CN108111448B - 预失真查找表的生成方法、装置与预失真校准设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息处理领域，公开了一种预失真查找表的生成方法、装置与预失真校准设备。本发明实施方式中，获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为所述幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值；根据所述直线y＝G₀·x，计算所述预失真查找表的输入幅度x(k)对应的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数；根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)；根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)；根据所述x(k)与所述gpd(k)及所述φ(k)的对应关系，生成所述预失真查找表。本发明实施方式，采用插值法计算查找表的参数，从而得到简单易行的查找表计算解析式，降低了计算量、存储量及设计、调试的复杂度，而且降低了硬件设计要求和硬件成本。

Description

预失真查找表的生成方法、装置与预失真校准设备

技术领域

本发明涉及信息处理领域，特别涉及一种预失真查找表的生成方法、装置与预失真校准设备。

背景技术

预失真就是人为地加入一个，与包括功放在内的非线性失真恰好相反的特性，从而与非线性失真互相补偿，预失真技术采用算法的预先非线性化，改善链路本身非线性等因素对信号质量和指标的影响，是无线发射链路中改善功放效率的非常有效的途径，在移动通信的基站、直放站等方面被广泛的应用。目前，预失真方案以自适应的查表法为主流方案，自适应的查表法用纯多项式或建模方式表征功放的非线性失真特性，并基于自适应算法提取的预失真模型参数，生成预失真LUT(look up table，查找表)，从而通过查找LUT，与非线性失真互相补偿解，决模拟域中不连续性的问题，并且也可以在数字域上简易的实现。在生成LUT时，工程上采用的办法是，采用非线性网络的数学模型化和预失真模型化，并采取前馈或反馈的自适应迭代算法，调整模型的参数，使其收敛到一定范围，从而得到准确的LUT参数。

然而，在实现发明的过程中，本申请的发明人发现，采用模型化的自适应迭代法时，不仅模型的开发过程复杂，并且计算模型需要运用多项式幂计算或者其他级数计算，计算量和存储量庞大，同时，需要设计高效的算法保证算法稳定性和控制迭代时间，使设计和调试变得复杂，此外，在计算过程中，需要实时的接收前馈或反馈信号，从而指导模型计算，这对射频芯片处理能力、滤波器设计和模拟数字转换器等均有很高的要求，更重要的是，需要设计模型的自适应参数，当设计的自适应参数不合适时，会出现不收敛现象，恶化信号质量。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种预失真查找表的生成方法、装置与预失真校准设备，通过采用插值法计算查找表的参数，得到简单易行的查找表计算解析式，有效避免了模型化及自适应迭代法，不仅降低了计算量、存储量，而且还降低了对硬件设备的要求和硬件成本，同时，无需设计模型的自适应参数，极大地降低了设计与调试的复杂度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种预失真查找表的生成方法，包括：

获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为所述幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值；

根据所述直线y＝G₀·x，计算所述预失真查找表的输入幅度x(k)，对应的所述幅度曲线的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数；

根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)；

根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)；

根据所述x(k)与所述gpd(k)及所述φ(k)的对应关系，生成所述预失真查找表。

本发明的实施方式还提供了一种预失真查找表的生成装置，包括：获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块与合成模块；

所述获取模块，用于获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为所述幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值；

所述第一计算模块，用于根据所述直线y＝G₀·x，计算所述预失真查找表的输入幅度x(k)，对应的所述幅度曲线的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数；

所述第二计算模块，用于根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)；

所述第三计算模块，用于根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)；

所述合成模块，用于根据所述x(k)与所述gpd(k)及所述φ(k)的对应关系，生成所述预失真查找表。

本发明的实施方式还提供了一种预失真校准设备，包括：延迟模块、非线性网络模块、接收机模块、非线性网络参数测量模块、上述的预失真查找表的生成装置与预失真查找表存储模块；

所述非线性网络模块，用于根据输入信号V_in(t)，生成相应的非线性网络信号V_o(t)；

所述接收机模块，用于根据所述V_o(t)，得到所述非线性网络参数测量模块的第一输入信号R(t)；

所述延迟模块，用于将所述非线性网络参数测量模块的第二输入信号V_in(t)，延迟为与所述R(t)同步的信号

所述非线性网络参数测量模块，用于根据所述R(t)与所述

生成实时的非线性网络参数，并将所述非线性网络参数输出到所述预失真查找表的生成装置，其中，所述非线性网络参数用于生成幅度曲线；

预失真查找表存储模块，用于存储所述预失真查找表的生成装置生成的预失真查找表。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过预设阈值，得到与幅度曲线线性区拟合最好的直线y＝G₀·x，从而得到幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值G0，根据直线y＝G₀·x，计算预失真查找表的输入信号幅度x(k)对应的输出信号幅度ypd(k)，再把ypd(k)代入到幅度曲线中，采用插值法，求出幅度曲线取值为ypd(k)时的反函数值xpd(k)的估计值xpd^*(k)，用xpd^*(k)近似xpd(k)，提供了一种计算反函数值xpd(k)的新思路，有效避免了计算复合函数的反函数的过程，降低了计算难度和运算时间，再根据xpd^*(k)，进行简单运算，即可得到相应的预失真查找表参数gpd(k)和φ(k)，从而生成相应的预失真查找表，有效避免了模型化的自适应迭代法，极大地降低了计算量、存储量及设计、调试的复杂度，同时还降低了硬件设计要求和硬件成本。

