專利名稱：基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬數(shù)字通信預(yù)失真處理領(lǐng)域，尤其涉及一種射頻功率放大器線性化技 術(shù)的基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和3G技術(shù)的成熟，頻帶資源顯得越來越珍貴。因此就要 求對(duì)頻帶的利用率有所提高，這就迫切要求功率放大器有很好的線性度。在移動(dòng)通信系統(tǒng) 中，為了保證移動(dòng)通信系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)有信號(hào)覆蓋，在信號(hào)通過射頻前端和天線系統(tǒng)發(fā) 射出去之前，通常使用功率放大器來進(jìn)行信號(hào)放大。功率放大器的線性度直接影響著發(fā)射 和接受信號(hào)的好壞程度，因此采用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)是為了很好的解決線性度問題，同時(shí)可 以提高功放效率，從而滿足3G發(fā)展的需求。一般的射頻功率放大器都會(huì)產(chǎn)生頻譜再生效應(yīng)，這些現(xiàn)象都是由于功率放大器的 非線性產(chǎn)生的，因此我們必須對(duì)功率放大器進(jìn)行線性化處理也就是提高功率放大器的線性 度。這就要求我們采用一些線性化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于線性化技術(shù)本身來講可以很好的解決 需求信道內(nèi)的信號(hào)對(duì)其它臨近信道的干擾。在3G的基站建設(shè)中，功率放大器的成本占到總 成本的1/3以上，因此功率放大器如果解決了線性度和效率問題，這無疑給基站的成本帶 來大量的消減。目前國(guó)內(nèi)外主要有前饋法、功率回退、反饋法、預(yù)失真等射頻功率放大器的線性 化技術(shù)。其中前饋技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，性能穩(wěn)定、能夠很好的改善功率放大器的線性化指標(biāo)， 但它同時(shí)也存在著成本高、器件特性隨時(shí)間的變化不能夠得到補(bǔ)償、環(huán)路的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜 等缺點(diǎn)；功率回退法把工作電壓從IdB回退到了線性工作區(qū)，因此它有較好的線性度，但同 時(shí)也犧牲了功率放大器的效率，使得直流功耗非常大，這樣就造成功放散熱的問題，而散熱 是功率放大器的研究難點(diǎn)，故這種技術(shù)已經(jīng)被其他線性化技術(shù)逐漸取代。而負(fù)反饋技術(shù)要 求輸入信號(hào)和反饋信號(hào)是同一時(shí)刻的信號(hào)，而系統(tǒng)本身是有延遲的，從這點(diǎn)來說是很難實(shí) 現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種成本較低，能夠處理多載波 信號(hào)，穩(wěn)定性高，自適應(yīng)能力強(qiáng)，互調(diào)失真改善效果好，可調(diào)范圍大，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基于 Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)失真信 號(hào)生成模塊、預(yù)失真信號(hào)處理模塊、反饋模塊及參數(shù)辨識(shí)模塊；所述預(yù)失真信號(hào)生成模塊、 預(yù)失真信號(hào)處理模塊、反饋模塊及參數(shù)辨識(shí)模塊的傳輸端口依次分別串接；所述預(yù)失真信號(hào)生成模塊包括預(yù)失真器，其由輸入信號(hào)經(jīng)過預(yù)失真器后，形成預(yù) 失真信號(hào)；[0009]所述預(yù)失真信號(hào)處理模塊由預(yù)失真信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、調(diào)制及上變頻后，得到射 頻功率放大器的輸入信號(hào)；所述射頻功率放大器輸出信號(hào)中的一小部分功率經(jīng)衰減后，作 為反饋信號(hào)進(jìn)入反饋模塊；所述反饋模塊將反饋信號(hào)經(jīng)下變頻、解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換后，得到參數(shù)辨識(shí)模塊的輸 入信號(hào)；所述參數(shù)辨識(shí)模塊將其輸出信號(hào)與預(yù)失真信號(hào)進(jìn)行比較，從而得到誤差信號(hào)；通 過調(diào)整辨識(shí)模塊與預(yù)失真器中的參數(shù)，逐漸縮小誤差信號(hào)。