一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及寬帶數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射端功率放大器的線性化技術(shù)，特別涉及一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)和方法。本發(fā)明一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，包括前向通道、反饋通道、同步模塊和控制模塊；通過(guò)使用由定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊、下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊和下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊三者構(gòu)成的控制模塊，同時(shí)三個(gè)模塊采用相應(yīng)的判定方法，控制是否進(jìn)行幅度誤差的計(jì)算和相位誤差的計(jì)算，以及控制幅度查詢表和相位查詢表是否更新，使得系統(tǒng)輸入的功率譜接近基帶信號(hào)和反饋信號(hào)理想同步時(shí)預(yù)失真的功率譜性能。本發(fā)明改善了功放輸出信號(hào)功率譜，并降低自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的硬件開銷和功耗。
【專利說(shuō)明】 一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及寬帶數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射端功率放大器的線性化技術(shù)，特別是一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于查詢表的數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真技術(shù)是目前公認(rèn)的有巨大應(yīng)用潛力的功率放大器線性化技術(shù)。數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，把輸入的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真處理，預(yù)失真后的信號(hào)，進(jìn)行功率放大，并經(jīng)過(guò)反饋回路后，獲得反饋信號(hào)，輸入基帶信號(hào)與反饋信號(hào)相減，差值作為誤差信號(hào)，使用該誤差信號(hào)和LMS算法，可以自適應(yīng)地更新預(yù)失真系統(tǒng)中查詢表的預(yù)失真系數(shù)。
[0003]利用LMS算法進(jìn)行預(yù)失真系數(shù)的自適應(yīng)更新時(shí)，需要基帶信號(hào)與反饋信號(hào)完全同步，否則兩者的誤差信號(hào)不能有效地控制預(yù)失真系數(shù)的更新，從而影響預(yù)失真的線性化效果。但由于基帶信號(hào)和反饋信號(hào)所經(jīng)過(guò)的信號(hào)處理流程不同，它們之間的時(shí)延是必然存在的，所以不同步也是必然存在的。
[0004]為了解決不同步問(wèn)題，目前常用的方法是，估計(jì)出基帶信號(hào)和反饋信號(hào)之間的時(shí)延，包括整數(shù)倍時(shí)延和小數(shù)倍時(shí)延，其中整數(shù)倍時(shí)延直接用于信號(hào)校正，小數(shù)倍時(shí)延則用于內(nèi)插算法，內(nèi)插獲得時(shí)延校正后的反饋信號(hào)，再次估算兩個(gè)信號(hào)間的時(shí)延，直到時(shí)延估計(jì)值收斂為零，才認(rèn)為兩個(gè)信號(hào)同步。
[0005]由于小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)是通過(guò)最陡下降法估計(jì)獲得的，估計(jì)值是逐漸靠近收斂值的，在進(jìn)入收斂狀態(tài)的過(guò)程中，誤差信號(hào)值是很大的。即使估計(jì)環(huán)路收斂，估計(jì)值仍會(huì)在零值附近波動(dòng)，即基帶信號(hào)和反饋信號(hào)不可能達(dá)到完全同步(理想同步)，誤差信號(hào)值仍不會(huì)為零。如果誤差信號(hào)幅值太大，利用該誤差信號(hào)更新后的預(yù)失真系數(shù)，不能對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行有效的預(yù)失真，改善系統(tǒng)性能。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，目前沒(méi)有文獻(xiàn)或技術(shù)關(guān)注或者加以解決。例如 1997 年 10 月發(fā)表在 IEEE Transactionsoncommunications 的 WonGiJeon, KyungHiChang, andYongSoo Cho 寫的 AnAdaptiveDataPredistorterforCompensationofNonlinearDistortionin OFDMSystems,又如 2008 年 12 月發(fā)表在 ICGST-PDCS 的 AmandeepSinghSappal, ManjitSinghPatterh, SanjaySharma 寫的 DigitalPre-distortionofPowerAmp lifiers us inglook-UpTableMethodwithMemoryEffects,都是直接利用誤差信號(hào)計(jì)算下一個(gè)時(shí)刻的校正值，然后用這個(gè)校正值進(jìn)行查詢表的更新。也就是說(shuō)，這些文獻(xiàn)沒(méi)有對(duì)下一個(gè)時(shí)刻的校正值的范圍進(jìn)行判斷，進(jìn)而決定是否利用它更新查詢表。
[0006]此外，目前基于查詢表的數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真技術(shù)，幅度查詢表表項(xiàng)值是預(yù)失真校正系數(shù)，該系數(shù)與輸入的基帶信號(hào)相乘，產(chǎn)生預(yù)失真后的幅度值，這樣會(huì)增加乘法器的開銷和相應(yīng)的運(yùn)算時(shí)間。
