[發(fā)明專利]一種非線性功放的精細(xì)數(shù)字預(yù)失真最優(yōu)線性化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811593374.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN111371414B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷易鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H03F1/32
• 分類號(hào): H03F1/32
• 代理公司: 北京萬象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種非線性功放的精細(xì)數(shù)字預(yù)失真最優(yōu)線性化方法，通過尋找最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型，實(shí)現(xiàn)非線性功放的精細(xì)數(shù)字預(yù)失真最優(yōu)線性化；包括如下步驟：

1)確定功率放大器輸入信號(hào)工作點(diǎn)S_in；

2)測(cè)試得到功率放大器的模型，以及對(duì)應(yīng)的功放模型參數(shù)b＝[b₁,b₂,...,b_P]，其中P為功放模型參數(shù)的數(shù)目；

3)得到功放輸出有用信號(hào)能量和功放輸出非線性失真能量的實(shí)用解析表達(dá)式，定義功放輸出有用信號(hào)能量與非線性失真能量之比為功放輸出信噪比；具體操作為：

31)通過步驟2)得到的功放模型參數(shù)b＝[b₁,b₂,...,b_P]和步驟1)得到的功率放大器輸入信號(hào)工作點(diǎn)S_in，運(yùn)用功率放大器輸出有用信號(hào)和非線性失真的微觀分析方法，得到功放輸出有用信號(hào)能量S_out和非線性失真能量D_non的實(shí)用解析表達(dá)式為式1和式2：

式1～式2中，D_mod為功率放大器的動(dòng)態(tài)范圍，π為圓周率；L為輸入信號(hào)的子載波數(shù)目；J_x(·)表示x階貝塞爾函數(shù)，式1～式2的貝塞爾函數(shù)中，x＝(0,1)；η為輸出信號(hào)微觀分析的階數(shù)；

32)定義功放輸出信噪比I為功率放大器輸出有用信號(hào)能量S_out與非線性失真能量D_mod之比，可以表示為：

其中I是功放模型參數(shù)的多元函數(shù)；

4)依據(jù)輸入信號(hào)、功放模型參數(shù)以及附加約束條件，尋找使功放輸出信噪比為極大值的DPD-PA復(fù)合體模型，將該模型定義為最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型；執(zhí)行如下操作：

41)定義當(dāng)前最大輸出信噪比為尋找過程中能夠?qū)崿F(xiàn)的最大的輸出信噪比；定義當(dāng)前最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型為當(dāng)前最大輸出信噪比所對(duì)應(yīng)的DPD-PA復(fù)合體模型；在開始尋找時(shí)，初始化DPD-PA復(fù)合體模型為步驟2)得到的功放模型，初始化當(dāng)前最大輸出信噪比為步驟31)得到的功放輸出信噪比；

42)通過改變DPD-PA復(fù)合體模型的參數(shù)來改變DPD-PA復(fù)合體模型，執(zhí)行步驟43)檢驗(yàn)其是否符合約束條件；

43)在計(jì)算過程中，設(shè)定DPD-PA復(fù)合體模型需滿足的約束條件；

若當(dāng)前DPD-PA復(fù)合體模型滿足全部約束條件，執(zhí)行步驟44)；若不滿足全部約束條件，則返回步驟42)；

44)以步驟1)所得到的功放輸入信號(hào)工作點(diǎn)條件下，計(jì)算步驟43)得到的符合約束條件的DPD-PA復(fù)合體模型的輸出信噪比；

若在DPD-PA復(fù)合體模型的約束條件下，輸出信噪比大于當(dāng)前最大輸出信噪比，則此DPD-PA復(fù)合體模型的線性化性能優(yōu)于當(dāng)前最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型，之后，將此DPD-PA復(fù)合體模型設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型，同時(shí)將輸出信噪比設(shè)置為當(dāng)前最大輸出信噪比；若在此DPD-PA復(fù)合體模型的約束條件下，輸出信噪比小于或等于當(dāng)前最大輸出信噪比，則此DPD-PA復(fù)合體模型與當(dāng)前最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型相比，線性化性能沒有提升，則舍去，回到步驟42)；

45)判斷循環(huán)是否結(jié)束；

若循環(huán)已經(jīng)結(jié)束，則當(dāng)前最大輸出信噪比為符合約束條件的，PA輸出的最大可實(shí)現(xiàn)信噪比，與之相對(duì)應(yīng)的DPD-PA復(fù)合體模型，就是最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型；若循環(huán)還未結(jié)束，則返回步驟42)；

5)計(jì)算功放輸入信號(hào)在最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型下的輸出，記為最優(yōu)線性化輸出；通過逆運(yùn)算計(jì)算以步驟2)得到的功放模型條件下的，最優(yōu)線性化輸出所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)線性化輸入，此最優(yōu)線性化輸入即為數(shù)字預(yù)失真的輸出信號(hào)，輸入非線性功放，完成線性化過程；執(zhí)行如下操作；

51)定義最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型的參數(shù)為b_best＝[b_best(1),b_best(2),...,b_best(P)]，則功放輸入信號(hào)在最優(yōu)DPD-PA復(fù)合體模型下的輸出具體為式4：

其中為最優(yōu)線性化輸出；

52)依據(jù)步驟2)得到的功放模型參數(shù)，能夠?qū)懗鲈摴Ψ诺妮斎?輸出解析表達(dá)式為式5：

其中，S_all為功放的全部輸出，是功放輸出的有用信號(hào)和非線性失真之和；η為輸出信號(hào)微觀分析的階數(shù)；

53)依據(jù)步驟51)得到的最優(yōu)線性化輸出，帶入步驟52)得到的功放輸入-輸出解析表達(dá)式，通過逆運(yùn)算計(jì)算最優(yōu)線性化輸出所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)線性化輸入，該最優(yōu)線性化輸入即為數(shù)字預(yù)失真的輸出信號(hào)，輸入非線性功放，完成線性化過程。