[发明专利]面向波束成形系统的数字预失真结构及其控制方法

权利要求书

1.一种面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，所述面向波束成形系统的数字预失真结构包括：依次相连的预失真器、DAC模块、上变频模块、移相器、多个功率放大器、与多个功率放大器相对应的天线阵列、接收天线、下变频模块、滤波器、ADC模块、合成等效远场信号模块和DPD训练模块，其中，所述合成等效远场信号模块用于根据天线阵的方向性将采集到的各路功放输出信号合成主波束方向的信号，所述方法包括：

S1：将输入的原始信号x(n)依次经过预失真器、DAC模块、上变频模块、移相器和功率放大器后，由天线阵列发射出去；

S2：反馈通道分时采集每路功率放大器的输出信号y_p(n)，并进行存储，其中，p表示第p路功率放大器，n为时间序号，表示当前信号为第n个样本点；

S3：根据每路功率放大器的输出信号y_p(n)，采用波束成形算法合成主波束方向的等效远场信号y(n)；

S4：采用间接学习结构或直接学习结构，利用合成的等效远场信号y(n)和输入的原始信号x(n)进行DPD训练，更新预失真器的系数；

S5：将生成的DPD信号输入系统，经过发射通道后，将发射出去的信号作为实现了主波束方向线性化的信号。

2.根据权利要求1所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，在所述S2中，所述y_p(n)可通过如下式(1)表示：

其中，x_p(n)和y_p(n)分别表示第p路功率放大器的输入信号和输出信号，K和M分别表示记忆多项式模型的非线性阶数和记忆深度。

3.根据权利要求2所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，所述输入的原始信号x(n)经过移相器后生成相位间隔为α的p路等幅度等相位间隔输出信号。

4.根据权利要求3所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，在所述S1中，还包括：

设移相器的第一路输出信号为x(n)，则移相器的第p路输出信号可以通过如下式(2)表示：

x_p(n)＝x(n)·e^j(p-1)α,p＝1,2,…,P (2)。

5.根据权利要求4所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，还包括：

将所述式(2)带入所述式(1)中，得到以第一路信号为参考的第p路功率放大器的输出信号，具体通过下式(3)表示：

6.根据权利要求5所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，还包括：

设接收天线位于与发射天线夹角为θ的远场区，路径损耗为常数L，且每路信号的路径损耗相同，则接收天线接收到的第p路发射天线的输出信号通过下式(4)表示：

7.根据权利要求6所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，还包括：

设ψ＝kd cosθ+α，则接收天线接收到的天线阵列发射信号通过下式(5)表示：

其中，ψ为发射天线阵中相邻两路发射信号的相位差，θ为主波束方向。

8.根据权利要求7所述的面向波束成形系统的数字预失真结构的控制方法，其特征在于，还包括：

对所述式(5)进行简化，得到下式(6)：

其中，L为常数，是复常数，则为复常数；

设下式(7)成立，

则进一步简化所述式(6)，得到标准的功放记忆多项式模型如下式(8)：

其中，x(n)、y_R(n)和b_mk分别可以表示一个虚拟功放的输入、输出和权向量。