另外，所述根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，具体包括：根据所述ypd(k)所在的第一区间编号m，计算所述m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x，其中，

所述m为所述幅度曲线按x轴划分的M-1个区间的编号，m＝1,2,...,M-1，M为大于1的正整数；根据所述K_x，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，其中，xpd^*(k)＝x(m)+K_x·[G₀·x(k)-y(m)]。根据搜索到的查找区间的斜率，可以准确的计算出幅度曲线在ypd(k)时的反函数值xpd(k)的估计值xpd^*(k)。

另外，在所述根据所述ypd(k)所在的第一区间编号m，计算所述m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x之前，还包括：根据所述ypd(k)与公式y(m)≤ypd(k)＜y(m+1)，查找所述幅度曲线的M-1个区间，得到所述ypd(k)所在的第一区间编号m。根据ypd(k)的取值及y(m)≤ypd(k)＜y(m+1)的限定条件，预先得到准确的第一区间编号m，保证了后续计算估计值xpd^*(k)时的准确性。

另外，根据所述xpd^*(k)，采用所述插值法，计算相位曲线的输出信号相位ψ(k)的估计值ψ^*(k)；根据所述ψ^*(k)，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)。采用插值法，计算相位曲线取值为xpd^*(k)时的原函数值ψ(k)的估计值ψ^*(k)，提供了一种计算原函数值ψ(k)的新思路，从而方便地根据ψ^*(k)计算出φ(k)，降低了计算φ(k)时的复杂度和运算量。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的一种预失真查找表的生成方法流程图；

图2是根据本发明第一实施方式的预失真与非线性网络位置关系示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的幅度网线与拟合直线的示意图；

图4是根据本发明第二实施方式的一种预失真查找表的生成方法流程图；

图5是根据本发明第二实施方式的幅度曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间的示意图；

图6是根据本发明第二实施方式的计算幅度区间的斜率的示意图；

图7是根据本发明第二实施方式的相位曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间的示意图；

图8是根据本发明第二实施方式的计算相位区间的斜率的示意图；

图9是根据本发明第三实施方式的一种预失真查找表的生成装置的结构示意图；

图10是根据本发明第四实施方式的一种预失真查找表的生成装置的结构示意图；

图11是根据本发明第五实施方式的一种预失真校准设备的结构示意图；

图12是根据本发明第六实施方式的一种预失真校准设备的结构示意图。

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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明第一实施方式涉及一种预失真查找表的生成方法。具体流程如图1所示。

非线性网络是由造成信号失真的器件组成的网络，对于非线性网络的输出信号幅度y与输入信号幅度x的幅度曲线y＝x·F_r(x)来说，预失真的作用就是要寻找一条与该幅度曲线线性区拟合最好的直线，使得输入信号幅度x_in经过预失真后，输出的预失真信号幅度x_pd，在通过非线性网络后，输出的信号幅度y_pd，落在拟合直线上，其中，x_pd＝PD(x_in)，y_pd＝y(x_pd)，PD(·)表示预失真幅度函数，y(·)表示非线性网络幅度函数，预失真与非线性网络的位置关系，如图2所示。为了实现良好的预失真，需要根据预失真幅度函数PD(·)与相位函数φ(·)，得到合理的预失真信号幅度x_pd与预失真信号相位θ_pd，于是，需要根据输入信号幅度x_in，求取合理的预失真幅度函数PD(·)的表征量gpd(·)，根据输入信号相位θ_in，求取合理的预失真信号相位函数φ(·)，并根据x_in与gpd(·)及φ(·)的对应关系，生成相应的预失真查找表。

下面以当前常用的DPD(Digital Pre-Distortion，数字预失真)为例，具体介绍预失真查找表的生成方法，需要说明的是，本发明实施方式还可以经过简单变换，应用到模拟预失真及其它预失真查找表的生成中。

在步骤101中，获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线。

具体地说，预先根据已测量到的非线性网络参数x(n)～F_r(n)/Fψ(n)，n＝1,2,...,N，N为正整数，及非线性网络的输出信号y与输入信号x的幅度曲线y＝x·F_r(x)，获取与该幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，G₀为该幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值，如图3所示，301表示直线y＝G₀·x，302表示幅度曲线y＝x·F_r(x)，通过预设阈值，得到与该幅度曲线线性区拟合最好的直线y＝G₀·x，从而得到该幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值G0。