[0007]基于以上原因，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)和方法，采用改進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和新的預(yù)失真查詢表更新方法，在基帶信號(hào)與反饋信號(hào)幅度存在不同程度差別的情況下，更有效地控制預(yù)失真查詢表的更新過(guò)程，從而更好地改善功放輸出信號(hào)功率譜，并 降低自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的硬件開銷和功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于采用改進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和新的預(yù)失真查詢表更新方法，在基帶信號(hào)與反饋信號(hào)幅度存在不同程度差別的情況下，更有效地控制預(yù)失真查詢表的更新過(guò)程，從而更好地改善功放輸出信號(hào)功率譜，并降低自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的硬件開銷和功耗。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，包括前向通道、反饋通道和同步模塊；
[0010]所述前向通道包括依次連接的幅度歸一化模塊、第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、幅度量化模塊、幅度查詢表、極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字上變頻器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、射頻上變頻器、功率放大器和天線；所述幅度量化模塊的輸出還連接有相位查詢表；所述第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊的相角輸出與相位查詢表的輸出一起連接到加法器，并與極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊連接；
[0011]所述反饋通道包括依次連接的衰減耦合器、射頻下變頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字下變頻器；所述反饋通道還包括第二直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，與相位誤差計(jì)算模塊、下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊和前向通道的相位查詢表依次連接，同時(shí)還與幅度誤差計(jì)算模塊、下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊和前向通道的幅度查詢表依次連接；
[0012]所述同步模塊包括整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊、小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊；所述小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊包括內(nèi)插濾波器、內(nèi)插控制器、小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)模塊和環(huán)路濾波器，這些模塊構(gòu)成定時(shí)調(diào)整環(huán)路；所述整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊依次與小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊的小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)模塊、環(huán)路濾波器和內(nèi)插控制器進(jìn)行連接，并與內(nèi)插控制器的輸出一起連接到內(nèi)插濾波器；所述整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊的輸入還分別與前向通道的幅度歸一化模塊的輸出和反饋通道的數(shù)字下變頻模塊的輸出連接；
[0013]其特征在于:所述系統(tǒng)還包括控制模塊；
[0014]所述前向通道中的幅度查詢表的表項(xiàng)值是預(yù)失真校正之后的歸一化信號(hào)幅值；
[0015]所述控制模塊用于控制是否進(jìn)行幅度誤差的計(jì)算和相位誤差的計(jì)算，以及控制幅度查詢表和相位查詢表是否更新；
[0016]所述控制模塊由定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊、下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊、下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊。
[0017]進(jìn)一步的，所述定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊的輸入與環(huán)路濾波器的輸出連接，用于計(jì)算一定持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)的環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的若干個(gè)均方差，且計(jì)算前后兩次均方差差值的絕對(duì)值，并將連續(xù)出現(xiàn)的均方差差值與門限值進(jìn)行比較，從而判斷定時(shí)調(diào)整環(huán)路的收斂狀態(tài)；所述定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接內(nèi)插濾波器輸出和第二直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，控制信號(hào)用于決定是否把內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以便進(jìn)一步進(jìn)行幅度誤差和相位誤差的計(jì)算。
[0018]進(jìn)一步的，所述下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊，是一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入信號(hào)是下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊的輸出，另一個(gè)輸入信號(hào)是設(shè)定好的門限；所述下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊的輸出和幅度查詢表，控制信號(hào)用于決定是否把下一時(shí)刻幅度寫入幅度查詢表的相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)幅度查詢表的更新。
