CN111740708A - 一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统及方法 - Google Patents

一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统及方法 Download PDF

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CN111740708A CN202010698686.1A CN202010698686A CN111740708A CN 111740708 A CN111740708 A CN 111740708A CN 202010698686 A CN202010698686 A CN 202010698686A CN 111740708 A CN111740708 A CN 111740708A
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任宇辉
高宝健
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Abstract

本发明公开一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统及方法，该系统包括射频收发信机、升压/降压直流‑直流变换器、射频预失真器以及功率放大器，射频收发信机向升压/降压直流‑直流变换器发送模拟电压信号，控制升压/降压直流‑直流变换器向功率放大器输出相应的电源电压值；射频收发信机向射频预失真器发送射频激励信号，并由射频预失真器将处理后的射频预失真信号发送至功率放大器输入端，功率放大器对接收的射频预失真信号进行放大，产生的射频放大信号其中一部分通过双工器送至天线发射，另一小部分经过耦合器反馈至射频预失真器上，同时也反馈到射频收发信机的接收机输入端。

Description

一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电 源电压的系统及方法
技术领域
本发明属于无线电通信领域，具体涉及一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统及方法。
背景技术
通常功率放大器作为无线发射机系統或设备未端器件单元,当功率放大器放大射频信号时,无论放大后输出射频信号的平均功率较强或较弱,其放大器电源电压是固定不变的。当功率放大器放大的射频信号功率较弱时,放大器电源电压仍维持固定不变,这样功率放大器的直流功耗也较大,并导致功率效率降低。改善功率效率的有效方式之一是根据功率放大器输出信号功率強弱来动态调节放大器电源电压值,电源电压随着放大器输出信号功率增大而提高,反之而降低。这种调节电源电压值能有效改善功率效率,特别是输出信号功率弱或较弱时改善功率效率明显。
电源调制器或升压-降压DC-DC转换器可分别向功率放大器提供可变电源电压,其可变电源电压是根据功率放大器输入射频信号包络变化或基于下一时间段中功率放大器输出射频信号平均功率,因而相对应向功率放大器提供可变电源电压的方式分别称为包络跟踪(ET)技术和平均功率跟踪(APT)技术(如图1所示)。
包络跟踪技术是在射频信号进入功率放大器之前首先提取射频信号包络，然后使用该包络信号作为输入来控制电源调制器(如图1中包络跟踪组件)，使其电源调制器输出信号跟踪射频信号包络变化，並用来作为功率放大器电源电压。该电源电压为动态电源电压,并且该动态电源电压跟踪射频信号包络变化,因而电源电流也随着射频信号包络变化而上升或下降,其结果减少了多余直流电压并确保放大器可以输出瞬时功率,从而最大限度地改善了功率效率并且延长了电源电池使用持续时间。但是该技术缺点是:由于受电源调制器传输带宽限制,电源调制器输出射频信号包络变化会导致功率放大器产生严重非线性失真从而导致发射信号性能降低。
同包络跟踪(ET)技术相比较，平均功率跟踪(APT)技术根据射频信号在下一段时间内的平均功率测量值或估算值来通过升压/降压直流-直流(DC-DC)转换器(如图1中平均功率跟踪组件)设置电源电压。同包络跟踪(ET)技术相比,虽然功率放大器传输功率效率略低，但放大后的射频信号具有抑制带内频谱旁瓣和带外杂散性能好,硬件实现也较为简单和成本低。同常规固定电源电压功率放大器相比,平均功率跟踪(APT)具有功率放大器传输功率效率高並且硬件实现也不太复杂。特别是针对峰值功率比平均功率值(PAPR)较大的传输信号並且放大器输入射频信号功率较低时,同常规固定电源电压功率放大器相比,平均功率跟踪(APT)可进一步改善功率放大器的传输功率效率。但是该技术缺点是:需要测量或估值下一段时间中射频信号的平均功率,但困难的是如何实时测量或估值该时段内信号功率,并依据测量或估值信号功率来调节功率放大器的电源电压,而又不延迟及影响该射频信号传输。
发明内容
本发明针对上述存在的技术问题，提出了一种在无线收发信机和通信设备中,针对下一帧传输射频信号,直接根据发射机支路增益设置调节功率放大器多电平电源电压,向功率放大器提供相应电源电压值以降低多余的直流功耗,从而改善功率放大器功率效率,并且同时采用射频预失真器(RFPD)辅助对功率放大器在不同电源电压激励下引起的非线性失真进行补偿。
发射机支路增益用来控制功率放大器下一帧输出射频信号平均功率的大小或强弱,并且和输出射频信号平均功率之间的关系是在离线模式下通过测试校准确定的。
本发明采用的技术方案：
一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，该系统包括
