等效采样预失真系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及数字预失真功放线性化技术,目的是为了解决现有功放系统中当输入信号的频谱较宽时需要反馈通道中模数转换器有较高的采样率，带来模数转换器电路实现困难的问题。本发明专利技术提供等效采样预失真系统，包括：训练序列发生器、数模转换器、功放系统、模数转换器、延时估计模块及预失真器参数获取模块，训练序列发生器与数模转换器连接，数模转换器与功放系统连接，功放系统与模数转换器连接，延时估计模块分别与训练序列发生器、模数转换器及模型参数获取模块连接，模型参数获取模块与模数转换器及训练序列发生器连接。本发明专利技术还提供一种等效采样预失真方法，适用于通信系统中的信号预失真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，特别涉及数字预失真功放线性化技术。
技术介绍
在通信系统中，为了将射频信号发送出去，射频功率放大器是必不可少的一个器件，早期通信系统中由于采用恒定包络调制技术，信号带宽较窄，受射频功率放大器非线性的影响较小。随着现代无线通信技术的发展，频带资源变得越来越紧张，为此提出了WCDMA(宽带码分多址)及OFDM(正交频分复用)等高频谱利用率的传输和调制技术。采用这类技术所传输的信号具有宽频带及高峰均比等特点，这些特点决定了必须采用高线性度的射频功率放大器，否则会产生严重的带内和带外失真，使通信系统的误码率增大，并干扰邻近通信信道。功率放大器的非线性是其固有的特性，目前还无法通过电路设计的方式解决该问题，于是人们提出了许多功放线性化技术，常用的功率放大器线性化技术有功率回退、前馈及预失真等，其中数字预失真技术具有稳定、高效及自适应等优势，能达到中等程度的线性化，是目前广泛应用的一种功放线性化技术。数字预失真系统的基本原理是：在功率放大器之前加入一个预失真器，预失真器由数字信号处理器件实现，数字基带IQ信号经过预失真器进行处理后再经D/A变换、上变频后送入功放，当预失真器的非线性特性与射频功放相逆时，经过功率放大器后输出为线性放大的射频信号。为了设计出较理想的预失真器，使其非线性特性与功率放大器相逆，需要获取功放输出信号的失真信息，所以预失真系统需将功放输出信号反馈回来，射频信号经耦合衰减、下变频、A/D变换后提供给预失真器设计模块，预失真器设计模块通过相应的算法设计出预失真器。由于功放的非线性特性，会导致输出的射频信号频谱扩展，如果只考虑到最高5阶的功放非线性交调失真，则信号的频谱大约会扩展至原信号带宽的5倍，如信号带宽为20MHz，则频谱扩展后信号带宽为100MHz。当待发送的信号频谱较宽时，为了不失真的采集到反馈回来的信号，反馈通道的模数转换器则需要较高的采样率，根据奈奎斯特采样定理，频谱扩展后信号带宽为100MHz，则需要至少200MHz的采样率，对模数转换器采样率的要求会非常高，对电路设计以及硬件实现提出了较高的要求。为了降低对反馈通道ADC采样率的要求，有人提出了欠采样预失真方法，经理论证明：反馈通道中的A/D采用原基带信号带宽两倍以上的采样率，如信号带宽为20MHz，则采样率至少为40MHz以上，同样可以获取到功放的非线性失真特性。该方法的提出缓解了信号频谱较宽时对A/D采样速率的要求。然而，随着通信技术的发展，信号的频谱也越来越宽，即使采用欠采样方法仍然需要较高采样率的模数转换器。高速A/D采样电路的设计、以及后续高速数字信号的处理都增加了系统的设计和实现难度，且成本也较高。上述方法大大降低了预失真系统的实现难度，但是当信号带宽进一步提高时，该方法仍然需要较高的采样速率。为此，本专利技术提出一种等效采样预失真方法，可进一步降低反馈通道ADC的采样率，并降低系统成本和实现难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有功放预失真系统中当输入信号的频谱较宽时需要反馈通道中模数转换器有较高的采样率，带来模数转换器电路实现困难且成本较高的问题。为达到上述目的，本专利技术提供一种等效采样预失真方法，该方法用于射频功率放大器中，其包括：训练序列发生器，用于产生周期性的训练序列；数模转换器，用于将训练序列发生器产生的训练序列转换成模拟信号；功放系统，用于将数模转换器转换得到的模拟信号依次进行上变频、功率放大、耦合衰减及下变频处理；模数转换器，将功放系统输出后反馈回的模拟信号转换为数字信号；延时估计模块，用于将训练序列与模数转换器输出的反馈序列进行延时估计；模型参数获取模块，根据训练序列、延时估计得到的延时及反馈序列获取预失真器的模型参数；所述训练序列发生器与数模转换器连接，所述数模转换器与功放系统连接，所述功放系统与模数转换器连接，所述延时估计模块分别与训练序列发生器、模数转换器及模型参数获取模块连接，所述模型参数获取模块与模数转换器及训练序列发生器连接。