[發(fā)明專利]自適應(yīng)預(yù)失真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710199088.4
• 申請日: 2007-12-12
• 公開（公告）號: CN101459636A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 游愛民
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L25/49
• 分類號: H04L25/49;H04L7/02;H04B1/62;H03F1/32
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍 洪;霍育棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于校正射頻功率放大器非線性和記憶效應(yīng)的技術(shù)，具 體說，涉及一種自適應(yīng)預(yù)失真方法。

背景技術(shù)

目前CDMA(如WCDMA、cdma2000和TS-SCDMA)、OFDM(如 WiMax和LTE)等系統(tǒng)為了提高頻譜效率，采用了頻譜利用率較高的QPSK、 16QAM甚至64QAM等高階調(diào)制技術(shù)，高階調(diào)制的使用將產(chǎn)生有較大峰均 比的非恒包絡(luò)調(diào)制信號。為了提高通信系統(tǒng)的容量以及降低成本，多載波功 率放大器逐步被運營商所采用，多載波技術(shù)的應(yīng)用進一步增加了功率放大器 輸入信號的峰均比。

較大峰均比的輸入信號對功率放大器提出了更高的線性要求，因為當(dāng)功 率放大管工作在非線性區(qū)時，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的互調(diào)分量。該互調(diào)分量在帶內(nèi) 會造成信號間的干擾或失真，在帶外會引起頻譜再生，并對帶外其他系統(tǒng)產(chǎn) 生干擾。線性化技術(shù)是一種用來改善功率放大器系統(tǒng)線性度的技術(shù)，該技術(shù) 能夠減小信號帶內(nèi)失真量、降低帶外互調(diào)分量(如IMD3和IMD5等)，同 時降低系統(tǒng)功耗和提高功放效率。

如圖1所示，是傳統(tǒng)技術(shù)中利用預(yù)失真技術(shù)來線性化功率放大器的簡單 框圖。在無線通信系統(tǒng)的基站發(fā)射機中，利用線性化技術(shù)提高功率放大器 (PA)的效率變得越來越重要。由于功率放大器固有的非線性和記憶效應(yīng)， 隨著輸入功率的增加會引起功率放大器的幅度和相位壓縮，預(yù)失真器則先對 輸入信號的幅度和相位進行預(yù)校正，該幅度和相位校正量剛好抵消功率放大 器引起的幅度和相位壓縮，兩者疊加后使得功率放大器輸出不會有幅度和相 位壓縮現(xiàn)象，亦即達(dá)到線性化功率放大器的目的。

前饋技術(shù)是把主功率放大器的失真信號提取出來，并用誤差環(huán)路將其放 大，在功率放大器輸出端進行反相功率合成，從而達(dá)到抵消主功率放大器的 互調(diào)分量的效果。前饋技術(shù)已經(jīng)很成熟，但其誤差環(huán)路的存在，使得功率放 大器整機效率比較低，一般小于10％。此外，由于技術(shù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模擬器 件較多，生產(chǎn)時需要調(diào)試的點多，所以其生產(chǎn)成本較高。

還有一種功率放大器線性化的方法是對輸入到功率放大器的信號進行 預(yù)失真，以補償或抵消功率放大器的非線性，稱為“預(yù)失真”技術(shù)。具體的 實現(xiàn)方式有兩種：一種是模擬預(yù)失真，模擬預(yù)失真是在小信號時通過模擬方 法產(chǎn)生與功放未級失真信號相反的信號，用于抵消功率放大器所產(chǎn)生的失真 而達(dá)到線性化功放的目的。由于模擬預(yù)失真多是開環(huán)控制，且很難產(chǎn)生一個 與未級功放失真曲線完全相反的曲線，線性改善度不明顯，功放的整機效率 也不高，其生產(chǎn)一致性較難保證。

另一種預(yù)失真方法稱之為“數(shù)字預(yù)失真”，“數(shù)字預(yù)失真”基本原理與 模擬預(yù)失真相似，即在信號未進入功率放大器前，對其進行失真處理，使其 失真曲線與功率放大器失真曲線相反，從而達(dá)到抵消功率放大器的失真。與 模擬預(yù)失真的區(qū)別在于數(shù)字預(yù)失真對信號的預(yù)失真處理是在數(shù)字基帶域，而 不是在模擬域，該方法具有復(fù)雜度低、線性改善度好、高效率以及適宜大規(guī) 模生產(chǎn)等特點。

如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中利用自適應(yīng)預(yù)失真來線性化功率放大的基本 框圖。數(shù)字預(yù)失真器對輸入信號進行預(yù)失真，預(yù)失真后的信號經(jīng)過DAC數(shù) 模變換得到模擬信號，再通過上變頻單元產(chǎn)生期望頻率的射頻信號，該射頻 信號經(jīng)由功率放大器后輸出信號到天線。反饋通路中，從功率放大器輸出口 耦合一個小信號，下變頻得到低頻信號，經(jīng)過ADC模數(shù)變換得到數(shù)字信號。 預(yù)失真適配器單元根據(jù)采集到的DAC輸入和ADC輸出的數(shù)字信號構(gòu)造預(yù) 失真模型，計算對應(yīng)的預(yù)失真參數(shù)，并更新到數(shù)字預(yù)失真器單元中。

如圖3所示，為現(xiàn)有方法中預(yù)失真模型估計的一種基本結(jié)構(gòu)，該方法根 據(jù)功率放大器的輸入和輸出信號先估計功率放大器模型參數(shù)，由功率放大器 模型反轉(zhuǎn)后得到所要的預(yù)失真模式。下面假設(shè)功率放大器模型是記憶多項式 模型為例子，詳細(xì)描述圖3中是如何先求得預(yù)失真模型。