專利名稱：一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真技術(shù)，尤其涉及一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置。

背景技術(shù)：
在頻譜資源日益緊張的令天，現(xiàn)代通信系統(tǒng)更趨向于采用比恒定包絡(luò)調(diào)制方式具有更高頻譜效率的非恒定包絡(luò)的線性調(diào)制方式，而這種調(diào)制方式對(duì)高功放的線性度要求較高，所以采用這種調(diào)制方式需要采用線性化技術(shù)來(lái)改善功放的線性度。
另一方面，隨著數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)基站功放的性能提出了越來(lái)越高的要求，即在滿足較高的線性要求前提下，使得功放有較高的效率。為了達(dá)到這一要求，就要讓放大器既線性又高效，即對(duì)射頻放大器或射頻系統(tǒng)提出了線性化處理的需求，發(fā)展射頻放大器線性化技術(shù)，采用各種手段來(lái)實(shí)現(xiàn)放大器高效率且高線性度。這一點(diǎn)對(duì)于未來(lái)無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)有著十分重大的實(shí)際意義。
線性化技術(shù)發(fā)展中最重要的一步就是預(yù)失真技術(shù)的出現(xiàn)，它最初應(yīng)用于模擬通信系統(tǒng)中的射頻部分，隨著數(shù)字信號(hào)處理(DSP，Digital Signal Processing)技術(shù)的發(fā)展，亦可在數(shù)字域內(nèi)實(shí)現(xiàn)，形成數(shù)字預(yù)失真技術(shù)。數(shù)字預(yù)失真技術(shù)既可以應(yīng)用在數(shù)字通信系統(tǒng)的基帶部分，也可以應(yīng)用在射頻部分，而且預(yù)失真技術(shù)還可以利用自適應(yīng)原理來(lái)跟蹤補(bǔ)償功放由于溫度、濕度等環(huán)境因素改變而造成的誤差?？傊A(yù)失真技術(shù)不但可以提升發(fā)射機(jī)的效率，降低成本與縮小體積，亦能有效增加發(fā)射機(jī)的線性度以提升系統(tǒng)效能與通信質(zhì)量，是一種適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字通信發(fā)展的線性化技術(shù)。
為了便于實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，預(yù)失真結(jié)構(gòu)采用的是查表(LUT，Look-UpTable)的方法，如圖1所示，預(yù)失真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)通道數(shù)據(jù)訓(xùn)練的環(huán)路通道和預(yù)失真通道。數(shù)據(jù)訓(xùn)練通道是一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)，其核心部分為預(yù)失真算法模塊，該模塊對(duì)經(jīng)功放后的反饋輸出和原輸入信號(hào)進(jìn)行處理，得到功放的失真特性，然后得到功放失真反特性的LUT參數(shù)。當(dāng)功放特性隨著時(shí)間或外界環(huán)境變化發(fā)生改變時(shí)，可以通過(guò)自適應(yīng)的預(yù)失真算法來(lái)更新預(yù)失真反特性LUT參數(shù)。圖2給出了一種基本的提取預(yù)失真表格結(jié)構(gòu)，其中，X為輸入信號(hào)，Y為輸出(反饋)信號(hào)。首先根據(jù)需求確定輸出功率，第一次運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)直通，LUT參數(shù)全“1”，X′＝X，信號(hào)通過(guò)功放之后，得到第一組輸出數(shù)據(jù)，反饋進(jìn)行預(yù)失真處理，通過(guò)求解min|Y′-X|得到LUT參數(shù)，然后在迭代過(guò)程中不斷修正LUT參數(shù)，提取此時(shí)LUT參數(shù)作為這一輸出功率下的預(yù)失真LUT，供系統(tǒng)使用。
在實(shí)際的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中，有許多系統(tǒng)非線性的可能源，包括諸如晶體管和電感、電容的非線性元件。當(dāng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)時(shí)，更會(huì)頻繁地引入非線性特性，再加上模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)本身的附加非線性源，包括采樣電容器的時(shí)間常量、比較器電平中的不精確和放大器中的增益誤差等，使得反饋鏈路引入很大的非線性失真。對(duì)于一般的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)而言，反饋鏈路引入的非線性失真不僅無(wú)法通過(guò)預(yù)失真算法予以補(bǔ)償，反而會(huì)在提取功放失真反特性的LUT參數(shù)時(shí)得到不需要的反饋鏈路過(guò)補(bǔ)償特性，降低預(yù)失真效果。
圖3所示為前向鏈路、反饋鏈路及功放的失真補(bǔ)償?shù)脑?。以瞬時(shí)特性為例，理想的LUT補(bǔ)償特性為Fb(·)-1*H(·)-1*Tx(·)-1，其中，F(xiàn)b(·)-1為反饋鏈路失真的逆特性，H(·)-1為功放失真的逆特性，Tx(·)-1為前向鏈路失真的逆特性，而此時(shí)的功放輸出特性為 Y＝X*Fb(·)-1*H(·)-1*Tx(·)-1*Tx(·)*H(·)＝X*Fb(·)-1， 其中，H(·)為功放失真，Tx(為)前向鏈路失真，顯見，LUT包含多余的過(guò)補(bǔ)償特性Fb(·)-1，這會(huì)明顯地降低預(yù)失真效果。
