本发明专利技术涉及功放相关装置、功率放大器预失真系统以及建模方法。该功率放大器相关装置包括模值计算单元、选择单元和多个输出计算单元：其中所述模值计算单元用于计算输入信号的模值；所述选择单元用于根据所述模值计算单元计算出的模值，确定所述多个输出计算单元中的一个作为所述输入信号应输入到的输出计算单元；以及各所述输出计算单元根据输入该输出计算单元的所述输入信号计算应输出的信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施方式和功率放大器相关，本专利技术的实施方式和有记忆效应非线性功 率放大器相关。
技术介绍
功率放大器(简称功放)是无线发射机中必不可少的一部分。对功放进行建模， 一方面可以用于通信系统的性能仿真，另一方面便于预失真器的设计。功放的行为模型是 利用某种数学表达式来描述功放的输入输出关系，由于其简单高效而成为一种重要的功放 建模方法。图1示出了功放行为建模方法的原理框图。如图1所示，功放102的射频输入 信号的一部分经过耦合器101、正交下变频器104和A/D转换器107后，得到射频输入信号 的数字等效基带信号。同时，功放102的射频输出信号的一部分经过耦合器103、正交下变 频器106和A/D转换器110后得到射频输出信号的数字等效基带信号。本振105用于提供 本地振荡频率。功放模型辨识模块108将A/D转换器107输出的数字等效基带信号作为功 放模型的输入，将A/D转换器110输出的数字等效基带信号作为功放模型的期望输出，利用 自适应算法进行功放模型参数的辨识。加法器109用来计算功放模型辨识模块108的实际 输出与A/D转换器110获得的功放102的输出之间的差，该差用于自适应辨识功放模型辨 识模块108的参数。在此类建模方法中，关键问题是如何设计功放模型的结构，即采用怎样的数学表 达式。非线性是功放的固有特性，此外随着通信系统带宽的不断增加，发射机内的功放有时 还表现出明显的记忆效应。因此需要采用有记忆非线性的功放模型结构。Volterra级数是描述有记忆非线性系统的通用方法。但传统Volterra级数 的缺点是其参数众多计算复杂度很高，同时使用辨识算法时的收敛速度慢。在现有技术 中，多采用Volterra级数的各种简化结构建模。如文献 (Clark C J，Chrisikos G， Muha M S, et al.Time-domain envelopemeasurement technique with application to wide-band power amplifiermodeling. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. ,1998, 46(12) :2531-2540.)中使用 Wiener 模型描述有记忆功放，文献 (Kim J, Konstantinou K. Digital predistortion of wideband signals based on power amplifier modelwith memory. Electron. Lett. ,2001,37 :1417-1418.)中提出的记忆多项式模型等。这些模型的 参数较少，结构简单易于辨识。但是当功放在不同的输入功率处表现出不同的非线性特性 时，这种单一的Volterra级数或其简化模型将难以描述整个输入信号动态范围内的功放 特性。另一方面，当使用高阶非线性模型时，在模型参数辨识过程中可能产生数值非稳定性 问题。采用分段建模的方法可以有效解决以上的问题。但是功放模型的输入样值需要随 时间顺序处理，这样前后样值可能落入不同的分段区间，被不同的非线性函数处理。因此， 难以将记忆效应弓I入分段模型。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的这些问题作出，用以解决现有技术中存在的缺点，至少提 供一种有益的选择。为了实现上述目的，本申请提供了以下的方面。方面1、一种功率放大器相关装置，其特征在于，该功率放大器相关装置包括模值 计算单元、选择单元和多个输出计算单元其中所述模值计算单元用于计算输入信号的模值；所述选择单元用于根据所述模值计算单元计算出的模值，确定所述多个输出计算 单元中的一个作为所述输入信号应输入到的输出计算单元；以及各所述输出计算单元根据输入该输出计算单元的所述输入信号计算应输出的信号。