一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法，包括如下步骤：S1：发送随机测试信号，通过反馈迭代得到二维查询表的初始值；S2发送实际信号，得到输出信号。本发明专利技术的优点体现在：本发明专利技术在OFDM系统的频域对功率放大器进行预失真，使其线性化。避免了现有技术中需要通过低通滤波器对功率放大器的线性失真和记忆性失真进行多次预失真的缺点，仅需一次预失真，其结构简单，易于实现，极大的提高了OFDM系统的稳定性，增加了OFDM系统的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法
本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法。
技术介绍
OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交频分复用技术,是一种多载波调制技术。在4GLTE技术中已得到使用，是LTE三大关键技术之一，预计在5G仍然作为主要的调制方式。OFDM基本原理是将信号分割为N个子载波，然后用N个子信号分别调制N个互相正交的子载波。由于子载波的频谱相互重叠，因而可以得到较高的频谱效率。OFDM系统属于多载波调制技术，峰均功率比(PAPR)较高，使得发送端对功率放大器的线性要求高。因此在OFDM系统中，由于信号包络的不稳定性，使得该系统对非线性很敏感，如果没有改善非线性敏感的措施，OFDM系统的应用将会大大缩小。对于OFDM系统中的功率放大器线性化研究比较热门，但大多数是在时域进行预失真研究。需要对功率放大器的线性失真和记忆性失真进行两次预失真，并且需要低通滤波器。目前，关于一种结构简单、易于实现的OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法还未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种应用于无线通信领域的、易于实现的OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法。为实现上述目的，本专利技术公开了如下技术方案：一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法，包括如下步骤：S1：发送随机测试信号，通过反馈迭代得到二维查询表的初始值：S1.1建立二维预失真表，并初始化：Ha(m，n)＝1Hp(m，n)＝0其中Ha表示信号经过功放后幅度缩放失真，Hp表示信号经过功放后相位旋转失真；m∈[1，carrier_count],carrier_count＝512表示OFDM调制中子载波数目，对应着不同发送信号频率；n∈[1，16],分别对应16QAM调制星座图中16个不同的星座点；S1.2产生输入随机测试比特流信号bit_x(n),为1*N串行数据：N＝carrier_count*symbols_per_carrier*bits_per_symbol为一组比特流长度，其中carrier_count＝512为子载波数，symbols_per_carrier＝1为每个子载波中OFDM符号数，bits_per_symbol＝4为每个调制符号的比特数，16QAM调制每符号含有4个比特；S1.3步骤S1.2中得到的二进制信号bit_x转化为十六进制信号bit16_x：把步骤2中的1*N串行二进制信号bit_x转换为1*carrier_count的十六进制信号bit16_x，作为步骤4中16QAM调制输入信号；S1.4步骤S1.3得到的信号bit16_x，进行16QAM调制：mo＝modem.qammod(16)；symbol_x＝modulate(mo,bit16_x)symbol_x，为16QAM调制后的1*carrier_count串行信号；根据星座图上16个不同的点，把调制后的信号的幅度标号保存到index(n)中，index范围从1到16，为二维表Ha和Hp的纵坐标，即第二维坐标；S1.5步骤S1.4得到的信号symbol_x进行功率回退：symbol_x2(n)＝symbol_x(n)/num，为1*carrier_count