在步骤102中，计算预失真查找表的输入幅度x(k)对应的输出幅度ypd(k)。

具体地说，根据已测量到的非线性网络参数x(n)～F_r(n)/Fψ(n)，其中，n＝1,2,...,N，N为正整数，可以得到DPD查找表的输入量x(k)，也即DPD的输入信号幅度，其中，k＝1,2,...,K，K为正整数，把x(k)代入直线y＝G₀·x，得到相应的幅度曲线的输出信号幅度ypd(k)，也即，根据直线y＝G₀·x，计算预失真查找表的输入信号幅度x(k)，对应的幅度曲线的输出信号幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)。

在步骤103中，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)。

具体地说，由于非线性链路的差异，目前数学上无法直接根据非线性网络的输出信号幅度ypd(k)，计算非线性网络的幅度曲线的反函数值xpd(k)，即非线性网络的输入信号幅度值，本发明实施方式，采用插值法，计算幅度曲线在输出信号幅度为ypd(k)时，应该对应的输入信号幅度xpd(k)的估计值xpd^*(k)，用xpd^*(k)最大程度地近似xpd(k)，也即，根据ypd(k)，采用插值法，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，其中，采用的插值法可以为线性插值法，也可以为非线性插值法，从而提供了一种计算反函数值xpd(k)的新思路，有效避免了计算复合函数的反函数的过程，降低了计算难度和运算时间。

在步骤104中，根据xpd^*(k)计算预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)。

具体地说，根据图2可知，非线性网络的输入信号幅度xpd(k)，即DPD的输出信号幅度，对于DPD来说，其输入信号幅度为x(k)，输出信号幅度为xpd(k)，于是，根据xpd(k)与x(k)，可以直接计算出DPD的幅度增益特性gpd(k)，也即预失真查找表的第一参数。同样，可以根据xpd^*(k)、非线性网络的输入信号幅度x与输出信号相位ψ的相位曲线，及DPD的输入信号相位，计算出DPD的相位偏移特性φ(k)，也即预失真查找表的第二参数。

在步骤105中，生成预失真查找表。

具体地说，根据x(k)与gpd(k)及φ(k)的对应关系，生成预失真查找表，其中，DPD查找表通常用x(k)～gpd(k)/φ(k)形式表示，如下表1所示，k＝1,2,...,K，K为正整数，表示查找表的表长，将x(k)～gpd(k)称为DPD的幅度增益特性，将x(k)～φ(k)称为DPD的相位偏移特性。

表1

进一步地说，也可以根据x(k)与gpd(k)及φ(k)的对应关系，生成复数形式的DPD查找表，其格式为：x(k)～DPD₁(k)/DPD₂(k)，如下表2所示，其中，复数形式的参数的表达式为：LUT(x(k))＝gpd(k)·e^j·φ(i)＝DPD₁(k)+j·DPD₂(k)，DPD₁(k)和DPD₂(k)分别是实部参数与虚部参数。

表2

与现有技术相比，在本实施方式中，通过预设阈值，得到与非线性网络的幅度曲线线性区拟合最好的直线y＝G₀·x，从而得到幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值G0，根据直线y＝G₀·x，计算预失真查找表的输入信号幅度x(k)对应的幅度曲线的输出信号幅度ypd(k)，再把ypd(k)代入到幅度曲线中，采用插值法，求出幅度曲线取值为ypd(k)时的反函数值xpd(k)的估计值xpd^*(k)，用xpd^*(k)近似xpd(k)，提供了一种计算反函数值xpd(k)的新思路，有效避免了计算复合函数的反函数的过程，降低了计算难度和运算时间，再根据xpd^*(k)，进行简单运算，即可计算出预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)，从而生成相应的预失真查找表，有效避免了模型化的自适应迭代法，极大地降低了计算量、存储量及设计、调试的复杂度，同时还降低了硬件设计要求和硬件成本。

本发明第二实施方式涉及一种预失真查找表的生成方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，具体给出了根据ypd(k)，采用插值法，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)的过程，同时也给出了根据xpd^*(k)，计算gpd(k)和φ(k)的具体过程，具体流程如图4所示。

在步骤401中，获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线。

在步骤402中，计算预失真查找表的输入幅度x(k)对应的输出幅度ypd(k)。

在步骤403中，获取ypd(k)所在的幅度曲线的第一区间编号m。

具体地说，非线性网络通常是具有功率放大器的特性，其工作区间分为线性区、非线性区和饱和区，在线性区和非线性区，输出功率y是随输入功率x单调增加的，即y～x函数是单调递增函数，其反函数x～y在y定义域区间内也是单调递增函数，由于直线y＝G₀·x是在非线性网络的幅度曲线线性区拟合的线性函数，所以该直线y＝G₀·x也必然是单调增函数，根据函数单调性的关系，DPD的幅度函数PD(·)或DPD的输出幅度xpd(k)，在x轴的单调增函数区间内必然是单调的增函数，同时，由于单调幅度曲线的区间也是单调的，所以单调函数在其闭单调区间上存在最大值与最小值，因此，可以将幅度曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间，假设由M个点来分隔，M个已知点[x(m),y(m)]的关系，组成了M-1个幅度曲线的单调区间，其中，幅度曲线在按x轴方向划分时，可以采用等间隔划分，也可以采用不等间隔划分，m＝1,2,...,M，从而根据ypd(k)在幅度曲线的y轴上所落的位置，及限制条件y(m)≤ypd(k)＜y(m+1)，查找幅度曲线的M-1个区间，得到ypd(k)所在的第一区间编号m，从而对应的xpd(k)的区间编号也是m，且根据单调性特征满足x(m)≤xpd(k)＜x(m+1)的关系。