射频收发信机，所述射频收发信机包括射频发射机和射频接收机，其中，所述射频发射机用于输出模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器的输出可变多电平电源电压值作为功率放大器电源电压，并输出射频激励信号至射频预失真器进行预失真处理；
升压/降压直流-直流变换器，用于接收射频发射机输出的模拟电压信号模拟电压信号，并将升压/降压直流-直流变换器的输入直流电压转换成多电平电源电压中的一个相应值作为输出电压向功率放大器提供电源电压值，其输出电压可以小于或大于输入电压；
射频预失真器，用于接收射频发射机输出的射频激励信号，并对射频激励信号进行预失真处理得到射频预失真信号，将射频预失真信号输出至功率放大器；还用于接收功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的一支路反馈射频信号，以及接收射频发射机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的一支路射频信号；
功率放大器，用于接收多电平电源电压和射频预失真信号，并在某一相应电源电压供给下放大射频预失真信号，将放大的射频预失真信号作为射频放大信号发送至天线，且射频放大信号的一支路信号中的小部分则经第一耦合器耦合后反馈至射频预失真器；还用于射频信号功率强度指示模拟电压信号反馈至射频收发信机。
优选的，所述射频预失真器包括
误差信号产生器，用于接收射频发射机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的一支路前馈射频信号以及功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的一支路反馈射频信号，并分别经过下变频、解调处理得到前馈射频信号的等效基带信号和反馈射频信号的等效基带信号，根据输入射频信号的等效基带信号和反馈射频信号的等效基带信号在时间域或频率域上的差异而产生误差信号，发送至预失真系数生成器；
预失真系数生成器，根据误差信号自适应更新预失真系数,直到误差信号减小并且收敛，发送至预失真多项式生成器；
预失真多项式生成器，根据更新的预失真系数对输入的前馈射频信号经下变频、解调、低通滤波处理后的基带信号进行处理，得到非线性多项式，发送至预失真生成器；
预失真生成器，根据非线性多项式对射频激励信号进行处理得到射频预失真信号，发送至功率放大器进行功率放大。
优选的，所述射频发射机包括
模数转换器，用于接收功率放大器放大后的射频信号功率强度指示模拟信号并进行转换，将转换后的数字信号发送至增益指数控制单元；
增益指数控制单元，用于在系统出厂前通过离线模式对实测发射功率与目标功率进行校准，使两者之间的误差小于门槛值，并设置相应的增益指数作为输出分别控制发射支路增益查找单元和控制指数简化单元；
发射支路增益查找单元，用于接收增益指数控制单元输出的增益指数，通过查表方式分配发射支路电路单元中各个电路的功率放大倍数或增益,并输出信号去设置发射支路电路单元控制各个电路的相应功率增益值；
发射支路电路单元,用于根据发射支路增益查找单元分配的发射支路各个电路的功率放大倍数或增益,设置各个电路相应的功率增益值，从而确定射频激励信号在射频预失真器输入端的功率；
控制指数简化单元，用于接收增益指数控制单元输出的增益指数，并对其进行简化处理得到简化控制指数，发送至电源电压查找单元；
电源电压查找单元，用于根据接收的简化增益指数找出相对应的电源电压值，并通过第一数模转化器转换为模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器输出相应的电压电平作为功率放大器电源电压值。
优选的，所述发射支路电路单元包括第二数模转换器、模拟滤波器、放大器、调制器、上变频器和射频功率放大驱动器；
其中，所述第二数模转换器将数字基带信号转换为模拟基带信号，所述模拟滤波器位于第二数模转换器的输出端且用于去除高频分量；所述放大器对滤波后的基带信号进行适当放大,其放大增益作为发射支路增益的一部分；所述调制器使用放大后的输入基带信号对载波信号进行调制，调制后的调制信号实现了频谱搬移,即低频频谱搬移到高频频谱,所述上变频器和调制器设计在一起实现频谱搬移；所述射频功率放大驱动器对调制后的调制信号进行功率放大以满足之后跟随的功率放大器对其输入信号功率的要求，且功率放大器放大增益是固定的，而射频功率放大驱动器放大增益是可调节的,通过调节可增大或减小功率放大器的输出信号功率；
由模拟滤波器、放大器、调制器、上变频器和射频功率放大驱动器的功率增益分贝之和构成发射支路增益分贝，并且该发射支路增益分贝和功率放大器增益之和共同决定功率放大器的输出功率。
优选的，所述控制指数简化单元对增益指数进行简化处理的过程包括：根据增益指数范围按照大小顺序简化为若干有限区域，并对每个区域设定代表代码，每个区域的代表代码对应相应的功率放大器输出功率值范围，并经过电源电压查找单元向功率放大器提供相应的电源电压值，该电源电压值依据增益指数区域的代表代码对下一帧传输信号平均功率区域大小间接进行设置,以便选择合理的电源电压值避免使用多余和过高的电源电压值。
优选的，所述电源电压查找单元根据发射机支路增益指数所在的区域并通过升压/降压直流-直流变换器直接对功率放大器电源电压进行设置或调节,用作传输下一帧射频信号时的功率放大器的电源电压，该电源电压值在下一帧发射信号之前设置，并在下一帧发射信号时已稳定。
优选的，在离线模式下，通过分别采集功率放大器输入信号和输出信号，用于获得相应的射频预失真系数作为在线上模式下的初始预失真系数，因此，该系统还包括射频信号发生器、升压/降压直流-直流控制器、衰减器、频谱分析仪以及计算机，所述射频信号发生器的输出端和功率放大器、衰减器、频谱分析仪、计算机依次连接，用作采集功率放大器的输出信号，所述射频信号发生器的输出端还直接与频谱分析仪连接，用作采集功率放大器的输入信号，所述升压/降压直流-直流控制器输出模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器的输出电压，该电压为功率放大器的电源电压
