超短波功放数字预失真模型制造技术

本发明专利技术公开了一种超短波功放数字预失真模型，利用本发明专利技术可显著改善超短波功放的线性度，提升超短波功放效率。本发明专利技术可通过下述技术方案予以实现：预处理电路生成模型项和查表地址；非线性补偿电路从模型总线中选择一个模型项进行延迟处理，同时从地址总线选择一个地址进行延迟处理，经查表得到补偿系数，和延迟后的模型项相乘得到一个非线性补偿分量，所有分量相加得到非线性补偿输出；驻波补偿电路对输入信号进行延迟处理，并将延迟结果输出给复数FIR滤波器，得到驻波补偿输出；输入信号经固定时延电路后与上述非线性补偿电路输出、驻波补偿输出相加得到预失真中间结果，输出给温度/频率/漏压补偿电路，得到最终输出。

Digital predistortion model of UHF Power Amplifier

【技术实现步骤摘要】
超短波功放数字预失真模型
本专利技术涉及一种无线通信系统中用于提高功率放大器线性的数字预失真模型，尤其是适用于超短波功放的数字预失真模型。
技术介绍
数字预失真(DPD技术)是当前应用最广泛的功放线性化技术，是目前无线通信系统中最基本的功能模块之一，其基本原理是在数字基带插入功放非线性失真特性的等效逆模型，使得级联后的发射机等效为线性系统，用来改善功放的非线性，优化带内信号质量和带外互调指标，同时提升功放效率，在无线蜂窝移动通信系统中得到了广泛应用。数字预失真主要功能是改善功放的线性指标，提高基站功率放大器的效率和工作带宽。将数字预失真技术应用到超短波通信，改善超短波功放的线性和效率面临新的问题。首先，功放的性能与功率管的功率阻抗匹配相关，在无线蜂窝移动通信系统中，功放相对带宽较小，匹配电路设计相对容易，而对于超短波功放，其相对带宽一般为2～3个倍频程，功率管在工作频段范围内不同频点的性能差异比较大，难以兼顾每个频点的最优性能进行匹配电路设计，使得非线性特性随频点变化增大；其次，由于超短波频段的隔离器物理尺寸大，不易于集成，工程应用中往往将超短波功放经馈线和天线直接相连，而天线端口的驻波比一般大于2.5，反射波经耦合器反射回功放输出端口，影响功放正常工作状态，且驻波反射路径时延较大，传统的预失真模型难以拟合驻波失真；最后，超短波功放存在短时突发应用，导致功率管节温和功放温度波动增大，同时存在功放漏压不稳定的特点，造成功放在不同时刻的状态变化较大，非线性特性也随之变化。由以上内容可知，超短波功放存在工作频段宽，电路匹配相对较差，输出端口驻波大以及功率管节温、漏压波动大的问题，而传统的预失真模型中不存在针对以上问题的优化措施，在将传统的预失真模型应用到超短波功放时，很难达到预期的性能。因此，针对超短波功放自身及其应用特点，开发新的预失真模型，是目前有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对超短波功放特点及其应用，提供一种能改善超短波功放的线性度，提升超短波功放效率的数字预失真模型及其实现。为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案，一种超短波功放数字预失真模型，包括：串联形成支路一的预处理电路和非线性补偿电路，作为支路二的固定延迟电路，作为支路三的驻波补偿电路，其特征在于：三条支路输出相加后依次通过温度补偿电路，频率补偿电路和漏压补偿电路；预处理电路对输入基带复信号x求模得到幅度x_abs，利用x_abs生成一维、二维查找表地址；非线性补偿电路从模型总线model_bus中选择一个模型项，输出给可变延迟单元进行延迟处理，同时从地址总线选择一个地址，输出给可变延迟单元进行延迟处理，利用延迟输出进行查表，查表输出进入复数乘法单元和对应的模型项相乘得到一个非线性补偿分量，所有的非线性补偿分量相加后得到非线性补偿电路输出u(n)；驻波补偿电路对输入基带复信号x进行延迟处理，并将延迟结果输出给复数FIR滤波器，对延迟后的基带复信号x进行滤波，得到驻波补偿电路输出v(n)；基带复信号x经固定时延电路后与上述非线性补偿电路输出u(n)、驻波补偿电路输出v(n)相加得到预失真中间输出值z(n)，输出给温度补偿电路。漏压补偿电路以功放漏压Vds为查表地址，查表输出经线性插值后得到漏压补偿系数，和频率补偿电路输出相乘后得到漏压补偿输出y(n),即为预失真最终输出。