本實(shí)用新型可通過調(diào)整辨識(shí)模塊與預(yù)失真器中的參數(shù)，逐漸縮小誤差信號(hào)并使其 歸零。本實(shí)用新型可通過RLS算法調(diào)整辨識(shí)模塊與預(yù)失真器中的參數(shù)，逐漸縮小誤差信 號(hào)并使其歸零。本實(shí)用新型所述射頻功率放大器輸出信號(hào)中的一小部分功率經(jīng)增益為1/G的衰 減器衰減后，作為反饋信號(hào)進(jìn)入反饋模塊，其中G為放大器的期望增益。本實(shí)用新型當(dāng)參數(shù)辨識(shí)算法收斂后，將反饋模塊及參數(shù)辨識(shí)模塊斷開；當(dāng)預(yù)失真 器與射頻功率放大器之間失去原有的匹配關(guān)系時(shí)，將反饋回路和參數(shù)辨識(shí)模塊重新接入。本實(shí)用新型所述預(yù)失真信號(hào)處理模塊包括D/A轉(zhuǎn)換部分、調(diào)制部分、上變頻部分 及射頻功率放大器部分；所述D/A轉(zhuǎn)換部分、調(diào)制部分、上變頻部分及射頻功率放大器的端 口依次串接。本實(shí)用新型所述反饋模塊包括下變頻部分、解調(diào)部分及A/D轉(zhuǎn)換部分；所述下變 頻部分、解調(diào)部分及A/D轉(zhuǎn)換部分的端口依次串接。本實(shí)用新型所述預(yù)失真信號(hào)生成模塊或參數(shù)辨識(shí)模塊可采用FPGA模塊。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，自適應(yīng)能力強(qiáng)，不用考慮其穩(wěn)定性問題，同時(shí)能 夠處理多載波信號(hào)，互調(diào)失真改善效果好，可調(diào)范圍大，是目前性價(jià)比較高的一種功率放大 器線性化技術(shù)。本實(shí)用新型在深入研究功放基帶預(yù)失真技術(shù)的理論和算法的基礎(chǔ)上，提出了一種 基于Volterra級(jí)數(shù)的線性預(yù)失真方法，并利用了 RLS即遞歸最小二乘法進(jìn)行自適應(yīng)預(yù)失真 調(diào)整，提高了功放線性擬合的收斂速度以及功放線性輸出的穩(wěn)定性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型基于FPGA的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為有記憶非線性系統(tǒng)的分解。
具體實(shí)施方式
Volterra級(jí)數(shù)理論是分析非線性系統(tǒng)的一種有效的數(shù)學(xué)工具。對(duì)于線性時(shí)不變系 統(tǒng)，其零狀態(tài)響應(yīng)等于單位沖擊響應(yīng)h(t)與輸入信號(hào)x(t)的卷積
ftQfjy{t) = Η(τ)χ( -τ) τ
J-CO
4[0027]Volterra級(jí)數(shù)模型是一種泛函級(jí)數(shù)模型，它將上述形式的關(guān)系加以推廣，用于描 述有記憶非線性系統(tǒng)。由非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的分解定理可知，連續(xù)泛函F( ·)所表征的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)， 當(dāng)其輸入信號(hào)的能量有限時(shí)，總可以分解為有記憶線性系統(tǒng)和一個(gè)無記憶非線性系統(tǒng)的級(jí) 聯(lián)，如圖3所示。將線性子系統(tǒng)分別記為&( ·)， (·)，…，F(xiàn) (·)，每個(gè)子系統(tǒng)的輸出 依次為W1 (t)，w2 (t)，…， (t)，無記憶非線性系統(tǒng)記為Fm ( ·)，則整個(gè)系統(tǒng)的輸出可表示 為y (t) = Fnl[W1 ⑴，W2 ⑴，wN(t)]對(duì)于預(yù)失真線性化系統(tǒng)，預(yù)失真器的設(shè)計(jì)十分重要。Volterra級(jí)數(shù)可以將滿足 一定條件的有記憶非線性系統(tǒng)逼近到任意準(zhǔn)確的程度，它不僅可用于射頻功率放大器的建 模，而且也可以用于構(gòu)造預(yù)失真器。一般形式的Volterra預(yù)失真器的輸入、輸出信號(hào)之間 的關(guān)系如式(1-1)所示。
