[發(fā)明專利]一種改進(jìn)的功放查找表預(yù)失真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310281351.X
• 申請(qǐng)日: 2013-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN103368505A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡斌杰;詹益旺;楊智博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H03F1/32
• 分類號(hào): H03F1/32
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

???????本發(fā)明涉及功率放大器的預(yù)失真技術(shù)，特別涉及了基于查找表的功放基帶數(shù)字預(yù)失真技術(shù)。

背景技術(shù)

???????無線通信在今天的世界中已經(jīng)無處不在，是我們每個(gè)人生活中不可或缺的一部分。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，射頻前端原件如混頻器、功率放大器（PA）、低噪放大器等都已經(jīng)被集成至一個(gè)收發(fā)器中，但其中對(duì)系統(tǒng)影響最大的還是功率放大器。功率放大器作為通信系統(tǒng)中必不可少的器件之一，它的作用是將調(diào)制信號(hào)放大至一定功率，然后在前端通過天線有效地發(fā)射出去。功放總是表現(xiàn)出非線性特性，且功放總是在達(dá)到非線性區(qū)或近飽和區(qū)時(shí)，才能達(dá)到最大的功率效率。對(duì)于以前的通信技術(shù)而言，信號(hào)的傳輸速率通常比較低，而且大都采用了恒包絡(luò)的調(diào)制技術(shù)，對(duì)功放的線性度要求不是很高。因此，功放可以工作于非線性區(qū)或近飽和區(qū)，以達(dá)到較高的功率效率。但隨著通信技術(shù)的不斷演變與發(fā)展，由于無線用戶數(shù)量不斷增加，頻譜資源的嚴(yán)重短缺，越來越多的非恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)如正交幅度調(diào)制，OFDM等被采用。雖然它們的應(yīng)用可以達(dá)到更高的頻譜效率，但是非恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)所產(chǎn)生的高峰均比（PAPR）信號(hào)卻對(duì)傳輸信道、特別是功放的非線性非常敏感。這些非恒包絡(luò)調(diào)制信號(hào)經(jīng)過非線性的功放時(shí)，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生帶內(nèi)失真和帶外失真。因此，在沒有其他技術(shù)應(yīng)用的前提下，功放的高功率效率和高線性度下的較好的系統(tǒng)性能便成為不可調(diào)和的矛盾，需要在它們之間作以折中考慮。

預(yù)失真法是指在非線性功放之前加上一個(gè)與功放非線性特性相反的預(yù)失真電路，來補(bǔ)償功放的非線性失真。即先將輸入信號(hào)通過一個(gè)非線性器件（預(yù)失真器），然后再進(jìn)入功放進(jìn)行放大并輸出，從而使整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出線性特征。由于基帶信號(hào)的頻率較低，我們一般都先將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后再進(jìn)行處理，所以它又被稱為數(shù)字預(yù)失真。與射頻預(yù)失真相比而言，雖然數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)同樣具有復(fù)雜的設(shè)備，但是它卻能在易于被控制的數(shù)字域內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理，特別是現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，也為數(shù)字基帶預(yù)失真提供了便利。

查找表的地址索引可以分為兩種：均勻量化和非均勻量化。均勻量化是指僅僅在查找表初始化階段對(duì)輸入信號(hào)幅度進(jìn)行均勻量化來作為查找表的索引指針，把功放的增益預(yù)調(diào)整值作為指針對(duì)應(yīng)內(nèi)容來存儲(chǔ)于查找表中。

不過均勻索引的實(shí)現(xiàn)過程相對(duì)簡單，但它卻忽略了兩個(gè)重要的方面，即輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性與各區(qū)間信號(hào)非線性程度。常見的非均勻索引如功率索引、μ率法索引及最優(yōu)法索引等。它們雖然考慮到了信號(hào)各區(qū)間非線性程度的不同，但依然忽略了輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性。雖然已經(jīng)出現(xiàn)了考慮到輸入信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的非均勻查找表的方法。但事實(shí)上，雖然輸入信號(hào)在大信號(hào)時(shí)的失真更大，但是相當(dāng)多的輸入信號(hào)中，大信號(hào)出現(xiàn)的概率并不大，反而失真較小的中小信號(hào)出現(xiàn)的概率要大的多。因此，綜合考慮到輸入信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性與功放的非線性特性，提出一種改進(jìn)的查找表構(gòu)建方式的優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

???????本發(fā)明的主要目的是針對(duì)傳統(tǒng)的查找表的均勻地址索引以及未考慮到系統(tǒng)狀態(tài)信息與功放失真特性的非均勻地址索引方式的不足之處，提出的一種改進(jìn)的功放查找表預(yù)失真方法。

???????本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

???????一種改進(jìn)的功放查找表預(yù)失真方法，設(shè)輸入信號(hào)是平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性分布是確定并已知的，在預(yù)失真模塊中將輸入信號(hào)在輸入信號(hào)變化范圍內(nèi)由小到大均勻分為十段，每一段即為一個(gè)區(qū)間，計(jì)算出輸入信號(hào)落入每一個(gè)區(qū)間的概率，再表征出每個(gè)區(qū)間的輸入信號(hào)通過功放時(shí)的非線性失真程度；根據(jù)輸入信號(hào)落入每一個(gè)區(qū)間的頻率和每個(gè)區(qū)間的輸入信號(hào)通過功放時(shí)的非線性失真程度，計(jì)算出每個(gè)區(qū)間中需要分配的查找表單元數(shù)，然后對(duì)查找表進(jìn)行構(gòu)建。

上述的，一種改進(jìn)的功放查找表預(yù)失真方法，包括以下步驟：

步驟（1）：在輸入信號(hào)的幅度變化范圍內(nèi)，在預(yù)失真模塊中將輸入信號(hào)幅度由小到大分為十段，每一段即為一個(gè)區(qū)間，計(jì)算出輸入信號(hào)落入每個(gè)區(qū)間的次數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出每個(gè)區(qū)間中輸入信號(hào)出現(xiàn)的概率；根據(jù)所用的功放的非線性特性，表征出輸入信號(hào)在每一個(gè)區(qū)間內(nèi)的非線性失真因子；

步驟（2）：根據(jù)每個(gè)區(qū)間輸入信號(hào)出現(xiàn)的概率與非線性失真因子，計(jì)算出查找表的每個(gè)區(qū)間應(yīng)該分配的單元數(shù)；

步驟（3）：將非線性功放的輸入和輸出提取出來，然后將輸入特性和對(duì)應(yīng)的除以增益后的輸出特性分別作為查找表的輸出和輸入，以構(gòu)建出預(yù)失真的查找表。