[发明专利]一种改善数字预失真系统链路失真过补偿的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及自适应数字预失真技术，尤其涉及一种改善数字预失真系统链 路失真过补偿的方法和装置。

背景技术

在频谱资源日益紧张的令天，现代通信系统更趋向于采用比恒定包络调制 方式具有更高频谱效率的非恒定包络的线性调制方式，而这种调制方式对高功 放的线性度要求较高，所以采用这种调制方式需要采用线性化技术来改善功放 的线性度。

另一方面，随着数字移动通信技术的发展，对基站功放的性能提出了越来 越高的要求，即在满足较高的线性要求前提下，使得功放有较高的效率。为了 达到这一要求，就要让放大器既线性又高效，即对射频放大器或射频系统提出 了线性化处理的需求，发展射频放大器线性化技术，采用各种手段来实现放大 器高效率且高线性度。这一点对于未来无线移动通信技术的发展和实现有着十 分重大的实际意义。

线性化技术发展中最重要的一步就是预失真技术的出现，它最初应用于模 拟通信系统中的射频部分，随着数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing) 技术的发展，亦可在数字域内实现，形成数字预失真技术。数字预失真技术既 可以应用在数字通信系统的基带部分，也可以应用在射频部分，而且预失真技 术还可以利用自适应原理来跟踪补偿功放由于温度、湿度等环境因素改变而造 成的误差。总之，预失真技术不但可以提升发射机的效率，降低成本与缩小体 积，亦能有效增加发射机的线性度以提升系统效能与通信质量，是一种适应现 代数字通信发展的线性化技术。

为了便于实现，现有技术中，预失真结构采用的是查表(LUT，Look-Up Table)的方法，如图1所示，预失真系统结构包含两个通道：数据训练的环路 通道和预失真通道。数据训练通道是一个环路结构，其核心部分为预失真算法 模块，该模块对经功放后的反馈输出和原输入信号进行处理，得到功放的失真 特性，然后得到功放失真反特性的LUT参数。当功放特性随着时间或外界环境 变化发生改变时，可以通过自适应的预失真算法来更新预失真反特性LUT参 数。图2给出了一种基本的提取预失真表格结构，其中，X为输入信号，Y为 输出(反馈)信号。首先根据需求确定输出功率，第一次运行时，系统直通， LUT参数全“1”，X′＝X，信号通过功放之后，得到第一组输出数据，反馈进 行预失真处理，通过求解min|Y′-X|得到LUT参数，然后在迭代过程中不断修 正LUT参数，提取此时LUT参数作为这一输出功率下的预失真LUT，供系统 使用。

在实际的数字预失真系统中，有许多系统非线性的可能源，包括诸如晶体 管和电感、电容的非线性元件。当模拟信号转换成数字信号时，更会频繁地引 入非线性特性，再加上模数转换器(ADC)本身的附加非线性源，包括采样电 容器的时间常量、比较器电平中的不精确和放大器中的增益误差等，使得反馈 链路引入很大的非线性失真。对于一般的数字预失真系统而言，反馈链路引入 的非线性失真不仅无法通过预失真算法予以补偿，反而会在提取功放失真反特 性的LUT参数时得到不需要的反馈链路过补偿特性，降低预失真效果。

图3所示为前向链路、反馈链路及功放的失真补偿的原理。以瞬时特性为 例，理想的LUT补偿特性为Fb(·)^-1*H(·)^-1*Tx(·)^-1，其中，Fb(·)^-1为反馈链路失真 的逆特性，H(·)^-1为功放失真的逆特性，Tx(·)^-1为前向链路失真的逆特性，而此 时的功放输出特性为：

Y＝X*Fb(·)^-1*H(·)^-1*Tx(·)^-1*Tx(·)*H(·)＝X*Fb(·)^-1，

其中，H(·)为功放失真，Tx(为)前向链路失真，显见，LUT包含多余的过 补偿特性Fb(·)^-1，这会明显地降低预失真效果。

关于这一领域的专利文献很多，主要集中在奥普蒂科伦公司，如 CN1985442A、CN1998140A、US2004228488等等，其主要思想是单独针对反 馈链路失真引入线性电路进行失真估算，进而补偿输出，但这种方法均存在实 现复杂、增加硬件电路开销等不足。

发明内容