低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统及方法，系统包括顺次连接的数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块和数据恢复模块；还包括与预失真模块和AD模块输出端连接的参数计算模块；数据处理模块的信号输入端作为系统的信号输入端，数据恢复模块的信号输出端作为系统的信号输出端。本发明专利技术在AD有效位宽有限的条件下，可以进一步提高数字信号的传输精确度，获得高位宽AD才可能达到的效果。

System and Method of Improving Digital Signal Transmission Accuracy under Low Bit Width AD Conditions

The invention discloses a system and method for improving the transmission accuracy of digital signals under the condition of low bit width AD. The system includes data processing module, predistortion module, DA module, power amplifier module, AD module and data recovery module connected sequentially, parameter calculation module connected with the output terminal of predistortion module and AD module, and signal input terminal of data processing module acts as the system. The signal input terminal and the signal output terminal of the data recovery module serve as the signal output terminal of the system. Under the condition that the effective bit width of AD is limited, the transmission accuracy of digital signal can be further improved, and the effect that high bit width AD can achieve can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统及方法
本专利技术属于通信
，具体涉及一种低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统及方法。
技术介绍
在现代通信系统中，DA、AD过程是数字信号常见的处理环节，因为模拟信号相对于数字信号更容易受到干扰，所以当原始数字信号完成DA转换后，模拟信号在传输过程中往往会产生畸变，导致信号经AD转换后，恢复的数字信号与原始数字信号存在一定的误差。因此，在实际的DA、AD处理过程中，DA的数据位宽一般较高(例如，一个数据由16位二进制码表示)，而AD的数据位宽较低(例如，一个数据由12位二进制码表示)，在复杂通信系统中，由于干扰因素较多，AD的有效位宽往往比AD模块提供的位宽还要小。在通信系统中，常常需要对一些通信模块进行建模，为了获得精确的模型参数，就要求所采集数据具有较高的精确度，而现实的AD模块位宽以及环境条件，限制了高精度数据的采集。在无线通信系统中，功率放大器(PowerAmplifier，PA)对整个系统性能起着至关重要的作用。理想功放可以对输入信号进行线性放大，但实际功放的输入和输出信号之间并不具有线性关系，而是产生了非线性失真，并引入了一定的记忆性，即输出信号不仅与当前时刻的输入信号有关，还受到以前多个时刻的输入信号影响，如图1所示。为了解决功率放大器的非线性失真问题，目前常采用数字预失真(DigitalPredistortion，DPD)技术。DPD技术的关键是在基带采集PA的输入、输出数据，并依据采集数据对PA进行建模。因此，采集数据的精确度越高，建立的PA模型就越接近实际的功率放大器。PA的输入数据在基带就是DA转换前的数字信号，而在基带的PA输出数据，就是PA输出的少量耦合信号经反馈通道、AD转换后的数字信号。因此，DA、AD中数字信号的位宽就决定了所采集PA输入、输出数据的精度。一般情况下，PA输入信号的精度较容易提高，例如，经常采用16位宽的DA模块。而回传信号受到的干扰较多，即使采用高精度AD模块，实际产生作用的有效位宽也不多，例如，如果采用12位宽的AD模块，有效位宽接近10位。由此可以看出，由于AD有效位宽有限，导致回传信号的精度不高，从而使PA模型参数不够精确。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统及方法，解决了在现有技术中，由于AD有效位宽有限而导致的信号传输精度不高，进而使模型参数不够精确的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统，其特征在于，包括数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块、数据恢复模块和参数计算模块；所述数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块和数据恢复模块顺次连接；所述预失真模块的第一信号输入端与数据处理模块的信号输出端连接，其第二信号输入端与参数计算模块的信号输出端连接；所述预失真模块的信号输出端还与参数计算模块的第一信号输入端连接，所述AD模块的信号输出端还与参数计算模块的第二信号输入端连接；所述数据处理模块的信号输入端作为系统的信号输入端，所述数据恢复模块的信号输出端作为系统的信号输出端。进一步地，所述数据处理模块将输入的高精度信号分解成若干个低精度信号，并将若干个低精度信号分别传输至预失真模块；所述DA模块用于对低精度信号进行数模转换；所述功率放大器模块具备记忆非线性特征，用于将DA模块输出的信号进行放大，一部分输出信号由天线发射，另一部分经过耦合回传至AD模块；所述AD模块用于对功率放大器模块输出的耦合回传信号进行模数转换；所述数据恢复模块用于将AD模块转换后的若干个低精度数字信号相乘，恢复原始输入的高精度数字信号；所述参数计算模块用于采集功率放大器模块前后的数字信号，运用预失真算法提取预失真参数；所述预失真模块利用参数计算模块提取的预失真参数，对数据处理模块输出的若干个低精度信号进行预失真处理。进一步地，所述数据处理模块包括顺次连接的符号与幅值分离单元、数据分解单元、数据合并单元和归一化单元；所述符号与幅值分离单元的信号输入端作为系统的信号输入端，所述归一化单元的信号输出端作为数据处理模块的信号输出端。进一步地，所述数据恢复模块包括顺次连接的数据拆分单元和乘法操作单元；所述数据拆分单元作为数据恢复模块的信号输入端与AD模块的信号输出端连接；所述乘法操作单元的信号输出端作为数据恢复模块的信号输出端。低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的方法，包括以下步骤：S1、通过数据处理模块将输入的高精度数字信号分解为若干个低精度数字信号的乘积，并输出至预失真模块；S2、通过预失真模块利用参数计算模块获取的预失真参数，对数据处理模块分解的若干个低精度信号进行预处理，其输出信号分别传输至参数计算模块和DA模块；S3、通过DA模块将预失真模块处理后的数字信号转化为模拟信号；S4、通过功率放大器模块将模拟信号进行放大处理，并将其输出信号耦合回传至AD模块；S5、通过AD模块对功率放大器模块输出的耦合回传信号进行模数转换，其输出信号分别传输至数据恢复模块和参数计算模块；S6、根据输入至参数计算模块的两路信号，参数计算模块计算预失真模块所需要的预失真参数；S7、通过数据恢复模块将接收到的信号拆分为若干个低精度信号，并进行乘法操作，恢复原始高精度数字信号并输出。进一步地，所述步骤S1具体为：S11、建立查找表，并设置为以输入信号的幅值进行检索；S12、将高精度数字信号输入至数据处理模块，并通过符号与幅值分离单元将其数据符号和幅值进行分离；S13、在数据分解单元，用输入信号的幅值作为索引值，在查找表中检索对应的若干个分解项；S14、通过数据合并单元，将若干个分解项和数据符号合并为一个数据流，通过归一化单元处理，将处理后的信号输出至预失真模块的第一信号输入端。进一步地，所述步骤S7具体为：S71、通过数据拆分单元将经由AD模块的输入信号进行拆分，分离出信号的符号位和若干个低精度信号；S72、将分离后的符号位和若干个低精度信号均输入至乘法操作单元，进行信号相乘运算，恢复原始高精度数字信号并输出。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统及方法，在AD有效位宽有限的条件下，可以进一步提高数字信号的传输精确度，获得高位宽AD才可能达到的效果。附图说明图1为本专利技术
技术介绍
中记忆非线性功放输出幅度图。图2为本专利技术提供的实施例中低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统结构图。图3为数据处理模块结构示意图。图4为数据恢复模块结构示意图。图5为本专利技术提供的实施例中低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的方法流程图。图6为本专利技术提供的实施例中数据处理模块数据处理方法流程图。图7为本专利技术提供的实施例中信号归一化幅度为0.54时的功率谱对比图。图8为本专利技术提供的实施例中信号归一化幅度为0.57时的功率谱对比图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统，其特征在于，包括数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块、数据恢复模块和参数计算模块；所述数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块和数据恢复模块顺次连接；所述预失真模块的第一信号输入端与数据处理模块的信号输出端连接，其第二信号输入端与参数计算模块的信号输出端连接；所述预失真模块的信号输出端还与参数计算模块的第一信号输入端连接，所述AD模块的信号输出端还与参数计算模块的第二信号输入端连接；所述数据处理模块的信号输入端作为系统的信号输入端，所述数据恢复模块的信号输出端作为系统的信号输出端。