關(guān)于這一領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)很多，主要集中在奧普蒂科倫公司，如CN1985442A、CN1998140A、US2004228488等等，其主要思想是單獨(dú)針對(duì)反饋鏈路失真引入線性電路進(jìn)行失真估算，進(jìn)而補(bǔ)償輸出，但這種方法均存在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、增加硬件電路開銷等不足。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置，能夠簡(jiǎn)單、可靠的解決數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明提供的一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法包? 獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成前向失真補(bǔ)償表(LUT_e)，在輸入信號(hào)進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)前進(jìn)行補(bǔ)償； 獲取輸入信號(hào)不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成反饋失真補(bǔ)償表(Pre_LUT)在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償； 獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成應(yīng)對(duì)功放非線性失真的數(shù)字預(yù)失真表(PA_LUT)在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償。
上述方案中，所述獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)之前，進(jìn)一步包括將數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)進(jìn)行不經(jīng)過(guò)功放的連接，得到小閉環(huán)鏈路； 所述獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)之前，進(jìn)一步包括打開不經(jīng)過(guò)功放的連接，得到輸入信號(hào)可以經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路。
上述方案中，所述獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)具體為以先定序列作為輸入信號(hào)，在經(jīng)過(guò)DAC之后，通過(guò)ADC對(duì)經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)進(jìn)行采樣，再建立DAC誤差模型，根據(jù)采樣得到的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)； 或者，應(yīng)用離散傅里葉變換(DFT)、或快速傅里葉變換(FFT)方法提取經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)和輸入信號(hào)的差值作為誤差，將該誤差轉(zhuǎn)換成時(shí)域的誤差波形，再建立DAC誤差模型，應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)。
上述方案中，所述獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)具體為對(duì)小閉環(huán)鏈路中的ADC建立誤差模型，根據(jù)小閉環(huán)鏈路的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)得到誤差方程組，通過(guò)求解方程組得到小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)。
上述方案中，所述獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)具體為輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路得到輸出信號(hào)，建立功放的誤差模型，根據(jù)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用功放的誤差模型得到誤差方程組，求解滿足方程組的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)最小差模的參數(shù)。
上述方案中，所述形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償進(jìn)一步包括通過(guò)迭代的方法，不斷修正大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，更新PA_LUT表。
上述方案中，所述先定序列是指預(yù)先知道數(shù)值的訓(xùn)練序列，為單音序列、雙音序列或者多音序列； 在獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)時(shí)，所述ADC的采樣頻率為DAC的1/K，K的取值是4或8；在獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)時(shí)，所述K取1； 該方法進(jìn)一步包括在前向鏈路的DAC與ADC間連接低通濾波器，用于避免在ADC采樣時(shí)出現(xiàn)頻域混疊的現(xiàn)象。
本發(fā)明提供的一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)难b置，該裝置包括前向失真補(bǔ)償模塊、反饋失真補(bǔ)償模塊、功放失真補(bǔ)償模塊；其中， 前向失真補(bǔ)償模塊，用于獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成LUT_e表，在輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前進(jìn)行補(bǔ)償； 反饋失真補(bǔ)償模塊，用于獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成Pre_LUT表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償； 功放失真補(bǔ)償模塊，用于獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償。
