[发明专利]一种数字线性预畸变方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种数字线性预畸变方法和系统。

背景技术

功率放大器(Power Amplifier，PA)是一种在通信系统广泛使用的非线性器件，只要输入信号的幅度超出其线性区，输出就会产生非线性失真，从而造成信号带内失真和邻带信号干扰，因此必须将功率放大器的失真控制在一定的范围之内。从效率角度考虑，不能只通过增大功率放大器线性区来消除非线性失真，因此线性化技术应运而生。对于目前第三代移动通信主流标准WCDMA系统，其射频信号是多电平的，具有很高的功率峰均比(peak-to-average-powerratio，PAPR)，这对线性化技术提出了新的挑战。

功率放大器的线性化技术主要有负反馈技术、前馈技术和线性预畸变技术。其中，线性预畸变技术的成本相对较低，是一种比较简单、实用的技术。现有技术提供了一种模拟射频预畸变方法，该方法具有提高功率放大器效率、成本低等优点，但是在具体实现时需要使用射频非线性有源器件，对这些器件的控制和调整是一个复杂的过程。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数字线性预畸变方法，旨在解决现有技术实现线性预畸变时必须使用射频非线性有源器件，控制过程复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种数字线性预畸变方法，包括以下步骤：

获取功率放大器的输入、输出信号；

对所述输出信号进行数字线性预畸变训练，计算数字线性预畸变系数；

根据所述数字线性预畸变系数，进行预畸变滤波；

判断所述功率放大器的输出信号是否满足线性化要求，是则结束数字线性预畸变训练；

所述对所述输出信号进行数字线性预畸变训练，计算数字线性预畸变系数的步骤具体为：

根据基于Volterra级数的精简模型，推导得出数字线性预畸变模型；

根据所述数字线性预畸变模型，构建F矩阵，计算F^HF，其中F^H为F的共轭转置矩阵，F矩阵满足下述公式：

F＝[R₀U，L，R_QU]

由R₀U产生矩阵F的前k列，Q为预畸变滤波器的记忆长度；

由z＝Fb，利用最小二乘法得到数字线性预畸变系数满足下述公式：

z为预畸变滤波器滤波器的输出信号。

本发明实施例的另一目的在于提供一种数字线性预畸变系统，所述系统包括：

预畸变滤波器，用于根据预畸变训练器计算出的数字线性预畸变系数，对预畸变滤波器的输入数字基带信号进行滤波处理，并且根据功率放大器的特征，动态调整滤波参数以达到最佳滤波效果；

预畸变训练器，用于对预畸变训练器的输入信号进行预畸变训练，并根据预畸变滤波器的实际输出信号和该输出信号的估计值之间的误差信号，利用最小二乘法调整预畸变训练的抽头系数直至算法收敛，获取最终的数字线性预畸变系数；

所述预畸变训练器获取最终的数字线性预畸变系数的步骤具体为：

根据基于Volterra级数的精简模型，推导得出数字线性预畸变模型；

根据所述数字线性预畸变模型，构建F矩阵，计算F^HF，其中F^H为F的共轭转置矩阵，F矩阵满足下述公式：

F＝[R₀U，L，R_QU]

由R₀U产生矩阵F的前k列，Q为预畸变滤波器的记忆长度；

由z＝Fb，利用最小二乘法得到数字线性预畸变系数满足下述公式：

或者L是采取Cholesky分解产生一个下三角矩阵，该下三角矩阵L满足下述公式：

LL^H＝F^HF

其中，z为预畸变滤波器滤波器的输出信号，L^H是三角矩阵L的共轭转置矩阵。

在本发明的实施例中，基于Volterra级数的精简模型，通过对功率放大器的输入、输出信号进行预畸变训练和预畸变滤波，可以自适应地改善功率放大器的线性度。经过仿真验证，此数字线性预畸变方法对单载波信号可以改善功放线性度高达15db，而对于高峰均比的多载波信号改善也至少有10db。另外，数字线性预畸变系统星座图指标也有明显改善，经预畸变处理后功率放大器输出的星座图接近于信源的星座图。经测试平台(基于3GPP 25.141协议)验证，结果表明，该方法是改善功率放大器线性度的一种高效方法。

附图说明