数字预失真装置以及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种数字预失真装置以及方法，该数字预失真装置包括：非线性器件，用于补偿信号的非线性特性；记忆效应补偿器，用于补偿信号的记忆效应特性；恒值特性获取器，对反馈信号进行处理以获取信号的恒值特性信息；代价函数生成器，根据获取的恒值特性信息以及预设值计算预失真的代价函数，其中预设值根据信号的调制方式而预先获得；系数更新器，根据代价函数对非线性器件的系数以及记忆效应补偿器的系数进行更新。通过本发明专利技术实施例，不仅可以补偿信号的非线性和记忆效应畸变，而且结构简单且造价较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字预失真
，尤其涉及一种补偿非线性和记忆效应畸变的数 字预失真装置以及方法。
技术介绍
功率放大器（PA,PowerAmplifier)是电子设备中的重要组成部分，它可以对微弱 的电信号实现功率放大，以满足传输、发射的需要。理想情况下希望PA的输出信号是输入 信号的理想放大，但是由于物理上的原因，PA往往会引入非线性，也就是说输入信号除了被 放大，还增加了一些额外的不需要的信号。为了实现理想放大，PA的这种非线性必须进行 补偿和矫正。 数字预失真（DPD，DigitalPre-Distortion)技术就是一种有效的预补偿电子设 备非线性的技术手段。自适应预失真技术可以根据反馈回来的PA输出信号自适应调整预 失真器的系数，实现预补偿。 图1是现有技术中一个数字预失真装置的部分结构示意图。如图1所示，该数字预 失真装置可以包括数字预失真单元101、信号发送单元102、反馈单元103、数字滤波器104、 和预失真系数单元105等。 其中，信号发送单元102可以包括数模转换器（DAC，DigitalAnalogConverter) 1021、正交调制器（QM0D，QuadratureModulator) 1022、可变增益放大器（VGA，Variable GainAmplifier) 1023、功率放大器（ΗΡΑ) 1024等等。反馈单元103可以包括正交解调器 (QDM0D，QuadratureDemodulator) 1031、模数转换器（ADC，AnalogDigitalConverter) 1032等。数字滤波器104可以包括数字带通滤波器（DBPF，DigitalBandPassFilter)、 数字高通滤波器（DHPF，DigitalHighPassFilter)等。预失真系数单元105可以包括代 价函数计算单元1051、系数更新单元1052等等。 另一方面，随着发送信号的带宽增大，PA还呈现出记忆效应，即PA当前的输出 信号不仅和当前的输入信号有关，还和以前的输入信号有关。其幅度和相位特性表现出发 胖，图2和图3分别示出了包含记忆效应的功率放大器的幅度（AM)特性和相位（PM)特性。 非线性和记忆效应将会破坏发送信号，影响信号接收质量和干扰邻近信道信号，因此需要 设法克服和补偿。 但是，专利技术人发现在现有技术中，很多预失真的处理没有考虑到记忆效应的影响， 而在考虑到记忆效应的方案中，一般需要反馈完整的IQ两路信号并与原始参考信号（复信 号）进行比较。 图4是现有技术中另一个数字预失真装置的部分结构示意图。如图4所示，该数 字预失真装置需要正交解调器和两路模数转换器，以及相应的对抗IQ不平衡的措施，还需 要数据同步设备和方法；因此造价比较高。 应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、 完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，目的在于利用标量法（即只使 用一路反馈信号而不用参考信号）来克服非线性和记忆效应，从而简单有效地改善发射信 号的质量。 根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种数字预失真装置，所述数字预失真装置 包括： 非线性器件，用于补偿信号的非线性特性； 记忆效应补偿器，用于补偿所述信号的记忆效应特性； 恒值特性获取器，对反馈信号进行处理以获取所述信号的恒值特性信息； 代价函数生成器，根据获取的所述恒值特性信息以及预设值计算预失真的代价函 数，其中所述预设值根据所述信号的调制方式而预先获得； 系数更新器，根据所述代价函数对所述非线性器件的系数以及所述记忆效应补偿 器的系数进行更新。 根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种数字预失真方法，使用非线性器件来 补偿信号的非线性特性以及使用记忆效应补偿器来补偿信号的记忆效应特性，所述数字预 失真方法包括： 对反馈信号进行处理以获取所述信号的恒值特性信息； 根据获取的所述恒值特性信息以及预设值计算预失真的代价函数，其中所述预设 值根据所述信号的调制方式而预先获得； 根据所述代价函数对所述非线性器件的系数以及所述记忆效应补偿器的系数进 行更新。 本专利技术的有益效果在于：根据信号的恒值特性信息以及预设值计算预失真的代价 函数，并更新非线性器件和记忆效应补偿器的参数。不仅可以补偿信号的非线性和记忆效 应畸变，而且结构简单且造价较低，能够简单有效地改善发射信号的质量。 参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原 理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附 权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。 