一种软硬件协同的数字预失真的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种软硬件协同的数字预失真的方法及装置，涉及数字预失真技术领域，其方法包括以下步骤：根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；根据检测到的无线通信设备的工作状态对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型；对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中。本发明专利技术能够针对形形色色的无线应用场景，以最优DPD算法模型来实时提高无线设备效率、降低无线干扰；从而实现高效、绿色节能的无线远端设备。

Method and device for hardware and software coordination digital predistortion

The invention discloses a method and a device for a digital pre distortion of software and hardware, involving digital predistortion technology, the method comprises the following steps: according to the sample data acquisition and system configuration information, detection of wireless communication equipment working state; according to the wireless communication device to detect the working state of the digital pre distortion model for online optimization, obtain the optimal digital predistortion model; the optimal digital pre distortion model obtained by the model parameters were quantified, and will update the model parameters of the quantized to a wireless communication device. The invention can improve the efficiency of wireless devices and reduce the wireless interference in real-time by optimizing the DPD algorithm model for various wireless application scenarios so as to realize a high-efficiency, green and energy-saving wireless remote device.

【技术实现步骤摘要】
一种软硬件协同的数字预失真的方法及装置
本专利技术涉及DPD(DigitalPre-Distortion，数字预失真)
，特别涉及一种软硬件协同的数字预失真的方法及装置。
技术介绍
软硬件协同设计，其主要内容是协调整个系统功能的软硬件实现，同步进行系统功能及实现评估，从而完成合理高效的系统设计。传统DPD装置由FPGA(Field-ProgrammableGateArray，可编程逻辑器件)和DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处理器)组成。系统设计阶段划分软硬件界面，FPGA负责实时的DPD滤波功能，DSP负责非实时的预失真参数估计。FPGA资源有限、且速率与资源利用率相互制约；DSP的存储空间及运算吞吐量有限，这些因素直接限制算法模型选择。例如，表现在以下方面：其一，因FPGA资源、速率限制了建立完备算法模型的可能性；其二，因DSP吞吐率及存储限制了模型的完备性及DPD模型参数训练的实时性。移动互连网、物联网时代的到来，无线通信数据量、数据速率增长一日千里，无线通信系统日新月异；这要求无线覆盖日趋完善，无线干扰减小，无线设备绿色节能等。同时，2G/3G/4G各无线制式都长期共存，下一代无线通信网络必须解决多种网络架构下的良好兼容和无缝对接。不同信号制式的应用场景，配合不同类型或结构的功率放大器，对DPD装置要求各异。DPD算法是改善功放线性、提升无线通信设备效率关键算法之一，在多种无线通信场景中，一成不变结构固定的DPD模型并不具有普适性，如图1所示，传统DPD装置实现流程是：·研发阶段人工搜索来训练模型：为不同应用场景、不同制式信号、不同类型功放训练出一套性能相对较好、兼具稳定性的模型；·开发相应算法软件：测试DPD装置稳定性及普适性；·发布统一算法软件：为同规格无线设备建立相同模型的软件。在设备运行阶段，虽然无线通信场景千变万化，但是结构固定DPD装置，其适应性低，导致无线设备的无线射频指标波动，无线设备效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软硬件协同的数字预失真的方法及装置，解决了现有技术在研发阶段将软硬件界面分割完毕，无法适应不断变化的无线通信环境的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种软硬件协同的数字预失真的方法，包括以下步骤：根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；根据检测到的无线通信设备的工作状态对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型；对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中。优选地，所述根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态包括：状态诊断及控制引擎根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；当检测到的无线通信设备的工作状态不满足当前系统的工作需求时，启动数字预失真模型的在线寻优。优选地，所述对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型包括：配置信息量化引擎通过对系统配置信息进行量化处理，得到量化配置信息；数据特征提取引擎通过对采集的样本数据进行提取，得到样本数据特征；模型搜索引擎利用所得到的量化配置信息和样本数据特征，对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型。优选地，所述量化配置信息包括：无线信号制式、信号频域分布、信号功率分配；所述样本数据特征包括：数据峰值功率、平均功率、峰均比、链路时延以及数据相位。