通过以上方案可知，本专利技术对传统数字预失真模型的改进包括以下几个方面：一是在传统电记忆模型基础上，引入了短时记忆、中长记忆和长记忆，用于表征功率管热记忆，提高了预失真性能；二是引入了用于驻波补偿电路，在大驻波情况下改善预失真性能；三是引入了温度补偿电路、频率补偿电路和漏压补偿电路，补偿因功放温度、工作频率和漏压变化引起的预失真性能降低，扩展了预失真系数的适应范围，且以上三个补偿电路采用串联的连接方式，将影响预失真性能的多维参数优化问题分解为多个一维参数优化问题，降低了计算量，相比于传统数字预失真模型对外围偏置电路所引起的记忆效应将有更好的补偿作用。附图说明以下结合说明书附图对本专利技术的实施例进行说明。图1是本专利技术所提出的数字预失真模型结构示意图。图2是图1中预处理电路的结构示意图。图3是图1中非线性补偿电路的结构示意图。图4是图1中驻波补偿电路的结构示意图。具体实施方式参阅图1。在以下描述的优选实施例中，一种超短波功放数字预失真模型，包括：串联形成支路一的预处理电路和非线性补偿电路，作为支路二的固定延迟电路，作为支路三的驻波补偿电路，其中，预处理电路和非线性补偿电路串联，其输出u(n)和固定延迟电路输出、驻波补偿电路输出v(n)相加得到预失真中间输出z(n)。温度补偿电路，频率补偿电路和漏压补偿电路实现架构相同，对应连接各自的线性插值电路，采用串联方式连接，分别以温度、频率和功放漏压作为输入，查表输出经线性插值电路得到补偿系数，和前级输入相乘后输出给下一级。温度补偿电路，频率补偿电路和漏压补偿电路采用的温度补偿表、频率补偿表和漏压补偿表在生产时完成装备，工作过程中禁止更新。三条支路输出相加后依次通过温度补偿电路，频率补偿电路和漏压补偿电路；预处理电路对输入基带复信号x求模得到幅度x_abs，利用x_abs生成一维查找表地址addr_1d、短时记忆SMT、中长记忆MMT和长记忆LMT，再利用x_abs和短时记忆SMT生成二维查找表地址addr_2d_S,利用x_abs和中长记忆MMT生成二维查找表地址addr_2d_M，利用x_abs和长记忆LMT生成二维查找表地址addr_2d_L，将一维查找表地址addr_1d、二维查找表地址addr_2d_S、addr_2d_M和addr_2d_L汇聚为地址总线addr_bus，输出给非线性补偿电路，同时，根据基带复信号x生成各种非线性模型项MD_1、MD_2，…，MD_K，并汇聚为模型项总线model_bus，输出给非线性补偿电路；非线性补偿电路从模型总线model_bus中选择一个模型项，输出给可变延迟单元进行延迟处理，同时从地址总线选择一个地址，输出给可变延迟单元进行延迟处理，利用延迟输出进行查表，查表输出进入复数乘法单元和对应的模型项相乘得到一个非线性补偿分量，所有的非线性补偿分量相加后得到非线性补偿电路输出u(n)。驻波补偿电路对输入基带复信号x进行延迟处理，并将延迟结果输出给复数FIR滤波器，对延迟后的基带复信号x进行滤波，得到驻波补偿电路输出v(n)。基带复信号x经固定时延电路后与上述非线性补偿电路输出u(n)、驻波补偿电路输出v(n)相加得到预失真中间输出值z(n)，输出给温度补偿电路。温度补偿电路以温度传感器输出T为查表地址，查表输出经线性插值后得到温度补偿系数，和z(n)相乘后输出给频率补偿电路；频率补偿电路以当前工作频率f为查表地址，查表输出经线性插值后得到频率补偿系数，和温度补偿电路输出相乘后得到频率补偿输出；漏压补偿电路以功放漏压Vds为查表地址，查表输出经线性插值后得到漏压补偿系数，和频率补偿电路输出相乘后得到漏压补偿输出y(n),即为预失真最终输出。以下为本申请实施例中使用的英文缩写的全称和中文解释：PRP:pre-process，预处理电路；NLC:non-linearcompensat本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超短波功放数字预失真模型，包括：串联形成支路一的预处理电路和非线性补偿电路，作为支路二的固定延迟电路，作为支路三的驻波补偿电路，其特征在于：三条支路输出相加后依次通过温度补偿电路，频率补偿电路和漏压补偿电路；预处理电路对输入基带复信号x 求模得到幅度x_abs，利用x_abs生成一维、二维查找表地址；非线性补偿电路从模型总线model_bus中选择一个模型项，输出给可变延迟单元进行延迟处理，同时从地址总线选择一个地址，输出给可变延迟单元进行延迟处理，利用延迟输出进行查表，查表输出进入复数乘法单元和对应的模型项相乘得到一个非线性补偿分量，所有的非线性补偿分量相加后得到非线性补偿电路输出u(n)；驻波补偿电路对输入基带复信号x进行延迟处理，并将延迟结果输出给复数FIR滤波器，对延迟后的基带复信号x进行滤波，得到驻波补偿电路输出v(n)；基带复信号x经固定时延电路后与上述非线性补偿电路输出u(n)、驻波补偿电路输出v(n)相加得到预失真中间输出值z(n)，输出给温度补偿电路。