[0019]進(jìn)一步的，所述下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊，是一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入信號(hào)是下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊的輸出，另一個(gè)輸入信號(hào)是設(shè)定好的門限；所述下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊的輸出和相位查詢表，控制信號(hào)用于決定是否把下一時(shí)刻相位寫入相位查詢表的相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)相位查詢表的更新。
[0020]進(jìn)一步的，提出了一種基于本發(fā)明數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)自適應(yīng)預(yù)失真方法，所述系統(tǒng)輸出信號(hào)經(jīng)衰減耦合后，與輸入基帶信號(hào)一起，經(jīng)整數(shù)倍時(shí)延的估計(jì)和校正、小數(shù)倍時(shí)延的估計(jì)和校正后，進(jìn)行幅度查詢表更新、相位查詢表更新，然后輸入基帶信號(hào)利用新的幅度查詢表表項(xiàng)值和相位查詢表表項(xiàng)值，進(jìn)行預(yù)失真和前向通道中的處理后，輸出信號(hào)，其特征在于:
[0021]SOl:用功率放大器的飽和輸入電壓對(duì)輸入數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行歸一化，如果歸一化后的幅度超過(guò)I，則歸一化后的幅度按I計(jì)算；
[0022]S02:歸一化后的幅度經(jīng)第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和幅度量化后進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的查詢，然后經(jīng)由前向通道及反向通道處理得到反饋信號(hào)；
[0023]S03:歸一化幅度后的信號(hào)與反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)同步模塊以及控制模塊的定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊，判斷是否對(duì)同步模塊的內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；
[0024]S04:根據(jù)控制模塊的下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊和下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊的輸出指示信號(hào)，判斷是否進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的更新；
[0025]S05:在幅度查詢表和相位查詢表更新的過(guò)程中，定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊繼續(xù)工作，判斷是否對(duì)下一次及其之后的內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
[0026]進(jìn)一步的，所述的定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊，判定定時(shí)調(diào)整環(huán)路的收斂狀態(tài)的流程是:定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊接收環(huán)路濾波器輸出信號(hào)，計(jì)算一定持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)的環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的均方差，連續(xù)計(jì)算若干個(gè)均方差，并計(jì)算前后兩次均方差差值的絕對(duì)值，如果連續(xù)出現(xiàn)的均方差差值絕對(duì)值小于或等于門限的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則定時(shí)誤差是否收斂判定模塊輸出的控制信號(hào)從“未收斂”變?yōu)椤耙咽諗俊?，否則仍為“未收斂”；如果連續(xù)出現(xiàn)均方差差值絕對(duì)值大于或等于門限的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則定時(shí)誤差是否收斂判定模塊輸出的控制信號(hào)從“已收斂”變?yōu)椤拔词諗俊?，否則仍為“已收斂”。
[0027]進(jìn)一步的，所述的下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊按照以下的判定方法進(jìn)行判定:下一時(shí)刻幅度如果大于或等于O且小于1，則滿足要求，否則不滿足要求。
[0028]進(jìn)一步的，所述的下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊按照以下的判定方法進(jìn)行判定:規(guī)定了一個(gè)A值為當(dāng)輸入為飽和輸入電壓時(shí),功率放大器產(chǎn)生的相位偏移值,下一時(shí)刻相位如果大于或等于一 A且小于或等于0，則滿足要求，否則不滿足要求。
[0029]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0030]1、本發(fā)明采用上述的技術(shù)方案，包括通過(guò)判斷小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)是否收斂，確定基帶信號(hào)和反饋信號(hào)信號(hào)是否同步，只有同步了，才進(jìn)行幅度誤差和相位誤差的計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，通過(guò)判斷下一時(shí)刻幅度和下一時(shí)刻相位是否滿足要求，只有滿足要求了，才進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的更新，從而避免因?yàn)榛鶐盘?hào)和反饋信號(hào)差別太大造成的無(wú)用或不必要的更新，提高了自適應(yīng)預(yù)失真的性能；
[0031]2、本發(fā)明幅度查詢表表項(xiàng)值是預(yù)失真后的幅度值，節(jié)省了前向通道中的乘法器和相應(yīng)的運(yùn)算時(shí)間，降低了自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的硬件開銷和功耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)框圖。
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中使用的功率放大器的歸一化特性曲線。