优选的，在离线模式下，所述射频信号发生器输出具体应用的调制射频信号，首先，调制射频信号输出至功率放大器进行放大，放大后的射频信号经衰减器衰减后送至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输出的等效基带信号，并发送至计算机，之后调制射频信号再直接输出至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输入的等效基带信号，并送至计算机，所述计算机对功率放大器射频信号输出的等效基带信号和功率放大器射频信号输入的等效基带信号进行数字化处理。
优选的，在离线状态下，所述计算机通过分别采集功率放大器射频信号输出的等效基带信号和功率放大器射频信号输入的等效基带信号，代入最小二乘法(LS)公式获得预失真系数，该预失真系数为对应电源电压值下的初始系数组，不同电源电压值对应不同的预失真系数组，则产生不同的初始预失真系数组，将不同电源电压值对应的预失真系数组发送至射频发射信机内的对应不同电压值的多项式系数表中保存，所述预失真系数组在射频预失真器在线上模式中作为初始预失真系数，并在此基础上进行自适应更新其预失真系数，用于在线上模式中补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真。
优选的，所述射频预失真器在线上模式中进行自适应更新预失真系数，用于补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真的过程包括：
步骤S1：误差信号生产器分别采集射频收发信机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的前馈射频信号和功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的反馈射频信号，并分别经过下变频、解调处理后获得前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号，利用前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号在时间域之间的差异产生误差信号，或根据反馈射频信号在频域中频带外的泄漏信号的强弱得到误差信号，然后将误差信号代入自适应更显算法中进行初始预失真系数更新；
步骤S2：将步骤S1中更新的预失真系数发送至预失真多项式生成器生成预失真多项式，将该预失真多项式发送至预失真生成器，该预失真多项式为复数多项式，其包含同相分量和正交分量多项式，且都具有非线性特性；
步骤S3：在预失真生成器内，预失真多项式的同相分量与输入的射频激励信号的同相信号进行相乘运算，预失真多项式的正交分量与输入的射频激励信号的正交信号进行相乘运算；然后将两次计算的结果进行相加产生需要的射频预失真信号。
一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的方法，其特征在于，该方法包括
在线上模式下，射频发射机内控制指数简化单元对接收的增益指数进行简化处理得到简化控制指数，并由电源电压查找单元根据输入的简化控制指数查找对应的电源电压值，通过第一数模转换器转换为模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器输出电压电平作为功率放大器在下一帧发射功率值范围的相应实际电源电压；
功率放大器工作在不同电源电压下，通过射频收发信机配置射频预失真器相应初始预失真系数，射频预失真器进入初始预失真系数自适应调节阶段，用于补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真；
射频发射机内发射支路增益查找单元对接收的增益指数通过查表方式分配至发射支路电路单元中各个电路的功率放大倍数或增益，发射支路电路单元根据分配的发射支路各个电路的功率放大倍数或增益，设置各个电路相应的功率增益值，确定射频激励信号在射频预失真器输入端的功率；
射频发射机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的一支路前馈射频输出耦合信号发送至射频预失真器内经过下变频、解调处理后获得前馈射频信号的基带信号发送至误差信号产生器，同时，误差信号发生器还采集功率放大器功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的一支路反馈射频信号，并经过下变频、解调处理后获得反馈射频信号的基带信号，利用前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号在时间域之间的差异产生误差信号，或根据反馈射频信号在频域中频带外的泄漏信号的强弱得到误差信号，然后将误差信号代入自适应算法中对初始预失真系数更新，更新后的预失真系数发送至预失真多项式生成器生成预失真多项式，该预失真多项式为复数多项式，其包含同相分量和正交分量多项式，将该预失真多项式发送至预失真生成器，在预失真生成器内，预失真多项式的同相分量与输入的射频激励信号的同相信号进行相乘运算，预失真多项式的正交分量与输入的射频激励信号的正交信号进行相乘运算；然后将两次计算的结果进行相加产生需要的射频预失真信号，将射频预失真信号发送至功率放大器进行放大处理；
或
