[发明专利]基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置及方法，包括基于修改分段线性函数的预失真模型的数字预失真器和预失真模型训练模块，数字预失真器对输入数字基带信号进行数字预失真处理，功率放大器输出模拟基带信号经衰减耦合器功率耦合、宽带正交解调器正交解调、模数转换器模数转换后生成输出数字基带信号；输入数字基带信号和输出数字基带信号同步后输入预失真器训练模块，预失真器训练模块利用最小二乘算法进行参数训练后获得基于修改分段线性函数的功放模型参数，并发送给数字预失真器。本发明避免了简化Volterra级数模型中的高阶运算，降低数字信号处理的难度和复杂度，能很好的补偿功率放大器的复杂的非线性特性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置及方法。

背景技术

随着第四代移动通信系统广泛应用，第五代移动通信技术的研究深入，通信系统的数据流量日益增加，为了提高频谱利用率，系统中传输的基带信号的带宽在变大，复杂的调制方式导致信号峰均比在变高。宽带的高峰均比基带信号对射频功率放大器的线性度要求很高。功率放大器线性化技术的研究重点由早期的前馈法、反馈法和功率合成等线性化技术逐渐转变到数字预失真技术等，并且近些年数字预失真已经成为最受关注的线性化技术。

在射频功率放大器数字预失真技术中，研究人员广泛采用了各种各样非线性模型在基带预先补偿功放的失真，其中采用最多的是Volterra级数模型和神经网络模型。Volterra级数的模型比较适合于弱非线性的系统建模，射频功放可以看成一种弱非线性系统。因为Volterra级数参数会随着系统阶次和记忆长度的增大而急剧增加，所以众多研究人员提出了多种简化的Volterra模型来克服这一缺点。神经网络模型的多层结构一般过于复杂不容易在数字信号处理中实现。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置及方法，本发明利用了修改的分段线性函数，其模型结构简单，复杂度低，能很好的补偿功率放大器的复杂的非线性特性和记忆效应。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置，包括基于修改分段线性函数的预失真模型的数字预失真器、数模转换器、宽带正交调制器、功率放大器、衰减耦合器、宽带正交解调器、模数转换器和预失真模型训练模块，其中：

所述数字预失真器输入端外接数字基带输入信号和预失真模型训练模块训练得到的模型参数；所述数字预失真器将数字基带输入信号和模型参数输入到修改分段线性函数的预失真模型得到预失真输出信号。

得到的预失真输出信号依次经过数模转换器、宽带正交调制器、功率放大器得到功放输出模拟基带信号。

所述功放输出模拟基带信号依次经过衰减耦合器、宽带正交解调器、模数转换器得到数字基带输出信号，然后将数字基带输出信号输入到预失真模型训练模块。

所述预失真模型训练模块根据数字基带输入信号和数字基带输出信号对修改分段线性函数的预失真模型的参数进行训练，并将训练得到的模型参数推送给数字预失真器。

优选的：所述预失真模型训练模块利用最小二乘算法对数字基带输入信号和数字基带输出信号进行参数训练，确定基于修改分段线性函数的预失真模型的参数。

一种基于修改分段线性函数的功放数字预失真方法，包括如下步骤：

步骤1，对数字基带输入信号进行基于修改分段线性函数的预失真模型的预失真处理。

步骤2，对预失真处理后的数字基带信号输入进行数模转换、正交调制后输入功率放大器，功率放大器输出功放输出模拟基带信号。

步骤3，功放输出模拟基带信号经功率耦合、正交解调、模数转换后得到数字基带输出信号