[发明专利]一种实信号欠采样的数字预失真系统

说明书

本发明为一种实信号欠采样的数字预失真系统，步骤如下：1)以单路模数转换器对功率放大器输出复基带信号的一个分量进行欠采样，得到反馈信号；2)时延估计和补偿单元估计和补偿原始复基带输入信号和反馈信号之间的时延；3)相位估计和补偿单元补偿估计和补偿经时延补偿的原始复基带输入信号和反馈信号之间的相位偏差；4)预失真系数估计单元以经经时延和相位补偿的原始复基带输入信号和反馈信号为输入，迭代更新预失真器的系数向量。本发明仅需对功率放大器输出复基带信号同相和正交分量中的一个进行欠采样，在大大降低对模数转换器采样速率要求的同时，将模数转换器的个数从两路减少到一路，降低了数字预失真的硬件成本和功耗。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种实信号欠采样的数字预失真系统。

背景技术

功率放大器是无线通信系统发射端的重要组成部分，同时也是发射端最为昂贵与耗能的组件。为了提高功率放大器的电源效率以提升发射端系统整体的效能比，功率放大器大多工作在接近饱和输出功率的状态，导致信号产生严重的非线性失真。非线性失真除了会损害发射信号的质量，降低接收端的误码率性能，还会使信号发生频谱扩展，对邻近信道产生干扰。另一方面，由于无线电频谱资源的日趋紧张，各类高频谱效率的调制信号，例如正交幅度调制(QAM)、幅度-相位键控(APSK)和正交频分复用(OFDM)等已在无线通信系统中得到广泛采用。相比最小相位键控(MSK)等恒包络调制信号，高频谱效率的调制信号往往具有较高的峰值-均值功率比(PAPR)，使得在相同的平均输出功率条件下，高频谱效率的调制信号对于功率放大器的非线性失真愈发敏感。为了在提高功率放大器电源效率的同时，解决功率放大器的非线性失真所带来的发射信号质量下降和邻近信道干扰等问题，业界相继提出了各类功率放大器的线性化方法，包括功率回退法、前馈法、反馈法、模拟预失真和数字预失真。其中数字预失真因其非线性失真补偿的有效性、数字处理的自适应性和技术部署的灵活性等优点受到业界的关注，在无线通信系统，特别是第三代和第四代移动通信系统中得到广泛的应用。

然而无线通信系统的演进也给数字预失真技术带来了诸多新的挑战，其一就是对宽带信号的支持。数字预失真技术需要通过一个称为反馈环路的特殊接收机电路，对带有非线性失真的功率放大器输出信号进行采样。由于非线性失真会引起信号频谱的扩展，传统上，反馈环路应具备的带宽将大大超过功率放大器原始输入信号的带宽，实际工程中一般取功率放大器原始输入信号带宽的5倍以上，这对反馈环路中的模数转换器(ADC)提出了很高的要求。以第四代移动通信系统为例，若采用五个分量载波的载波聚合模式，每个分量载波的带宽为20MHz，则最大的信号带宽为100MHz，以信号带宽的5倍进行采样，则ADC的采样速率将达到500MSPS(零中频采样，两路ADC)或1000MSPS(中频采样，一路ADC)。而研究中的第五代移动通信系统中，信号带宽可达500MHz以上，对应的ADC采样速率将达到2.5GSPS或5GSPS。如此高的采样速率，使得ADC的选型和反馈环路的工程设计都困难重重，并且高速ADC昂贵的价格和高功耗会大大增加数字预失真本身的成本和功耗，很大程度上抵消了采用数字预失真所带来的有益效果。