在离线模式下，射频信号发生器输出具体应用的调制射频信号，首先，调制射频信号输出至功率放大器进行放大，放大后的射频信号经衰减器衰减后送至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输出的等效基带信号，并发送至计算机，之后，调制射频信号再直接输出至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输入的等效基带信号，并送至计算机，所述计算机将采集的功率放大器射频信号输出的等效基带信号和功率放大器射频信号输入的等效基带信号代入最小二乘法公式获得预失真系数，该预失真系数为对应电源电压值下的初始系数组，不同电源电压值对应不同的预失真系数组，则产生不同的初始预失真系数组，将不同电源电压值对应的预失真系数组发送至射频发射信机内的对应不同电压值的多项式系数表中保存，预失真系数组在射频预失真器在线上模式中作为初始预失真系数，并在此基础上进行自适应更新其预失真系数，用于在线上模式中补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真。
优选的，所述升压/降压直流-直流变换器输出电压受控于其输入的模拟电压，所述模拟电压通过射频发射机中的发射支路增益设置进行调节，所述升压/降压直流-直流变换器输出电压用作下一帧发射信号期间的功率放大器的电源电压。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统著特点是基于发射机支路增益设置范围直接调节功率放大器电源电压而无需测量功率放大器输出信号在下一帧信号传输时间内的平均功率,这是由于发射支路的增益值设置同功率放大器输出平均功率的关係是在校准阶段通过实测获得的,并储存在发射机的存储器中,因此根据发射支路增益设置范围并通过查表方法直接自动调节设置放大器电源电压而无需实测,该发射支路增益设置是用来调整下一帧射频传输信号功率大小。当功率放大器需要输出信号平均功率在下一帧信号传输时间内较小时,发射支路增益对功率放大器电源电压进行调节使之也相应降低,这样直流电流也降低,其结果多余的直流功耗被降低、供电电池持续时间延长、功率放大器的能量或功率效率得到改善。通过调节电源电压以降低多余直流功耗,并同时采用射频预失真器辅助该调节功率放大器电源电压的激励,以便在保持较大功率放大器输出信号功率时,对放大器输出信号产生的非线失真进行补偿,可以进一步改善功率放大器的功率效率。
本发明的主要应用领域是第4代(4G)和第5代(5G)无线通信网络发射基站(BS)中的功率放大器,以及无线区域网(Wi-Fi)接入点(AP)中的功率放大器。在这些应用系统设备中功率放大器的功率消耗占到整个系统设备消耗的大约60％-70％以上,所以改善功率放大器的功率效率在改善整个系统功率效率过程中占据举足轻重的地位。
本发明的社会经济和环境有益效果是基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压，以便降低多余的电源直流功耗从而改善功率放大器功率传输效率、节省电力运营成本、减小大气中二氧化碳排放量、改善绿色环境。这是因为这种多余的直流功耗将会转化为热能散发到大气中增加大气中二氧化碳排放量、产生温室效应、影响环境质量。因此,对该系統设备通过降低直流功耗而改善功率传输效率技术也被称为綠色无线电技术。在经济考量和环境考量这两大重要因素的驱动下，改善功率放大器功率效率是诸多研究中最具发展潜力，且为最活跃的发明创新方向之一。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术的一种包络和平均功率激励(跟踪)功率放大器系统以及数字预失真(DPD)补偿的结构示意图；
图2为现有技术的一种射频预失真(RFPD)补偿的结构示意图；
图3为本发明的第一实施例中发射支路增益调节功率放大器多电平电源电压以及射频预失真(RFPD)补偿100的结构示意图；
图4为本发明的第二实施例中发射支路增益调节功率放大器电源电压以及射频预失真(RFPD)补偿600的详细结构示意图；
图5为发射支路中各个电路单元放大增益配置产生以及和功率放大器输出功率之间的关系表；
图6为本发明第一实施例中发射支路增益调节功率放大器电源电压以及射频预失真(RFPD)补偿的另一种详细结构示意图；
图7为预失真生成器电路原理图；
图8为本发明提出针对下一帧发射信号期间(某一时间段内)的间接估值平均功率,并直接根据发射支路增益的设置对功率放大器电源电压进行调节的波形示意图；
图9为本发明在离线模式下即非工作模式下,对功率放大器在不同电源电压工作下获取射频预失真(RFPD)系数500的结构示意图；
图10为本发明在离线模式下,对功率放大器在不同电源电压工作下获取射频预失真(RFPD)系数作为初始值的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例1
本发明公开了一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，如图3所示，该系统100包括功率放大器116、射频收发信机170、射频预失真器150、升压/降压直流-直流变换器112。
具体的(详细功能框图请参考图6所示)，所述射频收发信机170包括射频发射机180和射频接收机190，其中，所述射频发射机180用于输出控制模拟电压信号108控制升压/降压直流-直流变换器112的输出多电平电源电压值中的某一固定电源电压作为功率放大器116电源电压，并输出射频激励信号160至射频预失真器150进行预失真处理。
所述升压/降压直流-直流变换器112直接基于发射支路放大增益区域范围输出信号设置，并控制升压/降压变换器112输出相应的多电平电源电压值中的某一固定电源电压作为功率放大器116的电源电压,射频收发信机170可对该放大增益区域范围输出信号编程。输出的电源电压值大小受控于发射支路增益区域范围设置,该增益区域和下一帧射频信号的平均功率值落在的区域范围有紧密地对应关系，当下一帧射频信号输出平均功率值比较大时，电源电压也相对较大，反之，电压电压则相对较小。
如图6所示，所述射频预失真器150包括
