[发明专利]一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真装置及方法，包括：基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真器、数模转换器、上变频器、功率放大器、衰减耦合器、下变频器、低通滤波器、模数转换器和基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真模型训练模块。本发明相对于现有技术，大幅减少了传统带限模型中乘法器的数量，降低了数字预失真信号处理时的内存资源消耗，数字预失真算法更快，且能实现更好的预失真效果。

技术领域

本发明涉及数字预失真技术领域，特别是涉及一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真装置及方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，人们对通信速率、数据容量等方面提出了更高的要求，为了提高第五代(5G)通信系统的数据速率和网络容量，有效方法之一是直接采用更大的调制带宽。随着信号带宽越来越宽，此时通信系统中宽带功率放大器的非线性特性和记忆特性使信号质量进一步恶化。

数字预失真技术因稳定性高、灵活性强等特点成为最普遍的功放线性化技术之一，并广泛应用于无线通信系统中。大带宽对数字预失真系统中模数转换器和数模转换器的采样率等性能提出了更高的要求，大幅度增加了通信成本和硬件实现难度。为了迎合超大带宽通信的需求，有限带宽下对大带宽信号的处理成为了数字预失真技术的研究热点。

针对宽带功放的数字预失真，《A Band-Limited Canonical Piecewise-LinearFunction-Based Behavioral Model for Wideband Power Amplifiers》提出了带限-规范分段线性函数(BL-CPWL)模型，与带限SDDR(BL-SDDR)模型相比，降低了模型计算复杂度且提升了灵活性，但该模型中仍存在大量的乘法与加法运算。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真装置及方法，用以解决背景技术中提及的技术问题，降低现有的带限功放行为模型复杂度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真装置，包括：基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真器，该数字预失真器对输入数字基带信号x(n)进行预失真处理，产生数字预失真信号x_pd(n)；所述数字预失真信号x_pd(n)依次经过数模转换器，上变频器，功率放大器，衰减耦合器，下变频器，低通滤波器以及模数转换器产生带限数字基带信号y(n)；所述数字预失真信号x_pd(n)以及所述带限数字基带信号y(n)分别送入基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真模型训练模块中进行训练，得到预失真参数，该预失真参数送入所述基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真器。

进一步的，所述带限幅度选择仿射函数模型如式(1)和(2)所示：

公式(1)和公式(2)中，x_pd(n)为数字预失真器的输出信号，i＝1、2、3或4，M表示记忆深度，K表示滤波器阶数，L表示幅度选择仿射函数所分成的区间个数，β_l表示每个区间的阈值，表示记忆深度为m、滤波器阶数为k、第l个阈值区间内的预失真参数，其中，A和B都是预失真参数。公式(1)中有4种不同的项，上标(1)-(4)对应于公式(1)中不同的项；x^*(n)表示基带信号x(n)的共轭。

一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真方法，包括以下步骤：

步骤S1、将输入数字基带信号x(n)送入基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真器中，对输入数字基带信号x(n)进行预失真处理，产生数字预失真信号x_pd(n)，其中，该数字预失真器包括基于带限幅度选择仿射函数模型的数字预失真模型；