[发明专利]一种基于时间交织采样的单反馈回路并发双频带数字预失真方法

说明书

本发明公开了一种基于时间交织采样的单反馈回路并发双频带数字预失真方法，属于无线通信领域。首先将计算出的并发双频带输入信号x(n)依次经过混频器，数模转换器和功率放大器后，在反馈回路中采集放大信号，经过下变频和低通滤波器后，得到滤波后的模拟信号y(t)。然后在t＝0和t＝τ时，分别利用欠采样因子M₁和M₂的模数转换器对y(t)进行采样，得到信号y₁(n)和y₂(n)并存储。将y₁(n)和y₂(n)分别以时间MT为采样间隔，分解为信号和并分别进行傅里叶变换，重构矩阵和利用重构矩阵和构造矩阵u_L(f)，经过矩阵变换和转换后恢复出有用信号y_r(n)。从y_r(n)中重新分离出与原始信号x_a(n)和x_b(n)对应的反馈回路中的信号y_ra(n)与y_rb(n)，将x_a(n)，x_b(n)与y_ra(n)，y_rb(n)通过最小二乘法对比得到数字预失真模块系数。本发明保证了数字预失真线性效果，不增加系统回路的复杂度和其他硬件成本，预失真架构更具有灵活性。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体是一种基于时间交织采样的单反馈回路并发双频带数字预失真方法。

背景技术

功率放大器(Power Amplifier,PA)是无线通信系统发射机中的重要器件，它能把小信号放大为能量很大的射频微波信号。而现在常用的正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,OFDM)技术拥有多个相同幅度与调制方式的子载波，子载波分布在不同的频率上且相互正交，这导致了很高的峰均比(Peak-to-Average PowerRatio,PAPR)。高峰均比会导致信号在经过功率放大器之后幅度与相位的失真增加，一方面造成带内的失真，另一方面也会产生频谱的邻道泄露，对其他信道上的信息造成干扰。因此，对于在未来宽带系统中的超高的并发数据流量，功率放大器的线性化研究具有重大意义。

随着通信业务的增加以及多样化的发展，频谱资源和功率资源受限的问题日益严重。为了提高频谱资源利用率，高阶调制方式得到了广泛应用。大功率放大器输出功率需要进行一定量回退以保证一定程度的线性度的要求，却会在一定程度上降低功率放大器的工作效率。

自适应数字预失真技术是补偿功率放大器非线性失真最好的方法之一。近年来，随着多频带、高带宽信号传输需求的不断增加，数字预失真采样回路带宽面临着极大挑战，可用于并发多频带的数字预失真技术随之出现。传统的二维数字预失真技术(2D-DPD)结构，通过双反馈回路完成功率放大器输出的双频带信号的独立采集，从而获得各自频带的预失真系数。而需要双反馈回路来分别实现双频带数字预失真的补偿，从而增加了数字预失真硬件实现成本。

为了优化反馈通道结构，有研究者提出了基于欠采样的单反馈回路并发双频带技术，能有效降低反馈回路中采样速率，在欠采样后信号发生混叠的情况下仍然能有效辨识预失真系数。其所采用的方法虽然能降低系统的硬件要求，但由于欠采样后有用信号发生混叠，系统噪声也会叠加，因此有关峰值信号功率的有价值信息可能会丢失，而在具有高峰均功率比 (PAPR)的通信系统中，如果没有准确捕获峰值信号功率，线性性能将恶化。

发明内容

本发明为解决未来高带宽多频带通信数字预失真反馈回路中，所需采样速率日益增加的问题，提出了一种基于时间交织采样的单反馈回路并发双频带数字预失真方法；通过在单一反馈回路中多次互质采样获得时间交织的信号，从而准确提取预失真系数；在保证功放非线性失真优化效果的前提下，为反馈回路有效减少采样率提出了一种新的解决思路。

具体步骤包括：