功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真系统及方法，包括：使用单频的射频信号作为射频功率放大器输入信号，并得到反馈信号

【技术实现步骤摘要】
功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真系统及方法


[0001]本专利技术属于射频功率放大器补偿
，尤其涉及功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真系统及方法
。

技术介绍

[0002]射频功率放大器是
5G
通信系统最关键和最昂贵的器件（芯片）
。
在
5G
射频芯片中，高增益
、
高线性度的功率放大器是
5G
系统中的关键器件（芯片），它能够保证
5G
信号（正交频分复用信号）在较大带宽范围内具有良好的线性度，使得传输大带宽
、
低失真的高阶调制信号成为可能
。
[0003]然而，发射机系统的模拟器件，尤其是射频功率放大器比较容易受到温度变化和器件老化的影响
。
射频功率放大器的工作温度变化
、
以及器件老化等原因，均会引起射频功率放大器的增益发生变化，这种改变包括：1）射频功率放大器增益最大值的改变，2）输入射频信号功率较低时，放大器增益的变化，2）输入射频信号功率较高时，放大器饱和增益特性的变化，因此需要采用必要的技术来补偿射频功率放大器的温度影响
。
采用数字预失真系统的发射机能够解决工作温度变化以及模拟器件老化等原因引起的放大器特性改变问题，因此，有一些研究人员针对采用数字预失真技术的射频功率放大器温度补偿展开了研究
。
[0004]但是不得不说，不少技术方案还是没有关注温度对于射频系统的影响
。<br/>从基本的物理原理上讲，射频器件的基本参数是温度相关的，尤其是射频放大器的基本特性，更是受到温度的影响
。
这就要求我们在实际使用数字预失真系统（模型）时，必须考虑温度的影响
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和
/
或缺陷，并提供至少后面将说明的优点
。
[0006]本专利技术结合数字预失真系统最为常见的分段线性模型，提出了在射频功率放大器温度改变时，分段线性数字预失真模型中的参数更新方法
。
[0007]本专利技术还有一个目的是提供一种功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真系统及方法
。
[0008]为此，本专利技术提供如下的技术方案：第一方面，提供了一种功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法，包括：步骤一
、
在射频功率放大器的常用温度下，在射频功率的区间内选择射频功率放大器的
N
个功率点，每个功率点的功率为，，
k
的范围为0至
N
‑1；步骤二
、
使用单频的射频信号作为射频功率放大器的输入信号，分
k
次经过后续器件，且每次射频信号的功率为，输入信号每次经过分段线性数字预失真系
统，接着依次经过数模转换器
、
调制器
、
射频功率放大器，功率耦合器调制器和模数转换器得到反馈信号
z1
k
(j)
；表示每个功率点下的特定的基带信号
。
[0009]步骤三
、
依据历史数据将
N
个
&lt;
，
z1
k
(j)&gt;
对应关系分为
M
个区间，使用最小二乘算法，在每个分段区间估计出分段线性数字预失真模型的一次项系数
a
1m
和常数项
a
0m
，其中
m
为整数，
1≤m≤M
；步骤四
、
在温度区间中，选择
L
个不同的温度点，在不同温度下，重复上述步骤一至步骤三，得到不同温度的结果：一次项系数
a
1m
(T)
和常数项
a
0m
(T)
的原始数据；步骤五
、
从记录的不同温度条件下分段线性数字预失真模型的一次项系数
a
1m
(T)
和常数项系数
a
0m
(T)
序列中拟合得到
a
1m
和
a
0m
与温度的关系，
a
1m
(T)=f1(T)
和
a
1m
(T)=f2(T)
；步骤六
、
在实际运行阶段，测试射频功率放大器的实时温度
T
，以关系
a
1m
(T)=f1(T)
和
a
1m
(T)=f2(T)
作为基础，计算新的参数
a
1m
和
a
0m
。
[0010]优选的是，所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法中，所述分段线性数字预失真模型的构建方法包括如下步骤：确定预失真模型的分段数
M
，分段区间参数，
A0=0
，及各分段区间的精度控制参数，依据基带信号的分段区间设定预失真模型为：的分段区间设定预失真模型为：为数字预失真器的输入信号，
。
[0011]优选的是，所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法中，不同温度下，模型参数
a
11
和
a
01
