[發明專利]基于單路反饋和非迭代技術的基帶預失真功放線性化方法

無效

• 申請號: 200910263433.5
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101764577A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 秦開宇;詹鵬;陳長偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于電子技術領域，涉及功率放大器線性化技術，具體涉及一種基于數字基帶預 失真技術的寬帶射頻功率放大器線性化方法。

技術背景

理想化的功率放大器應該是一個線性器件，即對于一個輸入信號x(t)＝r·e^jθ(r是輸入 信號的幅度，θ是輸入信號的相位)，輸出信號y(t)＝K·r·cos(ωt+θ)(K是理想線性功率放 大器的增益，ω載波角頻率)。然而，實際的功率放大器是一個非線性器件，對于一個輸入信 號x(t)＝re^jθ，其輸出信號為y(t)＝B(r)·cos(ωt+θ+Φ(r))，其中B(r)是非線性功率放大器輸 出信號的幅度函數，Φ(r)是非線性功率放大器的附加相位函數(研究表明，非線性功率放大 器的增益和附加相位均與輸入信號的幅度r相關)。因此，非線性特性是功率放大器的一個固 有特性。

隨著移動通信技術迅速發展，無線通信頻段變得越來越擁擠，頻帶資源越來越緊張，為 了在有限的頻譜范圍內容納更多的通信信道，人們提出了一些寬帶數字傳輸技術(OFDM、 WCDMA等)和高頻譜利用率的調制方式(M-QAM等)。采用這些技術所傳輸的信號具有非 恒定包絡、寬頻帶和高峰平比等特點，當調制信號通過非線性的功率放大器后將產生帶內和 帶外失真，輸出信號頻譜擴展，干擾鄰近信道，增大通信系統誤碼率。因此，現代通信系統 對射頻功率放大器的線性度提出了很高的要求，功率放大器線性化技術已成為下一代無線通 信系統的關鍵技術之一，成為了當今世界研究的一大熱點。

功率放大器線性化技術很多，常用的有功率回退、前饋、負反饋和預失真等。功率回退 法是傳統而有效的一種方法，然而，工作點的回退降低了功放的電源利用效率并導致很高的 熱耗散；前饋能夠做到寬帶放大和高線性度，是目前比較成熟的一種線性化技術，但其缺點 是效率低且復雜；負反饋是用犧牲放大器的增益來換取失真抑制的方法，其窄帶寬和穩定性 問題限制了其應用；預失真分為模擬預失真和數字預失真，數字預失真技術具有穩定、高效、 寬帶寬與自適應等優勢，能達到中等程度的線性化，是比較有前途的一種線性化技術。

數字預失真技術是在功放之前加入一個與功放非線性特性相逆的預失真器，預失真器在 數字域中對IQ基帶信號進行預處理，經過預處理后的基帶信號經D/A變換、濾波、上變頻 后送入功率放大器，功率放大器將信號放大后發射出去，由于在基帶的預失真器中對信號進 行了非線性預處理，且其非線性特性與功放的非線性特性相逆，則在功放輸出端可得到線性 放大的射頻信號。通常，為了自適應的獲得預失真器的查找表參數或者是多項式的系數，需 要將功放輸出信號的一部分經衰減后反饋回來，反饋信號經下變頻、濾波、A/D變換后供自 適應學習算法使用，通過自適應算法獲取或調整預失真器的參數(查找表或者是多項式的系 數)，使預失真器的非線性特性與功放的非線性特性相逆，從而達到線性化的目的。

在數字基帶預失真中，常采用的自適應算法有LMS(最小均方)、RLS(遞歸最小二乘) 等迭代算法，這些算法都需要經過學習和迭代，算法能得到最優預失真器參數的前提是要保 證算法能夠收斂，且基于迭代的自適應算法通常都需要經過大量的計算才能獲得滿意的結果。

針對迭代法存在的缺點，人們提出了基于非迭代的預失真方法，已有的非迭代預失真方 法原理如下：

首先采用訓練序列發生器產生幅度線性增長的一組訓練序列，設輸入信號的最大幅度為 歸一化電平1，訓練序列的初始相位為則第i個時刻的輸入信號為(其中i＝1，2，...，N)， 無記憶非線性功放系統表現為AM/AM變換和AM/PM變換，該信號經過功放后反饋回來的 信號為(將IQ信號寫成復信號的形式)：

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