[发明专利]5G超宽带功率放大器低速数字预失真方法

说明书

本发明公开5G超宽带功率放大器低速数字预失真方法。传统的数字预失真模块都是高速运行的，一般只适用于窄带信号，但随着未来5G通信系统的到来，窄带信号已经难以满足要求。本发明针对未来超宽带信号，设计了混叠消除的低速数字预失真模块，不仅能实现很低的工作速率，而且还能保证通信信号的质量。

技术领域

本发明属于无线通信与微波技术领域，针对超宽带无线通信系统中功率放大器非线性问题提出的一种预矫正方法，具体采用低速数字预失真线性化方案，具体是5G超宽带功率放大器低速数字预失真频谱混叠消除方法。

背景技术

功率放大器是通信系统中必不可少的重要器件之一。随着5G技术应用的发展，信号带宽越来越宽，对功率放大器的线性度要求也逐步提高。一旦输入信号幅值超出功率放大器线性区，将导致传输信号出现非线性失真，这不仅会降低带内通信信号的质量，而且还将带来带外信号溢出影响相邻信道的通信质量。数字预失真的提出可以有效地解决由于功率放大器非线性而引起的信号失真问题。目前，数字预失真是解决功率放大器非线性最广泛也是最有效的方法之一。

在目前的无线通信系统中，随着数字预失真模块的工作速率增大，相对应的ADC模块、DAC模块的工作速率也要等比例增大。通信系统中各个模块的工作速率的提高会促使成本的大幅提升。如果强制将各模块的工作速率降低，那么所传输的带内信号就会产生混叠，严重影响带内信号的质量。因此,降低各模块的工作速率成为了一个非常棘手的问题。

发明内容

本发明的目的是为了针对现有技术的不足，提出针对5G超宽带无线通信系统的新颖低速数字预失真频谱混叠消除方法。

5G超宽带功率放大器低速数字预失真系统包括信号发射系统和信号接收系统；其中信号发射系统包括带混叠数字预失真模块(DPD)、减法器、DAC模块、上变频、功率放大器(PA)；基带信号经混叠DPD、减法器处理后分别送入DAC模块和参数提取模型，DAC模块输出信号经上变频、功率放大器输出。信号接收系统有两条反馈路径分别包括下变频、ADC模块、参数提取模型、带阻滤波器、信号降采样模块；一条路径为功率放大器输出信号经下变频和ADC模块后将信号送入参数提取模型，参数提取模型把所得参数送入混叠DPD。另一条路径为功率放大器经带阻滤波器、信号降采样模块处理后得混叠信号送入减法器，与混叠DPD输出信号做减法运算。

进一步，所述5G超宽带功率放大器低速数字预失真系统的基带信号带宽为n MHz。

进一步，所述混叠DPD的混叠来源是因为DPD正常工作所需的5n MHz运行速率降a(1a5)倍所致,所以整个系统中的DPD、ADC、DAC的运行速率均为5n/a MHz。

5G超宽带功率放大器低速数字预失真频谱混叠消除方法采用上述5G超宽带功率放大器低速数字预失真系统，包括以下步骤：

S1：在参数提取模型中，将ADC模块输出信号F和减法器输出信号D分别作输入和输出进行提参，并将参数送入混叠DPD中。提参为现有成熟技术，故不详解。

S2：功率放大器输出信号Y经带阻滤波器后的输出信号u经信号降采样得混叠信号C。

S3：把S2中所得的混叠信号近似为混叠DPD中的混叠信号，进而将混叠DPD的输出信号B和经信号降采样信号C做减法运算即可得减法器输出信号D，此输出为无混叠信号D。

进一步，所述步骤S1中的参数提取采用DVR模型的公式如下：

公式(1)中，为输入信号。为模型的输出信号。β_k代为输入信号等间距比例长度的K个域值结点。是模型系数。M是模型记忆深度。n是采样点个数。j是虚数单位。θ是采样点的相位。

进一步，所述步骤S2中的带阻滤波器输出信号的公式如下：

r＝y*w (2)