上述方案中，所述前向失真補(bǔ)償模塊獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)具體為以先定序列作為輸入信號(hào)，在經(jīng)過(guò)DAC之后，通過(guò)ADC對(duì)經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)進(jìn)行采樣，再建立DAC誤差模型，根據(jù)采樣得到的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)； 或者，應(yīng)用DFT、或者FFT方法提取經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)和輸入信號(hào)的差值作為誤差，將該誤差轉(zhuǎn)換成時(shí)域的誤差波形，再建立DAC誤差模型，應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)。
上述方案中，所述功放失真補(bǔ)償模塊進(jìn)一步用于通過(guò)迭代的方法，不斷修正大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，更新PA_LUT表。
本發(fā)明提供的一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置，獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成LUT_e表，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前進(jìn)行補(bǔ)償；獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成Pre_LUT表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；如此，可以在補(bǔ)償前向鏈路失真的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步有效抵消反饋鏈路的過(guò)補(bǔ)償特性，改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真的過(guò)補(bǔ)償，方法簡(jiǎn)單、可靠。



圖1為現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)失真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為一種基本的提取預(yù)失真表格的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中前向鏈路、反饋鏈路及功放的失真補(bǔ)償?shù)脑硎疽鈭D； 圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒鞒淌疽鈭D； 圖5為本發(fā)明前向失真補(bǔ)償模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)难b置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的基本思想是獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成LUT_e表，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前進(jìn)行補(bǔ)償；獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成Pre_LUT表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償。
下面通過(guò)附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ鐖D4所示，該方法包括以下幾個(gè)步驟 步驟401獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成LUT_e表，在輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前進(jìn)行補(bǔ)償； 具體的，如圖5所示，以先定序列作為輸入信號(hào)，在經(jīng)過(guò)DAC之后，通過(guò)ADC對(duì)經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)進(jìn)行采樣，再建立DAC誤差模型，根據(jù)采樣得到的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，根據(jù)失真補(bǔ)償特性參數(shù)形成LUT_e表；在輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前通過(guò)LUT的方法查詢LUT_e表進(jìn)行補(bǔ)償，在補(bǔ)償后輸入信號(hào)在進(jìn)入功放前可以認(rèn)為為無(wú)失真信號(hào)； 進(jìn)一步的，本步驟獲取前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)的方法還可以是應(yīng)用DFT、FFT等方法提取經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)和輸入信號(hào)的差值作為誤差，將該誤差轉(zhuǎn)換成時(shí)域的誤差波形，再建立DAC誤差模型，應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)； 本步驟中，為避免在ADC采樣時(shí)出現(xiàn)頻域混疊的現(xiàn)象，還需要在DAC與ADC間連接低通濾波器；所述先定序列是指預(yù)先知道數(shù)值的訓(xùn)練序列，可以是單音序列、雙音序列或者多音序列；所述ADC的采樣頻率為DAC的1/K，K的取值可以是4、8等值，可以根據(jù)實(shí)際情況選取。
下面對(duì)本步驟獲取前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)以公式(1)的DAC誤差模型為例進(jìn)行具體說(shuō)明， e(xk)＝α+βxk+λ1(α+βxk)2+λ2(α+βxk)3 +δ1(α+β(xk-xk-1))2+δ2(α+β(xk-xk-1))3+...(1) +γ1(α+β(xk-xk-M))2+γ2(α+β(xk-xk-M))3 其中，e(xk)當(dāng)前時(shí)刻的輸入信號(hào)的誤差；xk為當(dāng)前時(shí)刻的輸入信號(hào)；xk-m前m時(shí)刻的輸入信號(hào)，m＝1，2，...，M，M為正整數(shù)；α、β、δ1、δ2、λ1、λ2、γ1、γ2等系數(shù)為前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)； 取反饋ADC的采樣率為前向DAC采樣率的1/4，即K＝4，設(shè)此時(shí)輸入信號(hào)為X＝(x1x2…xn)，輸出信號(hào)為Y＝(y1y2…yn)，根據(jù)公式(1)則有 e(xk)＝α+βxk+λ1(α+βxk)2+δ1(α+β(xk-xk-1))2 +γ1(α+β(xk-xk-2))2 其中e(xk)＝y(tǒng)k-xk，k＝3，4，5…n，根據(jù)上式建立如下誤差方程組 通過(guò)求解上述方程組，則可獲取前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)α、β、λ1、δ1、γ1，形成LUT_e表。
