[發明專利]一種聯合補償IQ不平衡和PA非線性的數字預失真方法

在審

• 申請號: 201610018401.9
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105471784A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 辜方林;王杉;魏急波;譚超強;趙海濤;王非一;韓偉;劉瀟然
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L25/49
• 分類號: H04L25/49;H04L27/36;H03F1/32;H03F3/189;H03F3/20
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

1.一種聯合補償IQ不平衡和PA非線性的數字預失真方法，考慮同時補償I/Q不平衡和PA非線性的要求，在基于一般性記憶多項式GMP,GeneralizedMemoryPolynomial的數字預失真模型上考慮I/Q不平衡的影響，使之能夠同時完成對I/Q不平衡非線性和功放非線性的補償，從而達到消除發射機中主要非線性的目的，其特征在于，具體步驟如下：

第一步：根據I/Q不平衡的特點，推導出對應的I/Q不平衡補償模塊的數學表達；

第二步：將I/Q不平衡補償模塊的數學關系帶入GMP模型中，得到聯合補償的初步表達式；

第三步：通過對獲得的聯合表達式進行適當的數學變換，得到便于實現的聯合補償I/Q不平衡和PA非線性的數字預失真模型。

2.根據權利要求1所述的一種聯合補償IQ不平衡和PA非線性的數字預失真方法，其特征在于，所述步驟一具體內容如下：

分析I/Q不平衡的特點，推導出對應的補償模塊，

設原始信號為，其中，，和分別為信號的實部與虛部，其對應的受I/Q不平衡影響而發生失真的信號為，即：

（1）

式中，表示增益不平衡因子，為相位不平衡因子，

I/Q不平衡補償模塊的目的是從失真信號中恢復出原始信號，對式(1)進行變換可以得到：

（2）

其中，表示共軛運算，和，

根據式（2）可知，I/Q不平衡的補償模塊具有如下形式：

（3）

其中，和分別為補償模塊的輸入和輸出，和分別為I/Q不平衡補償模塊中待求解的系數。

3.根據權利要求1所述的一種聯合補償IQ不平衡和PA非線性的數字預失真方法，其特征在于，所述步驟二具體內容如下：

將I/Q不平衡補償模塊帶入傳統的數字預失真模型中，

一般性的記憶多項式GMP,GeneralizedMemoryPolynomial模型，其數學表達式為：

（4）

其中，和分別為模型的輸入與輸出，為記憶多項式分支的系數，和分別為滯后交叉項分支和提前交叉項分支的系數，和分別為記憶多項式分支的非線性階數和記憶深度，、和分別為滯后交叉部分的非線性階數、記憶深度和滯后效應深度，、和分別為提前交叉部分的非線性階數、記憶深度和提前效應深度，

將式（4）帶入式（3），可得：

（5）。

4.根據權利要求1所述的一種聯合補償IQ不平衡和PA非線性的數字預失真方法，其特征在于，所述步驟三具體內容如下：

對聯合表達式進行適當數學變換，

定義：

（6）

則式(5)可以寫為：

（7）

即為所求的聯合補償I/Q不平衡和PA非線性的數字預失真模型，其中、、、、和為待定求解的系數，

從式(7)可以看出，提出的聯合模型系數與模型輸出是線性關系的，因此可以類似于傳統的GMP模型，使用LS類算法進行系數求解，

定義：

（8）

那么，式（7）改寫成矩陣的形式即為：

（9）

其中，表示信號樣點數目，為模型系數數目，即，為所有待求解的系數的矢量表示，即：

（10）

其中，表示轉置運算，為個輸出信號樣點的矩陣形式：

（11）

而表示輸入序列生成的輸入偏置項對應的矩陣：

（12）

利用LS(LeastSquares)算法，系數矢量可以通過下式進行估計：

（13）

這里，表示共軛轉置運算，表示矩陣求逆運算，

仿真中功率放大器模型選擇記憶多項式模型MP,MemoryPolynomial，其數學表達式為：

（14）

式中，和分別為模型的輸入與輸出，和分別為模型的記憶深度和非線性階數，為模型的系數，取值如下：

（15）

為有效補償PA的非線性，數字預失真模型選擇基于（4）式的GMP模型和基于(7)式的聯合模型，且相關參數設置為：、、、、、、和。