一种数字线性预畸变方法和系统技术方案

本发明专利技术适用于通信领域，提供了一种数字线性预畸变方法和系统，所述方法包括下述步骤：获取功率放大器的基带输入、输出信号；对所述输出信号进行数字线性预畸变训练，计算数字线性预畸变系数；根据所述数字线性预畸变系数，进行预畸变滤波；判断所述功率放大器的输出信号是否满足线性化要求，是则结束数字线性预畸变训练。所述系统包括预畸变滤波器和预畸变训练器。本发明专利技术可以很好地改善功率放大器线性度，另外，可以极大地减少空间资源的占用率，减少逻辑资源的使用率，简化计算的复杂度，便于硬件实现，提高数字线性预畸变效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信领域，尤其涉及一种数字线性预畸变方法和系统。技术背景功率放大器(Power Amplifier, PA)是一种在通信系统广泛使用的非线性器 件，只要输入信号的幅度超出其线性区，输出就会产生非线性失真，从而造成 信号带内失真和邻带信号干扰，因此必须将功率放大器的失真控制在一定的范 围之内。从效率角度考虑，不能只通过增大功率放大器线性区来消除非线性失 真，因此线性化技术应运而生。对于目前笫三代移动通信主流标准WCDMA系 统，其射频信号是多电平的，具有4艮高的功率峰均比(peak-to-average-power ratio， PAPR),这对线性化技术提出了新的挑战。功率放大器的线性化技术主要有负反馈技术、前馈技术和线性预畸变技术。 其中，线性预畸变技术的成本相对较低，是一种比较简单、实用的技术。现有 技术提供了一种模拟射频预畸变方法，该方法具有提高功率放大器效率、成本 低等优点，但是在具体实现时需要使用射频非线性有源器件，对这些器件的控 制和调整是一个复杂的过程。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种数字线性预畸变方法，旨在解决现有技 术实现线性预畸变时必须使用射频非线性有源器件，控制过程复杂的问题。为解决上迷技术问题，本专利技术提出了一种数字线性预畸变方法，包括以下 步骤获取功率放大器的输入、输出信号；对所述输出信号进行数字线性预畸变训练，计算数字线性预畸变系数； 根据所述数字线性预畸变系数，进行预畸变滤波；判断所述功率放大器的输出信号是否满足线性化要求，是则结束数字线性 预畸变训练。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种数字线性预畸变系统，所述系统包括预畸变滤波器，用于根据预畸变训练器计算出的数字线性预畸变系数，对 预畸变滤波器的输入数字基带信号进行滤波处理，并且根据功率放大器的特征， 动态调整滤波参数以达到最佳滤波效果；预畸变训练器，用于对预畸变训练器的输入信号进行预畸变训练，并根据 预畸变滤波器的实际输出信号和该输出信号的估计值之间的误差信号，利用最 小二乘法调整预畸变训练的抽头系数直至算法收敛，获取最终的数字线性预畸 变系数。在本专利技术的实施例中，基于Volterra级数的精简模型，通过对功率放大器 的输入、输出信号进行预畸变训练和预畸变滤波，可以自适应地改善功率放大 器的线性度。经过仿真验证，此数字线性预畸变方法对单载波信号可以改善功 放线性度高达15db,而对于高峰均比的多载波信号改善也至少有10db。另夕卜， 数字线性预畸变系统星座图指标也有明显改善，经预畸变处理后功率放大器输 出的星座图接近于信源的星座图。经测试平台(基于3GPP25.141协议)验证， 结果表明，该方法是改善功率放大器线性度的一种高效方法。附图说明图1是本专利技术实施例4是供的数字线性预畸变系统的结构框图； 图2是本专利技术实施例提供的数字线性预畸变方法的工作流程图； 图3是本专利技术实施例提供的预畸变浮点仿真功率谱示意图； 图4是本专利技术实施例提供的24bits定点仿真功率谱示意图；图5是本专利技术实施例提供的16bits定点仿真功率谱示意图； 图6是本专利技术实施例提供的12bits定点仿真功率镨示意图； 图7是本专利技术实施例提供的数据块的F矩阵的生成过程示意图； 图8是本专利技术实施例提供的DLP滤波器蝶形结构示意图。 