在步骤404中，计算m对应的两个区间端点的斜率K_x，并根据K_x计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)。

具体地说，将幅度曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间时，得到如图5所示的示意图，幅度曲线520的M-1个单调区间，即图中以相邻黑色实心圆圈为边界的区间，521为与幅度曲线520线性区拟合最好的直线y＝G₀·x，图中501至504分别表示x(1)至x(4)，505表示x(k)，506表示x(m)，507表示xpd(k)，508表示x(m+1)，509表示x(M)，510至513分别表示y(1)至y(4)，514表示y(m)，515表示ypd(k)，516表示y(m+1)，517表示y(M)，518表示直线521上横坐标为x(k)，纵坐标为ypd(k)的点，519表示幅度曲线520上横坐标为xpd(k)，纵坐标为ypd(k)的点。

进一步地说，为了根据ypd(k)及ypd(k)所在的第一区间编号m，快速、简便地计算出幅度曲线520在输出幅度为ypd(k)时，对应的输入幅度xpd(k)的值，通过采用插值法，计算幅度曲线520对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，用xpd^*(k)最大程度地去近似xpd(k)，并且估计误差小于等于x(m+1)-x(m)，即|xpd^*(k)-xpd(k)|≤x(m+1)-x(m)，其中，xpd^*(k)的区间编号也是m，计算xpd^*(k)的具体过程为：根据ypd(k)所在的第一区间编号m，计算m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x，再根据K_x，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，其中，

xpd^*(k)＝x(m)+K_x·[G₀·x(k)-y(m)]，如图6所示，图6在图5的基础上进行了局部细化与放大，608表示幅度曲线的第m个区间，609表示连接区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的直线，601表示x(m)，602表示xpd(k)，603表示xpd^*(k)，604表示x(m+1)，605表示y(m)，606表示ypd(k)，607表示y(m+1)。

在步骤405中，根据xpd^*(k)计算预失真查找表的第一参数gpd(k)。

具体地说，由图2可知，一方面，xpd^*(k)是非线性网线的输入幅度，另一方面，xpd^*(k)又是预失真的输出幅度，非线性网络的输出信号幅度ypd(k)与输入信号幅度xpd(k)，满足如下关系式：ypd(k)＝y(xpd(k))，从幅度上考虑，期望通过预失真后的信号幅度，再经过非线性网络后的信号幅度与原信号满足如下关系式：ypd(k)＝G₀·x(k)，其中，x(k)表示输入预失真的信号幅度，于是，需要求出表征预失真输入信号幅度x(k)与输出信号幅度xpd(k)之间的函数关系的PD(k)，其中，xpd(k)＝PD(x(k))，PD(x(k))＝xpd(k)＝y^-1[G₀·x(k)]，根据已经获取的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，可以快速计算出预失真的幅度函数PD(k)，其中，xpd^*(k)＝PD(x(k))，在实际应用中，通常用gpd(·)表示预失真的幅度增益特性，其中，

这样操作便于信号的处理，于是，可以根据xpd^*(k)计算预失真查找表的第一参数gpd(k)，其中，

在步骤406中，获取xpd^*(k)所在的相位曲线的第二区间编号n。

具体地说，根据步骤403中的描述可知，非线性网络的输出信号相位ψ与输入信号幅度x的相位曲线，与非线性网络的幅度曲线具有同样的自变量定义范围，可以将相位曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间，假设由N个点来分隔，N个已知点[x(n),ψ(n)]的关系，组成了N-1个相位曲线区间，其中，相位曲线在按x轴方向划分时，可以采用等间隔划分，也可以采用不等间隔划分，n＝1,2,...,N，从而根据xpd^*(k)在相位曲线的x轴上所落的位置，查找相位曲线的N-1个区间，得到xpd^*(k)所在的第二区间编号n。

需要说明的是，在实际应用中，在将相位曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间时，最好是与步骤403中描述的幅度曲线按x轴方向的划分完全一致，也就是说，相位曲线在x轴方向的每个分段闭区间的大小，与幅度曲线在x轴方向的每个分段闭区间的大小相等，并且N等于M，从而可以直接根据幅度曲线已经获得的xpd(k)的区间编号m，对应得到相位曲线的xpd^*(k)的区间编号也为m，无需再次根据步骤406获取xpd^*(k)所在的相位曲线的区间编号。

