[發(fā)明專利]一種基于壓縮感知算法的自適應(yīng)稀疏預(yù)失真結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010717092.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111884961A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高明明;王金玲;南敬昌;邊廷玥;梁琦;張雪曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/49
• 分類號(hào): H04L25/49;H03M7/30
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營(yíng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于壓縮感知算法的自適應(yīng)稀疏預(yù)失真結(jié)構(gòu)，首先建立基于分段線性函數(shù)雙頻功放預(yù)失真模型的記憶效應(yīng)補(bǔ)償器，再將壓縮感知自適應(yīng)稀疏重構(gòu)算法應(yīng)用于預(yù)失真系統(tǒng)反饋回路。即在預(yù)失真反饋回路進(jìn)行壓縮感知采樣，并利用自適應(yīng)稀疏度算法APSP重構(gòu)五階及高階交調(diào)信號(hào)，該算法根據(jù)反饋回路信號(hào)自身特點(diǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)稀疏度的起始值和步長(zhǎng)逼近真實(shí)稀疏度，再利用子空間追蹤算法高精度還原信號(hào)，來(lái)提升系數(shù)估計(jì)權(quán)值，改善預(yù)失真效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于預(yù)失真結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于壓縮感知算法的自適應(yīng)稀疏預(yù)失真結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代通信系統(tǒng)的智能化、多頻化和低能耗使無(wú)線電頻譜資源的高效利用得到重視。多載波通信系統(tǒng)中射頻功率放大器(Ratio Frequency power Amplifier，RF PA)的線性化方法—數(shù)字預(yù)失真(Digital Predistortion，DPD)因其精度高、穩(wěn)定性良好得到國(guó)內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注。在雙頻數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)領(lǐng)域的研究中。2008年Roblin等人通過(guò)使用大信號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析儀(Large Signal Network Analyzer，LSNA)得到功放參數(shù)后更新預(yù)失真器系數(shù)，便產(chǎn)生預(yù)失真結(jié)構(gòu)與頻率選擇性的結(jié)合。2012年KimJhwo等人進(jìn)一步研究，把預(yù)失真結(jié)構(gòu)延伸至五階，得到較為理想的線性化結(jié)果。佛羅倫薩大學(xué)的Cidronali在反饋回路結(jié)合欠采樣技術(shù)，提出了雙頻中頻預(yù)失真結(jié)構(gòu)(Intermediate-Frequency DigitalPredistortion,IF-DPD)。Bassam等人在兩個(gè)分離后的頻段信號(hào)分別做非線性預(yù)失真補(bǔ)償，提出二維數(shù)字預(yù)失真。然而在雙頻預(yù)失真系統(tǒng)的反饋回路中采集輸出信號(hào)時(shí)受到ADC(Analog-to-digital Converter)采樣率的嚴(yán)重限制。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于壓縮感知算法的自適應(yīng)稀疏預(yù)失真結(jié)構(gòu)，降低采樣率接近理想線性功率放大器，在多頻帶通信發(fā)展中可廣泛應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明提供一種基于壓縮感知算法的自適應(yīng)稀疏預(yù)失真結(jié)構(gòu)，包括基于分段線性函數(shù)的雙頻功放預(yù)失真模型的記憶效應(yīng)補(bǔ)償器和欠采樣重構(gòu)反饋回路部分；

在預(yù)失真反饋回路進(jìn)行壓縮感知采樣，并利用自適應(yīng)稀疏度算法APSP重構(gòu)五階及高階交調(diào)信號(hào)，根據(jù)反饋回路信號(hào)自身特點(diǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)稀疏度的起始值和步長(zhǎng)逼近真實(shí)稀疏度，再利用子空間追蹤算法高精度還原信號(hào)，來(lái)提升系數(shù)估計(jì)權(quán)值。

可選的，結(jié)構(gòu)中功放的輸入信號(hào)等分為兩路，一路信號(hào)進(jìn)入雙頻功率放大器，另一路利用自適應(yīng)稀疏度的APSP算法，將并發(fā)雙頻功放的輸出信號(hào)重建為欠采樣前包含遺失帶外高階交調(diào)信息的原信號(hào)。

進(jìn)一步的，定義P為高斯矩陣，Y_n(2)為欠采樣輸出矢量，Y_n(3)為重建后五階矢量，在稀疏度未知的情況，自適應(yīng)估計(jì)稀疏度實(shí)現(xiàn)高精度重構(gòu)。

由上，本發(fā)明的基于壓縮感知算法的自適應(yīng)稀疏預(yù)失真結(jié)構(gòu)具有如下有益效果：

1.本發(fā)明與傳統(tǒng)的預(yù)失真方法相比，在采樣帶寬小于信號(hào)帶寬的情況下失真更小，可以取得更好的線性化性能，以此提高重構(gòu)精度。這種欠采樣雙頻預(yù)失真結(jié)構(gòu)，較傳統(tǒng)的預(yù)失真與2D-MP、2D-DDR、2D-CPWL相比NMSE提高了約2-3dB，同時(shí)因采樣率更低而節(jié)省運(yùn)行時(shí)間。

2.本發(fā)明可以在利用壓縮感知采樣，并用自適應(yīng)稀疏算法APSP重構(gòu)五階交調(diào)信號(hào)，應(yīng)用在預(yù)失真反饋回路，不僅提高重構(gòu)信號(hào)精度，提升系數(shù)估計(jì)權(quán)值，在大幅降低采樣率的同時(shí)改善預(yù)失真效果，較傳統(tǒng)預(yù)失真方法應(yīng)用靈活模型精度更高。預(yù)失真系統(tǒng)輸出功率回退約1dB，ACPR可改善到-49dBc，接近理想線性功率放大器。