[發明專利]改進RASCAL算法數字預失真設計方法、系統及應用

有效

• 申請號: 202110258667.1
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113114122B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 趙文元
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種改進RASCAL算法數字預失真設計方法，其特征在于，所述改進RASCAL算法數字預失真設計方法包括：將TWTA特性分為線性分段和非線性分段兩部分，其中線性分段部分僅在分區范圍內放置該分區一次函數的導數值，而非線性分段部分放置二次函數的二次項及一次項的導數系數值；當需要執行非線性放大或者預失真時，根據當前傳輸信號的幅度值選擇適當的導數系數與對應區間一次項或二次項相乘，即可得到非線性模型的輸出幅度，輸出相位的執行方式類似，區別在于輸出相位需要與計算的相位偏移相加；

所述改進RASCAL算法數字預失真設計方法還包括計算TWTA輸出信號的過程，所述計算TWTA輸出信號的過程包括輸入信號幅度位于線性區和輸入信號幅度位于非線性區兩種情況；

當輸入信號幅度位于線性區時，例如a,b之間，即a＜|v_in|＜b，對其輸出信號的計算過程如下：

(1)取出幅度點a、b處對應的幅度系數值w_a；

(2)將w_a與當前時刻輸入信號幅度相乘；

(3)取出幅度點a、b處對應的相位系數值f_ia；

(4)將f_ia與對應當前時刻輸入信號相位相加；

(5)使用公式y(n)＝A(r)e^j(θ+φ(r))計算輸出信號值；

當輸入信號幅度位于非線性區時，即e、f之間，即e＜|v_in|＜f，對其輸出信號的計算過程如下：

(1)取出幅度點e、f處對應的幅度系數值w_e1和w_e2；

(2)將w_e1和w_e2與二次函數的一次項和二次項幅度相乘；

(3)取出幅度點e、f處對應的幅度系數值w_e1和w_e2；

(4)將f_ie與對應當前時刻輸入信號相位相加；

(5)使用公式y(n)＝A(r)e^j(θ+φ(r))計算輸出信號值。

2.如權利要求1所述改進RASCAL算法數字預失真設計方法，其特征在于，所述TWTA模型輸入輸出原理，包括：

功放的輸入信號可以用下式表示：

x(n)＝re^jθ；

其中，r表示信號的幅度，θ表示信號的相位；

經過TWTA后，由于其AM-AM和AM-PM特性，輸出信號的幅度和相位都會發生改變，如下式表示：

y(n)＝A(r)e^j(θ+φ(r))；

其中，A(r)表示TWTA的AM-AM效應，φ(r)表示TWTA的AM-PM效應。

3.如權利要求1所述改進RASCAL算法數字預失真設計方法，其特征在于，插值含義為在離散數據的基礎上補插連續函數，使得這條連續曲線通過全部給定的離散數據點；插值就是根據補插的連續函數在有限點處的值來估算其他點處的近似值，是解決離散函數逼近問題的重要方法；其中，插值包括分段線性插值法、樣條插值法、拉格朗日插值法以及牛頓插值法；

分段線性插值就是將相鄰的兩個離散節點用一條直線連接起來，該直線就是對應分段上的插值函數；其中，直接連接兩個離散點(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，得到的即是該兩點之間的線性插值函數，所述線性插值函數的表達式則可根據二次函數的知識很輕松的給出：

因此，根據線性函數來近似估計這兩個點之間的離散點數據的值。

4.一種實施權利要求1～3任意一項所述改進RASCAL算法數字預失真設計方法的改進RASCAL算法數字預失真設計系統，其特征在于，所述改進RASCAL算法數字預失真設計系統包括：預失真模塊、預失真參數計算模塊和TWTA模塊；

其中，所述預失真模塊分為模擬預失真和數字預失真；

分段線性插值部分將在MATLAB仿真軟件中執行，計算出的偏導函數分別輸入到預失真模塊和TWTA模塊中；

數字預失真模塊與功率放大器的特性均為非線性，而二者的特性剛好相反，信號經過兩個非線性模型之后會回歸線性放大。