[发明专利]一种非线性功放的高性能数字预失真方法

说明书

本发明公布一种非线性功放的高性能数字预失真方法，包括：通过对功率放大器进行建模，采集功率放大器的输入信号，计算功放模型输出信号；进行归一化；定义功放模型输出信号放缩比；计算归一化误差向量；还原为输出端误差向量；计算消除误差向量后的功放模型输出信号，并进行限幅操作，得到高性能预失真功放模型输出信号；对功放模型进行逆运算，求解高性能预失真功放模型输出信号所对应的高性能预失真功放模型输入信号，再输入非线性功放，即完成非线性功放的数字预失真。本发明能够实现抑制功放输出信号非线性失真的高性能数字预失真，具有优异的线性化性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及非线性功放系统优化与数字预失真技术，尤其涉及一种非线性功放的高性能数字预失真方法。

背景技术

现代通信市场中，对高载波频率，宽信道带宽的通信系统需求越来越多，这类通信系统广泛使用高峰值平均功率比和宽信号带宽的信号来获得较高的频谱效率，同时也带来了更加复杂的调制解调协议。在即将到来的5G场景中，可以预见的，功率放大器的非线性失真依然会是通信系统的主要失真源。

于是数字预失真(DPD)技术应运而生，通过一个预失真元件来和功率放大器级联，产生能与功放的非线性失真相互抵消的信号，将这两个非线性失真相结合，便能够实现高度线性化、无失真的通信系统。

然而，要实现数字预失真技术是十分复杂的，在载波频率越来越高的条件下，常规数字预失真的线性化性能会逐渐变差。如若想达到先前的性能指标要求，功放输出信号将遭受非常严重的退化，这种方法可能并不会提升通信系统的性能，甚至会使性能下降。而且，目前主流的DPD技术，主要发展方向是针对功率放大器的行为进行更精准的建模。这些方法对数字预失真设备的计算量提出了很高的要求，不利于设备的微型化。因此，寻找一种方法简单，线性化性能良好的高效数字预失真方法十分必要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种非线性功放的高性能数字预失真方法，具有线性化性能良好的优点。

本发明的目的在于对非线性功率放大器提供一种新的高性能数字预失真方法。通过对功率放大器进行建模，对功放模型输出信号的误差向量和功放特性进行分析，该方法给出了抑制功放输出信号非线性失真的高性能数字预失真方法，并给出了其实现流程。相比于目前的主流的数字预失真方法，该方法具有优异的线性化性能，是一种高性能的数字预失真方法。

本发明提供的技术方案是：

一种非线性功放的高性能数字预失真方法，包括如下步骤：

1)对功率放大器(功放，Power Amplifier，PA)进行建模，得到功放模型；

2)采集功率放大器的输入信号S_in，计算输入信号S_in对应的功放模型输出信号

3)对功放输入信号S_in和功放模型输出信号进行归一化，得到归一化功放输入信号和归一化功放模型输出信号

4)计算归一化误差向量

5)将归一化误差向量还原为输出端误差向量e_out；

6)计算消除误差向量后的功放模型输出信号之后进行限幅操作，得到期望预失真输出信号为经过高性能预失真后计算得到的PA期望的输出信号；

7)对功放模型进行逆运算，求解PA期望预失真输出信号所对应的PA高性能数字预失真输入信号即为预失真输出信号DPD_out，输入非线性功放，由此完成抑制功放输出信号非线性失真的高性能数字预失真。

优选的，步骤3)中，对功放输入信号S_in和功放模型输出信号进行归一化，得到归一化功放输入信号和归一化功放模型输出信号具体操作方法为：

计算归一化功放输入信号：