在步骤407，计算n对应的两个区间端点的斜率K_ψ，并根据K_ψ计算相位曲线对应的ψ(k)的估计值ψ^*(k)。

具体地说，将相位曲线按x轴方向划分为若干分段闭区间时，得到如图7所示的示意图，相位曲线718的N-1个单调区间，即图中以相邻黑色实心圆圈为边界的区间，图中701至704分别表示x(1)至x(4)，705表示x(n)，706表示xpd^*(k)，707表示x(n+1)，708表示x(N)，709至712分别表示ψ(1)至ψ(4)，713表示ψ(n)，714表示ψ(k)，715表示ψ(n+1)，716表示ψ(N)，717表示相位曲线718上横坐标为xpd^*(k)，纵坐标为ψ(k)的点。

进一步地说，为了根据xpd^*(k)及xpd^*(k)所在的第一区间编号n，快速、简便地计算出相位曲线718在输入幅度为xpd^*(k)时，对应的输出相位ψ(k)的值，通过采用插值法，计算相位曲线718对应的ψ(k)的估计值ψ^*(k)，用ψ^*(k)最大程度地去近似ψ(k)，其中，计算ψ^*(k)的具体过程为：根据xpd^*(k)所在的第二区间编号n，计算n对应的两个区间端点[x(n),ψ(n)]与[x(n+1),ψ(n+1)]的斜率K_ψ，再根据K_ψ，计算相位曲线对应的ψ(k)的估计值ψ^*(k)，其中，

ψ^*(k)＝ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]，如图8所示，图8在图7的基础上进行了局部细化与放大，808表示相位曲线的第n个区间，809表示连接区间端点[x(n),ψ(n)]与[x(n+1),ψ(n+1)]的直线，801表示x(n)，802表示xpd^*(k)，803表示x(n+1)，804表示ψ(n)，805表示ψ^*(k)，806表示ψ(k)，807表示ψ(n+1)。

在步骤408中，根据ψ^*(k)计算预失真查找表的第二参数φ(k)。

具体地说，非线性网线的输出信号相位ψ(k)，与输入信号相位θpd(k)及输入幅度xpd(k)，满足如下关系式：

其中，

表示固有硬件相位偏移，θpd(k)表示预失真后的信号相位，从相位上考虑，期望通过预失真后的信号，再经过非线性网络后的相位与原信号仅存在固有硬件相位偏移

，即

其中，θ(k)表示输入预失真的信号相位，于是，需要求出表征预失真输入信号相位θ(k)与输出信号相位θpd(k)之间的相位函数关系φ(k)，其中，θpd(k)＝φ(x(k))+θ(k)，φ(k)＝φ(x(k))＝(-1)·ψ(xpd(k))＝(-1)·ψ{y^-1[G₀·x(k)]}，根据已经获取的ψ(k)的估计值ψ^*(k)，可以快速计算出预失真的相位函数φ(k)，即φ(k)＝(-1)·ψ^*(k)＝(-1)·{ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]}，于是得到预失真函数PD(·)的表征量φ(·)，也即预失真查找表的第二参数。

在步骤409中，生成预失真查找表。

具体地说，根据x(k)与gpd(k)及φ(k)的对应关系，直接生成x(k)～gpd(k)/φ(k)形式的预失真查找表，进一步地说，当需要生成复数形式的DPD查找表的格式时，根据如下公式进行：

更进一步地说，由于gpd(k)和φ(k)都是实数，所以可以得到如下公式：

根据公式(1)与公式(2)，可以计算出预失真查找表复数形式的参数DPD₁(k)与DPD₂(k)，从而生成复数形式的预失真查找表。

本实施方式，具体给出了根据ypd(k)，采用插值法，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)的过程，同时也给出了根据xpd^*(k)，计算gpd(k)和φ(k)的具体过程，其中，根据ypd(k)的取值及y(m)≤ypd(k)＜y(m+1)的限定条件，可以预先得到准确的第一区间编号m，保证了后续计算估计值xpd^*(k)时的准确性，从而可以根据第一区间编号m所在的区间的斜率，简便、准确的计算出幅度曲线在ypd(k)时的反函数值xpd(k)的估计值xpd^*(k)，根据xpd^*(k)的取值，又可以得到准确的第二区间编号n，从而根据第二区间编号n所在的区间的斜率，简便、准确的计算出相位曲线在xpd^*(k)时原函数值ψ(k)的估计值ψ^*(k)，最终根据xpd^*(k)与ψ^*(k)，快速计算出预失真查找表的第一参数gpd(k)与第二参数φ(k)。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种预失真查找表的生成装置，如图9所示，包括：获取模块91、第一计算模块92、第二计算模块93、第三计算模块94与合成模块95。

获取模块91，用于获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值

第一计算模块92，用于根据直线y＝G₀·x，计算预失真查找表的输入幅度x(k)对应的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数。

第二计算模块93，用于根据ypd(k)，采用插值法，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)。