优选地，所述对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中包括：模型参数量化及更新引擎将所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，得到量化模型参数，并将所得到的量化模型参数保存到数字预失真模型库中；当所述模型参数量化及更新引擎接收到系统的模型切换指令时，将保存在数字预失真模型库中的量化模型参数更新到无线通信设备的数字预失真滤波模块中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种软硬件协同的数字预失真的装置，包括：检测模块，用于根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；在线寻优模块，用于根据检测到的无线通信设备的工作状态对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型；量化及更新模块，用于对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中。优选地，所述检测模块包括：检测单元，用于状态诊断及控制引擎根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态，以及当检测到的无线通信设备的工作状态不满足当前系统的工作需求时，启动数字预失真模型的在线寻优。优选地，所述在线寻优模块包括：获取单元，用于配置信息量化引擎通过对系统配置信息进行量化处理，得到量化配置信息，以及数据特征提取引擎通过对采集的样本数据进行提取，得到样本数据特征；在线寻优单元，用于模型搜索引擎利用所得到的量化配置信息和样本数据特征，对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型。优选地，所述量化配置信息包括：无线信号制式、信号频域分布、信号功率分配；所述样本数据特征包括：数据峰值功率、平均功率、峰均比、链路时延以及数据相位。优选地，所述量化及更新模块包括：量化单元，用于模型参数量化及更新引擎将所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，得到量化模型参数，并将所得到的量化模型参数保存到数字预失真模型库中；更新单元，用于当所述模型参数量化及更新引擎接收到系统的模型切换指令时，将保存在数字预失真模型库中的量化模型参数更新到无线通信设备的数字预失真滤波模块中。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：本专利技术在方案评估阶段就综合考虑软硬件特性，进行软硬件协同设计，为最优实现提供了可选择性，特别是对于数字预失真这种对运算时效敏感的算法，软硬件的协同设计更能提供优选方案。并且，在产品发布后，仍然能够通过在线模型搜索训练出与应用场景适配更佳的算法，保持了解决方案的灵活性，提高了整个系统的效率。附图说明图1是现有技术提供的传统DPD装置开发示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种软硬件协同的数字预失真的方法流程图；图3是本专利技术实施例提供的一种软硬件协同的数字预失真的装置示意图；图4是本专利技术实施例提供的软硬件协同的DPD装置示意图；图5是本专利技术实施例提供的图4中DPD在线学习模块的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图2显示了本专利技术实施例提供的一种软硬件协同的数字预失真的方法流程图，如图2所示，包括以下步骤：步骤S201：根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；步骤S202：根据检测到的无线通信设备的工作状态对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型；步骤S203：对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中。其中，所述根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态包括：状态诊断及控制引擎根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；当检测到的无线通信设备的工作状态不满足当前系统的工作需求时，启动数字预失真模型的在线寻优。其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软硬件协同的数字预失真的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；根据检测到的无线通信设备的工作状态对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型；对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中。

【技术特征摘要】
1.一种软硬件协同的数字预失真的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；根据检测到的无线通信设备的工作状态对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型；对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态包括：状态诊断及控制引擎根据系统配置信息和采集的样本数据，检测无线通信设备的工作状态；当检测到的无线通信设备的工作状态不满足当前系统的工作需求时，启动数字预失真模型的在线寻优。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型包括：配置信息量化引擎通过对系统配置信息进行量化处理，得到量化配置信息；数据特征提取引擎通过对采集的样本数据进行提取，得到样本数据特征；模型搜索引擎利用所得到的量化配置信息和样本数据特征，对数字预失真模型进行在线寻优，获取最优数字预失真模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述量化配置信息包括：无线信号制式、信号频域分布、信号功率分配；所述样本数据特征包括：数据峰值功率、平均功率、峰均比、链路时延以及数据相位。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，并将量化后的模型参数更新到无线通信设备中包括：模型参数量化及更新引擎将所获取的最优数字预失真模型进行模型参数量化处理，得到量化模型参数，并将所得到的量化模型参数保存到数字预失真模型库中；当所述模型参数量化及更新引擎接收到系统的模型切换指令时，将保存在数字预失真模型库中的量化模型参数更新到无线通信设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓飞，朱书魁，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44