[发明专利]基于插值的数字预失真结构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月5日提交的代理人案号为1052.089PROV的美国临时申请No.61/485,149的优先权，其教导通过引用其全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及信号处理，更具体地但非排它地，涉及线性化非线性系统，例如使用数字预失真的非线性放大器。

背景技术

引言

这部分介绍的一些方面有助于对发明进行更好的理解。因此，这部分的说明应当从这个角度理解，而且不应当理解成承认什么是现有技术，什么不是现有技术。

图1示出的是信号处理系统100的示意性方框图，其执行的是一种常规的线性方案，该方案采用数字预失真使具有非线性放大器134的模拟子系统130线性化。信号处理系统100接收数字输入信号x[n]，并产生线性放大的模拟输出信号y_amp(t)。

特别地，数字(例如基频或IF(中频))输入信号x[n]通过数字预失真(DPD)模块114处理产生预失真数字信号x_pd[n]，预失真数字信号x_pd[n]通过数模转换器(DAC)120转换成模拟预失真信号x_pd(t)。DAC输出的频率通过升频器132被转换成预期频率(例如RF(射频))以生成RF模拟预失真信号。RF信号x_{pd_rf}(t)通过非线性放大器134放大生成输出信号y_amp(t)。

数字预失真的目的

信号处理系统100内数字预失真的目的是确保输出信号y_amp(t)接近数字输入信号x[n]的(理论)模拟版本x(t)的线性缩放后的版本。也就是说，，其中G为常数。应当注意，在上述公式中，数字信号x[n]是模拟信号x(t)的采样版本。

数字预失真函数的计算

在通常的实施方式中，放大器输出信号y_amp(t)的一小部分在分接头140处被移除，并利用降频器150被混合成合适的中频(IF)(或替代地，混合成基频)。利用模数转换器(ADC)160对由此获得的降频反馈信号y_fb(t)数字化从而生成数字反馈信号y_fb[n]。

由模块114执行的数字预失真函数开始时被计算，随后通过利用控制器(图1中未示出)对输入信号x[n]与反馈信号y_fb[n]进行比较对数字预失真函数进行适应性更新，上述控制器可以被实现为是DPD模块114的部件，也可以相对DPD模块114独立。上述计算可以用以下两种方式中的(至少)一种来实现：

1)采用非实时方式，获取一批输入信号x[n]的样本和反馈信号y_fb[n]的样本，通过控制器离线处理来评估预失真函数。这种评估通常在DSP(数字信号处理器)或微控制器中执行。

2)采用实时方式，所述预失真函数由控制器利用自适应非线性滤波器结构一个采样一个采样地进行更新。

预处理

在两种情况下，在控制器评估所述预失真函数之前，都要对信号x[n]和y_fb[n]，或者两者中的一个进行预处理。该预处理对延迟、增益和两信号的相位进行对准。在数学上，可以进行如下描述：

对能使价值函数最小化的延迟τ和复合增益α进行评估：

E{(x[n-τ]-αy_fb[n])²}，

其中，E{·}表示预期值算子(或平均)。在非实时实施方式中，最小化价值函数归结为以最小二乘法方向估算最小化价值函数的延迟τ和复合增益α的值。应当注意延迟τ和复合增益α应当被接连和/或共同评估。此外，应当注意延迟τ可以是分数延迟。最小二乘估算技术是公知的。例如参见：纽约：剑桥大学出版社，1986年，《数值分析方法库》中W.H.Press、B.P.Flannery、S.A.Teukolsky和W.T.Vetterling撰写的“科学计算艺术”一文，该文章的数导通过引用并入本文中。

数字预失真函数

预处理后，数字预失真可被描述成对最小化价值函数的任意非线性函数f_pd(·)进行估算：