[发明专利]基于单路反馈和非迭代技术的基带预失真功放线性化方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及功率放大器线性化技术，具体涉及一种基于数字基带预 失真技术的宽带射频功率放大器线性化方法。

技术背景

理想化的功率放大器应该是一个线性器件，即对于一个输入信号x(t)＝r·e^jθ(r是输入 信号的幅度，θ是输入信号的相位)，输出信号y(t)＝K·r·cos(ωt+θ)(K是理想线性功率放 大器的增益，ω载波角频率)。然而，实际的功率放大器是一个非线性器件，对于一个输入信 号x(t)＝re^jθ，其输出信号为y(t)＝B(r)·cos(ωt+θ+Φ(r))，其中B(r)是非线性功率放大器输 出信号的幅度函数，Φ(r)是非线性功率放大器的附加相位函数(研究表明，非线性功率放大 器的增益和附加相位均与输入信号的幅度r相关)。因此，非线性特性是功率放大器的一个固 有特性。

随着移动通信技术迅速发展，无线通信频段变得越来越拥挤，频带资源越来越紧张，为 了在有限的频谱范围内容纳更多的通信信道，人们提出了一些宽带数字传输技术(OFDM、 WCDMA等)和高频谱利用率的调制方式(M-QAM等)。采用这些技术所传输的信号具有非 恒定包络、宽频带和高峰平比等特点，当调制信号通过非线性的功率放大器后将产生带内和 带外失真，输出信号频谱扩展，干扰邻近信道，增大通信系统误码率。因此，现代通信系统 对射频功率放大器的线性度提出了很高的要求，功率放大器线性化技术已成为下一代无线通 信系统的关键技术之一，成为了当今世界研究的一大热点。

功率放大器线性化技术很多，常用的有功率回退、前馈、负反馈和预失真等。功率回退 法是传统而有效的一种方法，然而，工作点的回退降低了功放的电源利用效率并导致很高的 热耗散；前馈能够做到宽带放大和高线性度，是目前比较成熟的一种线性化技术，但其缺点 是效率低且复杂；负反馈是用牺牲放大器的增益来换取失真抑制的方法，其窄带宽和稳定性 问题限制了其应用；预失真分为模拟预失真和数字预失真，数字预失真技术具有稳定、高效、 宽带宽与自适应等优势，能达到中等程度的线性化，是比较有前途的一种线性化技术。

数字预失真技术是在功放之前加入一个与功放非线性特性相逆的预失真器，预失真器在 数字域中对IQ基带信号进行预处理，经过预处理后的基带信号经D/A变换、滤波、上变频 后送入功率放大器，功率放大器将信号放大后发射出去，由于在基带的预失真器中对信号进 行了非线性预处理，且其非线性特性与功放的非线性特性相逆，则在功放输出端可得到线性 放大的射频信号。通常，为了自适应的获得预失真器的查找表参数或者是多项式的系数，需 要将功放输出信号的一部分经衰减后反馈回来，反馈信号经下变频、滤波、A/D变换后供自 适应学习算法使用，通过自适应算法获取或调整预失真器的参数(查找表或者是多项式的系 数)，使预失真器的非线性特性与功放的非线性特性相逆，从而达到线性化的目的。

在数字基带预失真中，常采用的自适应算法有LMS(最小均方)、RLS(递归最小二乘) 等迭代算法，这些算法都需要经过学习和迭代，算法能得到最优预失真器参数的前提是要保 证算法能够收敛，且基于迭代的自适应算法通常都需要经过大量的计算才能获得满意的结果。

针对迭代法存在的缺点，人们提出了基于非迭代的预失真方法，已有的非迭代预失真方 法原理如下：

首先采用训练序列发生器产生幅度线性增长的一组训练序列，设输入信号的最大幅度为 归一化电平1，训练序列的初始相位为则第i个时刻的输入信号为(其中i＝1，2，...，N)， 无记忆非线性功放系统表现为AM/AM变换和AM/PM变换，该信号经过功放后反馈回来的 信号为(将IQ信号写成复信号的形式)：

=yI(i)+jyQ(i)]]>