CN107040221A - 一种数字预失真功放线性化装置及其计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字预失真功放线性化装置，包括基带IQ，所述基带IQ与DSP、IQ调制器、前向衰减器、功放、耦合器和天线构成前向链电路，且基带IQ电连接DSP，DSP电连接IQ调制器，IQ调制器电连接前向衰减器，前向衰减器电连接功放，功放电连接耦合器，耦合器电连接天线，所述耦合器与反向放大器、IQ解调器和DSP构成反向链电路，所述耦合器电连接反向放大器，反向放大器电连接IQ解调器，本发明不需要对功放PA做复杂的数学建模，运算量非常小，并且，在时间上可以先截取一小段包络出来做分析，修正其中的一部分DPD预失真参数表，处理完后再取一小段包络出来做分析，这样对DSP处理去的处理速度则可以大大的减低。对硬件的要求降低意味着成本可以降低。

Description

一种数字预失真功放线性化装置及其计算方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种数字预失真功放线性化装置及其计算方法。

背景技术

数字预失真功放线性化的方法是功放线性化的一种方法。主要用于消除射频功放的非线性失真，改善调制信号的矢量误差和邻道功率泄露。是线性调制系统和多载波系统中必需的核心技术。

目前比较成熟的线性化技术有下面几种：

第一种是较早的模拟笛卡尔环路负反馈线性化技术，其预失真单元是模拟误差比较放大器。模拟笛卡尔环技术成熟，线性化效果好，功放峰值功率甚至可以推到饱和点，效率非常高，电路也非常简单。缺点是电路的延时和相移限制了其工作带宽在几十kHz左右，宽带应用环路会自激崩溃。

第二种是射频前馈技术，其预失真单元是模拟的射频电路。把矢量信号用极坐标表示，分解为模和相位。技术成熟，线性化效果好，带宽较宽满足工程上的需求。缺点是物料的一致性问题，生产过程需要经验丰富的工程师对每个产品做调试；物料随着温度和时间的变化，性能指标偏移下降。

第三种是现有DPD数字预失真线性化技术，其预失真单元在DSP或者FPGA中实现。解决了射频前馈技术的稳定性问题，能实现20MHz调制信号带宽，比笛卡尔环宽得多。缺点是只能提供20-30dB的ACP校正能力，功放PA特性建模非常复杂，要用高速的DSP或FPGA来做运算单元。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字预失真功放线性化装置及其计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字预失真功放线性化装置，包括基带IQ，所述基带IQ与DSP、IQ调制器、前向衰减器、功放、耦合器和天线构成前向链电路，且基带IQ电连接DSP，DSP电连接IQ调制器，IQ调制器电连接前向衰减器，前向衰减器电连接功放，功放电连接耦合器，耦合器电连接天线，所述耦合器与反向放大器、IQ解调器和DSP构成反向链电路，所述耦合器电连接反向放大器，反向放大器电连接IQ解调器，IQ解调器电连接DSP，所述DSP电连接有本振，所述本振分别与IQ调制器和IQ解调器电连接。

一种数字预失真功放线性化的计算方法，包括以下步骤：

S1：软件算法在硬件载体DSP中运行，基带调制信号IQ 模块经过 DPD数字预失真模块做预失真处理后，输出预失真的IQ调制信号；

S2：计算前向射频包络模块通过调制信号基带IQ模块来计算前向射频包络，计算前向射频包络模块输出给相关计算、DPD预失真参数表和延迟补偿三个模块；

S3：计算反向射频包络模块通过解调信号基带IQ模块来计算反向射频包络，计算反向射频包络输出给相关计算模块和误差比较模块，再通过相关运算模块，把这个两个包络信号在时间轴上平移对齐来消除电路延时；

S4：前向射频包络模块经过延迟补偿后，再经误差比较模块得到DPD预失真参数表模块修正值，同时设置了收敛时间模块常数来调整功放动态调整DPD预失真参数表模块的收敛时间；

S5：通过查找DPD预失真参数表模块，DPD数字预失真模块对基带IQ信号做预失真后输出预失真的IQ信号给硬件IQ调制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不需要对功放PA做复杂的数学建模，运算量非常小。并且，在时间上可以先截取一小段包络出来做分析，修正其中的一部分DPD预失真参数表。处理完后再取一小段包络出来做分析，这样对DSP处理去的处理速度则可以大大的减低。对硬件的要求降低意味着成本可以降低。

