[发明专利]共发双带功率放大器的数字预失真系统及其方法

说明书

本发明公开了一种共发双带功率放大器的数字预失真系统，包括数字预失真模块，两个频段的基带功放输入信号分别通过数字预失真模块后生成了两个数字预失真模块输出信号，第一数字预失真模块输出信号和第一本振通过第一混频器生成第一路输出信号，第二数字预失真模块输出信号和第二本振通过第二混频器生成第二路输出信号，两路输出信号通过双路合成器合成双带信号，双带信号分别通过前置放大器和功率放大器后，一部分功率放大器输出信号经过输出反馈模块得到第一基带功放输出信号和第二基带功放输出信号并反馈至数字预失真模块。本发明还公开了共发双带功率放大器的数字预失真方法。本发明降低了运算复杂度，减少了硬件资源的耗费，具有较高稳定性。

技术领域

本发明涉及功率放大器的数字线性化技术，特别是涉及一种共发双带功率放大器的数字预失真系统及其方法。

背景技术

无线通信系统的快速发展导致了针对功率放大器的全新需求。一方面，多频段、多通信标准的基站愈加普及，导致了共发多带功放的产生。和单频带工作的功放相比，这种场景对功放的线性提出了更为复杂的要求——在多个工作频段内都具有较好的线性。而另一方面，由于高功率高效率的要求，功放不可避免地工作在非线性状态。数字预失真技术是一种在工程实践中广泛用于补偿功率放大器非线性的十分有效的方法，适用于兼具多工作频段和高功率这两个特点的功率放大器的线性化过程。

以并发双带功率放大器为例，首先，为了获得良好的线性化效果，每一个频带内，信号失真不仅由功放本身特性引起，还受到另一个频带信号交叉调制带来的影响；其次，高功率高效率工作状态下，功放的非线性程度将更高，其输出端的信号失真更为严重。

对于共发双带功放的线性化，其建模与输入信号预失真的实现难点主要在于共发双带信号不仅本身产生了带内高阶失真，两个信号之间也将产生严重的交调失真。将上述两种失真考虑在内的一种功放行为特性模型可以用下面的公式描述。

其中，M为记忆深度的最大值，m为记忆深度，K为高阶非线性失真的阶数；y⁽¹⁾(n)和y⁽²⁾(n)为对应基带输出信号序列的第n个量，x⁽¹⁾(n)和x⁽²⁾(n)为双带基带输入信号序列的第n个量，a、b表示第(1)、(2)个频带对应的功放特性系数，|·|表示模值运算。具体来说，|x⁽¹⁾(n-m)|和|x⁽²⁾(n-m)|为记忆深度为m、双带基带输入信号序列第n个量的模值。

尽管上述方法行之有效，在实际数字预失真系统中得到了广泛应用，但依旧存在较多的缺点。例如，复杂的功放特性需要较大的记忆深度值、非线性阶数值来进行拟合，而随着阶数的增大，幂次运算大大增加，占用大量硬件资源，运算速度与效率减慢；同时，实际应用中往往采用归一化信号序列，随着阶数的增加，信号的幂次值将会越来越小，不可避免地导致了其对应系数的大幅度波动，即模型的稳定性差，阶数过高可能导致运算不收敛的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的共发双带功率放大器的数字预失真系统及其方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的共发双带功率放大器的数字预失真系统，包括数字预失真模块，两个频段的基带功放输入信号分别通过数字预失真模块后生成了两个数字预失真模块输出信号，第一数字预失真模块输出信号和第一本振通过第一混频器生成第一路输出信号，第二数字预失真模块输出信号和第二本振通过第二混频器生成第二路输出信号，两路输出信号通过双路合成器合成双带信号，双带信号分别通过前置放大器和功率放大器后，一部分功率放大器输出信号经过输出反馈模块得到第一基带功放输出信号和第二基带功放输出信号并反馈至数字预失真模块。

进一步，所述第一本振和第二本振的频率不同。