[发明专利]频率捷变功率放大器的自适应捷变数字预失真方法

说明书

本发明公开了一种频率捷变功率放大器的自适应捷变数字预失真方法，涉及宽带无线通信领域。本发明采用开环架构而无需反馈侦测接收通道，且采用专门的开环自适应基带处理模块，实时依据载波频率信息对DPD参数进行自适应调整，以适应因频率捷变带来的射频功放非线性特性的变化，且DPD参数调整速度远高于传统的闭环自适应DPD技术。本发明具有低成本、低功耗、低复杂度等显著优势。

技术领域

本发明涉及宽带无线通信领域，尤其涉及数字信号处理领域，更具体地说涉及一种频率捷变功率放大器的自适应捷变数字预失真方法。

背景技术

现代无线发射机往往采用更加先进的高效率射频功放设计技术(例如：Doherty)，以构建节能高效的无线发射机系统，但是在追求功放高效率的过程中往往会牺牲功放的线性度，从而使得功放效率和线性度二者之间的矛盾更加突出。为了缓解这一对矛盾，数字预失真(Digital Pre-Distortion,DPD)技术是无线通信发射机中的主流线性化技术，在无线基站中广泛应用。DPD的基本原理是：通过在数字基带构建与发射机射频功放的非线性特性呈相反关系的预失真补偿模型，从而使得预失真级联射频功放的整体输入输出关系呈线性特性，以达到对射频功放的线性化目的。

一方面，随着无线业务的日趋多样化，无线发射机正朝着多频多模的方向发展，各种多模多频的宽带射频功放层出不穷，这对射频功放在输入信号频率捷变情况下的线性高效工作提出了挑战；另一方面，传统跳频发射机系统的输入信号载波频率也将快速跳变工作，其也面临着射频功放在信号跳频过程中的线性高效工作需求。

针对以上场景，统一将该类工作方式的射频功放称为“频率捷变功放”，其典型工作特点是：射频功放本身具备足够宽的带宽以支持多频多模信号工作，工作过程中输入信号的载波频率在功放支持带宽内可以任意快速捷变，在这个过程中，射频功放的AM-AM(幅度-幅度调制)和AM-PM(幅度-相位调制)非线性特性也将随着载波频率捷变而快速变化，如图1所示。以跳频发射机为例，其频率捷变速率将在每秒上千次至上万次的量级。在这种情况下，传统的DPD技术将难以跟上功放AM-AM和AM-PM特性的快速变化，以致无法进行有效的线性化。

传统的DPD技术可分为两种工作模式：一类是开环DPD，一类是闭环自适应DPD。(1)对于传统开环DPD而言，其DPD参数仅针对特定载波频率下的特定输入信号所提取，因此，当输入信号载波频率发生变化而导致射频功放的AM-AM和AM-PM特性发生改变时，原有的开环DPD参数将不再适用，从而导致在频率捷变过程中的线性化失效；(2)对于传统闭环自适应DPD而言，尽管理论上在信号载波频率变化后，其自适应反馈侦测接收通道仍然可以跟踪这种变化，并对DPD参数做出调整，但是，现有的自适应算法收敛速度和响应速度都远慢于上面提到的每秒上千次至上万次的频率捷变速度，因此也将导致在频率捷变过程中的线性化失效；而且，传统的闭环自适应DPD技术由于强烈依赖于其反馈侦测接收通道和自适应训练算法模块，也会导致系统成本和功耗的大大增加。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种频率捷变功率放大器的自适应捷变数字预失真方法，本发明采用开环架构而无需反馈侦测接收通道，且采用专门的开环自适应基带处理模块，实时依据载波频率信息对DPD参数进行自适应调整，以适应因频率捷变带来的射频功放非线性特性的变化，且DPD参数调整速度远高于传统的闭环自适应DPD技术。本发明具有低成本、低功耗、低复杂度等显著优势。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：