误差信号产生器146，用于接收射频发射机180输出的射频激励信号160经第二耦合器136耦合的一支路前馈射频输出耦合信号168以及功率放大器116输出的射频放大信号经第一耦合器124耦合的一支路反馈射频信号130，并分别经过下变频、解调处理后获得前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号,根据他们之间在时间域上的差异或频率域上非线性失真特性，例如相邻信道泄漏功率(ACLR),而产生误差信号，发送至预失真系数生成器142；
预失真系数生成器144，根据误差信号自适应更新预失真系数,并通过反复计算输入的射频耦合信号168和反馈射频信号130在时间域的差异并代入迭代公式更新预失真系数直到误差信号减小并且收敛，发送至预失真多项式生成器142；
预失真多项式生成器142，受控于启动信号162为高电平时，根据更新的预失真系数对放大前输入的射频耦合信号168经下变频、解调、低通滤波处理后的基带信号进行处理，得到非线性多项式，发送至预失真生成器148，反之，启动信号162为低电平时，预失真多项式生成器142处于非工作状态；
预失真生成器148，根据非线性多项式对射频激励信号160进行预失真处理得到射频预失真信号128，发送至功率放大器116。
所述功率放大器116接收预失真信号128,并对其进行功率放大,产生功率放大后的射频放大信号120。此外，功率放大器116同时将功率放大后的射频信号功率强度指示模拟信号(TSSI)126反馈至射频收发信机170，该信号用于检测当前帧射频放大信号强度，并且根据远端用户接收该信号的质量反馈信息共同决定下一帧将要发射信号的强度或大小,从而通过设置发射支路相应的放大增益值调节下一帧发射信号的强度,同时根据该放大增益所处的区域范围来调节升压/降压直流-直流变换器112输出的电压值。
如图6所示，为基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统更为详细的原理框图。
所述的功率放大器116输出的射频放大信号经过双工器122处理后送至发射天线114发射出去，从发射天线114接收的射频信号经过双工器122处理后并经过外部低噪声放大器134放大后发送至射频收发信机170内的射频接收机190；所述功率放大器116输出的射频放大信号经过第一耦合器124后其中一小部分反馈射频信号130反馈至射频预失真器150内，同时该小部分中的一部分信号反馈射频送至射频收发信机170中的射频接收机进行下变频和解调处理，作为可能替代预失真函数生成器的另一种选择，这样做的好处是可利用射频收发信机170中在发射模式下,而射频接收机190处于空闲状态下进行下变频和解调处理,从而省去射频预失真器150中的下变频器、解调器、和模数转换器152以便简化系统设计。以上所述选择受控于启动信号162。
具体的，所述的射频收发信机170包括依次连接的射频接收机190、数字信号处理单元172和射频发射机180，其中，所述射频接收机190包括:
内部低噪声放大器199，用于接收外部低噪声放大器134发送的射频信号138，并对射频信号进行进一步放大处理后送至射频开关196；
射频开关196，用于接收内部低噪声放大器199发送的射频信号，同时接收耦合器124发送的反馈射频信号130，并输出至下变频器194上；
下变频器194，用于接收经过射频开关196选择之后的射频信号138或反馈射频信号130，同时接收接收本振198发送的单一频率本地载波信号，经过下变频器194后输出基带信号和高频谐波信号送至接收基带192，在接收基带192,高频谐波信号被低通滤波器滤除,低频基带信号通过低通滤波器被送至数字信号处理单元172。
所述的射频发射机180包括:
发射基带182，用于接收数字信号处理单元172处理后的基带信号，并对输入的数字基带信号分别进行数模转换、低通滤波滤除高频谐波信号、数字模拟基带信号放大,之后发送至上变频器184；
上变频器184，利用放大后的模拟基带信号来自发射本振188的载波信号相乘或调制进行上变频频谱搬移成为射频信号，并将该射频信号发送至功率放大器驱动单元186；
功率放大器驱动单元186，用于对射频信号进行功率放大后作为系统收发信机170的输出信号,该功率放大器驱动单元186的输出功率驱动信号送至之后的功率放大器116进行进一步功率放大或先经过射频预失真器150作预失真处理。
图7为图6中预失真生成器148较为详细电路图，该预失真生成器148包括延迟电路310实现延迟时间τ1以便匹配正交射频调制器320产生的延迟；
正交射频调制器320是由延迟电路330、同相乘法器340、正交乘法器350、加法器360构成,其中延迟电路330产生延迟时间τ2实现-90度相位移动,从而形成正交支路射频信号；在正交射频调制器320中，同相预失真多项式和正交预失真多项式为多项式生成器142输出信号,并分别和同相乘法器340以及正交乘法器350相乘,其相乘后的输出经过加法器360相加送至第三耦合器166中合成相加。
第二耦合器136耦合出一小部分射频信号送至正交射频调制器320,第三耦合器166将加法器360输出射频信号同预失真信号在第三耦合器166中合成相加后送到功率放大器116进行功率放大。
实施例2
本发明公开的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，如图4所示，描述本装置在离线(offline)模式下，实测功率放大器输出信号功率值以及借助功率放大器输出发射信号强度指示信号(TSSI)126，进行校准发射机支路增益指数同功率放大器输出平均功率值之间一对一关系,该发射信号强度指示信号(TSSI)126是对射频RF信号经过功率检测器整流后的DC电压,其大小同射频RF信号强弱成正比。
