[发明专利]基于带限的简化非线性滤波器的数字预失真装置及方法

说明书

一种基于带限的简化非线性滤波器的数字预失真装置及方法，包括基于带限的简化非线性滤波的预失真模型的数字预失真器和预失真模型训练模块，数字预失真器对输入数字基带信号进行数字预失真处理，功率放大器输出模拟射频信号经衰减耦合器功率耦合、宽带正交解调器正交解调、低通滤波器、低采样频率的模数转换后生成输出数字基带信号输入数字基带信号和输出数字基带信号同步后输入预失真器训练模块，预失真器训练模块利用最小二乘算法进行参数训练后获得基于带限的简化非线性滤波函数的功放模型参数，并发送给数字预失真器。本发明在非线性滤波函数模型上运用带限的方法，降低了数字预失真模数转换器的采样频率，使得数字预失真实现难度和成本下降。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种基于带限的简化非线性滤波器的数字预失真装置及方法。

背景技术

随着第四代移动通信系统的广泛应用，第五代移动通信技术的研究深入，通信系统的数据流量日益增加，为了提高频谱利用率，系统中传输的基带信号的带宽在变大，复杂的调制方式导致信号峰均比在变高。宽带的高峰均比基带信号对射频功率放大器的线性度要求很高。

高速DAC和ADC会增加系统功耗和成本，这已经成为目前数字预失真技术发展的瓶颈。而如何采用低速DAC和ADC来实现更宽信号带宽的数字预失真，也正成为当前数字预失真技术的研究热点和发展趋势。

2012年，Chao Yu在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques上发表的《Band-Limited Volterra Series-Based Digital Predistortion forWideband RF Power Amplifiers》，介绍了带限的方法去降低ADC的采样率，并用2阶DDR的Volterra级数模型作为功率放大器的行为模型进行仿真，但本方法存在2阶DDR模型含高阶项复杂的缺点。

射频功放的输出一般用一个模拟带通滤波器将输出信号的带宽限制在有用的频带范围内，以降低ADC的采样率。但经过滤波器产生的不完整的反馈信号会降低传统数字预失真的线性化能力。为了解决这个问题，带限数字预失真是一个有效实用的方法，又因为数字预失真处理的是基带信号的特点，所以射频带通滤波器一般用在模数转换后加低通滤波器替代。

非线性滤波模型是一种描述非线性系统的非线性传递函数模型，是由一组线性滤波器和一系列非线性参数组成的一个滤波网络。Batruni R G.在专利Model BasedDistortion for Power Amplifiers.US,12/218032,2008中提出了对非线性滤波函数的简化。简化后的函数没有高阶项，适合用FPGA实现。但函数本身并不适合宽带信号下处理功放线性化问题。

发明内容

发明目的：针对宽带信号造成模数转换器采样频率过高的问题，以及Volterra级数模型行为模型复杂的不足，本发明提供了基于带限的简化非线性滤波器的数字预失真装置及方法，本发明利用带限的方法，有效降低了模数转换器的采样频率。同时低通FIR滤波器和简化的非线性滤波函数组合成的模型结构简单，复杂度低，能很好的补偿功率放大器的复杂的非线性特性和记忆效应。

为解实现上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

基于带限的简化非线性滤波器的数字预失真装置，该装置包括：由数字预失真器、数模转换器、宽带正交调制器、功率放大器、模拟带通滤波器、衰减耦合器、宽带正交解调器、模数转换器、数字低通滤波器和预失真模型训练模块依次串联形成的环路；其中：

数字预失真器基于带限的简化非线性滤波函数的预失真模型对输入的数字基带输入信号和预失真模型训练模块输出的模型参数进行预失真处理，向数模转换器输出预失真处理后的信号；预失真处理后的信号依次经过数模转换器进行数模转换、宽带正交调制器进行正交调制、功率放大器进行功率放大后得到模拟射频信号；