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的功率譜效果圖。
[0035]圖3中:1-未經(jīng)功放的輸出功率譜，2-經(jīng)過(guò)功放但未預(yù)失真的輸出功率譜，3-有預(yù)失真且理想同步情況下的輸出功率譜，4-有預(yù)失真且存在同步誤差但沒(méi)有使用本發(fā)明更新方法的輸出功率譜，5-有預(yù)失真且存在同步誤差有使用本發(fā)明更新方法的輸出功率譜。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖1-3，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明的一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，包括前向通道、反饋通道和同步模塊；
[0038]所述前向通道包括依次連接的幅度歸一化模塊、第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、幅度量化模塊、幅度查詢表、極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字上變頻器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、射頻上變頻器、功率放大器和天線；所述幅度量化模塊的輸出還連接有相位查詢表；所述第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊的相角輸出與相位查詢表的輸出一起連接到加法器，并與極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊連接；
[0039]所述反饋通道包括依次連接的衰減耦合器、射頻下變頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字下變頻器；所述反饋通道還包括第二直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，與相位誤差計(jì)算模塊、下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊和前向通道的相位查詢表依次連接，同時(shí)還與幅度誤差計(jì)算模塊、下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊和前向通道的幅度查詢表依次連接；
[0040]所述同步模塊包括整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊、小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊；所述小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊包括內(nèi)插濾波器、內(nèi)插控制器、小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)模塊和環(huán)路濾波器，這些模塊構(gòu)成定時(shí)調(diào)整環(huán)路；所述整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊依次與小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊的小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)模塊、環(huán)路濾波器和內(nèi)插控制器進(jìn)行連接，并與內(nèi)插控制器的輸出一起連接到內(nèi)插濾波器；所述整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊的輸入還分別與前向通道的幅度歸一化模塊的輸出和反饋通道的數(shù)字下變頻模塊的輸出連接；
[0041]其特征在于:所述系統(tǒng)還包括控制模塊；
[0042]所述前向通道中的幅度查詢表的表項(xiàng)值是預(yù)失真校正之后的歸一化信號(hào)幅值，而不是幅度預(yù)失真校正系數(shù)；
[0043]所述控制模塊用于控制是否進(jìn)行幅度誤差的計(jì)算和相位誤差的計(jì)算，以及控制幅度查詢表和相位查詢表是否更新；
[0044]所述控制模塊由定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊、下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊、下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊。
[0045]為了對(duì)內(nèi)插濾波器的輸出是否進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換的判斷，所述定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊的輸入與環(huán)路濾波器的輸出連接，用于計(jì)算一定持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)的環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的若干個(gè)均方差，且計(jì)算前后兩次均方差差值的絕對(duì)值，并將連續(xù)出現(xiàn)的均方差差值與門限值進(jìn)行比較，從而判斷定時(shí)調(diào)整環(huán)路的收斂狀態(tài)；所述定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接內(nèi)插濾波器輸出和直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，控制信號(hào)用于決定是否把內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以便進(jìn)一步進(jìn)行幅度誤差和相位誤差的計(jì)算。
[0046]為了判斷是否進(jìn)行幅度查詢表的更新，所述下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊，是一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入信號(hào)是下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊的輸出，另一個(gè)輸入信號(hào)是設(shè)定好的門限；所述下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊的輸出和幅度查詢表，控制信號(hào)用于決定是否把下一時(shí)刻幅度寫入幅度查詢表的相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)幅度查詢表的更新。
