[發明專利]一種數字基帶自適應預失真系統和方法

有效

• 申請號: 201310459803.9
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103491040A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 郭里婷;高正含;蘇凱雄;吳林煌
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H04L25/49
• 分類號: H04L25/49
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及寬帶數字通信系統發射端功率放大器的線性化技術，特別是一種數字基帶自適應預失真系統和方法。

背景技術

基于查詢表的數字基帶自適應預失真技術是目前公認的有巨大應用潛力的功率放大器線性化技術。數字基帶自適應預失真系統，把輸入的數字基帶信號進行預失真處理，預失真后的信號，進行功率放大，并經過反饋回路后，獲得反饋信號，輸入基帶信號與反饋信號相減，差值作為誤差信號，使用該誤差信號和LMS算法，可以自適應地更新預失真系統中查詢表的預失真系數。

利用LMS算法進行預失真系數的自適應更新時，需要基帶信號與反饋信號完全同步，否則兩者的誤差信號不能有效地控制預失真系數的更新，從而影響預失真的線性化效果。但由于基帶信號和反饋信號所經過的信號處理流程不同，它們之間的時延是必然存在的，所以不同步也是必然存在的。

為了解決不同步問題，目前常用的方法是，估計出基帶信號和反饋信號之間的時延，包括整數倍時延和小數倍時延，其中整數倍時延直接用于信號校正，小數倍時延則用于內插算法，內插獲得時延校正后的反饋信號，再次估算兩個信號間的時延，直到時延估計值收斂為零，才認為兩個信號同步。

由于小數倍時延估計是通過最陡下降法估計獲得的，估計值是逐漸靠近收斂值的，在進入收斂狀態的過程中，誤差信號值是很大的。即使估計環路收斂，估計值仍會在零值附近波動，即基帶信號和反饋信號不可能達到完全同步（理想同步），誤差信號值仍不會為零。如果誤差信號幅值太大，利用該誤差信號更新后的預失真系數，不能對基帶信號進行有效的預失真，改善系統性能。對于這個問題，目前沒有文獻或技術關注或者加以解決。例如1997年10月發表在IEEE?Transactionsoncommunications的WonGiJeon,KyungHiChang,andYongSoo?Cho寫的AnAdaptiveDataPredistorterforCompensationofNonlinearDistortionin?OFDMSystems，又如2008年12月發表在ICGST-PDCS的AmandeepSinghSappal,ManjitSinghPatterh,SanjaySharma寫的DigitalPre-distortionofPowerAmplifiers?usinglook-UpTableMethodwithMemoryEffects，都是直接利用誤差信號計算下一個時刻的校正值，然后用這個校正值進行查詢表的更新。也就是說，這些文獻沒有對下一個時刻的校正值的范圍進行判斷，進而決定是否利用它更新查詢表。

此外，目前基于查詢表的數字基帶自適應預失真技術，幅度查詢表表項值是預失真校正系數，該系數與輸入的基帶信號相乘，產生預失真后的幅度值，這樣會增加乘法器的開銷和相應的運算時間。

基于以上原因，本發明設計一種數字基帶自適應預失真系統和方法，采用改進的系統結構和新的預失真查詢表更新方法，在基帶信號與反饋信號幅度存在不同程度差別的情況下，更有效地控制預失真查詢表的更新過程，從而更好地改善功放輸出信號功率譜，并降低自適應預失真系統運作時的硬件開銷和功耗。

發明內容

本發明的目的在于采用改進的系統結構和新的預失真查詢表更新方法，在基帶信號與反饋信號幅度存在不同程度差別的情況下，更有效地控制預失真查詢表的更新過程，從而更好地改善功放輸出信號功率譜，并降低自適應預失真系統運作時的硬件開銷和功耗。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種數字基帶自適應預失真系統，包括前向通道、反饋通道和同步模塊；

所述前向通道包括依次連接的幅度歸一化模塊、第一直角坐標到極坐標轉換模塊、幅度量化模塊、幅度查詢表、極坐標到直角坐標轉換模塊、數字上變頻器、數模轉換器、射頻上變頻器、功率放大器和天線；所述幅度量化模塊的輸出還連接有相位查詢表；所述第一直角坐標到極坐標轉換模塊的相角輸出與相位查詢表的輸出一起連接到加法器，并與極坐標與直角坐標轉換模塊連接；

所述反饋通道包括依次連接的衰減耦合器、射頻下變頻器、模數轉換器和數字下變頻器；所述反饋通道還包括第二直角坐標到極坐標轉換模塊，與相位誤差計算模塊、下一時刻相位計算模塊和前向通道的相位查詢表依次連接，同時還與幅度誤差計算模塊、下一時刻幅度計算模塊和前向通道的幅度查詢表依次連接；