需要说明的是离线(offline)模式和线上(online)模式之间区别:离线模式是指射频收发信机处于一种非工作状态,例如设备或系统处在工厂参数性能测试和参数校准阶段；而线上模式为所使用的设备或系统处于工作使用状态,例如设备或系统处于用户使用状态。
虚线方框内的功率测量单元618和发射信号强度模型建立单元616表示该单元只在离线模式下工作及存在；所述的功率放大器输出的射频放大信号120经第一耦合器124后其中一小部分射频信号反馈至射频预失真器150，同时射频放大信号120发送至功率测量单元618，所述功率测量单元618的输出端与发射信号强度模型建立单元616的输入端连接，所述发射信号强度模型建立单元616的输出端与射频发射机180中的发射支路增益查找单元608的输入端连接。
在离线模式下，射频收发信机170如图4和图6所示，对发射机支路增益指数进行校准，所述射频发射机包括：
模数转换器(ADC)602，用于接收功率放大器116放大后的射频信号功率强度指示模拟电压信号126并进行转换，将转换后的数字信号发送至增益指数控制单元604；
增益指数控制单元604，用于在系统设备出厂前通过离线模式对实测发射功率与目标功率进行校准，使两者之间的误差小于门槛值，并设置相应的增益指数作为输出分别控制发射支路增益查找单元608和控制指数简化单元606；
发射支路增益查找单元608，用于接收增益指数控制单元604输出的增益指数，通过查表方式分配发射支路电路单元中各个电路的功率放大倍数或增益,并输出信号去设置发射支路电路单元614控制各个电路的相应功率增益值；
发射支路电路单元614,用于根据发射支路增益查找单元608分配的发射支路各个电路的功率放大倍数或增益,设置各个电路相应的功率增益值，从而确定射频激励信号在射频预失真器输入端的功率；发射支路电路单元614包括第二数模转换器(DAC)、模拟低通滤波器、模拟基带信号放大器、同相和正交支路调制器和功率放大器驱动器，其中，其中模拟滤波器位于第二数模转换器(DAC)的输出端,作用是去除高频分量，使其输入波形平滑以去除虚假高频副本或“图像”；调制器使用放大后的输入基带信号对载波信号进行调制即相乘,也称为频率上行变换,调制后的调制信号实现了频谱搬移,即低频频谱搬移到高频频谱,上变频器和调制器设计在一起实现频谱搬移；射频功率放大驱动器对调制后的调制信号进行功率放大以满足之后跟随的功率放大器对其输入信号功率的要求,该放大驱动器放大增益是可调节的,通过调节可增大或减小功率放大器的输出信号功率。
该发射支路电路单元614主要由模拟电路组成,包括基带信号和射频信号电路。
控制指数简化单元606，用于接收增益指数控制单元604输出的增益指数，并对其进行简化处理得到简化控制指数，发送至电源电压查找单元610；
电源电压查找单元610，用于根据接收的简化增益指数找出相对应的电源电压值，并通过第一数模转化器(DAC)612转换为模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器112输出相应的多平电源电压作为功率放大器电源电压值。
其中，发射支路增益设置是通过发射支路单元中各个电路放大增益设置而实现,其目的是调节功率放大器116输出射频放大信号120功率大小,图5列举了发射支路增益指数和各个电路单元放大增益之间的一种分配关系。各个电路单元放大增益分贝数(dB)之和等于发射支路增益分贝数(dB),功率放大器输出功率分贝毫瓦等于低通滤波器输入功率分贝毫瓦加发射支路增益分贝数,再加上功率放大器增益分贝数。例如,在增益指数h＝50,功率放大器输出功率等于:PIN(dBm)+15(dB)+25(dB)＝PIN+40(dBm)。
在离线模式下，进行增益指数校准工作方式为:
首先预设功率放大器输出目标功率分貝毫瓦(dBm)值,再通过增益指数控制单元604设置放大增益指数,该增益指数对应估计的发射支路放大增益值,该放大增益值等于发射支路电路单元614中各个电路放大增益分貝值之和,可参考图5所示。然后根据指数控制单元604的输出增益指数信号发送至发射支路增益查找单元608查找出事先设计好的各个电路放大增益分配格式,该增益分配格式送至发射支路电路单元614对各个电路单元的放大增益值进行设置。以上所述放大增益指数设置希望在功率放大器输出端得到实测功率与目标功率分貝毫瓦(dBm)之间的差距小于特定门槛值,反之在增益指数控制单元604通过反复调节增益指数h使他们之间的差距小于特定门槛值。
升压/降压直流-直流变换器112的输出电压值取决于升压/降压直流-直流变换器输入的模拟电压信号模拟电压信号，根据发射机支路增益指数所在的区域并通过升压/降压直流-直流变换器直接对功率放大器电源电压进行设置或调节,用作传输下一帧射频信号时的功率放大器的电源电压，该电源电压值在下一帧发射信号之前设置，并在下一帧发射信号时已稳定。这样可根据控制系数简化单元606的区域划分数目来修正模拟电压信号,以满足实际应用需求。
本发明中功率放大器电源电压设置值同802.11无线区域网射频信号在每一帧信号波形强弱的关系如图8所示，其每一帧信号波形强弱同该帧信号的平均功率成正比。Ttx是射频收发信机170在发射模式下向用户发射帧信号传输的时间，Trx是射频收发信机在170接收模式下接收来自用户方的确认已正确无误接收的时间。从图8可以看出电功率放大器电源电压通过发射支路增益设置(详见图5)同功率放大器输出信号平均功率成正比,即随着每帧信号平均功率值增加或减小,电源电压也随着增加或减小。在发射每帧信号平均功率减小时,直流功耗随着电源电压减小而降低,从而改善能量效率,而不会引起射频信号失真。这种通过减小多余直流功耗,从而降低直流功耗并且不会引起射频信号失真是因为电源电压在下一帧信号发射之前已设置稳定,并且该电压大小合适，因而不会引起传输信号产生失真。
