CN103139120B - 数字预失真处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字预失真处理方法和装置，通过对对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，利用处理后的y′(n)代替现有方法中的y(n)，计算得到预失真系数a_kl，如此，可以在不降低性能的情况下，减少数字预失真(DPD)的运算量。

Description

数字预失真处理方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种数字预失真处理方法和装置。

背景技术

目前的无线射频拉远(RRU)中，为了减小功耗，提高无线信号的线性度，广泛采用了数字预失真方法(DPD)。图1为目前的数字预失真处理方法中的DPD间接训练结构图，所采用的功放建模方程如公式(1)所示。

$z_1\left(n\right)=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{kl}}y(n-l){\left|y(n-l)\right|}^{2k-2}$ ......公式(1)

公式(1)可以简化为其中，1≤n≤N，N为信号采样点总数，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数。

${\stackrel{\→}{z}}_1={[z_1\left(0\right),z_1\left(1\right),..z_1\left(n\right),....,z_1(N-1)]}^T,$ z₁(n)为前向预失真信号；

U＝[u₁₀，u₂₀，...，u_K0，......，u_1L，u_2L，...，u_KL]；

u_kl＝[u_kl(0)，u_kl(1)，.....，u_kl(N-1)]^T；

$u_{\mathrm{kl}}\left(n\right)=\frac{y(n-l)}{G}{\left|\frac{y(n-l)}{G}\right|}^{k-1};$

$\stackrel{\→}{a}={[a_{10},a_{20},...,a_{K0},......,a_{1L},,a_{2L},...,a_{\mathrm{KL}}]}^T;$

G为反馈链路的归一化增益。

基于上述建模方程，现有DPD方法主要包括以下步骤：

首先，通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号(即图1中的y(n))，然后，将采集到的反馈信号y(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)通过公式(1)计算预失真系数a_kl，最后，在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照来补偿前向信号x(n)，得到前向预失真信号z(n)。

在计算DPD的系数时，一般需要8000点以上的采样点进行建模，才能取得较好的效果。如此大的计算量对硬件有较高的要求，即使采用专门的数字信号处理(DSP)进行运算，也需要较长的时间，导致RRU的预失真收敛时间慢。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种数字预失真处理方法和装置，能够在不降低性能的情况下，减少DPD的运算量。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种数字预失真处理方法，该方法包括以下步骤：

a、通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号；

b、根据预设的阈值，对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，得到处理后的反馈信号y′(n)，1≤n≤N，N为信号采样点总数；

c、根据所述反馈信号y′(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)，按照公式计算得到预失真系数a_kl，其中，在第一次迭代时，z₁(n)＝x(n)，x(n)为前向信号，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数；

d、在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照对所述前向信号x(n)进行补偿，得到前向预失真信号z(n)。

一种数字预失真处理装置，该装置包括以下步骤：

信号采集模块、用于通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号；

反馈处理模块、用于根据预设的阈值，对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，得到处理后的反馈信号y′(n)，1≤n≤N，N为信号采样点总数；

预失真系数计算模块，用于根据所述反馈信号y′(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)，按照公式计算得到预失真系数a_kl，其中，在第一次迭代时，z₁(n)＝x(n)，x(n)为前向信号，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数；

预失真处理模块，在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照对所述前向信号x(n)进行补偿，得到前向预失真信号z(n)。

综上所述，本发明提出的数字预失真处理方法和装置，通过对对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，利用处理后的y′(n)代替现有方法中的y(n)，计算得到预失真系数a_kl，如此，可以在不降低性能的情况下，减少DPD的运算量。

附图说明

图1为目前数字预失真处理方法中的DPD间接训练结构图；

图2为反馈信号时域图；

图3为本发明实施例一的方法流程示意图；

图4为本发明实施例一的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图2为一反馈信号的时域图，横轴为采样序列点数，纵轴为反馈信号的功率，单位是dBFs。从图中可以看出，反馈信号在时域上的功率从-40dBFs到-5dBFs不等。由于功放只在高功率时压缩，低功率不压缩，所以预失真时，决定预失真系数的主要是高功率的信号，低功率信号对预失真系数影响甚微。根据这个原理，为了减少运算量，将反馈信号功率较小的值直接置零，可以免除乘法运算，减少运算量。例如在上图2中，将信号功率小于-20dBFs的点都置零，统计可知有1060个点，占总数的1060/8192＝13％，相当于可以减少13％左右的运算量。

