[发明专利]一种适合硬件实现的查询表数字预失真方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种适合硬件实现的基于查询表的数字预失真方法和装置。

背景技术

功率放大器作为无线通信系统的关键器件，其固有的非线性特性会导致通信信号的带内失真和带外失真。带内失真主要表现为幅度失真和相位失真，导致通信接收系统的误码率增加，严重影响信号的接收质量；带外失真导致频谱泄露，干扰邻近信道用户的正常传输。因此为了减少功率放大器的非线性失真，往往把功放的输入功率回退到线性放大区，这样就会牺牲功放的效率，造成成本和能量的浪费。因此在不影响功放线性性能的情况下提高功率放大器的效率，必须采取功放线性化方法。并且，在宽带通信系统中随着信号带宽增加，功率放大器还会呈现出记忆效应，导致通信信号的各种失真更为严重，功放的记忆效应也是线性化方法必须予以校正的。

数字预失真（digital predistortion，DPD）技术以其精度高、稳定性好、成本效益高、自适应性强等优点，是一种很有发展前途的线性化技术。查询表方法是一种实用的数字预失真实现方法。其基本思想是将放大器的输入信号功率或幅度作为查询表的索引指针，把功率放大器的预失真因子作为指针对应内容存储在查询表中，工作时根据索引指针查找到对应的预失真因子值，并将其与当前输入信号相乘后输出给后继功放电路，从而达到线性化的目的。基于查询表的预失真技术可以方便地使用DSP、FPGA等高速信号处理器件实现，但该方法目前存在的主要问题是对记忆效应的校正能力有限，而且受自适应算法的限制，查询表的更新速度较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、硬件实现代价较小的查询表预失真方法，提升查询表校正记忆效应的能力，加快查询表的更新速度，并提供实现所述方法的装置。

本发明的技术方案如下：

一种适合硬件实现的查询表数字预失真方法，步骤如下：

1）根据当前输入信号和历史输入信号分别生成二维索引值；

2）根据索引值在二维查询表预失真器中查找预失真因子，进行预失真处理。

作为优选，所述的步骤1）、步骤2）具体为：

1.1）根据当前输入信号x(n)的功率生成索引值X，根据x(n)和前一时刻输入信号x(n-1)的差分历史功率生成索引值Y；

2.1）建立二维查询表预失真器，包括：包含幅度信息的二维查询表、包含相位信息的二维查询表，用于实现预失真功能；

2.2）以X和Y作为二维索引地址，在所述的包含幅度的二维查询表、包含相位信息的二维查询表中查到对应的幅度信息α和相位信息σ，生成预失真因子β=αe^jσ；

将所述查找到的预失真因子β与当前信号x(n)相乘，对当前信号x(n)进行幅度补偿和相位旋转，得到预失真器的输出信号；

2.3）预失真器的输出信号经过数模转换和上变频后，送到功率放大器的输入端。

作为优选，进一步包含以下步骤：

3）实时更新预失真器。

作为优选，所述的步骤3）具体为：

3.1）功率放大器输出的射频信号经过衰减耦合、模拟下变频和模数变换后，得到的功放反馈采样信号y(n)；y(n)和功放输入采样信号z(n)经过环路延时估计算法，得到模拟链路延时的估计值τ；

3.2）经过延时匹配后的x(n-τ)与y(n)利用最小均方误差（LMS）自适应算法和线性插值算法相结合的查询表更新策略计算出新的预失真因子，根据索引值将其幅度值和相位值写入二维查询表中，更新原有的表项。

作为优选，索引值X的生成采用功率法，按照下述公式生成：

P<P_max；

X=L_χ-1，P≥P_max；

其中，表示输入信号的当前功率，P_max代表功率的理想上限值，L_χ代表一维索引值X区间长度，X=Int(·)代表不大于函数自变量的最大整数，则索引值X是区间{0，1，…L_χ-2，L_χ-1}内的一个整数；

索引值Y的生成采用一种功率差分方法，利用输入信号功率的前向差分近似描述信号包络对时间的导数，按照下述公式生成：

P_d=P(n)-P(n-1)；

P_d<P_dmin+P_dmax；