[發(fā)明專利]一種包絡(luò)線跟蹤電源控制基準(zhǔn)信號預(yù)測生成方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110689747.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113572340B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周巖;張致昊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H04B1/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發(fā)明公開了一種包絡(luò)線跟蹤電源控制基準(zhǔn)信號預(yù)測生成方法和裝置，方法包括：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基準(zhǔn)信號預(yù)測模型，該基準(zhǔn)信號預(yù)測模型用于對導(dǎo)入的基帶信號進行處理，預(yù)測擬合得到包絡(luò)線跟蹤電源中所需的包絡(luò)線信息、開關(guān)變換器和線性放大器對應(yīng)的基準(zhǔn)信號；所述基準(zhǔn)信號預(yù)測模型的擬合過程包括：通過加載函數(shù)導(dǎo)入基帶信號，根據(jù)所采用的通信調(diào)制算法所定義碼元所包含的比特位，將導(dǎo)入的基帶信號比特位等分成組，每組比特位數(shù)對應(yīng)一個碼元，其組數(shù)等于碼元個數(shù)；分別擬合得到包絡(luò)線信息、開關(guān)變換器和線性放大器對應(yīng)的基準(zhǔn)信號，使之與等分得到的碼元分別對應(yīng)，輸出相應(yīng)的基準(zhǔn)信號。本發(fā)明能夠有效提升包絡(luò)線跟蹤電源生成射頻功放所需電壓波形速度，降低RF信號延時和對硬件的計算需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包絡(luò)線跟蹤電源控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種包絡(luò)線跟蹤電源控制基準(zhǔn)信號預(yù)測生成方法和裝置。

背景技術(shù)

為了在相同頻帶內(nèi)提高傳輸信息量，5G等現(xiàn)代移動通信中調(diào)制策略對RF輸入信號的幅值、相位和頻率進行調(diào)制，RF輸入信號的包絡(luò)線幅值不為恒定信號，RF信號的峰均比值不斷提高。為保證RF輸入信號所攜帶信息不失真地傳輸，如采用恒壓供電方式的射頻線性功放，其工作效率非常低。同時由于損耗的電能以熱量形式耗散，基站還需要增大空調(diào)制冷的耗電，給運營商帶來了沉重的電費負(fù)擔(dān)。因此提高基站射頻線性功放效率是現(xiàn)代移動通信基站節(jié)能的源頭。目前，包絡(luò)線跟蹤技術(shù)是提高射頻功放效率最有前途的方法之一。RF包絡(luò)信號中包含的頻譜能量豐富，但是能量集中在低頻部分，高頻部分的能量相對較少。開關(guān)變換器處理能量效率高，工作帶寬相對較低，比較適合處理低頻段能量。線性變換器工作帶寬高、效率低，比較適合處理高頻段能量。由線性放大器和開關(guān)變換器的組合結(jié)構(gòu)的包絡(luò)線跟蹤電源，其可有效提高射頻功放的工作效率。

包絡(luò)線跟蹤電源系統(tǒng)中開關(guān)變換器、線性放大器的參考信號通常需要由基帶信號調(diào)制生成的包絡(luò)線并濾波產(chǎn)生。圖1是典型的包絡(luò)線跟蹤電源基準(zhǔn)信號生成架構(gòu)，基帶信號提供給如QAM等通信協(xié)議調(diào)制模塊生成RF射頻信號。RF射頻信號提供給包絡(luò)線生成模塊產(chǎn)生射頻線性功放所需的供電電源包絡(luò)線信號；該信號輸入到基準(zhǔn)生成模塊生成包絡(luò)線跟蹤電源中所需的基準(zhǔn)信號，基準(zhǔn)生成模塊主要由不同濾波器構(gòu)成，濾波器的特性與包絡(luò)線跟蹤電源中線性放大器和開關(guān)變換器工作特征有關(guān)。可見，傳統(tǒng)的包絡(luò)線跟蹤電源基準(zhǔn)信號產(chǎn)生的流程較長，所占用的硬件計算資源較多。RF輸入信號需要經(jīng)過較長的延時模塊才能送入射頻線性功放，以與包絡(luò)線跟蹤電源供電波形匹配。由此可見，典型的包絡(luò)線跟蹤電源方案中的包絡(luò)檢波環(huán)節(jié)和基準(zhǔn)信號生成所需要的時間較長、計算量大。目前亟需一種方法能夠減少延時時長，并且提高運算效率。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可避免對系統(tǒng)工作過程的建模計算，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點之間相互連接的關(guān)系，從而達到處理輸入信息的目的并產(chǎn)生輸出控制信號。在實際應(yīng)用中，通過建造實用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，設(shè)計相應(yīng)的學(xué)習(xí)算法，能夠使建造的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)壓縮、圖像處理、矢量編碼、差錯控制(糾錯和檢錯編碼)、自適應(yīng)信號處理、自適應(yīng)均衡、信號檢測、模式識別、ATM流量控制、路由選擇、通信網(wǎng)優(yōu)化和智能網(wǎng)管理等技術(shù)領(lǐng)域。在包絡(luò)線跟蹤電源中，從基帶信號到包絡(luò)線電源中基準(zhǔn)信號的生成過程運算復(fù)雜，需要經(jīng)過調(diào)制、包絡(luò)線生成、濾波等多過環(huán)節(jié)，基帶信號與包絡(luò)線電源中基準(zhǔn)信號之間存在較大的數(shù)據(jù)格式和時序差異，且沒有明確的對應(yīng)關(guān)系。目前尚未有研究人員提出將輸入基帶信號通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接預(yù)測生成包絡(luò)線跟蹤電源中基準(zhǔn)信號的可行方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種包絡(luò)線跟蹤電源控制基準(zhǔn)信號預(yù)測生成方法和裝置，能夠從基帶信號經(jīng)由基準(zhǔn)信號預(yù)測模型直接生成包絡(luò)線及其開關(guān)變換器、線性放大器基準(zhǔn)信號，有效提升包絡(luò)線跟蹤電源生成射頻功放所需電壓波形速度，降低RF信號延時和對硬件的計算需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提出了一種包絡(luò)線跟蹤電源控制基準(zhǔn)信號預(yù)測生成方法，所述預(yù)測生成方法包括以下步驟：