【技术特征摘要】
1.低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统，其特征在于，包括数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块、数据恢复模块和参数计算模块；所述数据处理模块、预失真模块、DA模块、功率放大器模块、AD模块和数据恢复模块顺次连接；所述预失真模块的第一信号输入端与数据处理模块的信号输出端连接，其第二信号输入端与参数计算模块的信号输出端连接；所述预失真模块的信号输出端还与参数计算模块的第一信号输入端连接，所述AD模块的信号输出端还与参数计算模块的第二信号输入端连接；所述数据处理模块的信号输入端作为系统的信号输入端，所述数据恢复模块的信号输出端作为系统的信号输出端。2.根据权利要求1所述的低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统，其特征在于，所述数据处理模块将输入的高精度信号分解成若干个低精度信号，并将若干个低精度信号分别传输至预失真模块；所述DA模块用于对低精度信号进行数模转换；所述功率放大器模块具备记忆非线性特征，用于将DA模块输出的信号进行放大，一部分输出信号由天线发射，另一部分经过耦合回传至AD模块；所述AD模块用于对功率放大器模块输出的耦合回传信号进行模数转换；所述数据恢复模块用于将AD模块转换后的若干个低精度数字信号相乘，恢复原始输入的高精度数字信号；所述参数计算模块用于采集功率放大器模块前后的数字信号，运用预失真算法提取预失真参数；所述预失真模块利用参数计算模块提取的预失真参数，对数据处理模块输出的若干个低精度信号进行预失真处理。3.根据权利要求2所述的低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统，其特征在于，所述数据处理模块包括顺次连接的符号与幅值分离单元、数据分解单元、数据合并单元和归一化单元；所述符号与幅值分离单元的信号输入端作为系统的信号输入端，所述归一化单元的信号输出端作为数据处理模块的信号输出端。4.根据权利要求2所述的低位宽AD条件下提高数字信号传输精度的系统，其特征在于，所述数据恢复模块包括顺次连接的数据拆分单元和乘法操...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明，林耿坤，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51