[0047]為了判斷是否進(jìn)行相位查詢表的更新，所述下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊，是一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入信號(hào)是下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊的輸出，另一個(gè)輸入信號(hào)是設(shè)定好的門限；所述下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊的輸出和相位查詢表，控制信號(hào)用于決定是否把下一時(shí)刻相位寫入相位查詢表的相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)相位查詢表的更新。
[0048]基于本發(fā)明的數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)提出了一種自適應(yīng)預(yù)失真方法，所述系統(tǒng)輸出信號(hào)經(jīng)衰減耦合后，與輸入基帶信號(hào)一起，經(jīng)整數(shù)倍時(shí)延的估計(jì)和校正、小數(shù)倍時(shí)延的估計(jì)和校正后，進(jìn)行幅度查詢表更新、相位查詢表更新，然后輸入基帶信號(hào)利用新的幅度查詢表表項(xiàng)值和相位查詢表表項(xiàng)值，進(jìn)行預(yù)失真和前向通道中的處理后，輸出信號(hào)，其特征在于:
[0049]SOl:用功率放大器的飽和輸入電壓對(duì)輸入數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行歸一化，如果歸一化后的幅度超過(guò)I，則歸一化后的幅度按I計(jì)算；
[0050]S02:歸一化后的幅度經(jīng)第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和幅度量化后進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的查詢，然后經(jīng)由前向通道及反向通道處理得到反饋信號(hào)；
[0051]S03:歸一化幅度后的信號(hào)與反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)同步模塊以及控制模塊的定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊，判斷是否對(duì)同步模塊的內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；
[0052]S04:根據(jù)控制模塊的下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊和下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊的輸出指示信號(hào)，判斷是否進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的更新；
[0053]S05:在幅度查詢表和相位查詢表更新的過(guò)程中，定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊繼續(xù)工作，判斷是否對(duì)下一次及其之后的內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
[0054]所述的定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊，判定定時(shí)調(diào)整環(huán)路的收斂狀態(tài)的流程是:該模塊接收環(huán)路濾波器輸出信號(hào)，計(jì)算一定持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)的環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的均方差，連續(xù)計(jì)算若干個(gè)均方差，并計(jì)算前后兩次均方差差值的絕對(duì)值，如果連續(xù)出現(xiàn)的均方差差值絕對(duì)值小于或等于門限的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則定時(shí)誤差是否收斂判定模塊輸出的控制信號(hào)從“未收斂”變?yōu)椤耙咽諗俊?，否則仍為“未收斂”;如果連續(xù)出現(xiàn)均方差差值絕對(duì)值大于或等于門限的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則定時(shí)誤差是否收斂判定模塊輸出的控制信號(hào)從“已收斂”變?yōu)椤拔词諗俊保駝t仍為“已收斂”。
[0055]所述的下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊按照以下的判定方法進(jìn)行判定：下一時(shí)刻幅度如果大于或等于0且小于1，則滿足要求，否則不滿足要求。
[0056]所述的下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊按照以下的判定方法進(jìn)行判定：規(guī)定了一個(gè)A值為當(dāng)輸入為飽和輸入電壓時(shí),功率放大器產(chǎn)生的相位偏移值，下一時(shí)刻相位如果大于或等于一 A且小于或等于0，則滿足要求，否則不滿足要求。
[0057]如下結(jié)合附圖1-3講述本發(fā)明方法的具體實(shí)施例，本實(shí)施例中：輸入信號(hào)格式采用中華人民共和國(guó)關(guān)于數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB20600-2006中的DMB-TH多載波模式的幀結(jié)構(gòu)；具體使用的參數(shù)是：3780個(gè)子載波，QPSK調(diào)制，模式1，使用的功率放大器的歸一化特性曲線如圖2所示，輸入信號(hào)幅度是飽和輸入電壓時(shí)，功放的相位偏移0 sat=0. 4 ;幅度和相位查詢表的大小均為256 ;由于本系統(tǒng)位于發(fā)送端，沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際的無(wú)線通信信道，所以采用高斯信道作為信道模型，信噪比SNR=20dB。
[0058]GB20600-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的開根號(hào)升余弦濾波器輸出的4倍過(guò)采樣信號(hào)，作為自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)的輸入基帶信號(hào)Xl (n)，該信號(hào)的自適應(yīng)預(yù)失真處理的實(shí)現(xiàn)框圖如圖I所示。
