[发明专利]一种基于FPGA的超宽带功放谐波消除装置及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的超宽带功放谐波消除装置，用于消除载波信号经功放模块后产生的谐波干扰信号，其特征在于，所述谐波消除装置由FPGA模块实现，包括：

训练信号单元，用于生成初始谐波信号；

功放谐波建模单元，用于根据谐波信号和基带信号对射频功放谐波频率的非线性信道进行建模，获得信道参数；其中，所述谐波信号包括所述初始谐波信号和从功放模块获取的谐波干扰信号，所述基带信号为所述载波信号对应的基带信号；

反谐波系数计算单元，用于根据所述谐波信号、基带信号和信道参数计算获得反谐波系数；

反谐波生成单元，用于根据所述反谐波系数生成反谐波信号，以消除所述射频功放生成的谐波干扰信号；其中，

所述反谐波生成单元生成反谐波信号包括如下步骤：

基于所述反谐波系数得到原反谐波信号；基于CORDIC算法优化所述原反谐波信号计算公式中的复数除法，得到反谐波信号；

所述原反谐波信号的计算公式为：

式中，x_i(n)为原反谐波信号，n为采样点，x_ii为基带信号对应的谐波记忆多项式，i为谐波次数，D为记忆深度，d为实时记忆深度，N_i为非线性效应阶数，j为实时非线性效应阶数，h_ii(d,j)为反谐波系数，x₁(n)为基带信号，x₁(n-d)为基带信号的互调干扰项；

所述基于CORDIC算法优化所述原反谐波信号计算公式中的复数除法，得到反谐波信号包括如下步骤：

基于所述原反谐波信号，对分子的实部和分子的虚部分别取绝对值，得到分子的实部绝对值和分子的虚部绝对值；基于CORDIC Ipcore获得分母的旋转角度；基于所述旋转角度旋转分母的实部，得到分母实部的旋转值；基于divider IPcore，利用所述分子的实部绝对值除以分母实部的旋转值得到反谐波信号的实部，以及，利用所述分子的虚部绝对值除以分母实部的旋转值得到反谐波信号的虚部；基于所述反谐波信号的实部和虚部得到反谐波信号。

2.根据权利要求1所述的超宽带功放谐波消除装置，其特征在于，所述FPGA模块还包括信号对齐单元，用于将所述谐波信号与基带信号对齐，并将对齐后的信号输出至功放谐波建模单元或反谐波系数计算单元。

3.根据权利要求2所述的超宽带功放谐波消除装置，其特征在于，所述FPGA模块还包括选通单元，用于选通训练信号单元并输出初始谐波信号至信号对齐单元，以及，选通反谐波生成单元并输出反谐波信号。

4.一种基于FPGA的超宽带功放谐波消除方法，用于消除载波信号经功放模块后产生的谐波干扰信号，其特征在于，包括如下步骤：

生成初始谐波信号；根据谐波信号和基带信号对射频功放谐波频率的非线性信道进行建模，获得信道参数；其中，所述谐波信号包括所述初始谐波信号和从功放模块获取的谐波干扰信号，所述基带信号为所述载波信号对应的基带信号；根据所述谐波信号、基带信号和信道参数计算获得反谐波系数；根据所述反谐波系数生成反谐波信号，以消除所述射频功放生成的谐波干扰信号；其中，

所述根据所述反谐波系数生成反谐波信号包括如下步骤：

基于所述反谐波系数得到原反谐波信号；基于CORDIC算法优化所述原反谐波信号计算公式中的复数除法，得到反谐波信号；所述原反谐波信号的计算公式为：

式中，x_i(n)为原反谐波信号，n为采样点，x_ii为基带信号对应的谐波记忆多项式，i为谐波次数，D为记忆深度，d为实时记忆深度，N_i为非线性效应阶数，j为实时非线性效应阶数，h_ii(d,j)为反谐波系数，x₁(n)为基带信号，x₁(n-d)为基带信号的互调干扰项；

所述基于CORDIC算法优化所述原反谐波信号计算公式中的复数除法，得到反谐波信号包括如下步骤：

基于所述原反谐波信号，对分子的实部和分子的虚部分别求绝对值，得到分子的实部绝对值和分子的虚部绝对值；基于CORDIC Ipcore获得分母的旋转角度；基于所述旋转角度旋转分母的实部，得到分母的实部旋转值；基于divider IPcore，利用所述分子的实部绝对值除以分母的实部旋转值得到反谐波信号的实部，以及，利用所述分子的虚部绝对值除以分母的实部旋转值得到反谐波信号的虚部；基于所述反谐波信号的实部和虚部得到反谐波信号。