串行符号；其中num＝sqrt(10*10^(ibo/10))，IBO＝6dB，把dB转化为幅度，并且16QAM功率归一化；S1.6步骤S1.5得到的信号symbol_x2进行串/并转换：symbol_x2F＝reshape(symbol_x2,length(symbol_x2),1)，把1*carrier_count的串行符号symbol_x2(n)转换为carrier_count*1的并行信号symbol_x2F(n)；S1.7步骤S1.6得到的信号symbol_x2F进行频域预失真处理：xTa(n)＝Ha(n,index(n))*xa(n)；xTp(n)＝xp(n)+Hp(n,index(n))；n∈[1，carrier_count],其中xa(n)和xp(n)分别表示步骤S1.6得到的信号symbol_x2F(n)的幅度和相位；xTa(n)和xTp(n)表示预失真处理后得到信号symbolx_xF的幅度和相位；S1.8步骤S1.7得到的信号symbolx_xF进行IFFT变换，即OFDM调制：symbol_xt(n)＝ifft(symbol_xF(n),IFFT_bin_length)；n∈[1，carrier_count]，IFFT_bin_length＝carrier_count，为IFFT变换长度；把频域信号symbol_xF(n),变换到时域symbol_xt(n),carrier_count*1的并行信号；S1.9步骤S1.8得到的信号symbol_xt并/串转换：symbol_xt2＝reshape(symbol_xt,1,length(symbol_xt))；把并行carrier_count*1的信号symbol_xt转化为串行1*carrier_count的信号symbol_xt2；S1.10步骤S1.9得到的信号symbol_xt2插入循环前缀：CP＝PrefixRatio*IFFT_bin_length＝128；PrefixRatio为保护间隔与OFDM长度的比例；即把信号symbol_xt2的后cp位添加到信号前面，变为加循环前缀信号symbol_xt3(n),为1*(carrier_count+cp)串行信号；PrefixRatio取值为1/6～1/4；S1.11步骤S1.10得到的信号symbol_xt2通过功率放大器HPA，即信号过等效的wiener模型：(1)过记忆性FIR滤波器：b＝[0.7692,0.1538,0.0769]；a＝1；p＝filter(b,a,symbol_xt3)；a，b为记忆性滤波器的参数，symbol_xt3为输入信号，p为记忆性失真输出信号；(2)过非线性saleh功放模型；pa＝abs(p)；pa为信号p的幅度；pp＝angle(p)；pp为信号p的相位；ya＝(2.1587*pa)./(1.1517*pa.^2+1)；yp＝4.0033*((pa.^2)./(9.1040*pa.^2+1))+pp；ya、yp分别为信号p通过非线性saleh功放模型的输出信号symbol_xt4的幅度和相位；symbol_xt4＝ya*exp(1i*yp)为通过功放后的输出信号，属于1*(carrier_count+cp)串行的数据；S1.12反馈信号Feedback＝symbol_xt4：通过功放放大且失真后的信号symbol_xt4作为反馈信号Feedback，属于1*(carrier_count+cp)串行的数据；S1.13步骤S1.12得到的反馈信号Feedback去循环前缀：1*(carrier_count+cp)串行的反馈信号Feedback去掉前面CP个符号，得到1*carrier_count的串行去前缀的反馈信号Feedback2；S1.14步骤S1.13得到的信号Feedback2串/并转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：发送随机测试信号，通过反馈迭代得到二维查询表的初始值：S1.1建立二维预失真表，并初始化：Ha(m,n)＝1Hp(m,n)＝0其中Ha表示信号经过功放后幅度缩放失真，Hp表示信号经过功放后相位旋转失真；m∈[1,carrier_count],carrier_count＝512表示OFDM调制中子载