專利名稱：基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的預(yù)失真裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通訊領(lǐng)域中的預(yù)失真技術(shù)，涉及一種基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真的方法。
背景技術(shù)：
功率放大器(Power Amplifier PA)是現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)中核心部件之一,其性能直接影響著無(wú)線通信系統(tǒng)的性能好壞。為提高效率，放大器通常在接近飽和點(diǎn)的高效率區(qū)工作，此時(shí)放大器存在非線性特性。由于現(xiàn)行通信信號(hào)為非恒定包絡(luò)，通過(guò)非線性放大后將會(huì)產(chǎn)生互調(diào)失真和頻譜增生，導(dǎo)致鄰道干擾并惡化接收機(jī)誤碼率。為解決此問(wèn)題，出現(xiàn)了數(shù)字預(yù)失真(Digital Pre-Distortion DPD)技術(shù)。有了預(yù)失真技術(shù)的輔助，功率放大器就可以工作在飽和點(diǎn)附近，并且保持很好的線性，由此提高功率放大器的效率。傳統(tǒng)基于模型辨識(shí)的預(yù)失真算法結(jié)構(gòu)首先對(duì)功率放大器進(jìn)行建模，然后根據(jù)模型方程進(jìn)行代數(shù)反解，得到功率放大器模型的逆模型的輸出。該逆模型就是該功率放大器的預(yù)失真函數(shù)。傳統(tǒng)方法在求解預(yù)失真函數(shù)時(shí)，使用了其近似替代，引入了計(jì)算誤差，從而導(dǎo)致預(yù)失真計(jì)算不準(zhǔn)確，使得抑制頻譜增生的性能受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
為解決傳統(tǒng)的基于多項(xiàng)式模型辨識(shí)的預(yù)失真算法由于計(jì)算誤差過(guò)大而導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于精確求解記憶多項(xiàng)式模型方程的逆函數(shù)的預(yù)失真裝置及算法，通過(guò)構(gòu)造一元高次方程并求其實(shí)根的方式得到精確的預(yù)失真函數(shù)，能降低計(jì)算誤差，有效抑制頻譜增生，從而提高系統(tǒng)性能。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置如下
包括數(shù)字預(yù)失真器100、功放模型參數(shù)估計(jì)模塊106與計(jì)算預(yù)失真函數(shù)模塊107 ；
其中，功放模型參數(shù)估計(jì)模塊106用于根據(jù)功率放大器等效模塊300的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)并對(duì)功率放大器模型的行為參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，建立功率放大器模型； 計(jì)算預(yù)失真函數(shù)模塊107用于根據(jù)所述功率放大器模型的行為參數(shù)、功率放大器等效模塊300的輸入信號(hào)《ι、初始基帶數(shù)字信號(hào)計(jì)算預(yù)失真函數(shù)g(·),并將預(yù)失真函數(shù) g 傳遞給所述數(shù)字預(yù)失真器100 ；
數(shù)字預(yù)失真器100用于接收初始基帶數(shù)字信號(hào)，利用預(yù)失真函數(shù)g(·)將與功率放大器非線性失真相反的失真加入初始基帶數(shù)字信號(hào)4 )。進(jìn)一步，所述功率放大器模型為包含偶次項(xiàng)的記憶多項(xiàng)式模型
權(quán)利要求
1.基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置，其特征在于，包括數(shù)字預(yù)失真器(100)、功放模型參數(shù)估計(jì)模塊(106)與計(jì)算預(yù)失真函數(shù)模塊(107)；其中，功放模型參數(shù)估計(jì)模塊(106)用于接收功率放大器等效模塊(300)的輸入信號(hào)蝴與輸出信號(hào)并對(duì)功率放大器模型的行為參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，建立功率放大器模型； 計(jì)算預(yù)失真函數(shù)模塊(107)用于根據(jù)所述功率放大器模型的行為參數(shù)、功率放大器等效模塊(300)的輸入信號(hào)W 、初始基帶數(shù)字信號(hào)4 )計(jì)算預(yù)失真函數(shù)g(_),并將預(yù)失真函數(shù)傳遞給所述數(shù)字預(yù)失真器(100)；數(shù)字預(yù)失真器(100)用于接收初始基帶數(shù)字信號(hào)4 )，利用預(yù)失真函數(shù)g 將與功率放大器非線性失真相反的失真加入初始基帶數(shù)字信號(hào)< )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置，其特征在于，所述功率放大器模型為包含偶次項(xiàng)的記憶多項(xiàng)式模型
