一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，用于通信基带信号为输入，获得包络线跟踪电源的控制电压信号的方法，针对基带信号，应用训练好的以基带信号为输入、基带信号所对应的包络线信息为输出的射频信号包络线预测模型，获得基带信号对应包络线信息，并进一步获得该包络线信息所对应的第一基准电压信号；同时针对基带信号，先进行调制，获得基带信号所对应的串行数据，然后针对该串行数据进行多载波调制传输，获得射频包络线信号，并对该射频包络线信号进行延时，获得与第一基准电压信号时间上相匹配的第二基准电压信号；针对第一基准电压信号、第二基准电压信号，应用包络线跟踪电源，获得包络线跟踪电源的控制电压信号。电源的控制电压信号。电源的控制电压信号。

【技术实现步骤摘要】
一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法


[0001]本专利技术涉及包络线跟踪电源控制
，具体而言涉及一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法。

技术介绍

[0002]为了在相同频带内提高传输信息量，5G等现代移动通信中调制策略对包络线射频输入信号的幅值、相位和频率进行调制，包络线输入信号的包络线幅值不为恒定信号，射频包络线信号的峰均比值不断提高。为保证包络线输入信号所携带信息不失真地传输，如采用恒压供电方式的射频线性功放，其工作效率非常低。同时由于损耗的电能以热量形式耗散，基站还需要增大空调制冷的耗电，给运营商带来了沉重的电费负担。因此提高基站射频线性功放效率是现代移动通信基站节能的源头。目前，包络线跟踪技术是提高射频功放效率最有前途的方法之一。射频包络线信号中包含的频谱能量丰富，但是能量集中在低频部分，高频部分的能量相对较少。开关变换器处理能量效率高，工作带宽相对较低，比较适合处理低频段能量。线性变换器工作带宽高、效率低，比较适合处理高频段能量。由线性放大器和开关变换器的组合结构的包络线跟踪电源，其可有效提高射频功放的工作效率。
[0003]包络线跟踪电源系统中开关变换器、线性放大器的参考信号通常需要由基带信号调制生成的包络线并滤波产生。传统的包络线跟踪电源基准信号产生的流程较长，所占用的硬件计算资源较多。射频包络线输入信号需要经过较长的延时模块才能送入射频线性功放，以与包络线跟踪电源供电波形匹配。由此可见，典型的包络线跟踪电源方案中的包络线检波环节和基准信号生成所需要的时间较长、计算量大。目前亟需一种方法能够减少延时时长，并且提高运算效率。在包络线跟踪电源中，从基带信号到包络线电源中基准信号的生成过程运算复杂，需要经过调制、包络线生成、滤波等多个环节，基带信号与包络线跟踪电源中基准信号之间存在较大的数据格式和时序差异，且没有明确的对应关系。现代高速通信系统中，包络信号将会更加高速度、大幅度的变化，传统的包络线跟踪电源采用硬件电路进行跟踪，具有相当程度的延时，不利于对包络线的跟踪。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，能够从基带信号经由射频包络线预测模型直接生成包络线跟踪电源所需的信息，有效提升包络线跟踪电源生成射频功放所需基准电压波形速度，降低射频包络线信号延时和对硬件的计算需求，以解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，用于基于通信基带信号为输入，获得包络线跟踪电源的控制电压信号，针对基带信号，应用已训练好的以基带信号为输入、基带信号所对应的包络线信息为输出的射频信号包络线预测模型，获得基带信号所对应包络线信息，并进一步获得该包络线信息所对应的第一基准电压信号；同时针对基带信号，先进行调制，获得基带信号所对应的串行
数据，然后针对该串行数据进行多载波调制传输，获得射频包络线信号，并对该射频包络线信号进行延时，获得与第一基准电压信号时间上相匹配的第二基准电压信号；针对第一基准电压信号、第二基准电压信号，应用包络线跟踪电源，获得包络线跟踪电源的控制电压信号。
[0006]进一步地，所述的射频信号包络线预测模型，基于预设各个通信基带样本信号，按如下A训练方法获得：按预设包络线信息提取方法，获得各个通信基带样本信号分别所对应的包络线信息；以通信基带样本信号为输入、通信基带样本信号所对应包络线信息为输出，针对预设待训练网络进行训练，获得射频信号包络线预测模型。
[0007]进一步地，所述的包络线信号提取方法通过以下步骤A至步骤C获得：步骤A：以各个通信基带样本信号为输入，经过调制，获得各个通信基带样本信号对应的串行数据，所述基带样本信号为一系列随机的0和1比特位信号，随后进入步骤B；步骤B：以串行数据为输入，经过多载波调制传输，获得射频包络线信号，随后进入步骤C；步骤C：以射频包络线信号为输入，经过包络信息提取模块，获得包络线信息。
[0008]进一步地，通过步骤S11
