专利名称：一种用于高效功率放大器的数字预失真处理方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高效功率放大器的数字预失真处理技术，具体地涉及到数字预失真系统的数据过滤方法。
背景技术：
随着现代无线通信技术的快速发展，功率放大器作为影响通信系统性能最重要的器件，其非线性特性和记忆效应越来越受到业界的关注。功率放大器的非线性是指当放大器输入信号的幅度逐步增加时，输出信号将会达到饱和状态，输入输出呈现为非线性关系，包括振幅非线性、相位非线性和交调失真。非线性产生的不良后果主要表现在(1)带内信号失真，增加了接收系统的误码率，严重影响信号传输；( 带外频谱再生或扩展，影响邻频道用户的正常传输，产生邻频道干扰。功率放大器的记忆效应在窄带通信系统中较弱，往往被忽略。但在宽带通信系统中，它变得十分显著，严重影响通信系统的质量。宽带，定义为传输信号的带宽与器件本身的带宽存在可比性。因此，记忆效应与带宽密切相关。记忆效应从时域角度看，是指放大器当前时刻的输出信号既取决于当前时刻的输入信号，还与过去时刻的输入信号有关；从频域的角度看，是指放大器的幅度和相位特性随着输入信号包络频率的变化而改变的现象。为了提高功率放大器的效率，一般让其工作在接近饱和点处。然而功率放大器的特性导致的不良后果大大降低了它的效率。要提高功率放大器效率，其线性化技术十分关键。线性化技术通常可以分为功率回退法(Back-off)、负反馈法(Feedback)、前馈法 (Feed-forward)、非线性器件法(LINC)、预失真法(Pre-distortion)等。预失真技术在数字信号处理技术发展的同时，从模拟预失真发展到数字预失真， 由于数字预失真技术比模拟预失真技术更便于采用自适应结构、实现较复杂的算法而迅速发展。数字预失真的应用，对改善功率放大器的邻频道干扰(ACLR=Adjacent Channel Leakage fcitio)、幅度误差向量(EVM =Error vector magnitude)具有十分显著的效果。—般地，功率放大器之前的数字预失真系统主要包括数字预失真器，信号同步单元和数字预失真训练器三部分。数字预失真器的模型参数是在数字预失真训练器中训练， 即数字预失真训练器通过对时间同步后的功率放大器输出反馈信号和数字预失真输出信号做自适应处理获取新的参数，并传递到数字预失真器进行预失真模型参数更新。传统方法中是将数字预失真训练器对功率放大器输出反馈信号和数字预失真器输出信号作时间同步后直接送入数字预失真训练器进行自适应运算，得到预失真模型参数。这种方法的弊端在于忽略了两路输入信号的抖动性对功率放大器输出线性度的影响。本发明一种用于高效功率放大器的数字预失真处理方法，针对以上问题提出解决方案，采用数据过滤进行处理，可以优化数字预失真器的性能，提高功率放大器的线性度。
发明内容
为了降低预失真系统的输入的抖动问题，本发明提出一种用于高效功率放大器数字预失真处理方法，其特征在于在对数字预失真器的输出信号和功率放大器输出端的反馈信号作时间同步后，先进行数据过滤处理，然后再将两路过滤后的信号传送到数字预失真训练里进行预失真参数的训练。对同步后的数字预失真器的输出信号和功率放大器输出端的反馈信号的数据过滤处理方法为1、设置门限最大值和最小值，二者均为非负实数；2、计算同步后功率放大器反馈信号的模值；3、判断功率放大器反馈信号的模值是否满足设置的门限值条件若模值大于最大值或小于最小值，则将该数据丢掉，同时去掉同步后该时刻的数字预失真器输出的数据信号；若模值小于等于最大值或者大于等于最小值，该将该时刻的同步后的功率放大器反馈数据信号和的数字预失真输出数据信号都传递给数字预失真训练器。本发明的有益效果本发明一种用于高效功率放大器数字预失真处理方法，在数字预失真技术中采用数据过滤的方法对输入数字预失真训练器的信号进行过滤处理，克服了输入信号的抖动性，使得到的预失真模型参数更稳定，提高功率放大器的输出线性度，并且易于在DSP中完成，实现简单，适用范围广。
图1是本发明用于高效功率放大器数字预失真的数据过滤方法流程图。图2是本发明一种用于高效功率放大器数字预失真处理方法的结构简图
具体实施例方式本发明公布了一种用于高效功率放大器数字预失真处理方法，适用于数字预失真技术中线性化功率放大器，下面参照附图加以详细描述。图2是本发明一种用于高效功率放大器的数字预失真处理方法结构表述的实施例，包括数字预失真单元(1)、信号同步单元( 和数字预失真训练单元G)，数字预失真单元(1)有一个外部信号输入端、一个模型参数信号输入端和一个输出端，信号同步单元(2) 有一个外部放大信号输入端和一个预失真信号输入端以及一个同步后的外部放大信号输出端和一个同步后的预失真信号输出端，数字预失真训练单元(4)有两个输入端和一个输出端，其中数字预失真单元(1)的外部输入端的信号就是该预失真处理方法要处理的外部输入信号，数字预失真单元(1)的输出端分成两路，一路作为数字预失真处理后的输出信号，另一路输入到信号同步单元( 的预失真信号输入端，信号同步单元( 的外部放大信号输入端则是来源于数字预失真处理之外的功率放大器的反馈信号，数字预失真训练单元 (4)的输出端的信号输出到数字预失真单元(1)的模型参数输入端；其特征在于在信号同步单元( 和数字预失真训练单元间增加了数据过滤单元(3)，数据过滤单元(3)有一个同步后的预失真信号输入端和一个同步后外部放大信号输入端以及一个过滤处理后的预失真信号输出端和一个过滤后的外部信号输出端，数字预失真训练单元的两个输入端分别是过滤处理后的外部放大信号输入端和过滤处理后的预失真信号端，信号同步单元O)的两个输出信号分别与数据过滤单元(3)的两个输入信号对应连接，数据过滤单元 (3)的两个输出端的信号分别对应地输入到数字预失真训练单元的两个输入端，即在对数字预失真器的输出信号和外部放大后的反馈信号进行时间同步后且在预失真参数训练之前，先进行数据过滤处理，然后再将两路过滤后的信号传送到数字预失真训练单元(4) 里进行预失真参数的训练。