步驟402將數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)進(jìn)行不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路連接，獲取輸入信號(hào)在小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成Pre_LUT表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償； 具體的，將數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的前向鏈路和反饋鏈路進(jìn)行不經(jīng)過(guò)功放的連接，得到小閉環(huán)鏈路，對(duì)小閉環(huán)鏈路中的ADC建立誤差模型，根據(jù)小閉環(huán)鏈路的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)得到誤差方程組，通過(guò)求解方程組得到小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，將理想補(bǔ)償特性參數(shù)形成Pre_LUT表，在反饋鏈路的輸出端通過(guò)LUT的方法查詢Pre_LUT表進(jìn)行補(bǔ)償，設(shè)查詢Pre_LUT表補(bǔ)償數(shù)據(jù)為Fb(·)，在前向鏈路輸入信號(hào)為X，小閉環(huán)鏈路的輸出信號(hào)為Y，則 Y＝X*Tx(·)-1*Tx(·)*Fb(·)*Fb(·)-1＝X 可以看出抵消了反饋鏈路的過(guò)補(bǔ)償特性Fb(·)-1；本步驟獲取輸入信號(hào)在小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)時(shí)，可以設(shè)置ADC的采樣率與DAC的相同，即K＝1。
步驟403獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償； 具體的，打開步驟402中不經(jīng)過(guò)功放的連接，得到輸入信號(hào)可以經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路，該輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路后得到輸出信號(hào)，而此時(shí)的前向鏈路和反饋鏈路失真均已通過(guò)步驟401和步驟402補(bǔ)償，因此只存在功放的失真；建立功放的誤差模型，根據(jù)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用功放的誤差模型得到誤差方程組，求解滿足方程組的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)最小差模的參數(shù)，作為功放的失真特性參數(shù)，即大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，將理想補(bǔ)償特性參數(shù)形成PA_LUT表，在輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)前向鏈路時(shí)，通過(guò)LUT的方法查詢PA_LUT表進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)迭代的方法，不斷修正大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，同時(shí)也更新PA_LUT表； 下面對(duì)本步驟獲取大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)以公式(2)的功放的誤差模型為例進(jìn)行具體說(shuō)明， 其中，q為階數(shù)，n＝1，2，3…，xn表示信號(hào)； 設(shè)輸入信號(hào)為X＝(x1x2…xn)，輸出信號(hào)為Y＝(y1y2…yn)，則根據(jù)公式(2)得到 XDPD(n)＝f1(Pn)*X(n)+f2(Pn-1)*X(n-1)+f3(Pn-2)*X(n-2) 其中，XDPD(n)為輸入信號(hào)X通過(guò)功放的誤差模型計(jì)算得到的，Pn為輸入信號(hào)的模值，即Pn＝|xn|、Pn-1＝|xn-1|…；fm()(m＝1、2、3)為公式(2)的多項(xiàng)式擬合的表格； 輸出信號(hào)Y通過(guò)功放的誤差模型計(jì)算得到Y(jié)’，求取滿足min|Y′-X|的參數(shù)。即 ε(n)＝f1(Pn)*Y(n)+f2(Pn-1)*Y(n-1)+f3(Pn-2)*Y(n-2)-X(n) (6) 的值最小的參數(shù)，其中，ε(n)＝|Y′-X|。寫成矩陣形式有 ε＝(P*Y)*W-X 其中W由fm()的多項(xiàng)式系數(shù)ωm＝[αm0，αm1，...，αmq]組成，其多項(xiàng)式最高階數(shù)為q；P為信號(hào)模值組成的矩陣；矩陣展開即有 其中， W1＝[α10，α11，...，α1q]′，W2＝[α20，α21，...，α2q]′，W3＝[α30，α31，...，α3q]′，X＝[x3x4…xN]′； 則使得ε最小的系數(shù)向量W的解為 W＝(P*Y)-1*X，即為大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)。