在出厂前离线状态下进行功率放大器输出信号功率大小或强弱和发射机支路增益指数之间确定关系的校准选择在传输频率带宽内3个具有代表性频率点，即最低端、中端和最高端信道中心频率点,其信道中心频率点选取同所传输信号带宽有关联。首先选择在低端信道中心频率点对所需传输信号进行功率放大器输出信号功率大小或强弱和发射机支路增益指数之间确定关系的校准,调节发射机支路增益指数从小到大,功率步长大约为0.5分貝,在每一增益指数设置下实测功率放大器输出信号功率,从而记录所有增益指数同实测功率之间的关系。之后重复以上步骤分别在中端信道中心频率点和最高端信道中心频率点进行功率放大器输出信号功率大小和发射机支路增益指数之间确定关系的校准,经过在每一频率点上调节增益指数，直至实测射频发射机输出功率和目标功率之间的误差≤±1分貝。
校准后的增益指数存储在射频收发信机内的存储器中，用于线上工作模式下根据下一帧所需输出功率大小,通过调节增益指数而设置发射支路增益完成所需发射功率输出,同时根据简化增益指数找出相对应的电源电压值，并通过数模转化器转换为模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器输出相应的电压电平作为功率放大器电源电压值。
如图9所示，本发明实施例1-2在离线模式下，通过分别采集功率放大器输入和输出等效基带信号，对功率放大器工作在不同电源电压下提取射频预失真系数的过程。
本系统包括射频信号发生器510、升压/降压直流-直流控制器506、升压/降压直流-直流变换器112、功率放大器116、衰减器514、频谱分析仪516以及计算机504，当采集功率放大器输出等效基带信号时,所述射频信号发生器510的输出端和功率放大器116、衰减器514、频谱分析仪516、计算机依504次连接，当采集功率放大器输入等效基带信号时,所述射频信号发生器510的输出端与频谱分析仪516、计算机依504依次连接。所述述升压/降压直流-直流控制器506输出模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器112的输出电压，该电压为功率放大器118的电源电压。
这里需要说明:信号经过实线连接至频谱分析仪516的输入端是用于采集功率放大器116输出信号数据,而经过虚线连接至频谱分析仪的输入端是用于采集射频信号发生器510输入信号数据作为功率放大器116输入信号数据,这两种不同方式连接至频谱分析仪516输入端不会同时进行,而是分别连接用于采集不同信号数据。
其中，射频信号发生器510输出具体应用的调制射频信号,用于功率放大器116的输入信号,并通过功率放大器进行放大，为了能反映功率放大器非线性特征,功率放大器输入信号强度应该足够强以便使功率放大器能够工作在非线性区域或靠近非线性区域。放大后的射频信号经衰减器514衰减后,送至频谱分析仪516进行下变频处理、滤波处理、解调处理,最终得到功率放大器射频信号输出的等效基带信号,并输出到计算机504进行数字信号分析及处理，该过程称为功率放大器输出信号采集。
然后,连接射频信号发生器510输出到频谱分析仪516的输入,而不用经过功率放大器,并进行如上所述的下变频处理、滤波处理、解调处理，最终得到功率放大器射频信号输入等效基带信号,之后输出该等效基带信号到计算机504进行数字信号分析及处理,该过程称为功率放大器输入信号采集。
通过计算机将采集的输入和输出基带信号进行数字信号处理,例如,采用插值法进行对低采样速率数据进行上采样速率转换、在时间域对输入和输出信号进行互相关处理使他们对齐、并截取适当数据长度,之后,将相等长度的输入和输出数据带入最小二乘法(least square)公式解出在该电源电压下的预失真系数。
接下来,通过升压/降压直流-直流控制器506调节升压/降压直流-直流变换器112到下一个输出电源电压,重复上述数据采集过程,解出在该电压下的预失真系数,直至分别解出所有不同但有限的数个电压值激励下的不同预失真系数组,並将所有不同预失真系数组存入射频收发信机内的预失真系数查找单元中，例如图3和图6中的预失真系数生成器144，作为在不同电压值下的初始预失真系数组。当收发信机工作在线上模式下,根据电源电压预设置值读出相应预失真系数组初始值,产生预失真多项式,并通过预失真器产生射频预失真信号。
在离线模式下,功率放大器工作在不同电源电压激励下如图10所示并同时参照图9,提取对应射频预失真(RFPD)系数作为初始系数值的方法包括：
步骤810：由升压/降压控制器506设置电源电压有限数目N，以及第i个电压值为vi＝Vi,1≤i≤N；
步骤820：若i＝1，则功率放大器的电源电压vi＝VCC，即功率放大器的电源电压为传统功率放大器第一固定电压VCC，否则vi＝Vi，1≤i≤N，进而计算第i个电压值对应的预失真系数；
步骤830：首先，将射频信号发生器产生的正交频分复用射频信号(OFDM)连接到频谱分析器上，频谱分析仪516对输入的正交频分复用射频信号进行频率下变频、模数转换以及解调处理，处理后的基带信号作为功率放大器射频输入等效基带信号，并输出到计算机上；
步骤840：然后，将射频信号发生器产生的正交频分复用射频信号输出到功率放大器116的输入端进行功率放大处理，放大后的射频信号经过衰减器送至频谱分析仪516进行频率下变频、解调、模数转换处理，模数转换处理后的基带信号作为功率放大器输出等效基带信号，并输出到计算机上；
步骤850：计算机对采集到的功率放大器的射频输入等效基带信号和输出等效基带信号进行数字信号处理后，分别代入最小二乘法公式内求解出预失真多项式系数，该预失真多项式系数作为vi＝Vi在1≤i≤N条件下的初始系数组，
步骤860：继续计算第i+1个电压值对应的预失真系数，此时i＝i+1，判断i是否大于N，若i小于N，则继续重复步骤820-850；若i大于N，则进入下一步骤；
步骤870：将上述求解处的i个电压值对应的预失真系数组存储至射频收发信机内的对应不同电压值的多项式系数表中保存，用于工作在线上模式下的预失真初始系数组。
