[发明专利]改进RASCAL算法数字预失真设计方法、系统及应用

权利要求书

1.一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法，其特征在于，所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法包括：将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分，其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值，而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值；当需要执行非线性放大或者预失真时，根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘，即可得到非线性模型的输出幅度，输出相位的执行方式类似，区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加；

所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法还包括计算TWTA输出信号的过程，所述计算TWTA输出信号的过程包括输入信号幅度位于线性区和输入信号幅度位于非线性区两种情况；

当输入信号幅度位于线性区时，例如a,b之间，即a＜|v_in|＜b，对其输出信号的计算过程如下：

(1)取出幅度点a、b处对应的幅度系数值w_a；

(2)将w_a与当前时刻输入信号幅度相乘；

(3)取出幅度点a、b处对应的相位系数值f_ia；

(4)将f_ia与对应当前时刻输入信号相位相加；

(5)使用公式y(n)＝A(r)e^j(θ+φ(r))计算输出信号值；

当输入信号幅度位于非线性区时，即e、f之间，即e＜|v_in|＜f，对其输出信号的计算过程如下：

(1)取出幅度点e、f处对应的幅度系数值w_e1和w_e2；

(2)将w_e1和w_e2与二次函数的一次项和二次项幅度相乘；

(3)取出幅度点e、f处对应的幅度系数值w_e1和w_e2；

(4)将f_ie与对应当前时刻输入信号相位相加；

(5)使用公式y(n)＝A(r)e^j(θ+φ(r))计算输出信号值。

2.如权利要求1所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法，其特征在于，所述TWTA模型输入输出原理，包括：

功放的输入信号可以用下式表示：

x(n)＝re^jθ；

其中，r表示信号的幅度，θ表示信号的相位；

经过TWTA后，由于其AM-AM和AM-PM特性，输出信号的幅度和相位都会发生改变，如下式表示：

y(n)＝A(r)e^j(θ+φ(r))；

其中，A(r)表示TWTA的AM-AM效应，φ(r)表示TWTA的AM-PM效应。

3.如权利要求1所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法，其特征在于，插值含义为在离散数据的基础上补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点；插值就是根据补插的连续函数在有限点处的值来估算其他点处的近似值，是解决离散函数逼近问题的重要方法；其中，插值包括分段线性插值法、样条插值法、拉格朗日插值法以及牛顿插值法；

分段线性插值就是将相邻的两个离散节点用一条直线连接起来，该直线就是对应分段上的插值函数；其中，直接连接两个离散点(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，得到的即是该两点之间的线性插值函数，所述线性插值函数的表达式则可根据二次函数的知识很轻松的给出：

因此，根据线性函数来近似估计这两个点之间的离散点数据的值。

4.一种实施权利要求1～3任意一项所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法的改进RASCAL算法数字预失真设计系统，其特征在于，所述改进RASCAL算法数字预失真设计系统包括：预失真模块、预失真参数计算模块和TWTA模块；

其中，所述预失真模块分为模拟预失真和数字预失真；

分段线性插值部分将在MATLAB仿真软件中执行，计算出的偏导函数分别输入到预失真模块和TWTA模块中；

数字预失真模块与功率放大器的特性均为非线性，而二者的特性刚好相反，信号经过两个非线性模型之后会回归线性放大。