具体地，所述功放系统包括上变频模块、功率放大器、衰减器及下变频模块，分别用于对模拟信号进行上变频处理、功率放大、衰减及下变频处理。功放输出的射频信号经天线后发射出去，少部分反馈回来。具体地，所述模数转换器中的工作频率为数模转换器工作频率的1/(N+1)。较佳地，反馈序列的采样点数至少为训练序列点数的2倍。本专利技术还提供一种等效采样预失真方法，包括如下步骤：A.将周期性的训练序列送到数模转换器，信号经过功放系统进行等效采样后反馈到模数转换器；B.利用等效采样得到的反馈数据序列与训练序列进行延时估计，利用延时估计得到的延时将反馈数据序列和训练序列在时域上对齐；C.利用基于模式识别的学习结构得到预失真器的模型参数。利用上述方法得到的模型参数可设计出等效采样预失真系统，具体地，步骤A中，模数转换器的工作频率为数模转换器工作频率的1/(N+1)，所述反馈序列的采样点数至少为训练序列点数的2倍。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的等效采样预失真方法，可进一步降低对反馈通道模数转换器的采样率的要求，并降低系统成本和实现难度。附图说明图1为本专利技术的等效采样预失真系统的原理框图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本专利技术技术方案的思路，并不用以限制本专利技术权利要求的保护范围。本专利技术针对现有功放系统中当输入信号的频谱较宽时需要反馈通道中模数转换器有较高的采样率，带来模数转换器电路实现困难的问题，提供一种等效采样预失真系统，该系统用于射频功率放大器中，如图1所示，其包括：训练序列发生器，用于产生周期性的训练序列；数模转换器，用于将训练序列发生器产生的训练序列转换成模拟信号；功放系统，用于将数模转换器转换得到的模拟信号依次进行上变频、功率放大、耦合衰减及下变频处理；模数转换器，将功放系统输出的反馈序列的模拟信号转换为数字信号；延时估计模块，用于将训练序列与模数转换器输出的反馈序列进行延时估计；预失真器参数获取模块，根据训练序列、延时估计得到的延时及反馈序列获取预失真器的模型参数；所述训练序列发生器与数模转换器连接，所述数模转换器与功放系统连接，所述功放系统与模数转换器连接，所述延时估计模块分别与训练序列发生器、模数转换器及预失真器参数获取模块连接，所述预失真器参数获取模块与模数转换器及训练本文档来自技高网...

【技术保护点】
等效采样预失真系统，其特征在于，包括：训练序列发生器，用于产生周期性的训练序列；数模转换器，用于将训练序列发生器产生的训练序列转换成模拟信号；功放系统，用于将数模转换器转换得到的模拟信号依次进行上变频、功率放大、耦合衰减及下变频处理；模数转换器，将功放系统输出的反馈序列的模拟信号转换为数字信号；延时估计模块，用于将训练序列与模数转换器输出的反馈序列进行延时估计；预失真器参数获取模块，根据训练序列、延时估计得到的延时及反馈序列获取预失真器的模型参数；所述训练序列发生器与数模转换器连接，所述数模转换器与功放系统连接，所述功放系统与模数转换器连接，所述延时估计模块分别与训练序列发生器、模数转换器及预失真器参数获取模块连接，所述预失真器参数获取模块与模数转换器及训练序列发生器连接。

【技术特征摘要】
1.等效采样预失真系统，其特征在于，包括：
训练序列发生器，用于产生周期性的训练序列；
数模转换器，用于将训练序列发生器产生的训练序列转换成模拟信号；
功放系统，用于将数模转换器转换得到的模拟信号依次进行上变频、功率放大、耦合衰
减及下变频处理；
模数转换器，将功放系统输出的反馈序列的模拟信号转换为数字信号；
延时估计模块，用于将训练序列与模数转换器输出的反馈序列进行延时估计；
预失真器参数获取模块，根据训练序列、延时估计得到的延时及反馈序列获取预失真器
的模型参数；
所述训练序列发生器与数模转换器连接，所述数模转换器与功放系统连接，所述功放系
统与模数转换器连接，所述延时估计模块分别与训练序列发生器、模数转换器及预失真器参
数获取模块连接，所述预失真器参数获取模块与模数转换器及训练序列发生器连接。
2.如权利要求1所述的等效采样预失真系统，其特征在于，所述功放系统包括上变频模
块、功率放大器、衰减器及下变频模块，分别用于对模拟信号进行上变频处理、功率放大、
衰减及下变频处理。
3.如权利要求1所述的等效采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡顺燕，
申请(专利权)人：成都师范学院，
类型：发明
国别省市：四川;51