第三计算模块94，用于根据xpd^*(k)，计算预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)。

合成模块95，用于根据x(k)与gpd(k)及φ(k)的对应关系，生成预失真查找表。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第四实施方式涉及一种预失真查找表的生成装置。第四实施方式在第三实施方式的基础上进行了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，具体给出了第二计算模块包括的子模块，其中，第二计算模块具体包括：第一查找子模块931、第一斜率计算子模块932、第一估计子模块933、第一相位计算子模块934与参数计算子模块935，其中，第一相位计算子模块具体包括：第二查找子模块9341、第二斜率计算子模块9342与第二估计子模块9343，如图10所示。

获取模块91，用于获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值

第一计算模块92，用于根据直线y＝G₀·x，计算预失真查找表的输入幅度x(k)对应的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数。

第二计算模块93，用于根据ypd(k)，采用插值法，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)。

第一查找子模块931，用于根据ypd(k)与公式y(m)≤ypd(k)＜y(m+1)，查找幅度曲线的M-1个区间，得到ypd(k)所在的第一区间编号m。

第一斜率计算子模块932，用于根据ypd(k)所在的第一区间编号m，计算m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x，其中，

m为幅度曲线按x轴划分的M-1个区间的编号，m＝1,2,...,M-1，M为大于1的正整数。

第二估计子模块933，用于根据K_x，计算幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，其中，xpd^*(k)＝x(m)+K_x·[G₀·x(k)-y(m)]。

第一相位计算子模块934，根据xpd^*(k)，采用插值法，计算相位曲线的输出信号相位ψ(k)的估计值ψ^*(k)。

第二查找子模块9341，用于根据xpd^*(k)，查找相位曲线的N-1个区间，得到xpd^*(k)所在的第二区间编号n。

第二斜率计算子模块9342，用于根据xpd^*(k)所在的第二区间编号n，计算n对应的两个区间端点[x(n),ψ(n)]与[x(n+1),ψ(n+1)]的斜率K_ψ，其中，

n为相位曲线按x轴划分的N-1个区间的编号，n＝1,2,...,N-1，N为大于1的正整数。

第二估计子模块9343，用于根据K_ψ，计算相位曲线对应的ψ(k)的估计值ψ^*(k)，其中，ψ^*(k)＝ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]。

参数计算子模块935，用于根据ψ^*(k)，计算预失真查找表的第二参数φ(k)。

第三计算模块94，用于根据xpd^*(k)，计算预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)。

具体地说，第三计算模块94具体用于根据公式

计算预失真查找表的第一参数gpd(k)，根据公式φ(k)＝(-1)·ψ^*(k)＝(-1)·{ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]}，计算预失真查找表的第二参数φ(k)。

合成模块95，用于根据x(k)与gpd(k)及φ(k)的对应关系，生成预失真查找表。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种预失真校准设备，如图11所示，包括：非线性网络模块11、接收机模块12、延迟模块13、非线性网络参数测量模块14、上述预失真查找表的生成装置15与预失真查找表存储模块16。

非线性网络模块11，用于根据输入信号V_in(t)，生成相应的非线性网络信号V_o(t)，具体地说，非线性网络模块11是由造成信号失真的所有器件组成的网络模块。

接收机模块12，用于根据V_o(t)，得到非线性网络参数测量模块14的第一输入信号R(t)，具体地说，在实际应用中，可以借助仪表与计算机来实现接收机模块12。

延迟模块13，用于将非线性网络参数测量模块14的第二输入信号V_in(t)，延迟为与R(t)同步的信号

非线性网络参数测量模块14，用于根据R(t)与

生成实时的非线性网络参数，例如：x(n)～F_r(n)/Fψ(n)，并将非线性网络参数输出到预失真查找表的生成装置15，其中，非线性网络参数用于生成幅度曲线。

具体地说，接收机模块12、延迟模块13和非线性网络参数测量模块14，可以由已有的网络分析仪表或者信号源和频谱仪等，能够实现测量和计算的装置实现，也就是说，接收机模块12、延迟模块13和非线性网络参数测量模块14，可以集成在终端设备中，也可以由专门的非线性网络参数测试系统来完成。

预失真查找表的生成装置15，用于根据非线性网络参数，生成相应的预失真查找表，具体地说，预失真查找表的生成装置15完全可由调试计算机上的软件实现，也就是说，预失真查找表的生成装置15可以集成在终端设备中，也可以由专门的调试计算机来完成。

预失真查找表存储模块16，用于存储预失真查找表，具体地说，通常由终端设备的非易失性内在承担，如闪存器件FLASH。

在本实施方式中，给出了一种简单易行的生成预失真查找表的预失真校准设备，借助于现有的网络分析仪表或者信号源和频谱仪等，不仅能够实现接收机模块、延迟模块和非线性网络参数测量模块的功能，而且无需集成在终端设备中，降低了终端设备的硬件成本的功耗，同时预失真查找表的生成装置，可由调试计算机上的软件实现，也无需集成在终端设备上，降低了终端设备的系统复杂度和运算量。