波数目，对应着不同发送信号频率；n∈[1,16],分别对应16QAM调制星座图中16个不同的星座点；S1.2产生输入随机测试比特流信号bit_x(n),为1*N串行数据：N＝carrier_count*symbols_per_carrier*bits_per_symbol为一组比特流长度，其中carrier_count＝512为子载波数，symbols_per_carrier＝1为每个子载波中OFDM符号数，bits_per_symbol＝4为每个调制符号的比特数，16QAM调制每符号含有4个比特；S1.3步骤S1.2中得到的二进制信号bit_x转化为十六进制信号bit16_x：把步骤2中的1*N串行二进制信号bit_x转换为1*carrier_count的十六进制信号bit16_x，作为步骤4中16QAM调制输入信号；S1.4步骤S1.3得到的信号bit16_x，进行16QAM调制：mo＝modem.qammod(16)；symbol_x＝modulate(mo,bit16_x)symbol_x，为16QAM调制后的1*carrier_count串行信号；根据星座图上16个不同的点，把调制后的信号的幅度标号保存到index(n)中，index范围从1到16，为二维表Ha和Hp的纵坐标，即第二维坐标；S1.5步骤S1.4得到的信号symbol_x进行功率回退：symbol_x2(n)＝symbol_x(n)/num，为1*carrier_count串行符号；其中num＝sqrt(10*10^(ibo/10))，IBO＝6dB，把dB转化为幅度，并且16QAM功率归一化；S1.6步骤S1.5得到的信号symbol_x2进行串/并转换：symbol_x2F＝reshape(symbol_x2,length(symbol_x2),1)，把1*carrier_count的串行符号symbol_x2(n)转换为carrier_count*1的并行信号symbol_x2F(n)；S1.7步骤S1.6得到的信号symbol_x2F进行频域预失真处理：xTa(n)＝Ha(n,index(n))*xa(n)；xTp(n)＝xp(n)+Hp(n,index(n))；n∈[1,carrier_count],其中xa(n)和xp(n)分别表示步骤S1.6得到的信号symbol_x2F(n)的幅度和相位；xTa(n)和xTp(n)表示预失真处理后得到信号symbolx_xF的幅度和相位；S1.8步骤S1.7得到的信号symbolx_xF进行IFFT变换，即OFDM调制：symbol_xt(n)＝ifft(symbol_xF(n),IFFT_bin_length)；n∈[1,carrier_count]，IFFT_bin_length＝carrier_count，为IFFT变换长度；把频域信号symbol_xF(n),变换到时域symbol_xt(n),carrier_count*1的并行信号；S1.9步骤S1.8得到的信号symbol_xt并/串转换：symbol_xt2＝reshape(symbol_xt,1,length(symbol_xt))；把并行carrier_count*1的信号symbol_xt转化为串行1*carrier_count的信号symbol_xt2；S1.10步骤S1.9得到的信号symbol_xt2插入循环前缀：CP＝PrefixRatio*IFFT_bin_length＝128；PrefixRatio为保护间隔与OFDM长度的比例；即把信号symbol_xt2的后cp位添加到信号前面，变为加循环前缀信号symbol_xt3(n),为1*(carrier_count+cp)串行信号；S1.11步骤S1.10得到的信号symbol_xt2通过功率放大器HPA，即信号过等效的wiener模型：(1)过记忆性FIR滤波器：b＝[0.7692,0.1538,0.0769]；a＝1；p＝filter(b,a,symbol_xt3)；a，b为记忆性滤波器的参数，symbol_xt3为输入信号，p为记忆性失真输出信号；(2)过非线性saleh功放模型；pa＝abs(p)；pa为信号p的幅度；pp＝angle(p)；pp为信号p的相位；ya＝(2.1587*pa)./(1...