[0059]利用飽和輸入電壓對(duì)X1(Ii)的幅度進(jìn)行歸一化，得到X (n)，如果歸一化后的幅度超過(guò)1，歸一化后的幅度按I計(jì)算；第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊輸出x(n)的幅度r(n)和相角O (n) ；r(n)經(jīng)過(guò)256級(jí)的幅度量化后，得到x(n)在幅度查詢表中和相位查詢表中的位置，把r(n)做為幅度查詢表表項(xiàng)值放入幅度查詢表的相應(yīng)位置，同時(shí)輸出R(n)=r(n)；把0做為相位查詢表表項(xiàng)值放入相位查詢表的相應(yīng)位置，同時(shí)輸出0 (n)=0;把R(n)，^ (n)=0 (n)+0 (n)，送到極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊；該模塊輸出依次經(jīng)過(guò)數(shù)字上變頻器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、射頻上變頻器、功率放大器和天線，反饋通道的衰減耦合器、射頻下變頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻器，得到反饋信號(hào)y(n);顯然x(n)與y(n)之間有一個(gè)時(shí)延D=Dint+Dfra, Dint和Dfra分別為整數(shù)倍和小數(shù)倍時(shí)延，必須進(jìn)行估計(jì)和校正，保證X (n)與y (n)時(shí)間上的對(duì)齊。
[0060]利用式（I)進(jìn)行x(n)和y(n)之間整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)，其中L是x (n)使用的符號(hào)數(shù)，L=4200 ：
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，包括前向通道、反饋通道和同步模塊； 所述前向通道包括依次連接的幅度歸一化模塊、第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、幅度量化模塊、幅度查詢表、極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字上變頻器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、射頻上變頻器、功率放大器和天線；所述幅度量化模塊的輸出還連接有相位查詢表；所述第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊的相角輸出與相位查詢表的輸出一起連接到加法器，并與極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊連接； 所述反饋通道包括依次連接的衰減耦合器、射頻下變頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字下變頻器；所述反饋通道還包括第二直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，與相位誤差計(jì)算模塊、下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊和前向通道的相位查詢表依次連接，同時(shí)還與幅度誤差計(jì)算模塊、下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊和前向通道的幅度查詢表依次連接； 所述同步模塊包括整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊、小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊；所述小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊包括內(nèi)插濾波器、內(nèi)插控制器、小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)模塊和環(huán)路濾波器，這些模塊構(gòu)成定時(shí)調(diào)整環(huán)路；所述整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊依次與小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊的小數(shù)倍時(shí)延估計(jì)模塊、環(huán)路濾波器和內(nèi)插控制器進(jìn)行連接，并與內(nèi)插控制器的輸出一起連接到內(nèi)插濾波器；所述整數(shù)倍時(shí)延估計(jì)和校正模塊的輸入還分別與前向通道的幅度歸一化模塊的輸出和反饋通道的數(shù)字下變頻模塊的輸出連接； 其特征在于:所述系統(tǒng)還包括控制模塊； 所述前向通道中的幅度查詢表的表項(xiàng)值是預(yù)失真校正之后的歸一化信號(hào)幅值； 所述控制模塊用于控制是否進(jìn)行幅度誤差的計(jì)算和相位誤差的計(jì)算，以及控制幅度查詢表和相位查詢表是否更新； 所述控制模塊由定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊、下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊、下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，其特征在于:所述定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊的輸入與環(huán)路濾波器的輸出連接，用于計(jì)算一定持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)的環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的若干個(gè)均方差，且計(jì)算前后兩次均方差差值的絕對(duì)值，并將連續(xù)出現(xiàn)的均方差差值與門限值進(jìn)行比較，從而判斷定時(shí)調(diào)整環(huán)路的收斂狀態(tài)；所述定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接內(nèi)插濾波器輸出和第二直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，控制信號(hào)用于決定是否把內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以便進(jìn)一步進(jìn)行幅度誤差和相位誤差的計(jì)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，其特征在于:所述下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊，是一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入信號(hào)是下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊的輸出，另一個(gè)輸入信號(hào)是設(shè)定好的門限；所述下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接下一時(shí)刻幅度計(jì)算模塊的輸出和幅度查詢表，控制信號(hào)用于決定是否把下一時(shí)刻幅度寫入幅度查詢表的相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)幅度查詢表的更新。