模型采用3個LUT表示預(yù)失真參數(shù)，所述記憶多項(xiàng)式模塊公式進(jìn)一步可寫成：其中，fi(abs(x(n-Ki)))對應(yīng)為不同延遲Ki的預(yù)失真參數(shù)查找表lut(n-Ki)，Ki和Di的取值可以不同。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3