權(quán)利要求1 一種基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)失真 信號(hào)生成模塊、預(yù)失真信號(hào)處理模塊、反饋模塊及參數(shù)辨識(shí)模塊；所述預(yù)失真信號(hào)生成模 塊、預(yù)失真信號(hào)處理模塊、反饋模塊及參數(shù)辨識(shí)模塊的傳輸端口依次分別串接；所述預(yù)失真信號(hào)生成模塊包括預(yù)失真器，其由輸入信號(hào)經(jīng)過預(yù)失真器后，形成預(yù)失真 信號(hào)；所述預(yù)失真信號(hào)處理模塊由預(yù)失真信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、調(diào)制及上變頻后，得到射頻功 率放大器的輸入信號(hào)；所述射頻功率放大器輸出信號(hào)中的一小部分功率經(jīng)衰減后，作為反 饋信號(hào)進(jìn)入反饋模塊；所述反饋模塊將反饋信號(hào)經(jīng)下變頻、解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換后，得到參數(shù)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)，其特征在 于所述預(yù)失真信號(hào)處理模塊包括D/A轉(zhuǎn)換部分、調(diào)制部分、上變頻部分及射頻功率放大器 部分；所述D/A轉(zhuǎn)換部分、調(diào)制部分、上變頻部分及射頻功率放大器的端口依次串接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)，其特征在 于所述反饋模塊包括下變頻部分、解調(diào)部分及A/D轉(zhuǎn)換部分；所述下變頻部分、解調(diào)部分 及A/D轉(zhuǎn)換部分的端口依次串接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)，其特征在 于所述預(yù)失真信號(hào)生成模塊或參數(shù)辨識(shí)模塊采用FPGA模塊。
專利摘要本實(shí)用新型屬數(shù)字通信預(yù)失真處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Volterra級(jí)數(shù)間接學(xué)習(xí)型預(yù)失真線性化系統(tǒng)，包括預(yù)失真信號(hào)生成模塊、預(yù)失真信號(hào)處理模塊、反饋模塊及參數(shù)辨識(shí)模塊；預(yù)失真信號(hào)處理模塊由預(yù)失真信號(hào)經(jīng)過處理后，得到射頻功率放大器的輸入信號(hào)；射頻功率放大器輸出信號(hào)中的一小部分功率經(jīng)衰減后，進(jìn)入反饋模塊；反饋模塊將反饋信號(hào)進(jìn)行處理后，得到參數(shù)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)；參數(shù)辨識(shí)模塊將其輸出信號(hào)與預(yù)失真信號(hào)進(jìn)行比較，從而得到誤差信號(hào)；通過調(diào)整辨識(shí)模塊與預(yù)失真器中的參數(shù)，逐漸縮小誤差信號(hào)并使其歸零。本實(shí)用新型穩(wěn)定性高，自適應(yīng)能力強(qiáng)，不用考慮其穩(wěn)定性問題，同時(shí)能夠處理多載波信號(hào)，互調(diào)失真改善效果好，可調(diào)范圍大。
文檔編號(hào)H03F1/32GK201878098SQ20102024101
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者丁志文, 寧鵬, 張丙春, 徐勇, 杜方, 王繼新, 胡穎 申請(qǐng)人:奧維通信股份有限公司