基于上述方法，本發(fā)明還提供一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)难b置，如圖6所示，該裝置包括前向失真補(bǔ)償模塊61、反饋失真補(bǔ)償模塊62、功放失真補(bǔ)償模塊63；其中， 前向失真補(bǔ)償模塊61，用于獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成LUT_e表，在輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前進(jìn)行補(bǔ)償； 具體為，圖6中的開關(guān)全部打開，前向失真補(bǔ)償模塊61如圖5所示，利用ADC對(duì)經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)進(jìn)行采樣，再建立DAC誤差模型，根據(jù)采樣得到的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，根據(jù)失真補(bǔ)償特性參數(shù)形成LUT_e表；在輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前通過(guò)LUT的方法查詢LUT_e表進(jìn)行補(bǔ)償； 進(jìn)一步的，所述前向失真補(bǔ)償模塊61獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)的方法，還可以是應(yīng)用DFT、FFT等方法提取經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)和輸入信號(hào)的差值作為誤差，將該誤差轉(zhuǎn)換成時(shí)域的誤差波形，再建立DAC誤差模型，應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)； 為避免在ADC采樣時(shí)出現(xiàn)頻域混疊的現(xiàn)象，還需要在DAC與ADC間連接低通濾波器；所述ADC的采樣頻率為DAC的1/K，K的取值可以是4、8等值。
反饋失真補(bǔ)償模塊62，用于獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成Pre_LUT表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償； 具體的，將開關(guān)S3、S4、S5閉合，S1、S2打開，得到不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路，反饋失真補(bǔ)償模塊62建立ADC誤差模型，根據(jù)小閉環(huán)鏈路的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)得到誤差方程組，通過(guò)求解方程組得到小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，將理想補(bǔ)償特性參數(shù)形成Pre_LUT表，在反饋鏈路的輸出端通過(guò)LUT的方法查詢Pre_LUT表進(jìn)行補(bǔ)償；其中，可以設(shè)置ADC的采樣率與DAC的相同，即K＝1。
功放失真補(bǔ)償模塊63，用于獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償； 具體的，將開關(guān)S3、S4、S5打開，S1、S2閉合，得到輸入信號(hào)可以經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路，功放失真補(bǔ)償模塊63通過(guò)求解輸出信號(hào)和輸入信號(hào)差值絕對(duì)值的最小值得到誤差，建立功放的誤差模型，應(yīng)用功放的誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到功放的失真特性參數(shù)，即大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性，將理想補(bǔ)償特性形成PA_LUT表，在輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)前向鏈路時(shí)，通過(guò)LUT的方法查詢PA_LUT表進(jìn)行補(bǔ)償； 功放失真補(bǔ)償模塊63進(jìn)一步用于通過(guò)迭代的方法，不斷修正大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，更新PA_LUT表。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，該方法包?br> 獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成前向失真補(bǔ)償表(LUT_e)，在輸入信號(hào)進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)前進(jìn)行補(bǔ)償；
獲取輸入信號(hào)不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成反饋失真補(bǔ)償表(Pre_LUT)在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；
獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成應(yīng)對(duì)功放非線性失真的數(shù)字預(yù)失真表(PA_LUT)在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
所述獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)之前，進(jìn)一步包括將數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)進(jìn)行不經(jīng)過(guò)功放的連接，得到小閉環(huán)鏈路；
所述獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)之前，進(jìn)一步包括打開不經(jīng)過(guò)功放的連接，得到輸入信號(hào)可以經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)具體為以先定序列作為輸入信號(hào)，在經(jīng)過(guò)DAC之后，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對(duì)經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)進(jìn)行采樣，再建立DAC誤差模型，根據(jù)采樣得到的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)；
