[发明专利]一种宽带射频功放的动态非线性建模系统

摘要

本发明公开了一种宽带射频功放的动态非线性建模系统，包括无记忆效应处理单元、系数分解记忆效应处理单元和加法器，无记忆效应处理单元采用静态非线性无记忆多项式形式表示，系数分解记忆效应处理单元采用系数分解的记忆多项式模型、系数分解的广义记忆多项式模型或者系数分解的改进型广义记忆多项式模型实现；优点是在保证建模精度较高和复杂度较低的基础上，可以减少模型系数数量，减少训练时所耗的计算资源量，方便硬件实现。

主权项

1.一种宽带射频功放的动态非线性建模系统，其特征在于包括无记忆效应处理单元、系数分解记忆效应处理单元和加法器，所述的无记忆效应处理单元和所述的系数分解记忆效应处理单元分别具有输入端和输出端，所述的加法器具有第一加数输入端、第二加数输入端和和输出端，所述的无记忆效应处理单元的输入端和所述的系数分解记忆效应处理单元的输入端连接且其连接端为所述的动态非线性建模系统的输入端，所述的无记忆效应处理单元的输出端和所述的加法器的第一加数输入端连接，所述的系数分解记忆效应处理单元的输出端和所述的加法器的第二加数输入端连接，所述的加法器的和输出端为所述的动态非线性建模系统的输出端；将宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号记为x(n)，所述的动态非线性建模系统的输入端接入信号x(n+M)，x(n+M)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的未来第M个采样时刻的采样信号，M＝0,1,2,3,......η，η为大于等于1且小于等于10的整数，将所述的无记忆效应处理单元的输出端的输出信号记为y₁(n)，所述的系数分解记忆效应处理单元的输出端的输出信号记为y₂(n)，所述的加法器的和输出端输出信号y(n)＝y₁(n)+y₂(n)；所述的无记忆效应处理单元采用静态非线性无记忆多项式形式表示为：其中，f为所述的无记忆效应处理单元的最高阶次，f为正整数，e为所述的无记忆效应处理单元的最低阶次，e为大于等于零的整数，f﹥e，为所述的无记忆效应处理单元的系数，符号“| |”为取模符号，γ＝e,e+1,…,f；当M＝0时，所述的系数分解记忆效应处理单元采用系数分解的记忆多项式模型实现，其表达式为：其中，r为系数分解的记忆多项式模型的阶数，r为大于等于1的整数，s为系数分解的记忆多项式模型的记忆深度，s为大于等于1的整数，h_w和p_q为系数分解的记忆多项式的系数；符号| |为取模符号，w＝0,1,…,r，q＝0,1,…,s‑1；当M＝1,2,3,......η时，所述的系数分解记忆效应处理单元采用系数分解的广义记忆多项式模型或者系数分解的改进型广义记忆多项式模型实现；当所述的系数分解记忆效应处理单元采用系数分解的广义记忆多项式模型实现时，其表达式为：式(3)中，为系数分解的广义记忆多项式的包络对齐项，K_a为包络对齐项的阶数，K_a为大于等于1的整数，L_a为包络对齐项的记忆深度，L_a为大于等于1的整数，k₁＝0,1,…,K_a，l₁＝0,1,…,L_a‑1，和为系数分解的广义记忆多项式的包络对齐项的系数，当l₁＝0时，x(n‑l₁)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当l₁≠0时，x(n‑l₁)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第l₁个采样时刻的采样信号；为系数分解的广义记忆多项式的包络滞后项，K_b为包络滞后项的阶数，K_b为大于等于1的整数，L_b为包络滞后项的记忆深度，L_b为大于等于1的整数，M_b为包络滞后项的滞后度，M_b为大于等于1的整数，k₂＝1,…,K_b，l₂＝0,1,…,L_b‑1，m₁＝1,…,M_b，和为系数分解的广义记忆多项式的包络滞后项的系数；x(n‑l₂‑m₁)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第l₂+m₁个采样时刻的采样信号；当l₂＝0时，x(n‑l₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当l₂≠0时，x(n‑l₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第l₁个采样时刻的采样信号；为系数分解的广义记忆多项式的包络超前项，K_c为包络超前项的阶数，K_c为大于等于1的整数，L_c为包络超前项的记忆深度，L_c为大于等于1的整数，M_c为包络超前项的超前度，M_c为大于等于1的整数，；k₃＝1,…,K_c，l₃＝0,1,…,L_c‑1，m₂＝1,…,M_c，和为系数分解的广义记忆多项式的包络超前项的系数；当l₃＝0时，x(n‑l₃)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当l₃≠0时，x(n‑l₃)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第l₁个采样时刻的采样信号；当l₃‑m₂等于0时，x(n‑l₃+m₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当l₃‑m₂小于0时，x(n‑l₃+m₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的未来第l₃‑m₂个采样时刻的采样信号，当l₃‑m₂大于0时，x(n‑l₃+m₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第l₃‑m₂个采样时刻的采样信号；当所述的系数分解记忆效应处理单元采用系数分解的改进型广义记忆多项式模型实现时，其表达式为：其中，为系数分解的改进型广义记忆多项式的复包络超前项，M_d为超前记忆深度，M_d为正整数，g为复包络超前项的阶数，g为正整数，K为复包络超前项的记忆深度，K为正整数，m＝1，2，…，M_d，q₁＝0,1,…,K‑1，k₄＝0,…,g，和为系数分解的改进型广义记忆多项式的复包络超前项的系数；当q₁＝0时，x(n‑q₁)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当q₁≠0时，x(n‑q₁)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第q₁个采样时刻的采样信号；当q₁‑m等于0时，x(n‑(q₁‑m))为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当q₁‑m大于0时，x(n‑(q₁‑m))为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第q₁‑m个采样时刻的采样信号，当q₁‑m小于0时，x(n‑(q₁‑m))为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的未来第q₁‑m个采样时刻的采样信号；为系数分解的改进型广义记忆多项式的复包络对齐项，符号| |为取模符号，R为复包络对齐项的阶数，R为正整数，S为复包络对齐项的记忆深度，S为正整数，和为复包络对齐项的系数，k₅＝0,…,R，q₂＝0,1,…,S‑1，当q₂＝0时，x(n‑q₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的采样信号，当q₂≠0时，x(n‑q₂)为宽带射频功放的输入端在当前采样时刻的过去第q₂个采样时刻的采样信号。