[發(fā)明專利]一種功率放大器的模擬方法及功率放大器模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210443798.8
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102983819A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王成華;陳慶霆;劉冰;朱德偉;龔琳;謝中山
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;G06N3/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率放大器的模擬方法及功率放大器模擬裝置，利用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際功率放大器的輸入輸出關(guān)系。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，迫切需求無線移動(dòng)通信容量和速率的提高，如此對功率放大器（PA，Power?Amplifier）的線性度提出了更高的要求。例如，當(dāng)前PA線性化技術(shù)的主流技術(shù)之一的預(yù)失真技術(shù)，其主要原理是通過在PA之前引入一個(gè)與PA特性相反的模塊——預(yù)失真器(PD，Predistorter)，使得整個(gè)系統(tǒng)(PD十PA)的輸入和輸出呈線性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了對PA的線性化。對功率放大器的非線性和記憶性的預(yù)測程度決定了預(yù)失真器的性能優(yōu)劣，因此如何建立精確的功率放大器模型具有重大的研究意義。

在描述非線性元件的行為模型時(shí)，非線性元件通常被視為一個(gè)完全由外部響應(yīng)描述的“黑盒子”，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有逼近任意分線性函數(shù)的特性，并被許多研究者運(yùn)用以描述功率放大器輸入和輸出的關(guān)系。但是傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法采用梯度下降的訓(xùn)練方法，使得建模過程收斂速度緩慢，并容易收斂于局部最小值，因此限制了其實(shí)際中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功率放大器模擬方法訓(xùn)練過程收斂速度較慢以及易收斂于局部最小值的不足，提供一種具有較快訓(xùn)練收斂速度的功率放大器的模擬方法及功率放大器模擬裝置。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

一種功率放大器的模擬方法，利用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)際功率放大器，先以實(shí)際功率放大器的輸入、輸出作為訓(xùn)練樣本對改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練好的改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)功率放大器的模擬；所述改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層的輸出函數(shù)為：

yh(t)=21+e-2z(t)-1]]>

其中，x_i(t)表示第t次迭代時(shí)第i個(gè)輸入層神經(jīng)元的輸入數(shù)據(jù)，n表示輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，ω_ij表示第i個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)到第j個(gè)隱含層神經(jīng)元的權(quán)值，thh_j(t)表示第t次迭代時(shí)隱含層第j個(gè)神經(jīng)元的閾值；

所述改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層的傳輸函數(shù)為線性函數(shù)：

y_o(t)=x_h2o(t)

其中，tho_k(t)表示第t次迭代時(shí)輸出層第k個(gè)神經(jīng)元的閾值；

誤差e的計(jì)算公式如下：

e(t)=12(y(t)-d(t))2]]>

其中，d表示實(shí)際測量的輸出，t表示迭代次數(shù)；

權(quán)值和閾值的更新模型如下：

ω_ji(t+1)=ω_ji(t)+Δω_ji(t)

ω_kj(t+1)=ω_kj(t)+Δω_kj(t)

thh(t+1)=thh(t)+Δthh(t)

tho(t+1)=tho(t)+Δtho(t)