或者，應(yīng)用離散傅里葉變換(DFT)、或快速傅里葉變換(FFT)方法提取經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)和輸入信號(hào)的差值作為誤差，將該誤差轉(zhuǎn)換成時(shí)域的誤差波形，再建立DAC誤差模型，應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)具體為對(duì)小閉環(huán)鏈路中的ADC建立誤差模型，根據(jù)小閉環(huán)鏈路的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)得到誤差方程組，通過(guò)求解方程組得到小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)具體為輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路得到輸出信號(hào)，建立功放的誤差模型，根據(jù)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用功放的誤差模型得到誤差方程組，求解滿足方程組的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)最小差模的參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償進(jìn)一步包括通過(guò)迭代的方法，不斷修正大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，更新PA_LUT表。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述先定序列是指預(yù)先知道數(shù)值的訓(xùn)練序列，為單音序列、雙音序列或者多音序列；
在獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)時(shí)，所述ADC的采樣頻率為DAC的1/K，K的取值是4或8；在獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)時(shí)，所述K取1；
該方法進(jìn)一步包括在前向鏈路的DAC與ADC間連接低通濾波器，用于避免在ADC采樣時(shí)出現(xiàn)頻域混疊的現(xiàn)象。
8.一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)难b置，其特征在于，該裝置包括前向失真補(bǔ)償模塊、反饋失真補(bǔ)償模塊、功放失真補(bǔ)償模塊；其中，
前向失真補(bǔ)償模塊，用于獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成LUT_e表，在輸入信號(hào)進(jìn)入DAC前進(jìn)行補(bǔ)償；
反饋失真補(bǔ)償模塊，用于獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成Pre_LUT表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；
功放失真補(bǔ)償模塊，用于獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成PA_LUT表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述前向失真補(bǔ)償模塊獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)具體為以先定序列作為輸入信號(hào)，在經(jīng)過(guò)DAC之后，通過(guò)ADC對(duì)經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)進(jìn)行采樣，再建立DAC誤差模型，根據(jù)采樣得到的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)；
或者，應(yīng)用DFT、或者FFT方法提取經(jīng)過(guò)DAC后的信號(hào)和輸入信號(hào)的差值作為誤差，將該誤差轉(zhuǎn)換成時(shí)域的誤差波形，再建立DAC誤差模型，應(yīng)用DAC誤差模型得到誤差方程組，求解方程組得到前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述功放失真補(bǔ)償模塊進(jìn)一步用于通過(guò)迭代的方法，不斷修正大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，更新PA_LUT表。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒?，獲取輸入信號(hào)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)前向鏈路的失真補(bǔ)償特性參數(shù)，形成前向失真補(bǔ)償表，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)前進(jìn)行補(bǔ)償；獲取輸入信號(hào)在不經(jīng)過(guò)功放的小閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成反饋失真補(bǔ)償表在反饋鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；獲取輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)功放的大閉環(huán)鏈路的理想補(bǔ)償特性參數(shù)，形成應(yīng)對(duì)功放非線性失真的數(shù)字預(yù)失真表在前向鏈路進(jìn)行補(bǔ)償；本發(fā)明同時(shí)還公開了一種改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)鏈路失真過(guò)補(bǔ)償?shù)难b置；通過(guò)本發(fā)明的方法，可以在補(bǔ)償前向鏈路失真的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步有效抵消反饋鏈路的過(guò)補(bǔ)償特性，進(jìn)而達(dá)到改善數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)性能的目的。
文檔編號(hào)H03M1/06GK101800546SQ20101011372
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者任繼軍, 茹洪濤, 張作鋒 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司