[发明专利]毫米波宽带功率放大器的可重构数字预失真系统及方法

说明书

本发明公开了一种毫米波宽带功率放大器的可重构数字预失真系统，包括数字预失真模型、功率放大器、模拟带限滤波器和模型系数提取模块，原始基带输入信号通过数字预失真模型生成数字预失真模型输出信号，数字预失真模型输出信号分别送入功率放大器和模型系数提取模块，功率放大器的输出信号经过模拟带限滤波器后所得到的信号的一小部分也送回至模型系数提取模块，模型系数提取模块提取出数字预失真模型系数并将其送入数字预失真模型。本发明还公开了采用该系统的预失真方法。本发明可以根据需求灵活地选择子载波，节省频谱资源；减少了传统数字预失真技术所需的处理带宽；减轻了现有的数字信号处理芯片对于高速率数据的压力。

技术领域

本发明涉及功率放大器的数字线性化技术领域，特别是涉及毫米波宽带功率放大器的可重构数字预失真系统及方法。

背景技术

无线通信技术的快速发展以及即将到来的第五代移动通信(5G)时代给功率放大器提出了全新的要求。在5G无线通信技术中即将采用的大带宽信号，能提供Gbps量级的数据传输速率，可以满足许多高速数据传输的需求，例如8K广播电视。和现有的3G及4G技术一样，在5G系统中采用的毫米波功率放大器也面临着功率效率的问题。为了解决这个问题，功率放大器需要工作在饱和区，然而这样一来，就会引入非线性。数字预失真技术，凭借其低成本、易实现、高精确度等优势成为解决功率放大器非线性问题的流行方案。但是，在5G系统中，由于需要很大的调制带宽，同时载波聚合技术将会带来灵活的载波模式，传统的数字预失真技术主要面临着三个挑战：

(1)对于现有的数字信号处理芯片，传统数字预失真技术所需的基带数据处理速率过高；

(2)发射机和反馈环路的模拟带宽太宽，难以实现；

(3)面对不同的载波模式，传统技术应用统一的数字预失真模型，不够高效和灵活。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够极大地减少功率消耗并提供效率的毫米波宽带功率放大器的可重构数字预失真系统及方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的毫米波宽带功率放大器的可重构数字预失真系统，包括数字预失真模型、功率放大器、模拟带限滤波器和模型系数提取模块，原始基带输入信号通过数字预失真模型生成数字预失真模型输出信号，数字预失真模型输出信号分别送入功率放大器和模型系数提取模块，功率放大器的输出信号经过模拟带限滤波器后所得到的信号的一小部分也送回至模型系数提取模块，模型系数提取模块提取出数字预失真模型系数并将其送入数字预失真模型。

进一步，所述带限滤波器为有限长单位冲激响应低通滤波器。

进一步，所述数字预失真模型根据不同载波模式获取落在不同频段的核函数。

采用本发明所述的毫米波宽带功率放大器的可重构数字预失真系统的预失真方法，包括以下步骤：

S1：在数字预失真模型中，将原始基带输入信号分解为四个不同载波的信号；

S2：在数字预失真模型中，根据需求选择不同的载波组合模式；

S3：在数字预失真模型中，根据载波组合模式生成正确的核函数；

S4：在数字预失真模型中，生成平均包络，用来加权核函数，进而生成数字预失真模型输出信号，送入功率放大器；

S5：功率放大器的输出信号经过模拟带限滤波器后所得到的信号的一小部分分解为四个不同的载波信号，与数字预失真模型输出信号一起送入模型系数提取模块，提取出数字预失真模型系数，再将数字预失真模型系数带入到数字预失真模型中，经过3-4次迭代，达到线性化效果。

进一步，所述步骤S4中的平均包络根据式(1)得到：