【技术特征摘要】
1.一种超短波功放数字预失真模型，包括：串联形成支路一的预处理电路和非线性补偿电路，作为支路二的固定延迟电路，作为支路三的驻波补偿电路，其特征在于：三条支路输出相加后依次通过温度补偿电路，频率补偿电路和漏压补偿电路；预处理电路对输入基带复信号x求模得到幅度x_abs，利用x_abs生成一维、二维查找表地址；非线性补偿电路从模型总线model_bus中选择一个模型项，输出给可变延迟单元进行延迟处理，同时从地址总线选择一个地址，输出给可变延迟单元进行延迟处理，利用延迟输出进行查表，查表输出进入复数乘法单元和对应的模型项相乘得到一个非线性补偿分量，所有的非线性补偿分量相加后得到非线性补偿电路输出u(n)；驻波补偿电路对输入基带复信号x进行延迟处理，并将延迟结果输出给复数FIR滤波器，对延迟后的基带复信号x进行滤波，得到驻波补偿电路输出v(n)；基带复信号x经固定时延电路后与上述非线性补偿电路输出u(n)、驻波补偿电路输出v(n)相加得到预失真中间输出值z(n)，输出给温度补偿电路。2.如权利要求1所述的超短波功放数字预失真模型，其特征在于：漏压补偿电路以功放漏压Vds为查表地址，查表输出经线性插值后得到漏压补偿系数，和频率补偿电路输出相乘后得到漏压补偿输出y(n),即为预失真最终输出。3.如权利要求1所述的超短波功放数字预失真模型，其特征在于：预处理电路对输入基带复信号x求模得到幅度x_abs，利用x_abs生成一维查找表地址addr_1d、短时记忆SMT、中长记忆MMT和长记忆LMT，再利用x_abs和短时记忆SMT生成二维查找表地址addr_2d_S,用x_abs和中长记忆MMT生成二维查找表地址addr_2d_M，用x_abs和长记忆LMT生成二维查找表地址addr_2d_L，将一维查找表地址addr_1d、二维查找表地址addr_2d_S、addr_2d_M和addr_2d_L汇聚为地址总线addr_bus，输出给非线性补偿电路，同时，根据基带复信号x生成各种非线性模型项MD_1、MD_2，…，MD_K，并汇聚为模型项总线model_bus，输出给非线性补偿电路；温度补偿电路以温度传感器输出T为查表地址，查表输出经线性插值后得到温度补偿系数，和z(n)相乘后输出给...

【专利技术属性】
技术研发人员：云涛，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51