本发明第六实施方式涉及一种预失真校准装置。第六实施方式在第五实施方式的基础上进行了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第六实施方式中，不仅包括：非线性网络模块11、接收机模块12、延迟模块13、非线性网络参数测量模块14、上述预失真查找表的生成装置15与预失真查找表存储模块16，还包括：发送模块17，如图12所示。

非线性网络模块11，用于根据输入信号V_in(t)，生成相应的非线性网络信号V_o(t)，具体地说，非线性网络模块11是由造成信号失真的所有器件组成的网络模块。

接收机模块12，用于根据V_o(t)，得到非线性网络参数测量模块14的第一输入信号R(t)，具体地说，在实际应用中，可以借助仪表与计算机来实现接收机模块12。

延迟模块13，用于将非线性网络参数测量模块14的第二输入信号V_in(t)，延迟为与R(t)同步的信号

非线性网络参数测量模块14，用于根据R(t)与

生成实时的非线性网络参数，例如：x(n)～F_r(n)/Fψ(n)，并将非线性网络参数输出到预失真查找表的生成装置15，其中，非线性网络参数用于生成幅度曲线。

具体地说，接收机模块12、延迟模块13和非线性网络参数测量模块14，可以由已有的网络分析仪表或者信号源和频谱仪等，能够实现测量和计算的装置实现，也就是说，接收机模块12、延迟模块13和非线性网络参数测量模块14，可以集成在终端设备中，也可以由专门的非线性网络参数测试系统来完成。

预失真查找表的生成装置15，用于根据非线性网络参数，生成相应的预失真查找表，具体地说，预失真查找表的生成装置15完全可由调试计算机上的软件实现，也就是说，预失真查找表的生成装置15可以集成在终端设备中，也可以由专门的调试计算机来完成。

预失真查找表存储模块16，用于存储预失真查找表，具体地说，通常由终端设备的非易失性内在承担，如闪存器件FLASH。

发送模块17，用于将预失真查找表存储模块16存储的预失真查找表，发送给其它需要该预失真查找表的终端设备，具体地说，当其它终端设备需要使用该预失真查找表时，可以通过拷贝或者网络传输的方式，获取到该预失真查找表，从而只需要根据输入参数，查询该预失真查找表，即可得到相应的预失真参数，于是，无需再经过复杂的预失真查找表生成过程，极大地降低了终端设备的系统复杂度和运算量。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种预失真查找表的生成方法，其特征在于，包括：

获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为所述幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值；

根据所述直线y＝G₀·x，计算所述预失真查找表的输入幅度x(k)，对应的所述幅度曲线的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数；

根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)；

根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)，其中gpd(k)为幅度增益特性，φ(k)为相位偏移特性；

根据所述x(k)与所述gpd(k)及所述φ(k)的对应关系，生成所述预失真查找表。

2.根据权利要求1所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，所述根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，具体包括：

根据所述ypd(k)所在的第一区间编号m，计算所述m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x，其中，

所述m为所述幅度曲线按x轴划分的M-1个区间的编号，m＝1,2,...,M-1，M为大于1的正整数；

根据所述K_x，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，其中，xpd^*(k)＝x(m)+K_x·[G₀·x(k)-y(m)]。

3.根据权利要求2所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，在所述根据所述ypd(k)所在的第一区间编号m，计算所述m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x之前，还包括：

根据所述ypd(k)与公式y(m)≤ypd(k)<y(m+1)，查找所述幅度曲线的M-1个区间，得到所述ypd(k)所在的第一区间编号m。

4.根据权利要求2所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，所述根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)，具体包括：

根据公式

计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)。

5.根据权利要求1所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)，具体包括：

根据所述xpd^*(k)，采用所述插值法，计算相位曲线的输出信号相位ψ(k)的估计值ψ^*(k)；

根据所述ψ^*(k)，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)。

6.根据权利要求5所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，所述根据所述xpd^*(k)，采用所述插值法，计算相位曲线的输出信号相位ψ(k)的估计值ψ^*(k)，具体包括：

根据所述xpd^*(k)所在的第二区间编号n，计算所述n对应的两个区间端点[x(n),ψ(n)]与[x(n+1),ψ(n+1)]的斜率K_ψ，其中，

所述n为所述相位曲线按x轴划分的N-1个区间的编号，n＝1,2,...,N-1，N为大于1的正整数；

根据所述K_ψ，计算所述相位曲线对应的ψ(k)的估计值ψ^*(k)，其中，ψ^*(k)＝ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]。

7.根据权利要求6所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，在所述根据所述xpd^*(k)所在的第二区间编号n，计算所述n对应的两个区间端点[x(n),ψ(n)]与[x(n+1),ψ(n+1)]的斜率K_ψ之前，还包括：

根据所述xpd^*(k)，查找所述相位曲线的N-1个区间，得到所述xpd^*(k)所在的第二区间编号n。

8.根据权利要求6所述的预失真查找表的生成方法，其特征在于，所述根据所述ψ^*(k)，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)，具体包括：

