[發明專利]一種適應快變信號的數字預失真處理方法

有效

• 申請號: 201210429530.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102904846A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 楊俊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L25/49
• 分類號: H04L25/49;H03F1/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及功放（功率放大器）線性化的處理方法，特別涉及一種適應快變信號的數字預失真處理方法。

背景技術

隨著無線通信的發展，信號帶寬越來越寬，其包絡起伏和峰均比也越來越大，這對寬帶發信通道，尤其是混頻器和功放提出了更高的線性要求。這主要是因為半導體器件在大信號下具有不可避免的非線性特性，當寬帶發信機工作在非線性區時，會產生嚴重的互調分量，在工作頻帶內就可以造成信號間的相互干擾,在工作頻帶外產生不需要的頻譜泄漏。

如何提高系統的線性度是寬帶系統需要解決的一個重要問題，為了解決線性度的問題，可以采用三種方法：一種是選擇合適的超線性半導體器件，設計出符合性能要求的寬帶發信機，不過這種方法花費巨大，且技術難度很高；第二種方法是將整個發射通道進行功率回退，使發射通道工作在線性區，這種方法大大降低了系統的工作效率；第三種方法是采用線性化技術，即采用適當的外圍電路，對發信通道的非線性進行校正，從而在電路整體上呈現對輸入信號的線性放大效果，這種方法成本低，器件選擇也比較靈活，是目前來看最適合的方法。而線性化方法中，又以數字預失真（DPD）技術最為簡單有效。在DPD系統中，信號首先通過一個預失真器進行校正，然后在再送到功放進行放大輸出，預失真器產生的信號失真特性與發信通道的失真特性相反，從而可以抵消失真分量，得到無失真的信號輸出。

數字預失真處理的步驟通常是，在數字基帶采集功放的輸入和輸出信號，基于預先設定的功放模型計算預失真系數，再將該系數用于預失真處理。數字預失真處理一般的硬件實現方法是，使用ADC采集功放的輸入和輸出信號，計算預失真系數在DSP或軟核等串行處理器件內進行，而使用預失真系數進行預失真處理在FPGA或專用芯片等并行處理器件內進行，如申請號為CN200810114051.1的專利所述。這種硬件實現方法存在的主要問題是：由于DSP接收數據的接口速度比較慢，同時DSP計算預失真系數所耗費的時間通常是幾秒，而預失真處理的速度通常是幾百MHz，這也就是說DSP不可能實時地計算和更新預失真系數，因此DSP只能間斷地更新預失真處理系數，即采集一段功放的輸入和輸出信號計算預失真系數，再將系數傳遞給預失真處理模塊，整個過程要耗費幾秒鐘，這樣當前預失真處理模塊使用的預失真處理系數是幾秒前的功放輸入輸出數據計算的。而現代移動通信信號的變化是非常快的，通常一個幀長為毫秒量級，隨著用戶的接入和退出，移動通信信號的帶寬和幅度變化非常大，同時移動通信系統常采用跳頻技術，即信號所處的頻點也會在不同幀的時間段內發生跳變。所有上述因素都對傳統預失真技術實現方式的效果造成了影響，使得預失真技術在快變信號的條件下難以產生較好的效果，對相鄰頻段產生較大干擾，從而降低了移動通信系統的容量和覆蓋范圍。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種適應快變信號的數字預失真處理方法，解決了傳統數字預失真方法不能適應于快變的現代通信信號的問題。

本發明的目的通過以下技術方案實現：一種適應快變信號的數字預失真處理方法,包括以下步驟：

（1）系統正常工作前，并行處理器件內部存儲一段訓練信號x₀(t)，x₀(t)的帶寬由功放輸出信號所需關注的最大帶寬決定；

（2）系統啟動時由并行處理器件通過發射鏈路發送訓練信號x₀(t)給功放，同時通過反饋鏈路采集功放輸出信號y₀(t)，再將x₀(t)和y₀(t)都發送給串行處理器件處理，串行處理器件對x₀(t)和y₀(t)分別做傅里葉變換得到x₀(f)和y₀(f),將y₀(f)除以x₀(f)得到系統的頻域通帶波動z₀(f)，對z₀(f)執行反傅里葉變換得到z₀(t)，將z₀(t)發送給并行處理器件；