[发明专利]一种非线性功放的精细数字预失真最优线性化方法

说明书

本发明公布了一种非线性功放的精细数字预失真最优线性化方法。通过对功率放大器的输出有用信号和非线性失真进行微观分析，建立了功率放大器输出有用信号、功率放大器输出非线性失真和功率放大器参数之间相互关系的实用解析表达方法；提出了预失真‑功放复合体(DPD‑PA复合体)理论上所有可能输出的频谱的映射构建方法；提出了精细数字预失真最优线性化方法在符合约束条件下的解法。相比于现有采用宏观整体分析方法所提出的数字预失真方案，本发明通过解析计算或数值计算验证了多载波系统数字预失真线性化性能存在最优化理论上限。同时，在本方法的实施例中实现了此最优线性化理论上限。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及非线性功放系统优化与数字预失真技术，尤其涉及一种非线性功放的精细数字预失真最优线性化方法。

背景技术

现代通信市场中，对高数据速率通信的需求日益增长，同时伴随着无线终端用户数量的指数型增加。目前解决该需求的主要方案为提高通信系统载波频率，展宽信道带宽。这些倾向已引起用于高峰值平均功率比和宽信号带宽的信号一起使用的频谱高效、复杂的调制协议的发展和广泛使用。在4G场景下，主要的通信噪声之一就来源于射频功率放大器引起的非线性失真，这一问题将会延续到即将到来的5G多载波通信系统中。

数字预失真(DPD)技术是射频功率放大器线性化的重要技术。DPD技术可以降低非线性失真的强度，从而提高通信系统质量，并且可以减少射频功率放大器的回退幅度，从而提高能耗效率。

然而，现有的常规的DPD技术性能在频率更高的载波条件下，性能表现较差，难以显著抑制噪声，且对载波也有影响。如需达到先前的性能要求，载波以及非线性失真都将遭受显著的退化。这对于通信系统来说，性能并不会提升，反而会下降。因此，需要继续探索即使在频率更高的载波条件下，也能够显著抑制噪声并且对载波没有影响的DPD方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于功放输出有用信号和非线性失真微观分析的精细数字预失真最优线性化方法，该方法对带内带外非线性失真具有极佳的抑制效果，同时并不影响带内有用信号的强度，线性化性能达到预失真线性化性能的理论上限。

具体内容如下：通过对功率放大器的非线性失真进行微观分析，建立了功率放大器输出有用信号、功率放大器输出非线性失真和功率放大器模型参数之间相互关系的实用解析表达方法；提出了预失真-功放复合体(DPD-PA复合体)理论上所有可能输出频谱的映射构建方法；提出了数字预失真最优线性化方法的约束条件，以及符合约束条件的解法。相比于现有采用宏观整体分析方法所提出的数字预失真方案，本发明通过解析计算或数值计算验证了多载波系统数字预失真线性化性能存在最优化理论上限。同时，在本方法的实施例中实现了此最优线性化理论上限。

本发明提供的技术方案是：

一种非线性功放的精细数字预失真最优线性化方法，通过寻找最优DPD-PA复合体模型，实现非线性功放的精细数字预失真最优线性化，包括如下步骤：

1)确定功率放大器输入信号工作点S_in；

2)测试得到功率放大器的模型，以及对应的功放模型参数b＝[b₁,b₂,...,b_P]，其中P为功放模型参数的数目；

3)得到功放输出有用信号能量和功放输出非线性失真能量的实用解析表达式，定义功放输出有用信号能量与非线性失真能量之比为功放输出信噪比；

4)依据输入信号、功放模型参数以及附加约束条件，寻找使功放输出信噪比为极大值的DPD-PA复合体模型，将该模型定义为最优DPD-PA复合体模型；