当各所述输出计算单元都采用功放预失真模型函数时，所述功率放大器相关装置 用作功放预失真装置，当各所述输出计算单元都采用功放模型函数时，所述功率放大器相 关装置用作功放模型装置。方面2、根据方面1所述的功率放大器相关装置，其特征在于，各所述输出计算单 元根据参数不同的相同函数来计算所述应输出的信号。方面3、根据方面2所述的功率放大器相关装置，其特征在于，所述函数的参数在 各所述输出计算单元之间是相互独立的。方面4、根据方面1所述的功率放大器相关装置，其特征在于，各所述输出计算单 元所使用的函数在所述多个所述输出计算单元之间是相互独立的。方面5、根据方面1所述的功率放大器相关装置，其特征在于，各所述输出计算单 元均根据有记忆非线性功放模型函数或有记忆非线性功放预失真模型函数计算应输出的信号。方面6、根据方面5所述的功率放大器相关装置，其特征在于，所述有记忆非线性 功放模型函数或有记忆非线性功放预失真模型函数包括wiener功放模型函数、记忆多项 式功放模型函数、Hammerstein模型函数、或Hammerstein-Wiener功放模型函数等。方面7、根据方面1所述的功率放大器相关装置，其特征在于，各所述输出计算单 元均根据无记忆功放模型函数或无记忆功放预失真模型函数计算应输出的信号。方面8、根据方面7所述的功率放大器相关装置，其特征在于，所述无记忆功放模 型函数或无记忆功放预失真模型函数包括无记忆多项式功放模型函数等。方面9、一种功率放大器预失真系统，其特征在于，该功率放大器预失真系统包括 方面1-8任一项所述的功率放大器相关装置作为功率预失真装置，其中所述功率放大器相 关装置的各所述输出计算单元根据功放预失真模型函数计算应输出的信号。方面10、一种功率放大器模型或功率放大器预失真模型建立方法，所述方法包 括输入输出获取步骤，获得功率放大器模型或功率放大器预失真模型的输入和与所 述输入分别相对应的输出；模值计算步骤，计算所述输入中各时刻输入的模值；分组步骤，根据所述输入中的各时刻输入的模值所处的区间，将所述输入和与所述输入分别相对应的输出分成多个组，并构建与所述各输入相对应的输入向量和与所述输 入向量相对应的输出，从而获得多个由所述输入向量和与所述输入向量相对应的输出组成 的输入输出向量组；以及参数计算步骤，根据所述多个组中的各组中包括的输入输出向量组，针对所述多 个组中的各组，计算各该组对应的功放模型函数的各个参数，从而获得多个放大器子模型 函数。方面11、依据方面10所述的方法，其特征在于，所述参数计算步骤采用最小二乘 法来针对所述多个组中的各组，计算各该组对应的功放模型函数的各个参数。方面12、依据方面10所述的方法，其特征在于，所述参数计算步骤采用加权最小 二乘法来针对所述多个组中的各组，计算各该组对应的功放模型函数的各个参数，对于各 所述组中的、与所述输入中的以下输入对应的输入向量给予较大的权重该输入的模值与所述模值所处的区间的顶点相差小于预定值。方面13、依据方面10所述的方法，其特征在于，所述多个组中的各组对应的功率 放大器模型函数或功率放大器预失真模型包括幅度模型函数和相位模型函数，所述参数计 算步骤针对所述多个组中的各组，分别计算幅度模型函数和相位模型函数的各个参数，并 采用约束最小二乘算法使所述区间的顶点两侧的预定范围内的信号的均值相等。方面1本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种功率放大器相关装置，其特征在于，该功率放大器相关装置包括模值计算单元、选择单元和多个输出计算单元：其中所述模值计算单元用于计算输入信号的模值；所述选择单元用于根据所述模值计算单元计算出的模值，确定所述多个输出计算单元中的一个作为所述输入信号应输入到的输出计算单元；以及各所述输出计算单元根据输入该输出计算单元的所述输入信号计算应输出的信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，施展，周建民，孙刚，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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