针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更 多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特 征。 应该强调，术语包括/包含在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但 并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。 【附图说明】 图1是现有技术中一个数字预失真装置的部分结构示意图； 图2是示出了包含记忆效应的功率放大器的幅度特性的一示意图； 图3是示出了包含记忆效应的功率放大器的相位特性的一示意图； 图4是现有技术中另一个数字预失真装置的部分结构示意图； 图5是I/Q路信号的恒值特性的一示意图； 图6是信号模值的恒值特性的一示意图； 图7是Hammerstein模型的一不意图； 图8是Weiner模型的一示意图； 图 9 是WeinerHammerstein模型的一不意图； 图10是本专利技术实施例的数字预失真装置的一构成示意图； 图11是本专利技术实施例的数字预失真装置的另一构成示意图； 图12是本专利技术实施例的使用SEVM进行系数更新的一示意图； 图13是本专利技术实施例的数字预失真装置的另一构成示意图； 图14是本专利技术实施例的数字预失真装置的另一构成示意图； 图15是本专利技术实施例的使用SEVM进行系数更新的另一示意图； 图16是本专利技术实施例的数字预失真装置的另一构成示意图； 图17是本专利技术实施例的数字预失真装置的另一构成示意图； 图18是本专利技术实施例的使用SEVM进行系数更新的另一示意图； 图19是本专利技术实施例的数字预失真装置的另一构成示意图； 图20是本专利技术实施例的使用SEVM进行系数更新的另一示意图； 图21是本专利技术实施例的数字预失真方法的一流程示意图。 【具体实施方式】 参照附图，通过下面的说明书，本专利技术的前述以及其它特征将变得明显。在说明书 和附图中，具体公开了本专利技术的特定实施方式，其表明了其中可以采用本专利技术的原则的部 分实施方式，应了解的是，本专利技术不限于所描述的实施方式，相反，本专利技术包括落入所附权 利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。 现代通信系统中多采用正交幅度调制（QA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字预失真装置，其特征在于，所述数字预失真装置包括：非线性器件，用于补偿信号的非线性特性；记忆效应补偿器，用于补偿所述信号的记忆效应特性；恒值特性获取器，对反馈信号进行处理以获取所述信号的恒值特性信息；代价函数生成器，根据获取的所述恒值特性信息以及预设值计算预失真的代价函数，其中所述预设值根据所述信号的调制方式而预先获得；系数更新器，根据所述代价函数对所述非线性器件的系数以及所述记忆效应补偿器的系数进行更新。

【技术特征摘要】
1. 一种数字预失真装置，其特征在于，所述数字预失真装置包括： 非线性器件，用于补偿信号的非线性特性； 记忆效应补偿器，用于补偿所述信号的记忆效应特性； 恒值特性获取器，对反馈信号进行处理以获取所述信号的恒值特性信息； 代价函数生成器，根据获取的所述恒值特性信息以及预设值计算预失真的代价函数， 其中所述预设值根据所述信号的调制方式而预先获得； 系数更新器，根据所述代价函数对所述非线性器件的系数以及所述记忆效应补偿器的 系数进行更新。2. 根据权利要求1所述的数字预失真装置，其中，所述数字预失真装置还包括： 旁瓣信息获取器，对所述反馈信号进行处理以获得所述反馈信号的旁瓣信息； 并且，所述代价函数生成器还用于根据所述反馈信号的旁瓣信息、所述恒值特性信息 以及所述预设值计算所述代价函数。3. 根据权利要求2所述的数字预失真装置，其中，所述数字预失真装置还包括： 相位旋转器，为输入数字预失真器之前的所述信号补偿相位旋转值，以消除变频处理 后的相位旋转； 并且，所述恒值特性获取器包括： 模数转换器，将所述反馈信号转换为数字信号； 根升余弦滤波器，对所述数字信号的同相和正交信号进行处理； 重采样器，对经过所述根升余弦滤波器处理后的所述数字信号进行重采样； 归一化器，将重采样后的所述数字信号进行归一化处理，以获得所述信号的恒值特性 信息。4. 根据权利要求3所述的数字预失真装置，其中，所述代价函数生成器具体用于：根据 所述反馈信号的旁瓣信息生成所述代价函数，使得所述系数更新器更新所述非线性器件的 系数； 固定所述非线性器件的系数，然后根据所述恒值特性信息以及所述预设值生成所述代 价函数，使得所述系数更新器更新所述重采样器的重采样点以及所述相位旋转器的相位旋 转值；以及 固定所述非线性器件的系数和所述重采样器的重采样点，然后根据所述恒值特性信息 以及所述预设值生成所述代价函数，使得所述系数更新器更新所述相位旋转器的相位旋转 值以及所述记忆效应补偿器的系数。5. 根据权利要求2所述的数字预失真装置，其中，所述恒值特性获取器包括： 幅值检测器，获取所述反馈信号的幅值； 模数转换器，将经过所述幅值检测器处理后的信号转换为数字信号； 重采样器，对所述数字信号进行重采样； 归一化器，将重采样后的所述数字信号进行归一化处理，以获得所述信号的恒值特性 信息。6. 根据权利要求5所述的数字预失真装置，其中，所述代价函数生...

【专利技术属性】
技术研发人员：施展，李辉，周建民，岩松隆则，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP