CN101741317A - 一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置 - Google Patents

一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可管理的数字预失真线性宽带射频功率放大器(ADPDWPA)装置。该装置包括：宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块和控制管理模块，其中宽带数字预失真DPD数字单元包括宽带数字预失真引擎模块、DAC、ADC1、ADC2和宽带射频发射机模块。该ADPDWPA装置采用易于扩展的模块化结构思想，具有高度的灵活性、成本低、可管理、开放性以及支持多种通信体制要求，只需要更换不同的模块和升级不同的算法就可以应用不同通信体制的基站系统中，也可应用于下一代移动通信基站系统中，为未来高效率的线性宽带射频功率放大器产业化提供可靠的应用基础。

Description

一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置
技术领域
本发明涉及射频功率放大器技术领域，具体涉及一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置。
背景技术
面对下一代移动通信系统(IMT-Advanced)中采用正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，即OFDM)技术所遇到的高峰均功率比(Peak-to-AveragePower Ratio，即PAPR)问题，人们已经提出了很多峰值削波(Crest Factor Reduction，即CFR)技术和方法。但是，对于提高宽带高功率放大器(Wideband High Power Amplifier，即W-HPA)的线性度和效率，仅仅采用CFR技术来提高W-HPA的效率是非常有限的。为了满足IMT-Advanced移动通信系统中基站设备体积小型化和绿色环保的趋势，对于高效率，线性宽带射频功率放大器技术研究也逐渐兴起。面对射频信号的带宽宽，峰均比高，宽带射频功率放大器的高线性和高效率问题，可以在现有的CFR技术基础上结合宽带数字预失真(Digital Pre-distortion，即DPD)技术+高效率W-HPA技术来进一步提高W-HPA的线性度和效率。但是，DPD线性化技术的核心是自适应数字预失真算法，目前，多局限于对自适应数字预失真算法进行理论研究和模拟阶段，为了对多种数字预失真算法的实际性能进行评估，进而帮助我们根据使用的实际环境来选择合适的算法，在高效率的宽带射频功率放大器研究中，对DPD线性宽带射频功率放大器装置性能的验证也是一项重要的工作，也给宽带射频功率放大器研究的快速发展带来了困扰，有必要建立一个DPD线性宽带射频功率放大器系统，对深入研究DPD线性化宽带射频功率放大器技术有较大的帮助，以便寻找研究成果的应用方法。此装置应具有适合于软件无线电的体系架构，不仅可以处理现有通信标准的基带信号，还可以处理各种自适应数字预失真算法和技术，为未来高效率的线性宽带射频功率放大器产业化提供可靠的应用基础。对于DPD线性宽带射频功率放大器系统的建立，参见专利CN200710178443.x一种OFDM发射机的自适应数字预失真方法和装置，其原理是接收基带信号进行数字预失真处理，然后经过射频发射机模块变频到射频信号，送给宽带射频功率放大器进行放大，该装置的缺点是输入信号为基带信号，只能与基带信号模块连接，不能直接接收射频信号输入。参见专利CN200710029986.5数字预失真功率放大器及其实现方法，其原理是先接收射频信号进行射频下变频处理，然后进行数字预失真处理，最后经过射频发射机模块变频到射频信号，送给宽带射频功率放大器进行放大，该装置的缺点是灵活性不强，成本高，不能管理和控制宽带射频功率放大器。
发明内容
本发明的目的在于在现有器件情况下最大限度地解决数字预失真线性化技术自适应数字预失真算法研究中存在的受基带信号连接的问题，提供一种可管理的数字预失真线性宽带射频功率放大器(Administrable Digital Pre-distortion Wideband Power Amplifier，即ADPDWPA)装置，采用易于扩展的模块化结构思想，引入控制管理模块，将宽带射频信号处理模块+宽带DPD数字单元+宽带射频功率放大器+宽带射频模拟反馈回路模块和控制管理模块组成可管理的数字预失真线性宽带射频功率放大器装置，该ADPDWPA装置加快了DPD线性宽带射频功率放大器研究进度，可以摆脱与基带部分连接的困难，可以做成一个独立的DPD线性宽带射频功率放大器，为未来高效率，线性宽带射频功率放大器产业化提供可靠的应用基础。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供的数字预失真线性宽带射频功率放大器装置包括宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块和控制管理模块，其中宽带数字预失真DPD数字单元包括宽带数字预失真引擎模块、数模转换器DAC、第一模数转换器ADC1、第二模数转换器ADC2和宽带射频发射机模块；所述的宽带射频信号处理模块用于接收射频信号的输入(RF IN)，并将其下变频到基带信号，然后输出至所述ADC1；所述的ADC1用于对接收到的基带信号进行模数转换，然后输出至所述宽带数字预失真引擎模块；所述的宽带数字预失真引擎模块用于对来自ADC1的信号进行预失真处理，将产生的预失真信号送给所述DAC；同时接收来自ADC2的反馈信号，根据该反馈信号实现数字预失真算法分析和系数计算；所述的DAC主要对数字预失真处理后的预失真信号在DAC内部进一步内插，并且进行数模转换，然后输出一个零中频的模拟基带信号至所述宽带射频发射机模块；所述的宽带射频发射机模块用于将从DAC发送来的宽带模拟基带信号经过模拟正交调制直接变频到射频频段，然后经过射频滤波和放大，放大到一定的电平，输出下行射频信号到宽带射频功率放大器；所述的宽带射频功率放大器用于接收来自宽带射频发射机模块的宽带射频信号，进行功率放大后产生射频输出信号(RF OUT)，经天线发射出去；所述的宽带射频模拟反馈回路模块主要用于对宽带射频功率放大器输出的射频信号耦合一部分能量进行处理，以获得数字预失真功率计算需要的模拟中频信号，并输出至所述ADC2；所述的ADC2用于对来自宽带射频模拟反馈回路模块的模拟中频信号进行模数转换，并输出至宽带数字预失真引擎模块；所述的控制管理模块主要实现对宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块的配置和状态监控。
另外，所述的宽带射频信号处理模块也可以和宽带射频模拟反馈回路模块一起合并为宽带射频信号处理单元。所述的控制管理模块也可以合并入宽带DPD数字单元。
优选地，所述的控制管理模块为为微处理器CPU，接口为RS-232，RS-485或USB接口，实现将基站的数字预失真功放配置数据发送给宽带数字预失真引擎模块，本振频率配置数据发给宽带射频信号处理模块和宽带射频模拟反馈回路模块。同时，将宽带射频功率放大器的告警状态信息上报给基站。
优选地，所述的宽带射频模拟反馈回路模块为超外差架构，包括宽带射频滤波器、宽带混频器、宽带中频声表滤波器、宽带中频放大器和接收本振模块；其中所述宽带射频滤波器对宽带射频功率放大器输出的射频信号耦合一部分能量进行滤波，输出满足噪声要求的射频信号至所述宽带混频器；所述宽带混频器将射频信号下变频到模拟中频信号，并输出至宽带中频声表滤波器；所述宽带中频声表滤波器对宽带混频器输出的信号进行滤波，提高其带外抑制，然后输出至宽带中频放大器；宽带中频放大器将输入的模拟中频信号进行放大，补偿前级声表滤波器的插损；另外，所述接收本振模块为宽带混频器提供需要的频率和功率、相噪及频率稳定度符合要求的本振信号。
优选地，所述的宽带数字预失真引擎模块包括宽带数字预失真引擎和自适应滤波算法，采用单一的可编程逻辑器件来实现。
优选地，所述的宽带数字预失真引擎对来自ADC1的信号进行预失真处理，产生与功率放大器的非线性特性相反的曲线，然后将产生的预失真信号发送至DAC；同时，对来自ADC2的信号进行数字中频处理，主要是数字下变频、采样速率转换、数字滤波处理，处理后的数据用于数字预失真算法分析和系数计算。
优选地，所述宽带数字预失真引擎采用基于多项式模型的预失真器内核来实现。
优选地，所述自适应滤波算法用于进行信号分析，动态分析功率放大器综合动态模型，运用自适应滤波算法计算出进行预失真所需要的滤波器系数，产生预失真的校正系数，用于对基带信号进行预失真处理。
优选地，所述的自适应滤波算法采用基于训练序列的RLS+LMS算法相组合的混合算法。
优选地，所述的宽带射频发射机模块为零中频架构。
本发明提供的数字预失真线性宽带射频功率放大器装置，具有高度的灵活性、成本低、可管理、开放性以及支持多种通信体制要求；本发明提供的ADPDWPA装置一方面引入了模块化设计，另一方面引入了控制管理模块，实现可管理的目的。模块化主要是在于宽带射频信号处理模块、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块不同，支持多种通信体制包括CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，LTE等，数字模块主要是在于宽带DPD数字单元的不同、针对不同的通信体制信号下载不同的软件算法，采用了FPGA可编程逻辑器件，灵活性强，可以支持多种通信机制。可以对DPD线性宽带射频功率放大器装置中自适应数字预失真算法关键技术进行研究和实验评估；还可以独立地应用于下一代移动通信基站系统中。
附图说明
图1是本发明的数字预失真线性宽带射频功率放大器装置示意框图；
图2是图1中的宽带数字预失真引擎的结构示意框图；
图3是图1中的宽带射频模拟反馈回路模块的结构示意框图；
图4是本发明的另一种改进的数字预失真线性宽带射频功率放大器装置示意框图。
具体实施方式
下面根据附图来说明本发明的具体实施例：
如图1所示，是本发明的数字预失真线性宽带射频功率放大器装置示意框图。该装置包括宽带射频信号处理模块101、宽带数字预失真(DPD)数字单元102、宽带射频功率放大器103、宽带射频模拟反馈回路模块104和控制管理模块105，其中宽带DPD数字单元102包括数字预失真(DPD)引擎模块102a、数模转换器(DAC)102b、第一模数转换器(ADC1)102e、第二模数转换器(ADC2)102d和宽带射频发射机模块102c。
所述宽带射频信号处理模块101用于接收射频信号的输入(RF IN)，并将其下变频到基带信号；
所述ADC 1102e主要对零中频模拟基带信号进行模数转换；
所述DPD引擎模块102a包括宽带数字预失真引擎和自适应滤波算法(AdaptiveFiltering Algorithm，即AFA)，采用单一的可编程逻辑器件(FPGA)来实现，采用了ALTERA公司的EP2S60F672-5作为整个数字预失真信号处理核心并连接数模转换器DAC102b和第一模数转换器(ADC1)102e、第二模数转换器(ADC2)102d；
如图2所示，是本发明的宽带数字预失真引擎的结构示意框图。该引擎包括输入信号处理模块102a1、插值器模块102a2、峰值削波模块102a3、宽带数字预失真器模块102a4、输出矩阵模块102a5、高速数据传送的DMA(Direct Memory Access，即直接存储器访问)控制器模块102a8、SSRAM(Synchronous SRAM，即异步静态存储器)控制器模块102a7、SPI(Serial Peripheral Interface，即串行外设接口)控制器模块102a6、MPU控制内核模块102a9和接口模块102a10。这些模块也均通过高速片上通信总线相互连接并受MPU控制内核模块的控制和调度。该引擎还包括SSRAM器件102a11，其中SSRAM控制器模块102a7用于连接SSRAM器件102a11，实现对基带数据的缓存，SPI控制器模块102a6可以控制符合SPI协议规范的ADC1 102e、ADC2 102d和DAC器件102b。
这里的宽带基带信号以20MHZ OFDM基带信号为例，输入信号处理模块102a1接收来自ADC1 102e的OFDM数字基带I/Q信号，实现数据速率匹配以及格式转换功能；
插值器模块102a2用于采用插值的方法实现对OFDM基带I/Q数据进行插值达到预失真处理带宽，插值的倍数为fs/BW，其中fs为采样时钟，BW为基带信号信道带宽大小；
峰值削波模块102a3实现对插值后的高速数据流中峰值平均功率比(PAPR)较高的OFDM基带I/Q信号的幅度进行压缩，达到一定的PAPR值大小OFDM基带IA和QA信号，其输出宽带基带IA和QA信号。
宽带数字预失真器模块102a4实现对经过峰值削波模块102a3处理后的宽带OFDM基带IA和QA信号进行数字预失真和预处理实时操作，产生与宽带射频功率放大器103非线性相反的预失真OFDM基带IB和QB信号，纠正OFDM基带IB和QB信号后就可以补偿由宽带射频功率放大器103和宽带射频发射机模块的非线性所造成的失真，达到宽带射频功率放大器103的非线性失真实时补偿处理，同时，接收来自输出矩阵模块102a5的采样OFDM基带IC和QC信号进行比较并自适应地调整数字预失真滤波器系数。
输出矩阵模块102a5分别完成与后级的数字模拟转换器DAC 102b和模拟数字转换器ADC2 102d芯片的连接，实现输出数据速率匹配和时序格式转换功能，并对宽带数字预失真器模块102a4已预失真的输出OFDM基带信号进行插值、滤波，使得基带数据满足DAC102b转换要求，同时，接收反馈回来的模拟信号经过ADC2 102d模数转换后送给宽带数字预失真器模块102a4。
MPU控制内核模块102a9完成输入信号处理模块102a1、插值器模块102a2、峰值削波模块102a3、宽带数字预失真器模块102a4和输出矩阵模块102a5的配置、管理、控制和监测以及运行自适应滤波算法计算出数字预失真滤波器系数；。
接口模块102a10实现与控制管理模块105的连接。
所述DMA控制器模块102a8用于输出矩阵模块和SSRAM器件之间的数据搬移。
这里的宽带数字预失真引擎主要对基带下行IQ数据进行接入并进行预失真，产生与功率放大器的非线性特性相反的曲线，已产生的预失真发射信号送给DAC 102b；同时，经过功放耦合反馈回来的模拟中频信号送给ADC2 102d转换为数字中频信号，然后，DPD引擎模块102a接收数字中频信号进行数字中频处理，主要是数字下变频、采样速率转换、数字滤波等，接着进入到DPD引擎模块102a中的信号数据缓冲模块(例如SSRAM器件102a11)进行缓存；
宽带数字预失真引擎采用基于多项式模型的预失真器内核来实现；这里的AFA主要是实现自适应滤波算法，从宽带数字预失真引擎内部的信号数据缓冲模块(例如SSRAM器件102a11)中提取缓存数据进入内部的DSP处理器内核进行信号分析，动态分析功率放大器综合动态模型，运用自适应滤波算法计算出进行预失真所需要的滤波器系数，产生宽带数字预失真引擎的校正系数，用于对基带信号进行预失真处理；自适应滤波算法是采用基于训练序列的RLS+LMS算法相组合的混合算法。
所述DAC 102b主要对数字宽带数字预失真引擎处理后的预失真信号在DAC内部进一步内插，并且进行数模转换，然后输出一个零中频的模拟基带信号，DAC采用了ADI公司的双通道16bit转换速率为900MSPS的AD9788芯片；
宽带射频发射机模块102c为零中频架构，其主要功能是把从DAC送来的宽带模拟基带信号经过模拟正交调制(Analog Quadrature Modulator，即AQM)直接变频到射频频段，然后经过射频滤波和放大，放大到一定的电平，输出下行射频信号到宽带射频功率放大器103，AQM芯片采用ADI公司的ADL5374ACPZ，工作频段为3.5GHZ范围，ADL5374ACPZ+AD9788组合解决方案可取代两个RF上变频级，从而省去了混频器、缓冲放大器和RF滤波器。与超外差解决方案相比，采用此架构组合设计的RF发射机能够节省PCB尺寸、电源、组件以及成本；
宽带射频功率放大器103的主要功能是接收来自宽带射频发射机模块102c的宽带RF信号，进行功率放大后得到射频输出信号(RF OUT)并经天线发射出去；
如图3所示，是本发明中宽带射频模拟反馈回路模块的结构示意框图。宽带射频模拟反馈回路模块104为超外差架构，其主要功能是将宽带射频功率放大器103输出的耦合射频信号，经过宽带射频滤波器104a，宽带混频器104b模拟下变频转换成模拟中频信号，再经过宽带中频声表滤波器104c，宽带中频放大器104d，最后输出给第二模数转换器ADC2数字化后进入宽带数字预失真引擎模块；宽带射频滤波器104a对宽带射频功率放大器103输出的射频信号耦合一部分能量进行滤波，输出满足噪声要求的射频信号；宽带混频器104b将射频信号下变频到模拟中频信号；宽带中频声表滤波器104c对宽带混频器104b输出的信号进行滤波，提高其带外抑制；宽带中频放大器104d将输入的模拟中频信号进行放大，补偿前级声表滤波器的插损；接收本振模块104e为宽带混频器104b提供频率和功率、相噪及频率稳定度符合要求的本振信号。
所述ADC2102d主要对模拟中频信号进行模数转换，ADC采用了ADI公司的11bit转换速率为200MSPS的AD80142芯片；
所述控制管理模块105主要实现对宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块的配置和状态监控。控制管理模块为微处理器CPU，接口为RS-232，RS-485或USB接口，例如采用USB专用接口芯片FT245RL，实现将基站的DPD功放配置数据通过USB接口发送给DPD引擎模块102a，同时，将宽带射频功率放大器103的告警状态信息通过USB接口上报给基站。
下面，简述数字预失真线性宽带射频功率放大器装置的工作过程如下：
首先，来自宽带射频收发信机的RF IN信号进入宽带射频信号处理模块101进行下变频到模拟基带信号处理；
然后，模拟基带信号经过ADC1(102e)进行模数转换为数字基带信号后送给宽带DPD数字单元102中的DPD引擎模块102a进行数字预失真处理，产生的已预失真信号通过双通道DAC电路102b，在DAC内部进一步内插，并且进行数模转换，输出模拟基带信号后经过宽带射频发射机模块102c直接上变频到RF信号，宽带射频功率放大器103对其进行放大后送给天线输出；
其次，从宽带射频功率放大器103输出耦合出来的RF放大模拟信号的小部分被提取进行宽带射频模拟反馈回路模块104的下变频而得到模拟中频信号，然后通过ADC2(102d)进行重采样、滤波和重新数字化等处理后，进入宽带DPD数字单元102中的DPD引擎模块102a实现数字预失真算法分析和系数计算；
同时，控制管理模块105主要对宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块进行配置和实时状态监控。
如图4所示，是本发明的另一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置示意框图。该装置包括宽带射频信号处理单元106、宽带DPD数字单元102和宽带射频功率放大器(103)，其中宽带DPD数字单元102包括数字预失真(DPD)引擎模块102a、数模转换器(DAC)102b、第一模数转换器(ADC1)102e、第二模数转换器(ADC2)102d、控制管理模块105和宽带射频发射机模块102c。其中宽带射频信号处理单元106包括宽带射频模拟反馈回路模块104和宽带射频信号处理模块101。图4所示装置与图1所示装置的主要区别在于宽带射频信号处理模块和宽带射频模拟反馈回路模块合并为宽带射频信号处理单元，控制管理模块也可以合并入宽带DPD数字单元，相应地，控制管理模块105主要对宽带射频信号处理单元、宽带射频功率放大器、宽带射频发射机模块、DPD引擎模块进行配置和实时状态监控。这样可以节省装置的体积，降低硬件成本。图4中各个模块的工作方式与图1所示的实施例中相同。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置，该装置包括宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块和控制管理模块，其中宽带数字预失真DPD数字单元包括宽带数字预失真引擎模块、数模转换器DAC、第一模数转换器ADC1、第二模数转换器ADC2和宽带射频发射机模块；
所述的宽带射频信号处理模块用于接收射频信号的输入(RF IN)，并将其下变频到基带信号，然后输出至所述ADC1；
所述的ADC1用于对接收到的基带信号进行模数转换，然后输出至所述宽带数字预失真引擎模块；
所述的宽带数字预失真引擎模块用于对来自ADC1的信号进行预失真处理，将产生的预失真信号送给所述DAC；同时接收来自ADC2的反馈信号，根据该反馈信号实现数字预失真算法分析和系数计算；
所述的DAC主要对数字预失真处理后的预失真信号在DAC内部进一步内插，并且进行数模转换，然后输出一个零中频的模拟基带信号至所述宽带射频发射机模块；
所述的宽带射频发射机模块用于将从DAC发送来的宽带模拟基带信号经过模拟正交调制直接变频到射频频段，然后经过射频滤波和放大，放大到一定的电平，输出下行射频信号到宽带射频功率放大器；
所述的宽带射频功率放大器用于接收来自宽带射频发射机的宽带射频信号，进行功率放大后产生射频输出信号(RF OUT)，经天线发射出去；
所述的宽带射频模拟反馈回路模块主要用于对宽带射频功率放大器输出的射频信号耦合一部分能量进行处理，以获得数字预失真功率计算需要的模拟中频信号，并输出至所述ADC2；
所述的ADC2用于对来自宽带射频模拟反馈回路模块的模拟中频信号进行模数转换，并输出至宽带数字预失真引擎模块；
所述的控制管理模块主要实现对宽带射频信号处理模块、宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器、宽带射频模拟反馈回路模块的配置和状态监控。
2.一种数字预失真线性宽带射频功率放大器装置，该装置包括宽带数字预失真DPD数字单元、宽带射频功率放大器和宽带射频信号处理单元；其中宽带数字预失真DPD数字单元包括宽带数字预失真引擎模块、数模转换器DAC、第一模数转换器ADC1、第二模数转换器ADC2、宽带射频发射机模块和控制管理模块；其中宽带射频信号处理单元包括宽带射频信号处理模块和宽带射频模拟反馈回路模块；
所述的宽带射频信号处理模块用于接收射频信号的输入(RF IN)，并将其下变频到基带信号，然后输出至所述ADC1；
所述的ADC1用于对接收到的基带信号进行模数转换，然后输出至所述宽带数字预失真引擎模块；
所述的宽带数字预失真引擎模块用于对来自ADC1的信号进行预失真处理，将产生的预失真信号送给所述DAC；同时接收来自ADC2的反馈信号，根据该反馈信号实现数字预失真算法分析和系数计算；
所述的DAC主要对数字预失真处理后的预失真信号在DAC内部进一步内插，并且进行数模转换，然后输出一个零中频的模拟基带信号至所述宽带射频发射机模块；
所述的宽带射频发射机模块用于将从DAC发送来的宽带模拟基带信号经过模拟正交调制直接变频到射频频段，然后经过射频滤波和放大，放大到一定的电平，输出下行射频信号到宽带射频功率放大器；
所述的宽带射频功率放大器用于接收来自宽带射频发射机的宽带射频信号，进行功率放大后产生射频输出信号(RF OUT)，经天线发射出去；
所述的宽带射频模拟反馈回路模块主要用于对宽带射频功率放大器输出的射频信号耦合一部分能量进行处理，以获得数字预失真功率计算需要的模拟中频信号，并输出至所述ADC2；
所述的ADC2用于对来自宽带射频模拟反馈回路模块的模拟中频信号进行模数转换，并输出至宽带数字预失真引擎模块；
所述的控制管理模块主要实现对宽带射频信号处理单元、宽带射频功率放大器、宽带射频发射机模块、宽带数字预失真引擎模块的配置和状态监控。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的控制管理模块为微处理器CPU，接口为RS-232，RS-485或USB接口，实现将基站的数字预失真功放配置数据发送给宽带数字预失真引擎模块，本振频率配置数据发给宽带射频信号处理模块和宽带射频模拟反馈回路模块，同时，将宽带射频功率放大器的告警状态信息上报给基站。
4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述的宽带射频模拟反馈回路模块为超外差架构，包括宽带射频滤波器、宽带混频器、宽带中频声表滤波器、宽带中频放大器和接收本振模块；其中所述宽带射频滤波器对宽带射频功率放大器输出的射频信号耦合一部分能量进行滤波，输出满足噪声要求的射频信号至所述宽带混频器；所述宽带混频器将射频信号下变频到模拟中频信号，并输出至宽带中频声表滤波器；所述宽带中频声表滤波器对宽带混频器输出的信号进行滤波，提高其带外抑制，然后输出至宽带中频放大器；宽带中频放大器将输入的模拟中频信号进行放大，补偿前级声表滤波器的插损；另外，所述接收本振模块为宽带混频器提供需要的频率和功率、相噪及频率稳定度符合要求的本振信号。
5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述的宽带数字预失真引擎模块包括宽带数字预失真引擎和自适应滤波算法，采用单一的可编程逻辑器件来实现。
6.如权利要求5中所述的装置，其特征在于，所述的宽带数字预失真引擎对来自ADC1的信号进行预失真处理，产生与功率放大器的非线性特性相反的曲线，然后将产生的预失真信号发送至DAC；同时，对来自ADC2的信号进行数字中频处理，主要是数字下变频、采样速率转换、数字滤波处理，处理后的数据用于数字预失真算法分析和系数计算。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述宽带数字预失真引擎包括输入信号处理模块、插值器模块、峰值削波模块、宽带数字预失真器模块、输出矩阵模块、DMA控制器模块、SSRAM控制器模块、SPI控制器模块、MPU控制内核模块、接口模块、以及SSRAM器件，其中SSRAM控制器模块用于连接SSRAM器件，实现对基带数据的缓存，SPI控制器模块控制符合SPI协议规范的ADC1、ADC2和DAC；
所述输入信号处理模块1接收来自ADC1的数字基带I/Q信号，实现数据速率匹配以及格式转换功能；
所述插值器模块用于采用插值的方法实现对基带I/Q数据进行插值达到预失真处理带宽；
峰值削波模块实现对插值后的高速数据流中峰值平均功率比(PAPR)较高的基带I/Q信号的幅度进行压缩，达到一定的PAPR值大小基带IA和QA信号，其输出宽带基带IA和QA信号；
宽带数字预失真器模块实现对经过峰值削波模块处理后的宽带基带IA和QA信号进行数字预失真和预处理实时操作，产生与宽带射频功率放大器非线性相反的预失真基带IB和QB信号，纠正基带IB和QB信号后就可以补偿由宽带射频功率放大器和宽带射频发射机模块的非线性所造成的失真，同时，接收来自输出矩阵模块的采样基带IC和QC信号进行比较并自适应地调整数字预失真滤波器系数；
输出矩阵模块分别完成与后级的DAC和ADC2芯片的连接，实现输出数据速率匹配和时序格式转换功能，并对宽带数字预失真器模块已预失真的输出基带信号进行插值、滤波，使得基带数据满足DAC转换要求，同时，接收反馈回来的经过ADC2模数转换后的信号，然后送给宽带数字预失真器模块；
MPU控制内核模块完成输入信号处理模块、插值器模块、峰值削波模块、宽带数字预失真器模块和输出矩阵模块的配置、管理、控制和监测以及运行自适应滤波算法计算出数字预失真滤波器系数；
接口模块102a10实现与控制管理模块105的连接；
所述DMA控制器模块102a8用于输出矩阵模块和SSRAM器件之间的数据搬移。
8.如权利要求5-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述自适应滤波算法用于进行信号分析，动态分析功率放大器综合动态模型，运用自适应滤波算法计算出进行预失真所需要的滤波器系数，产生预失真的校正系数，用于对基带信号进行预失真处理。
9.如权利要求5-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述的自适应滤波算法采用基于训练序列的RLS+LMS算法相组合的混合算法。
10.如权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述的宽带射频发射机模块为零中频架构。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103376403A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 京信通信系统（中国）有限公司 数字预失真功率放大器的可靠性测试系统
WO2014063577A1 (zh) * 2012-10-24 2014-05-01 华为技术有限公司 一种反馈链路及其实现方法
CN105490689A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 成都振芯科技股份有限公司 一种高线性射频接收处理的方法
CN105490690A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 成都振芯科技股份有限公司 一种高线性射频接收处理电路
CN105553764A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 上海创远仪器技术股份有限公司 基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法
CN111082756A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 电子科技大学 一种用于mimo发射机的数模混合预失真结构
CN111130747A (zh) * 2019-12-18 2020-05-08 重庆西南集成电路设计有限责任公司 一种兼容语音通道的宽带接收机
CN112039551A (zh) * 2020-06-16 2020-12-04 武汉天波博创科技有限公司 一种多通道宽带射频收发系统
CN112136277A (zh) * 2018-05-22 2020-12-25 美光科技公司 包含补偿功率放大器噪声的实例的无线装置及系统
CN112543029A (zh) * 2020-12-03 2021-03-23 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种软件无线电平台及使用方法
CN112737527A (zh) * 2021-04-01 2021-04-30 佛山市联动科技股份有限公司 一种宽带射频功率放大器的谐波消除的校准系统及方法
US11139845B2 (en) 2019-06-07 2021-10-05 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of mismatch correction scheme
CN114095328A (zh) * 2021-10-28 2022-02-25 成都中科微信息技术研究院有限公司 一种基于apd技术的uv频段5g大功率终端
CN115104261A (zh) * 2020-02-25 2022-09-23 株式会社Kmw 多频带发射器
US11496341B2 (en) 2020-08-13 2022-11-08 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of compensating I/Q imbalance with neural networks or recurrent neural networks
US11601146B2 (en) 2020-04-15 2023-03-07 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of compensating power amplifier noise with neural networks or recurrent neural networks

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6751447B1 (en) * 1999-12-30 2004-06-15 Samsung Electronics Cop., Ltd. Adaptive digital pre-distortion circuit using output reference signal and method of operation
CN100563225C (zh) * 2005-05-27 2009-11-25 华为技术有限公司 对基带数字信号进行预失真处理的通用装置

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103376403A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 京信通信系统（中国）有限公司 数字预失真功率放大器的可靠性测试系统
CN103376403B (zh) * 2012-04-26 2016-01-27 京信通信系统（中国）有限公司 数字预失真功率放大器的可靠性测试系统
WO2014063577A1 (zh) * 2012-10-24 2014-05-01 华为技术有限公司 一种反馈链路及其实现方法
CN105490690B (zh) * 2014-09-19 2018-10-12 成都振芯科技股份有限公司 一种高线性射频接收处理电路
CN105490690A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 成都振芯科技股份有限公司 一种高线性射频接收处理电路
CN105490689A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 成都振芯科技股份有限公司 一种高线性射频接收处理的方法
CN105490689B (zh) * 2014-09-19 2018-11-23 成都振芯科技股份有限公司 一种高线性射频接收处理的方法
