[發(fā)明專利]基于Volterra濾波的雙循環(huán)反饋模型的功放預(yù)失真方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210071249.2
• 申請日: 2012-03-18
• 公開（公告）號: CN102624338A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐成凱;廉保旺;張怡;張玲玲;何偉;吳鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03H21/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于功率放大器線性化的預(yù)失真方法，具體為一種基于Volterra濾波的雙循環(huán)反饋模型的功放預(yù)失真方法。

背景技術(shù)

隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和衛(wèi)星通信技術(shù)的在民用領(lǐng)域中的使用，頻帶資源顯得越來越珍貴，為了提高頻譜的利用率，提出了各種線性調(diào)制技術(shù)如QPSK、16-QAM和OFDM等，這些數(shù)字調(diào)制方式都屬于非恒包絡(luò)調(diào)制，因此，高峰均比是上述調(diào)制的共同特征，而高峰均比對功率放大器的線性化要求更高；而在引入衛(wèi)星通信后，由于受衛(wèi)星體積的限制，為了追求較高的發(fā)射功率，導(dǎo)致星載功率放大器都工作在飽和區(qū)甚至截止區(qū)內(nèi)；因此功率放大器的線性化直接影響著發(fā)射和接收信號的好壞程度。

對于傳統(tǒng)功率放大器，為了保證工作在非飽和區(qū)內(nèi)，一般采用功率回退方法來達到線性化的要求，這就使大功率器件只能輸出很小的功率，造成了功率放大器的效率較低。近年來，各種功率放大器模型和線性化技術(shù)的研究越來越廣泛。常見的功率放大器的線性化方法主要分為無記憶線性化方法和有記憶線性化方法兩大類。無記憶功率放大器線性化研究主要集中于窄帶通信，當輸入信號的帶寬遠小于功率放大器自身的帶寬時忽略記憶效應(yīng)，但隨著現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，信號的帶寬越來越接近發(fā)射帶寬，以提高整個頻譜的利用率，導(dǎo)致無記憶功率放大器線性化研究越來越不適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)。消除有記憶功率放大器的預(yù)失真方法主要有雙盒Hammerstein預(yù)失真方法、雙盒Wiener預(yù)失真方法、Volterra濾波預(yù)失真方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。目前預(yù)失真器主要采用Hammerstein預(yù)失真方法和Wiener預(yù)失真方法，這兩種方法為了解決有記憶非線性失真將預(yù)失真器分為無記憶非線性模塊和有記憶線性模塊分別解決非線性失真和記憶性失真，通過前饋或反饋來調(diào)節(jié)預(yù)失真器的系數(shù)，這兩種方法易于實現(xiàn)。但隨著通信信號朝寬帶高速通信方向發(fā)展，這種分系統(tǒng)調(diào)節(jié)由于更新速度不一致會產(chǎn)生較大的誤差，當信號的傳輸速度較大時，這種誤差會快速放大從而導(dǎo)致真?zhèn)€預(yù)失真系統(tǒng)的失效。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)失真方法具有靈活的學(xué)習(xí)方式，主要模型有延時三層前饋網(wǎng)絡(luò)模型、徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)模型、反饋型網(wǎng)絡(luò)模型和動態(tài)誤差網(wǎng)絡(luò)模型等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型最少具有三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種多層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能有效的提取出預(yù)失真器的系數(shù)，其次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在輸出誤差較小時，神經(jīng)元會在零值附近進行選擇系數(shù)，從而產(chǎn)生一個連續(xù)波動誤差，這種誤差對高速數(shù)字通信傳輸產(chǎn)生較大影響?，F(xiàn)有Volterra濾波預(yù)失真方法能逼近任意連續(xù)的非線性函數(shù)，但隨著系統(tǒng)階次和記憶長度的增加，預(yù)失真參數(shù)的計算量會急劇增加，這就限制了Volterra濾波預(yù)失真的實現(xiàn)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有的功率放大器線性化技術(shù)的高復(fù)雜性和較慢的收斂速度，不能滿足下一代高速無線通信對功率放大器性能的需求，本發(fā)明設(shè)計了一種基于Volterra濾波的雙循環(huán)反饋模型的功放預(yù)失真方法。

技術(shù)方案

本發(fā)明主要包括預(yù)失真粗參數(shù)矢量提取、誤差調(diào)整和預(yù)失真器精參數(shù)矢量提取三個部分。預(yù)失真粗參數(shù)矢量提取部分采用的是一階動態(tài)截斷Volterra濾波結(jié)構(gòu)，通過整個系統(tǒng)的下變頻輸出和預(yù)失真器輸出，快速求得預(yù)失真粗參數(shù)矢量；將預(yù)失真粗參數(shù)矢量導(dǎo)致的誤差矢量在誤差調(diào)整部分按照平均準則進行動態(tài)調(diào)整；將調(diào)整后的誤差矢量作為期望信號，結(jié)合基帶輸入信號在預(yù)失真精參數(shù)矢量提取部分利用一階動態(tài)截斷Volterra濾波結(jié)構(gòu)解得預(yù)失真器精參數(shù)矢量；預(yù)失真粗參數(shù)矢量和預(yù)失真精參數(shù)矢量都由最小二乘(Least-squares)法確定，利用精參數(shù)矢量對粗參數(shù)矢量進行修正得到最終的預(yù)失真器參數(shù)矢量。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述基于Volterra濾波的雙循環(huán)反饋模型的功放預(yù)失真方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：利用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集預(yù)失真器的基帶輸入數(shù)據(jù)、預(yù)失真器的基帶輸出數(shù)據(jù)和功率放大器的下變頻基帶輸出數(shù)據(jù)；

步驟2：利用步驟1采集到的預(yù)失真器的基帶輸出數(shù)據(jù)和功率放大器的下變頻基帶輸出數(shù)據(jù)，建立Volterra濾波模型并采用最小二乘學(xué)習(xí)法在最小均方誤差準則下計算預(yù)失真器的粗參數(shù)矢量；

步驟3：將步驟2得到的預(yù)失真器粗參數(shù)矢量復(fù)制到預(yù)失真器中，計算此時功率放大器的誤差數(shù)據(jù)矢量；按照平均準則和誤差經(jīng)驗系數(shù)對得到的誤差數(shù)據(jù)矢量進行誤差處理；所述誤差處理方法為：