根据公式φ(k)＝(-1)·ψ^*(k)＝(-1)·{ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]}，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)。

9.一种预失真查找表的生成装置，其特征在于，包括：获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块与合成模块；

所述获取模块，用于获取与幅度曲线线性区的拟合度大于预设阈值的直线y＝G₀·x，其中，所述G₀为所述幅度曲线线性区的幅度增益特性的平均值；

所述第一计算模块，用于根据所述直线y＝G₀·x，计算所述预失真查找表的输入幅度x(k)，对应的所述幅度曲线的输出幅度ypd(k)，其中，ypd(k)＝G₀·x(k)，k＝1,2,...,K，K为正整数；

所述第二计算模块，用于根据所述ypd(k)，采用插值法，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)；

所述第三计算模块，用于根据所述xpd^*(k)，计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)和第二参数φ(k)，其中gpd(k)为幅度增益特性，φ(k)为相位偏移特性；

所述合成模块，用于根据所述x(k)与所述gpd(k)及所述φ(k)的对应关系，生成所述预失真查找表。

10.根据权利要求9所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第二计算模块包括：第一斜率计算子模块与第一估计子模块；

所述第一斜率计算子模块，用于根据所述ypd(k)所在的第一区间编号m，计算所述m对应的两个区间端点[x(m),y(m)]与[x(m+1),y(m+1)]的斜率K_x，其中，

所述m为所述幅度曲线按x轴划分的M-1个区间的编号，m＝1,2,...,M-1，M为大于1的正整数；

所述第一估计子模块，用于根据所述K_x，计算所述幅度曲线对应的xpd(k)的估计值xpd^*(k)，其中，xpd^*(k)＝x(m)+K_x·[G₀·x(k)-y(m)]。

11.根据权利要求10所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第二计算模块还包括：第一查找子模块；

所述第一查找子模块，用于根据所述ypd(k)与公式y(m)≤ypd(k)<y(m+1)，查找所述幅度曲线的M-1个区间，得到所述ypd(k)所在的第一区间编号m。

12.根据权利要求10所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第三计算模块具体用于根据公式

计算所述预失真查找表的第一参数gpd(k)。

13.根据权利要求9所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第二计算模块，包括：第一相位计算子模块与参数计算子模块；

所述第一相位计算子模块，用于根据所述xpd^*(k)，采用所述插值法，计算相位曲线的输出信号相位ψ(k)的估计值ψ^*(k)；

所述参数计算子模块，用于根据所述ψ^*(k)，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)。

14.根据权利要求13所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第一相位计算子模块具体包括：第二斜率计算子模块与第二估计子模块；

所述第二斜率计算子模块，用于根据所述xpd^*(k)所在的第二区间编号n，计算所述n对应的两个区间端点[x(n),ψ(n)]与[x(n+1),ψ(n+1)]的斜率K_ψ，其中，

所述n为所述相位曲线按x轴划分的N-1个区间的编号，n＝1,2,...,N-1，N为大于1的正整数；

所述第二估计子模块，用于根据所述K_ψ，计算所述相位曲线对应的ψ(k)的估计值ψ^*(k)，其中，ψ^*(k)＝ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]。

15.根据权利要求14所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第一相位计算子模块还包括：第二查找子模块；

所述第二查找子模块，用于根据所述xpd^*(k)，查找所述相位曲线的N-1个区间，得到所述xpd^*(k)所在的第二区间编号n。

16.根据权利要求14所述的预失真查找表的生成装置，其特征在于，所述第三计算模块具体用于：根据公式φ(k)＝(-1)·ψ^*(k)＝(-1)·{ψ(n)+K_ψ·[x(k)-x(n)]}，计算所述预失真查找表的第二参数φ(k)。

17.一种预失真校准设备，其特征在于，包括：非线性网络模块、延迟模块、接收机模块、非线性网络参数测量模块、如权利要求9至16任一项所述的预失真查找表的生成装置与预失真查找表存储模块；

所述非线性网络模块，用于根据输入信号V_in(t)，生成相应的非线性网络信号V_o(t)；

所述接收机模块，用于根据所述V_o(t)，得到所述非线性网络参数测量模块的第一输入信号R(t)；

所述延迟模块，用于将所述非线性网络参数测量模块的第二输入信号V_in(t)，延迟为与所述R(t)同步的信号

所述非线性网络参数测量模块，用于根据所述R(t)与所述

生成实时的非线性网络参数，并将所述非线性网络参数输出到所述预失真查找表的生成装置，其中，所述非线性网络参数用于生成幅度曲线；

预失真查找表存储模块，用于存储所述预失真查找表的生成装置生成的预失真查找表。

18.根据权利要求17所述的预失真校准设备，其特征在于，还包括发送模块；

所述发送模块，用于将所述预失真查找表存储模块存储的预失真查找表，发送给终端设备。

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