[發明專利]一種基于時間交織采樣的單反饋回路并發雙頻帶數字預失真方法

有效

• 申請號: 201910184466.4
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109889166B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 胡欣;劉婷;劉志軍;李秀華;王衛東;張雨晨
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 冀學軍

本發明公開了一種基于時間交織采樣的單反饋回路并發雙頻帶數字預失真方法，屬于無線通信領域。首先將計算出的并發雙頻帶輸入信號x(n)依次經過混頻器，數模轉換器和功率放大器后，在反饋回路中采集放大信號，經過下變頻和低通濾波器后，得到濾波后的模擬信號y(t)。然后在t＝0和t＝τ時，分別利用欠采樣因子M₁和M₂的模數轉換器對y(t)進行采樣，得到信號y₁(n)和y₂(n)并存儲。將y₁(n)和y₂(n)分別以時間MT為采樣間隔，分解為信號和并分別進行傅里葉變換，重構矩陣和利用重構矩陣和構造矩陣u_L(f)，經過矩陣變換和轉換后恢復出有用信號y_r(n)。從y_r(n)中重新分離出與原始信號x_a(n)和x_b(n)對應的反饋回路中的信號y_ra(n)與y_rb(n)，將x_a(n)，x_b(n)與y_ra(n)，y_rb(n)通過最小二乘法對比得到數字預失真模塊系數。本發明保證了數字預失真線性效果，不增加系統回路的復雜度和其他硬件成本，預失真架構更具有靈活性。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，具體是一種基于時間交織采樣的單反饋回路并發雙頻帶數字預失真方法。

背景技術

功率放大器(Power Amplifier,PA)是無線通信系統發射機中的重要器件，它能把小信號放大為能量很大的射頻微波信號。而現在常用的正交頻分復用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,OFDM)技術擁有多個相同幅度與調制方式的子載波，子載波分布在不同的頻率上且相互正交，這導致了很高的峰均比(Peak-to-Average PowerRatio,PAPR)。高峰均比會導致信號在經過功率放大器之后幅度與相位的失真增加，一方面造成帶內的失真，另一方面也會產生頻譜的鄰道泄露，對其他信道上的信息造成干擾。因此，對于在未來寬帶系統中的超高的并發數據流量，功率放大器的線性化研究具有重大意義。

隨著通信業務的增加以及多樣化的發展，頻譜資源和功率資源受限的問題日益嚴重。為了提高頻譜資源利用率，高階調制方式得到了廣泛應用。大功率放大器輸出功率需要進行一定量回退以保證一定程度的線性度的要求，卻會在一定程度上降低功率放大器的工作效率。

自適應數字預失真技術是補償功率放大器非線性失真最好的方法之一。近年來，隨著多頻帶、高帶寬信號傳輸需求的不斷增加，數字預失真采樣回路帶寬面臨著極大挑戰，可用于并發多頻帶的數字預失真技術隨之出現。傳統的二維數字預失真技術(2D-DPD)結構，通過雙反饋回路完成功率放大器輸出的雙頻帶信號的獨立采集，從而獲得各自頻帶的預失真系數。而需要雙反饋回路來分別實現雙頻帶數字預失真的補償，從而增加了數字預失真硬件實現成本。

為了優化反饋通道結構，有研究者提出了基于欠采樣的單反饋回路并發雙頻帶技術，能有效降低反饋回路中采樣速率，在欠采樣后信號發生混疊的情況下仍然能有效辨識預失真系數。其所采用的方法雖然能降低系統的硬件要求，但由于欠采樣后有用信號發生混疊，系統噪聲也會疊加，因此有關峰值信號功率的有價值信息可能會丟失，而在具有高峰均功率比 (PAPR)的通信系統中，如果沒有準確捕獲峰值信號功率，線性性能將惡化。

發明內容

本發明為解決未來高帶寬多頻帶通信數字預失真反饋回路中，所需采樣速率日益增加的問題，提出了一種基于時間交織采樣的單反饋回路并發雙頻帶數字預失真方法；通過在單一反饋回路中多次互質采樣獲得時間交織的信號，從而準確提取預失真系數；在保證功放非線性失真優化效果的前提下，為反饋回路有效減少采樣率提出了一種新的解決思路。

具體步驟包括：