【技术特征摘要】
1.一种OFDM系统中功率放大器的频域线性化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：发送随机测试信号，通过反馈迭代得到二维查询表的初始值：S1.1建立二维预失真表，并初始化：Ha(m，n)＝1Hp(m，n)＝0其中Ha表示信号经过功放后幅度缩放失真，Hp表示信号经过功放后相位旋转失真；m∈[1，carrier_count],carrier_count＝512表示OFDM调制中子载波数目，对应着不同发送信号频率；n∈[1，16],分别对应16QAM调制星座图中16个不同的星座点；S1.2产生输入随机测试比特流信号bit_x(n),为1*N串行数据：N＝carrier_count*symbols_per_carrier*bits_per_symbol为一组比特流长度，其中carrier_count＝512为子载波数，symbols_per_carrier＝1为每个子载波中OFDM符号数，bits_per_symbol＝4为每个调制符号的比特数，16QAM调制每符号含有4个比特；S1.3步骤S1.2中得到的二进制信号bit_x转化为十六进制信号bit16_x：把步骤2中的1*N串行二进制信号bit_x转换为1*carrier_count的十六进制信号bit16_x，作为步骤4中16QAM调制输入信号；S1.4步骤S1.3得到的信号bit16_x，进行16QAM调制：mo＝modem.qammod(16)；symbol_x＝modulate(mo,bit16_x)symbol_x，为16QAM调制后的1*carrier_count串行信号；根据星座图上16个不同的点，把调制后的信号的幅度标号保存到index(n)中，index范围从1到16，为二维表Ha和Hp的纵坐标，即第二维坐标；S1.5步骤S1.4得到的信号symbol_x进行功率回退：symbol_x2(n)＝symbol_x(n)/num，为1*carrier_count串行符号；其中num＝sqrt(10*10^(ibo/10))，IBO＝6dB，把dB转化为幅度，并且16QAM功率归一化；S1.6步骤S1.5得到的信号symbol_x2进行串/并转换：symbol_x2F＝reshape(symbol_x2,length(symbol_x2),1)，把1*carrier_count的串行符号symbol_x2(n)转换为carrier_count*1的并行信号symbol_x2F(n)；S1.7步骤S1.6得到的信号symbol_x2F进行频域预失真处理：xTa(n)＝Ha(n,index(n))*xa(n)；xTp(n)＝xp(n)+Hp(n,index(n))；n∈[1，carrier_count],其中xa(n)和xp(n)分别表示步骤S1.6得到的信号symbol_x2F(n)的幅度和相位；xTa(n)和xTp(n)表示预失真处理后得到信号symbolx_xF的幅度和相位；S1.8步骤S1.7得到的信号symbolx_xF进行IFFT变换，即OFDM调制：symbol_xt(n)＝ifft(symbol_xF(n),IFFT_bin_length)；n∈[1，carrier_count]，IFFT_bin_length＝carrier_count，为IFFT变换长度；把频域信号symbol_xF(n),变换到时域symbol_xt(n),carrier_count*1的并行信号；S1.9步骤S1.8得到的信号symbol_xt并/串转换：symbol_xt2＝reshape(symbol_xt,1,length(symbol_xt))；把并行carrier_count*1的信号symbol_xt转化为串行1*carrier_count的信号symbol_xt2；S1.10步骤S1.9得到的信号symbol_xt2插入循环前缀：CP＝PrefixRatio*IFFT_bin_length＝128；PrefixRatio为保护间隔与OFDM长度的比例；即把信号symbol_xt2的后cp位添加到信号前面，变为加循环前缀信号symbol_xt3(n),为1*(carrier_count+cp)串行信号；PrefixRatio取值为1/6～1/4；S1.11步骤S1.10得到的信号symbol_xt2通过功率放大器HPA，即信号过等效的wiener模型：(1)过记忆性FIR滤波器：b＝[0.7692,0.1538,0.0769]；a＝1；p＝filter(b,a,symbol_xt3)；a，b为记忆性滤波器的参数，symbol_xt3为输入信号，p为记忆性失真输出信号；(2)过非线性saleh功放模型；pa＝abs(p)；pa为信号p的幅度；pp＝angle(p)；pp为信号p的相位；ya＝(2.1587*pa)./(1.1517*pa.^2+1)；yp＝4.0033*((pa.^2)./(9.1040*pa.^2+1))+pp；ya、yp分别为信号p通过非线性saleh功放模型的输出信号symbol_xt4的幅度和相位；symbol_xt4＝ya*exp(1i*yp)为通过功放后的输出信号，属于1*(carrier_count+cp)串行的数据；S1.12反馈信号Feedback＝symbol_xt4：通过功放放大且失真后的信号symbol_xt4作为反馈信号Feedback，属于1*(carrier_count+cp)串行的数据；S1.13步骤S1.12得到的反馈信号Feedback去循环前缀：1*(carrier_count+cp)串行的反馈信号Fee...

【专利技术属性】
技术研发人员：任智源，张平，陈晨，赵力强，张海林，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61