[發(fā)明專利]寬帶移動通信LTE系統(tǒng)發(fā)射機功率放大器預(yù)失真處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410163861.1
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103929136B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志英;劉水芹
• 申請（專利權(quán)）人: 西安易曉通訊科技有限公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F3/20
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適宜于寬帶無線傳輸信號的自適應(yīng)基帶預(yù)失真處理方法，可用于如第四代移動通信LTE系統(tǒng)、地面數(shù)字電視發(fā)射機等各類寬帶無線通信系統(tǒng)中，實現(xiàn)對發(fā)射機功率放大器的線性化。

背景技術(shù)

目前，數(shù)字預(yù)失真技術(shù)已成為無線通信系統(tǒng)射頻功率放大器線性化中最具成本效益和最有應(yīng)用前景的技術(shù)。在現(xiàn)有的預(yù)失真技術(shù)中，被廣泛應(yīng)用的間接學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)使得反饋到參數(shù)辨識模塊的功放輸出信號受到由下變頻和A/D轉(zhuǎn)化器帶來的量化噪聲的影響，從而引起信號的非穩(wěn)定，導(dǎo)致預(yù)失真方案在抑制帶外頻譜擴展、收斂性和穩(wěn)定性等方面的性能欠佳。在處理非穩(wěn)定信號的預(yù)失真方案中，Dennis?R.Morgan在“Reducing?Measurement?Noise?Effects?in?Digital?Predistortion?of?RF?Power?Amplifiers”中給出了降低量化噪聲影響的新型間接學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)預(yù)失真方案；Zhou?Dayong在“Novel?Adaptive?Nonlinear?Predistorters?Based?on?the?Direct?Learning?Algorithm”中給出了抑制量化噪聲影響的改進型直接學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)預(yù)失真方案；S.Haykin在“Adaptive?Filter?Theory”中給出了歸一化最小均方NLMS(Normalized?Least?Mean?Square)預(yù)失真方案；D.P.Mandic在“A?Generalized?Normalized?Gradient?Descent?Algorithm”中給出了廣義歸一化梯度下降GNGD(Generalized?Normalized?Gradient?Descent)預(yù)失真方案。

然而，現(xiàn)有類預(yù)失真方案主要是針對功率放大器的弱記憶與弱非線性效應(yīng)、受反饋信號中噪聲分量影響較低，以及輸入信號動態(tài)變化范圍較小等應(yīng)用場景。然而隨著無線通信系統(tǒng)頻帶的增加，如第四代移動通信LTE-A系統(tǒng)信號帶寬可達20MHz以上，功率放大器通常呈現(xiàn)出強記憶與強非線性效應(yīng)，且反饋信號中的噪聲分量也會相應(yīng)增加，現(xiàn)有的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)已不能滿足寬帶無線通信系統(tǒng)中對功率放大器的線性化需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對上述現(xiàn)有預(yù)失真技術(shù)的不足，提出一種適宜于寬帶移動通信LTE系統(tǒng)發(fā)射機功率放大器預(yù)失真處理方法，以有效地抑制帶外頻譜擴展，減小非穩(wěn)定信號對系統(tǒng)性能的影響，提高系統(tǒng)的收斂性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)對放大器強記憶與強非線性特性的精確估計，滿足寬帶無線通信系統(tǒng)中對功率放大器的線性化需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種寬帶移動通信LTE系統(tǒng)發(fā)射機功率放大器預(yù)失真處理方法，是在預(yù)失真系統(tǒng)中進行，所述預(yù)失真系統(tǒng)包括前向預(yù)失真器、功率放大器、參數(shù)估計模塊、后向預(yù)失真器和加法器。

前向預(yù)失真器，用于對輸入的基帶信號x(n)進行放大器非線性特性的逆處理，并將輸出的2路相同信號z(n)分別傳輸給功率放大器和加法器；

功率放大器，用于對輸入放大器的z(n)信號進行功率放大，并將其輸出的有噪信號反饋給參數(shù)估計模塊和后向預(yù)失真器；

參數(shù)估計模塊，用于利用加法器輸出的估計誤差e(n)迭代計算并更新后向預(yù)失真器和前向預(yù)失真器的濾波系數(shù)向量；

后向預(yù)失真器，用于對反饋信號y(n)進行非線性特性逆處理，并輸出預(yù)失真估計信號給加法器；

加法器，用于對前向預(yù)失真器輸出信號z(n)和后向預(yù)失真器輸出信號進行比較，并輸出反饋估計誤差

其實現(xiàn)步驟包括如下：

(1)對在第n個時刻輸入的基帶信號x(n)進行非線性特性的逆處理，并將輸出的預(yù)失真信號z(n)分別傳輸給功率放大器和加法器；

(2)功率放大器輸出放大后的預(yù)失真信號y(n)傳輸給后向預(yù)失真器進行非線性特性逆處理，輸出預(yù)失真估計信號給加法器；

(3)加法器將預(yù)失真估計信號與預(yù)失真信號z(n)進行比較，得到估計誤差傳輸給參數(shù)估計模塊；

(4)參數(shù)估計模塊利用輸入的估計誤差e(n)，按照如下公式迭代計算在第n+1個時刻預(yù)失真系數(shù)向量w(n+1)：

w(n+1)＝w(n)+μ₀tanh(a|e(n)|+b|e(n)|²)u(n)e^*(n)，

其中，w(n)為在第n個時刻的預(yù)失真系數(shù)向量，表示為：