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步骤S13对所述预设待训练网络进行训练，获得射频信号包络线预测模型：步骤S11:将基带样本信号加载至该训练网络，随后进如步骤S12；步骤S12:以基带样本信号为输入，经过数据采样和串并处理，获得串并后的码元，随后进入步骤S13；步骤S13：以串并后的码元为输入，经过多载波数据拟合，获得包络线信息。
[0009]进一步地，所述的A训练方法包括：对包络线信息分离，获得两个信息矩阵，分别是包络线峰值及其对应的时间点和包络线谷值及对应的时间点。
[0010]进一步地，所述的步骤S12中数据采样和串并处理包括根据预设的通信调制算法将比特位等分为码元，再将码元按照载波数量进行串并处理转换。
[0011]进一步地，所述的多载波拟合单元包含两个并行的拟合单元，用于同时分别输入串并后的码元。
[0012]进一步地，所述的射频信号包络预测模型的构建过程还包括：定期执行A训练方法以不断更新并优化所述的射频信号包络预测模型，提高预测的准确度。
[0013]进一步地，所述的包络线信号提取方法应用findpeaks寻峰函数编写程序获取包络线信号的峰值、谷值及对应时间点的包络线信息。
[0014]本专利技术所述一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术射频信号包络预测模型整合了调制模块、多载波调制传输模块、包络线信息提取模块这三大模块产生信号的过程，大幅降低了系统时延和所需的硬件资源。使用神经网络对基带数据进行信息感知，包络线跟踪电源能够提前获取包络线信号的变化规律，更加快速、准确的跟踪大幅度变化的包络线。且能够有效提升包络线跟踪电源生成射频功放所需基准电压的速度，降低射频信号延时和对硬件的计算需求，最终可以使基站电源供电更加可靠且节能。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的包络线跟踪电源结构示意图；
图2为本专利技术的实施例射频信号包络线预测模型构建原理示意图。
具体实施方式
[0016]为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下：在本专利技术中参照附图来描述本专利技术的各方面，本专利技术的实施例不局限于附图所示。应当理解，本专利技术通过上面介绍的构思和实施例，以及下面详细描述的构思和实施方式中的任意一种来实现，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，需要注意的是，专利技术中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0017]如图1所示，一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，用于基于通信基带信号为输入，获得包络线跟踪电源的控制电压信号，针对基带信号，应用已训练好的以基带信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，用于基于通信基带信号为输入，获得包络线跟踪电源的控制电压信号，其特征在于，针对基带信号，应用已训练好的以基带信号为输入、基带信号所对应的包络线信息为输出的射频信号包络线预测模型，获得基带信号所对应包络线信息，并进一步获得该包络线信息所对应的第一基准电压信号；同时针对基带信号，先进行调制，获得基带信号所对应的串行数据，然后针对该串行数据进行多载波调制传输，获得射频包络线信号，并对该射频包络线信号进行延时，获得与第一基准电压信号时间上相匹配的第二基准电压信号；针对第一基准电压信号、第二基准电压信号，应用包络线跟踪电源，获得包络线跟踪电源的控制电压信号。2.根据权利要求1所述的一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，其特征在于，所述射频信号包络线预测模型，基于预设各个通信基带样本信号，按如下A训练方法获得：按预设包络线信息提取方法，获得各个通信基带样本信号分别所对应的包络线信息；以通信基带样本信号为输入、通信基带样本信号所对应包络线信息为输出，针对预设待训练网络进行训练，获得射频信号包络线预测模型。3.根据权利要求2一种基于基带数据感知的射频信号包络线预测方法，其特征在于，所述包络线信号提取方法通过以下步骤A至步骤C获得：步骤A：以各个通信基带样本信号为输入，经过调制，获得各个通信基带样本信号对应的串行数据，所述基带样本信号为一系列随机的0和1比特位信号，随后进入步骤B；步骤B：以串行数据为输入，经过多载波调制传输，获得射频包络线信号，随后进入步骤C；步骤C：以射频包络线信号为输入，经过包络线信息提取模块，获得包络线信息。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩，范龑，张致昊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：