附图说明

图1为本发明结构元件连接框图；

图2为本发明软件计算模块连接框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种数字预失真功放线性化的方法，包括基带IQ，所述基带IQ与DSP、IQ调制器、前向衰减器、功放、耦合器和天线构成前向链电路，且基带IQ电连接DSP，DSP电连接IQ调制器，IQ调制器电连接前向衰减器，前向衰减器电连接功放，功放电连接耦合器，耦合器电连接天线，所述耦合器与反向放大器、IQ解调器和DSP构成反向链电路，所述耦合器电连接反向放大器，反向放大器电连接IQ解调器，IQ解调器电连接DSP，所述DSP电连接有本振，所述本振分别与IQ调制器和IQ解调器电连接，前向链路中，基带IQ信号通过ADC采样，再经过DSP做数字预失真后，输出给IQ调制器得到预失真的射频载波；射频载波经前向衰减器调整到合适的电平；再经过功放的失真放大之后，基带预失真分量跟功放真分量相互抵消，得到的是无失真的射频载波；再通过耦合器从天线输出，反向链路中，通过耦合器采集天线射频载波；经反向衰减器调整到合适电平；再经过IQ解调器恢复到基带IQ，然后在DSP中做误差比较，修正数字预失真参数表，前向链路中的前向衰减器和反向链路中的反向衰减器用于功放切换输出功率时的电路增益补偿，使得电路工作状态更佳，在线性化过程中并无其它作用。

一种数字预失真功放线性化的计算方法，包括以下步骤：

S1：软件算法在硬件载体DSP中运行，基带调制信号IQ 模块经过 DPD数字预失真模块做预失真处理后，输出预失真的IQ调制信号；

S2：计算前向射频包络模块通过调制信号基带IQ模块来计算前向射频包络，计算前向射频包络模块输出给相关计算、DPD预失真参数表和延迟补偿三个模块；

S3：计算反向射频包络模块通过解调信号基带IQ模块来计算反向射频包络，计算反向射频包络输出给相关计算模块和误差比较模块，再通过相关运算模块，把这个两个包络信号在时间轴上平移对齐来消除电路延时；

S4：前向射频包络模块经过延迟补偿后，再经误差比较模块得到DPD预失真参数表模块修正值，同时设置了收敛时间模块常数来调整功放动态调整DPD预失真参数表模块的收敛时间；

S5：通过查找DPD预失真参数表模块，DPD数字预失真模块对基带IQ信号做预失真后输出预失真的IQ信号给硬件IQ调制器。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种数字预失真功放线性化装置，包括基带IQ，其特征在于：所述基带IQ与DSP、IQ调制器、前向衰减器、功放、耦合器和天线构成前向链电路，且基带IQ电连接DSP，DSP电连接IQ调制器，IQ调制器电连接前向衰减器，前向衰减器电连接功放，功放电连接耦合器，耦合器电连接天线，所述耦合器与反向放大器、IQ解调器和DSP构成反向链电路，所述耦合器电连接反向放大器，反向放大器电连接IQ解调器，IQ解调器电连接DSP，所述DSP电连接有本振，所述本振分别与IQ调制器和IQ解调器电连接。

2.一种权利要求1所述的数字预失真功放线性化的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：软件算法在硬件载体DSP中运行，基带调制信号IQ 模块经过 DPD数字预失真模块做预失真处理后，输出预失真的IQ调制信号；

S2：计算前向射频包络模块通过调制信号基带IQ模块来计算前向射频包络，计算前向射频包络模块输出给相关计算、DPD预失真参数表和延迟补偿三个模块；

S3：计算反向射频包络模块通过解调信号基带IQ模块来计算反向射频包络，计算反向射频包络输出给相关计算模块和误差比较模块，再通过相关运算模块，把这个两个包络信号在时间轴上平移对齐来消除电路延时；

S4：前向射频包络模块经过延迟补偿后，再经误差比较模块得到DPD预失真参数表模块修正值，同时设置了收敛时间模块常数来调整功放动态调整DPD预失真参数表模块的收敛时间；

S5：通过查找DPD预失真参数表模块，DPD数字预失真模块对基带IQ信号做预失真后输出预失真的IQ信号给硬件IQ调制器。