图9是本专利技术实施例提供的单载波PSD图； 图IO是本专利技术实施例提供的两载波PSD图； 图11是本专利技术实施例提供的三载波PSD图； 图12是本专利技术实施例提供的四载波PSD图13是本专利技术实施例提供的单载波直接经过功放输出的星座示意图，其中 矢量误差率(Error Vector Magnitude, EVM ) EVM =7.6164%;图14是本专利技术实施例提供的单载波经过预畸变和功放输出的星座示意图， 其中EVM = 0.0813%;图15是本专利技术实施例提供的两载波直接经过功放输出的星座示意图，其中 EVM =4.6440 %;图16是本专利技术实施例提供的两载波经过预畸变和功放输出的星座示意图， 其中EVM = 0.1361%;图17是本专利技术实施例提供的三载波直接经过功放输出的星座示意图，其中 EVM = 6.3061%;图18是本专利技术实施例提供的三载波经过预畸变和功放输出的星座示意图， 其中EVM = 0.5692%;图19是本专利技术实施例提供的四载波直接经过功放输出的星座示意图，其中 EVM = 7.8442%;图20是本专利技术实施例提供的四载波经过预畸变和功放输出的星座示意图， 其中EVM = 1.5777%;具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中，基于Volterra级数的精简模型，通过对功率放大器的 输出、输入信号进行预畸变训练和预畸变滤波，可以自适应地改善功率放大器 的线性度。图1示出了本专利技术实施例提供的数字线性预畸变(Digital Line Processing, DLP)系统的结构，为了便于说明，仅示出了本专利技术实施例相关的部分。该数 字线性预畸变系统包括预畸变滤波器ll、预畸变训练器12、 D/A转换器13、 上变频器14、功率放大器15、下变频器16、 A/D转换器17、加减器18。预畸变滤波器11用于根据预畸变训练器12计算出的DLP系数L对预畸 变滤波器的输入数字基带信号;c(w)进行滤波处理，并且根据功率放大器的特征，可动态调整滤波参^:以达到最佳滤波效果。其中，预畸变滤波器11根据预畸变训练器12计算出的DLP系数"采用 蝶形结构运算，对输入的基带信号x(")进行滤波处理，并且根据功率放大器的 特征，动态调整滤波参数，输出线性度得到改善的信号z(")。预畸变训练器12用于对输入信号;K")进行预畸变训练，并根据预畸变滤波 器11的实际输出信号z(")和z(w)的估计值S(")之间的误差信号e("),利用最小二 乘法调整预畸变训练的抽头系数直至算法收敛，得出最终的DLP系数G。其中，预畸变训练器12对输入信号y(n)进^f亍预畸变训练，先对该信号进行 数据分块，对每个数据块依次构建F矩阵，计算对应的F"F,然后再利用最小 二乘法得到的公式"(F"F)"F 或者"F、/L/1/，计算出预畸变训练器12 的抽头系数。将DLP系数G拷贝到预畸变滤波器11中进行预畸变滤波处理， 如系统输出满足线性度要求，则结束DLP训练，否则继续进行DLP训练。 D/A转换器13用于实现数模转换。上变频器14用于实现频率转换。8功率放大器15用于对输入信号进行功率放大。 下变频器16用于实现频率转换。 A/D转换器17用于实现模数转换。加减器18用于计算预畸变滤波器实际输出信号z(")和该输出信号的估计值 S(")之间的误差信号图2示出了本专利技术提供的数字线性预畸变方法的工作流程，在该实现流程 中，DLP系统获取功率放大器的输入、输出信号，对该输出信号进行DLP训练， 得到DLP系数，再将该系数送入DLP滤波器进行滤波。判断DLP滤波后并送 往功率放大器的输出信号是否满足线性化要求，是则结束DLP训练。其具体的 实现流程详述如下在步骤S201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化线性预畸变方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：　获取功率放大器的基带输入、输出信号；　对所述输出信号进行数字线性预畸变训练，计算ＤＬＰ系数；　根据所述数字线性预畸变系数，进行预畸变滤波；　判断所述功率放 大器的输出信号是否满足线性化要求，是则结束数字线性预畸变训练。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆丰，杨嗣环，
申请(专利权)人：深圳市云海通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]