基于上述分析，本发明的核心思想是：在计算预失真系数之前，先利用一阈值对用于计算预失真系数的反馈信号y(n)进行处理，即对其中功率较低的采样点进行置零，将处理后的反馈信号y′(n)代替原有的y(n)，利用公式(1)计算得到预失真系数a_kl，这样，就可以在不降低DPD性能的前提下，减少预失真系数的运算量。

图3为本发明实施例一的流程示意图，如图3所示，该实施例一主要包括以下步骤：

步骤301、通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号。

本步骤的具体实现同现有方法，在此不再赘述。

步骤302、根据预设的阈值，对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，得到处理后的反馈信号y′(n)，1≤n≤N，N为信号采样点总数。

本步骤，通过对反馈信号y(n)进行低功率置零处理，来减少此后计算预失真系数的乘法运算量。

这里，所述低功率置零处理的具体方法可以为：

将y(n)的幅值与所述阈值比较，如果y(n)的幅值|y(n)|大于所述阈值，则置y′(n)为y(n)；如果y(n)的幅值y(n)|小于所述阈值，则置y′(n)为零。

所述阈值的取值取决于DPD所需的效果和运算量之间的折衷，根据不同的应用场景有不同的选择。在注重效果的场合，阈值可以较低，降低对DPD效果的影响，但是减少的运算量较少；在运算量较多的关键场合可以适当得提高阈值，以便较大幅度得减少运算量，本领域技术人员可根据上述规律，通过仿真确定合适的阈值。

步骤303、根据所述反馈信号y′(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)，按照公式计算得到预失真系数a_kl，其中，在第一次迭代时，z₁(n)＝x(n)，x(n)为前向信号，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数。

本步骤中，与现有方法所不同的是，利用低功率置零处理后的y′(n)代替现有方法中的y(n)，即构建u_kl(n)时，使用经过处理的y′(n)来代替原有的y(n)，如此，可以降低预失真系数计算时的运算量。

根据得到预失真系数a_kl的具体方法，为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。

步骤304、在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照对所述前向信号x(n)进行补偿，得到前向预失真信号z(n)。

本步骤的具体实现同现有方法，在此不再赘述。

图4为与上述方法相对应的数字预失真处理装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：

信号采集模块、用于通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号；

反馈处理模块、用于根据预设的阈值，对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，得到处理后的反馈信号y′(n)，1≤n≤N，N为信号采样点总数；

预失真系数计算模块，用于根据所述反馈信号y′(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)，按照公式计算得到预失真系数a_kl，其中，在第一次迭代时，z₁(n)＝x(n)，x(n)为前向信号，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数；

预失真处理模块，在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照对所述前向信号x(n)进行补偿，得到前向预失真信号z(n)。

较佳地，所述反馈处理模块，进一步用于在进行所述低功率置零处理时，将y(n)的幅值|y(n)|与所述阈值比较，如果所述|y(n)|大于所述阈值，则置y′(n)为y(n)；如果所述|y(n)|小于所述阈值，则置y′(n)为零。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种数字预失真处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号；

b、根据预设的阈值，对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，得到处理后的反馈信号y′(n)，1≤n≤N，N为信号采样点总数；

c、根据所述反馈信号y′(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)，按照公式计算得到预失真系数a_kl，其中，在第一次迭代时，z₁(n)＝x(n)，x(n)为前向信号，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数；

d、在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照对所述前向信号x(n)进行补偿，得到前向预失真信号z(n)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中所述低功率置零处理为：

将y(n)的幅值|y(n)|与所述阈值比较，如果所述|y(n)|大于所述阈值，则置y′(n)为y(n)；如果所述|y(n)|小于所述阈值，则置y′(n)为零。

3.一种数字预失真处理装置，其特征在于，该装置包括：

信号采集模块、用于通过反馈链路采集射频功率放大器放大后的射频信号；

反馈处理模块、用于根据预设的阈值，对采集到的反馈信号y(n)进行低功率置零处理，得到处理后的反馈信号y′(n)，1≤n≤N，N为信号采样点总数；

预失真系数计算模块，用于根据所述反馈信号y′(n)和与所述y′(n)同步的前向预失真信号z₁(n)，按照公式计算得到预失真系数a_kl，其中，在第一次迭代时，z₁(n)＝x(n)，x(n)为前向信号，K为非线性的阶数，L为记忆效应的阶数；

预失真处理模块，在数字域用计算所得的预失真系数a_kl，按照对所述前向信号x(n)进行补偿，得到前向预失真信号z(n)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述反馈处理模块，进一步用于在进行所述低功率置零处理时，将y(n)的幅值|y(n)|与所述阈值比较，如果所述|y(n)|大于所述阈值，则置y′(n)为y(n)；如果所述|y(n)|小于所述阈值，则置y′(n)为零。