CN105553764A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 上海创远仪器技术股份有限公司 基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法
US11159188B2 (en) 2018-05-22 2021-10-26 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of compensating power amplifier noise
CN112136277A (zh) * 2018-05-22 2020-12-25 美光科技公司 包含补偿功率放大器噪声的实例的无线装置及系统
CN112136277B (zh) * 2018-05-22 2022-05-24 美光科技公司 包含补偿功率放大器噪声的实例的无线装置及系统
US11528043B2 (en) 2018-05-22 2022-12-13 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of compensating power amplifier noise
US11139845B2 (en) 2019-06-07 2021-10-05 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of mismatch correction scheme
US11716104B2 (en) 2019-06-07 2023-08-01 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of mismatch correction scheme
CN111082756A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 电子科技大学 一种用于mimo发射机的数模混合预失真结构
CN111082756B (zh) * 2019-12-11 2023-06-06 电子科技大学 一种用于mimo发射机的数模混合预失真结构
CN111130747A (zh) * 2019-12-18 2020-05-08 重庆西南集成电路设计有限责任公司 一种兼容语音通道的宽带接收机
CN111130747B (zh) * 2019-12-18 2022-04-19 重庆西南集成电路设计有限责任公司 一种兼容语音通道的宽带接收机
CN115104261A (zh) * 2020-02-25 2022-09-23 株式会社Kmw 多频带发射器
US11601146B2 (en) 2020-04-15 2023-03-07 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of compensating power amplifier noise with neural networks or recurrent neural networks
CN112039551B (zh) * 2020-06-16 2021-09-21 武汉天波博创科技有限公司 一种多通道宽带射频收发系统
CN112039551A (zh) * 2020-06-16 2020-12-04 武汉天波博创科技有限公司 一种多通道宽带射频收发系统
US11496341B2 (en) 2020-08-13 2022-11-08 Micron Technology, Inc. Wireless devices and systems including examples of compensating I/Q imbalance with neural networks or recurrent neural networks
CN112543029A (zh) * 2020-12-03 2021-03-23 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种软件无线电平台及使用方法
CN112737527B (zh) * 2021-04-01 2021-07-09 佛山市联动科技股份有限公司 一种宽带射频功率放大器的谐波消除的校准系统及方法
CN112737527A (zh) * 2021-04-01 2021-04-30 佛山市联动科技股份有限公司 一种宽带射频功率放大器的谐波消除的校准系统及方法
CN114095328A (zh) * 2021-10-28 2022-02-25 成都中科微信息技术研究院有限公司 一种基于apd技术的uv频段5g大功率终端
CN114095328B (zh) * 2021-10-28 2024-04-26 成都中科微信息技术研究院有限公司 一种基于apd技术的uv频段5g大功率终端

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