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字基帶自適應(yīng)預(yù)失真系統(tǒng)，其特征在于:所述下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊，是一個(gè)比較器，比較器的一個(gè)輸入信號(hào)是下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊的輸出，另一個(gè)輸入信號(hào)是設(shè)定好的門限；所述下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊的輸出連接到一個(gè)開關(guān)，作為該開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)兩端分別連接下一時(shí)刻相位計(jì)算模塊的輸出和相位查詢表，控制信號(hào)用于決定是否把下一時(shí)刻相位寫入相位查詢表的相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)相位查詢表的更新。
5.一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的自適應(yīng)預(yù)失真方法，所述系統(tǒng)輸出信號(hào)經(jīng)衰減耦合后，與輸入基帶信號(hào)一起，經(jīng)整數(shù)倍時(shí)延的估計(jì)和校正、小數(shù)倍時(shí)延的估計(jì)和校正后，進(jìn)行幅度查詢表更新、相位查詢表更新，然后輸入基帶信號(hào)利用新的幅度查詢表表項(xiàng)值和相位查詢表表項(xiàng)值，進(jìn)行預(yù)失真和前向通道中的處理后，輸出信號(hào)，其特征在于: 501:用功率放大器的飽和輸入電壓對(duì)輸入數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行歸一化，如果歸一化后的幅度超過(guò)1，則歸一化后的幅度按I計(jì)算； 502:歸一化后的幅度經(jīng)第一直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和幅度量化后進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的查詢，然后經(jīng)由前向通道及反向通道處理得到反饋信號(hào)； S03:歸一化幅度后的信號(hào)與反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)同步模塊以及控制模塊的定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊，判斷是否對(duì)同步模塊的內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換； S04:根據(jù)控制模塊的下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊和下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊的輸出指示信號(hào)，判斷是否進(jìn)行幅度查詢表和相位查詢表的更新； S05:在幅度查詢表和相位查詢表更新的過(guò)程中，定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊繼續(xù)工作，判斷是否對(duì)下一次及其之后的內(nèi)插濾波器輸出進(jìn)行直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的自適應(yīng)預(yù)失真方法，其特征在于:所述的定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊，判定定時(shí)調(diào)整環(huán)路的收斂狀態(tài)的流程是:定時(shí)調(diào)整環(huán)路是否收斂判定模塊接收環(huán)路濾波器輸出信號(hào)，計(jì)算一定持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)的環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的均方差，連續(xù)計(jì)算若干個(gè)均方差，并計(jì)算前后兩次均方差差值的絕對(duì)值，如果連續(xù)出現(xiàn)的均方差差值絕對(duì)值小于或等于門限的`次數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則定時(shí)誤差是否收斂判定模塊輸出的控制信號(hào)從“未收斂”變?yōu)椤耙咽諗俊保駝t仍為“未收斂”；如果連續(xù)出現(xiàn)均方差差值絕對(duì)值大于或等于門限的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則定時(shí)誤差是否收斂判定模塊輸出的控制信號(hào)從“已收斂”變?yōu)椤拔词諗俊?，否則仍為“已收斂”。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的自適應(yīng)預(yù)失真方法，其特征在于:所述的下一時(shí)刻幅度是否滿足要求判定模塊按照以下的判定方法進(jìn)行判定:下一時(shí)刻幅度如果大于或等于O且小于1，則滿足要求，否則不滿足要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的基于自適應(yīng)預(yù)失真方法，其特征在于:所述的下一時(shí)刻相位是否滿足要求判定模塊按照以下的判定方法進(jìn)行判定:規(guī)定了一個(gè)A值為當(dāng)輸入為飽和輸入電壓時(shí)，功率放大器產(chǎn)生的相位偏移值，下一時(shí)刻相位如果大于或等于一 A且小于或等于0，則滿足要求，否則不滿足要求。
【文檔編號(hào)】H04L25/49GK103491040SQ201310459803
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】郭里婷, 高正含, 蘇凱雄, 吳林煌 申請(qǐng)人:福州大學(xué)