[发明专利]一种基于压缩采样结构的盲多带信号预失真方法

说明书

本发明公开了一种基于压缩采样结构的盲多带信号预失真方法，其中多频输出作为一个宽带信号进行下变频，送入低通滤波器滤除一部分失真后，由A‑MWC采样结构对信号进行压缩采样，利用功率谱密度函数构造一个观测向量长度为传统MWC结构观测向量长度两倍的新欠定方程，再使用基于随机支撑挑选的变步长稀疏度自适应匹配追踪算法(VSStoSAMP)在不依赖信号先验信息的情况下成功重构信号的支撑集。相对传统的并行多频DPD结构，本发明所提出的结构减小了反馈回路的带宽，显著降低了ADC的采样速率，大幅度降低了系统的复杂度，减少了成本。

技术领域

本发明属于信息技术领域，尤其涉及一种基于压缩采样结构的盲多带信号预失真方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，人们对于无线通信业务的需求越来越高，致使有限的无线电频谱资源将要枯竭。为了解决当前频谱资源供不应求的状况，认知无线电技术的研究成为了重中之重。认知无线电技术利用频谱感知技术探测频谱是否处于空闲状态，大幅度提升了频谱资源的利用率，是缓解频谱资源过度紧张的最有效手段之一。射频功率放大器是认知无线电系统中价格最为昂贵的器件，同时也是不可或缺的核心器件，认知无线电系统对功率放大器的线性度提出了更严格的要求，因此对于射频功率放大器线性化技术的研究非常重要，数字预失真精度高、稳定性良好的特点使其成为最优的线性化技术之一，本发明的研究也由此展开。

由于无线电系统中的大部分频谱已经分配，找到满足带宽的连续频带非常困难，因此载波聚合技术应运而生，其作用是聚合位于不同载波频率的多个频带，以增加系统的传输带宽，这要求在无线系统中部署并行多频段发射机。目前对于多频带功率放大器预失真的研究还处于发展阶段，无线电发射机只能在处理单频段信号时获得最佳的功率和线性度，多频段功率放大器具有不同形式的失真，包括互调和交调产物，这比单频段发射机中功率放大器的失真产物更严重。

在多频功率放大器预失真领域的研究中，S.A.Bassam等人提出了二维数字预失真(2D-DPD)，将两个频带上的信号作为两个独立的输入来分别补偿每个频带上的失真。M.Younes等人首次将2D-DPD扩展到3D-DPD，实现了并行三频PA的线性化。由于2D-DPD的固有特性，需要多个反馈回路来同时捕获每个频带的输出信号，虽然降低了各个反馈回路ADC的采样率，系统的实现成本也随着频带的增加而成倍上升。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明所解决的技术问题在于提供一种基于压缩采样结构的盲多带信号预失真方法，在支撑集未知的情况下，对信号进行盲采样和盲重构，相对传统的并行多频DPD结构，本发明所提出的结构减小了反馈回路的带宽，显著降低了ADC的采样速率，大幅度降低了系统的复杂度，减少了成本。

本发明通过以下技术方案来实现：本发明的基于压缩采样结构的盲多带信号预失真方法，主要包括：S1、将多频输出作为一个宽带信号进行下变频；S2、设置下变频器的本振频率为第1个频带和第k个频带的载波频率之和的1/2；S3、采用A-MWC结构对低通滤波器的输出信号进行盲采样；S4、利用功率谱密度函数构造出一个观测向量长度为传统MWC结构观测向量长度两倍的新欠定方程；S5、提出基于随机支撑挑选的变步长稀疏度自适应匹配追踪算法(VSStoSAMP)算法，在不依赖信号先验信息的情况下成功重构信号的支撑集。

进一步，所述基于随机支撑挑选的变步长稀疏度自适应匹配追踪算法(VSStoSAMP)的步骤包括：

输入：观测矩阵D∈2MQ_e×L，观测向量R∈2MQ_e×1，迭代次数k，步长S，0＜α＜1，给定概率0.3≤P_r≤0.8，迭代停止条件ε＝10^-6；

初始化：初始残差r₀＝R，初始支撑集Λ₀＝φ，L为第k次迭代支撑集中元素个数，L＝S，k＝1；

S51：在服从均匀分布的区间[0,1]内随机挑选一个值记为p；