所谓外部是把预失真系统作为本方法的一个整体处理单元时，这个整体以外的部分。图1给出了本发明用于高效功率放大器数字预失真的数据过滤方法流程图，可以在高速DSP中完成。下面结合图2给予详细阐述。具体步骤如下1、信号同步单元2获取数字预失真单元1的输出信号和功率放大器的反馈信号， 将两路信号在时间上进行同步处理，得到同步后的数字预失真器输出信号序列X和功放反馈信号序列Y，再传递给数据过滤单元3，两路信号均为复数信号；2、数据过滤单元3将同步后的两路信号根据数据过滤方法进行数据过滤，具体数据过滤方法由图2给出(1)设置门限最大值和最小值，二者均为非负实数，在本实施例结构中，设最大值 MAX = 0. 5，最小值 MIN = 0. 0001 ；(2)计算同步后功率放大器反馈信号的模值；(3)判断功率放大器反馈信号的模值是否满足设置的门限值条件若模值大于最大值0. 5或小于最小值0. 0001，则不满足条件，将该数据省略，同时去掉同步后数字预失真输出信号对应位置的数据；若模值小于等于最大值0. 5或者大于等于最小值0. 0001，则满足条件，将该功率放大器反馈信号值和对应同步的数字预失真输出信号值都传递给数字预失真训练器单元4用于训练预失真模型参数；所述步骤1中，门限最大值最小值的确定，可以根据具体实例中情况而定，也可以根据仿真结果进行统计分析后而获得。
权利要求
1.一种用于高效功率放大器的数字预失真处理方法，包括数字预失真单元(1)、信号同步单元( 和数字预失真训练单元G)，数字预失真单元(1)有一个外部信号输入端、一个模型参数信号输入端和一个输出端，信号同步单元( 有一个外部放大信号输入端和一个预失真信号输入端以及一个同步后的外部放大信号输出端和一个同步后的预失真信号输出端，数字预失真训练单元(4)有两个输入端和一个输出端，其中数字预失真单元(1)的外部输入端的信号就是该预失真处理方法要处理的外部输入信号，数字预失真单元(1)的输出端分成两路，一路作为数字预失真处理后的输出信号，另一路输入到信号同步单元(2) 的预失真信号输入端，信号同步单元O)的外部放大信号输入端则是来源于数字预失真处理之外的功率放大器的反馈信号，数字预失真训练单元的输出端的信号输出到数字预失真单元(1)的模型参数输入端；其特征在于在信号同步单元( 和数字预失真训练单元 (4)间增加了数据过滤单元(3)，数据过滤单元C3)有一个同步后的预失真信号输入端和一个同步后外部放大信号输入端以及一个过滤处理后的预失真信号输出端和一个过滤后的外部信号输出端，数字预失真训练单元的两个输入端分别是过滤处理后的外部放大信号输入端和过滤处理后的预失真信号端，信号同步单元O)的两个输出信号分别与数据过滤单元(3)的两个输入信号对应连接，数据过滤单元(3)的两个输出端的信号分别对应地输入到数字预失真训练单元的两个输入端，即在对数字预失真器的输出信号和外部放大后的反馈信号进行时间同步后且在预失真参数训练之前，先进行数据过滤处理，然后再将两路过滤后的信号传送到数字预失真训练单元(4)里进行预失真参数的训练；数据过滤处理过程为步骤1 设置门限最大值和最小值，二者均为非负实数；步骤2 计算同步后功率放大器反馈信号的模值；步骤3 判断功率放大器反馈信号的模值是否满足设置的门限值条件若模值大于最大值或小于最小值，则将该数据丢掉，同时去掉同步后该时刻的数字预失真器输出的数据信号；若模值小于等于最大值或者大于等于最小值，该将该时刻的同步后的功率放大器反馈数据信号和的数字预失真输出数据信号都传递给数字预失真训练器单元(4)。
2.根据权利要求1所述一种用于高效功率放大器数字预失真处理方法，步骤2中数据过滤方法中的最大值和最小值根据仿真结果进行统计分析后得到。
3.根据权利要求1所述一种用于高效功率放大器数字预失真处理方法，信号同步单元、数据过滤单元和数字预失真训练器由高速DSP完成。
全文摘要
本发明公开了一种高效功率放大器的数字预失真处理方法，其特征在于在信号同步单元2和数字预失真训练单元4之间增加了数据过滤单元3，具体实施方案是数字预失真器的输出信号和功率放大器的反馈信号首先通过信号同步处理，然后将同步后的两路信号传递到数字预失真训练器中，再将两路数据经过数据过滤，最后将经过过滤后的数据输入到数字预失真训练器中用于预失真模型参数训练。通过数据过滤后的信号有效克服了输入信号的抖动性问题，从而提高功率放大器输出的线性度，实现简单，易于操作。
文档编号H03F3/20GK102412791SQ201110386070
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者余萍, 唐友喜, 潘文生, 符初生 申请人:电子科技大学