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置，其特征在于，所述預(yù)失真函數(shù)g(·)的理論計(jì)算模型由下式確定
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置，其特征在于，所述預(yù)失真函數(shù)g(·)的實(shí)際模型由下式確定
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置，其特征在于，所述計(jì)算預(yù)失真函數(shù)模塊(107)包括延遲器(405)、模運(yùn)算單元(406)、計(jì)算方程常數(shù)項(xiàng)單元(401)、計(jì)算方程非零次項(xiàng)系數(shù)單元(402)、構(gòu)造一元高次方程單元(403)及求實(shí)根算法單元(404)；所述延遲器(405)用于將數(shù)字預(yù)失真器預(yù)失真函數(shù)輸出的信號(hào)44進(jìn)行延時(shí)；延遲器(405)有兩路相同的輸出信號(hào)1),其中I表不延遲器的時(shí)延，有效值為 = 1,2,—,L ；延遲器(405)的一路信號(hào)輸出至計(jì)算方程常數(shù)項(xiàng)單元(401)，另一路的信號(hào)輸出至模運(yùn)算單元(406)；所述模運(yùn)算單元(406)用于信號(hào)求模；模運(yùn)算單元(406)輸出的信號(hào)其中 I = 1,2,…,L，送至所述計(jì)算方程常數(shù)項(xiàng)單元(401);所述計(jì)算方程常數(shù)項(xiàng)單元(401)用于接收初始基帶數(shù)字信號(hào)4 )、延遲器(405)輸出的信號(hào)、模運(yùn)算單元(406)輸出的信號(hào)及功放模型參數(shù)估計(jì)模塊(106)輸出的功率放大器行為參數(shù)估計(jì)值#，計(jì)算一元高次方程的常數(shù)項(xiàng)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真裝置， 其特征在于，將式(6)中替換為一般的變量z，限定實(shí)根Zk1的檢索條件為(a)
7.一種基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真方法，其特征在于，所述方法由功率放大器建模和計(jì)算數(shù)字預(yù)失真函數(shù)兩個(gè)過(guò)程組成，其中功率放大器建模過(guò)程包括步驟I與步驟2 步驟1，用包含偶次項(xiàng)的記憶多項(xiàng)式型來(lái)對(duì)功率放大器進(jìn)行建模，包含偶次項(xiàng)的記憶多項(xiàng)式模型可以表述為
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真方法，其特 征在于，所述步驟5包含步驟5. 1，對(duì)步驟3中的式(8)取模，得到Jt L,- I)]IxWl =-^- (10)^tWk0 \x(n)\t^i其中，Ww為復(fù)數(shù)，記為^5 = W + Ao ,此時(shí)式(10)的分母表示為
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真方法，其特征在于，在步驟5. 2中,搜索精確解網(wǎng)《)|的限定條件為(
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的數(shù)字預(yù)失真方法，其特征在于，在步驟5. 2中，采用二分迭代搜索算法或牛頓迭代搜索算法求解所述一元高次方程的實(shí)根|x(rt)|的精確解I句《》|。
全文摘要
基于精確反解記憶多項(xiàng)式模型方程的預(yù)失真裝置及方法，屬于通訊領(lǐng)域中的預(yù)失真技術(shù)，旨在解決傳統(tǒng)的基于多項(xiàng)式模型辨識(shí)的預(yù)失真算法由于計(jì)算誤差過(guò)大而導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低的問(wèn)題。本發(fā)明的裝置包括數(shù)字預(yù)失真器(100)、功放模型參數(shù)估計(jì)模塊(106)與計(jì)算預(yù)失真函數(shù)模塊(107)。本發(fā)明方法包括功率放大器建模和預(yù)失真函數(shù)求解兩個(gè)過(guò)程組成。本發(fā)明的裝置及方法均是基于精確求解記憶多項(xiàng)式模型方程的逆函數(shù)，通過(guò)構(gòu)造一元高次方程并求其實(shí)根的方式得到精確的預(yù)失真函數(shù)。本發(fā)明公開(kāi)的裝置及方法能降低計(jì)算誤差，有效抑制頻譜增生，從而提高系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)G06F17/11GK102611661SQ20121008393
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者劉穎, 唐友喜, 潘文生 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)