确定方法为：顺序采样一段包含多个采样点，且取值在
A0≤x(j)≤A1
区间的基带信号
x(j)
；初始化模型参数
a
11
和
a
01
；以
min|B1(j) X
T
(j)
‑
z1(j)|2作为优化目标，为功率放大器第段分段区间的增益；采用最小二乘算法通过多次迭代令其达到最小，得到模型参数
a
11
和
a
01
，其中，
G1
为功率放大器与反馈链路综合作用的增益估计值，
B1(j)=[a
11
(j),a
01
(j)]，
X
T
(j)
为
X(j)
的转置，
X(j)=[x(j),1]，
z1(j)
为输入的基带信号
x(j)
依次经过预失真模型
、
数模转换器
、
调制器
、
功率放大器后的反馈信号
。
[0012]优选的是，所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法中，按照第一种方法提取温度相关的模型参数，所述第一种方法包括：
(
单纯的线性拟合
)
在区间进行如下温度参数拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法，其特征在于，包括：步骤一
、
在射频功率放大器的常用温度
T0下，在射频功率的区间 内选择射频功率放大器的
N
个功率点，每个功率点的功率为，，
k
的范围为0至
N
‑1；步骤二
、
使用单频的射频信号作为射频功率放大器的输入信号，分
k
次经过后续器件，且每次射频信号的功率为，输入信号每次经过分段线性数字预失真系统，接着依次经过数模转换器
、
调制器
、
射频功率放大器，功率耦合器调制器和模数转换器得到反馈信号
z1
k
(j)
；步骤三
、
将
N
个
&lt;
，
z1
k
(j)&gt;
对应关系分为
M
个区间，在每个分段区间估计出分段线性数字预失真模型的一次项系数
a
1m
和常数项
a
0m
，其中
m
为整数，
1≤m≤M
；步骤四
、
在温度区间中，选择
L
个不同的温度点，在不同温度下，重复上述步骤一至步骤三，得到不同温度的结果：一次项系数
a
1m
(T)
和常数项
a
0m
(T)
的原始数据；步骤五
、
从记录的不同温度条件下分段线性数字预失真模型的一次项系数
a
1m
(T)
和常数项系数
a
0m
(T)
序列中拟合得到
a
1m
和
a
0m
与温度的关系，
a
1m
(T)=f1(T)
和
a
1m
(T)=f2(T)
；步骤六
、
在实际运行阶段，测试射频功率放大器的实时温度
T
，以关系
a
1m
(T)=f1(T)
和
a
1m
(T)=f2(T)
作为基础，计算新的参数
a
1m
和
a
0m
。2.
如权利要求1所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法，其特征在于，所述分段线性数字预失真模型的构建方法包括如下步骤：确定预失真模型的分段数
M
，分段区间参数，
A0=0
，及各分段区间的精度控制参数，依据基带信号的分段区间设定预失真模型为：的分段区间设定预失真模型为：为数字预失真器的输入信号，
。3.
如权利要求2所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法，其特征在于，不同温度下，模型参数
a
11
和
a
01
确定方法为：顺序采样一段包含多个采样点，且取值在
A0≤x(j)≤A1
区间的基带信号
x(j)
；初始化模型参数
a
11
和
a
01
；以
min|B1(j) X
T
(j)
‑
z1(j)|2作为优化目标，为功率放大器第段分段区间的增益；采用最小二乘算法通过多次迭代令其达到最小，得到模型参数
a
11
和
a
01
，其中，
G1
为功率放大器与反馈链路综合作用的增益估计值，
B1(j)=[a
11
(j),a
01
(j)]
，
X
T
(j)
为
X(j)
的转置，
X(j)=[x(j),1]
，
z1(j)
为输入的基带信号
x(j)
依次经过预失真模型
、
数模转换器
、
调制器
、
功
率放大器后的反馈信号
。4.
如权利要求2所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法，其特征在于，按照第一种方法提取温度相关的模型参数，所述第一种方法包括：在区间进行如下温度参数拟合，从包含
L
个点的两个系数序列中拟合出温度参数和，其中温度参数和满足如下关系：，其中温度参数和满足如下关系：四个参数作为从原始数据中提取的模型参数
。5.
如权利要求4所述的功率放大器温度补偿的分段线性数字预失真方法，其特征在于，如果按照所述第一种方法提取温度相关的模型参数时，拟合度
R2小于某个阈值
R
02
时，则按照第二种方法提取温度参数，所述第二种方法包括如下步骤：
1)
在区间
A
m

【专利技术属性】
技术研发人员：侯卫兵，刘柳，宋昆仑，
申请(专利权)人：北京力通通信有限公司，
类型：发明
国别省市：