在离线模式下,经过对功率放大器工作在不同电源电压激励下,通过采集功率放大器的射频输入等效基带信号和输出等效基带信号数据,分别代入最小二乘法公式内求解出对应的预失真系数组。当收发信机中的发射机工作在线上模式下,根据发射支路对下一帧发射信号大小的增益区域设置,并相应对功率放大器电源电压进行调节,同时从发信机内的查表数据表格中读出相应预失真初始系数组,用于对功率放大器在该电源电压激励下所产生的非线性失真进行补偿。如以上步骤870所述,该查表数据表格是专为存储预失真系数组而设置的。
如图6所示，所述射频预失真器150在线上模式中进行自适应更新预失真系数，用于补偿功率放大器116在不同电源电压下引起的非线性失真的过程包括：
步骤S1：误差信号生产器146分别采集射频收发信机170输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的前馈射频信号168和功率放大器116输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的反馈射频信号130，利用射频信号和反馈射频信号在时间域之间的差异产生误差信号，或根据反馈射频信号在频域中频带外的泄漏信号的强弱得到误差信号，然后将误差信号代入自适应算法中进行预失真系数更新；
步骤S2：将步骤S1中更新的预失真系数发送至预失真多项式生成器142生成预失真多项式，将该预失真多项式发送至预失真生成器148，该预失真多项式包含同相分量和正交分量多项式，且都具有非线性特性；
步骤S3：在预失真生成器内，预失真多项式的同相分量与输入的射频激励信号的同相信号进行相乘运算，预失真多项式的正交分量与输入的射频激励信号的正交信号进行相乘运算；然后将两次计算的结果进行相加产生需要的射频预失真信号。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制,同时本发明以IEEE 802.11无线区域网中的射频收发信机系统作为本发明的应用实例,但不区限于此系统。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (12)

1.一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，该系统包括
射频收发信机，所述射频收发信机包括射频发射机和射频接收机，其中，所述射频发射机用于输出模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器的输出可变多电平电源电压值作为功率放大器电源电压，并输出射频激励信号至射频预失真器进行预失真处理；
升压/降压直流-直流变换器，用于接收射频发射机输出的模拟电压信号，并将升压/降压直流-直流变换器的输入直流电压转换成多电平电源电压中相应的一种电压值作为输出电压向功率放大器提供电源电压值；
射频预失真器，用于接收射频发射机输出的射频激励信号，并对射频激励信号进行预失真处理得到射频预失真信号，将射频预失真信号输出至功率放大器；还用于接收功率放大器的射频放大信号经第一耦合器耦合的一支路反馈射频信号，以及接收射频发射机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的一支路射频信号；
功率放大器，用于接收多电平电源电压和射频预失真信号，并在不同的可变电源电压下放大射频预失真信号，将放大的射频预失真信号作为射频放大信号发送至天线，且射频放大信号的一支路信号则经第一耦合器耦合后反馈至射频预失真器；还用于射频放大信号功率强度指示模拟电压信号反馈至射频收发信机。
2.根据权利要求1所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，所述射频预失真器包括
误差信号产生器，用于接收射频发射机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的一支路前馈射频信号以及功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的一支路反馈射频信号，并分别经过下变频、解调处理得到前馈射频信号的等效基带信号和反馈射频信号的等效基带信号，根据输入射频信号的等效基带信号和反馈射频信号的等效基带信号在时间域或频率域上的差异而产生误差信号，发送至预失真系数生成器；
预失真系数生成器，根据误差信号自适应更新预失真系数,直到误差信号减小并且收敛，发送至预失真多项式生成器；
预失真多项式生成器，根据更新的预失真系数对输入的前馈射频信号经下变频、解调、低通滤波处理后的基带信号进行处理，得到非线性多项式，发送至预失真生成器；
预失真生成器，根据非线性多项式对射频激励信号进行处理得到射频预失真信号，发送至功率放大器进行功率放大。
3.根据权利要求1所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，所述射频发射机包括
模数转换器，用于接收功率放大器放大后的射频信号功率强度指示模拟信号并进行转换，将转换后的数字信号发送至增益指数控制单元；
增益指数控制单元，用于在系统出厂前通过离线模式对实测发射功率与目标功率进行校准，使两者之间的误差小于门槛值，并设置相应的增益指数作为输出分别控制发射支路增益查找单元和控制指数简化单元；
发射支路增益查找单元，用于接收增益指数控制单元输出的增益指数，通过查表方式分配发射支路电路单元中各个电路的功率放大倍数或增益,并输出信号去设置发射支路电路单元控制各个电路的相应功率增益值或放大倍数；
发射支路电路单元,用于根据发射支路增益查找单元分配的发射支路各个电路的功率放大倍数或增益,设置各个电路相应的功率增益值，从而确定射频激励信号在射频预失真器输入端的功率；
控制指数简化单元，用于接收增益指数控制单元输出的增益指数，并对其进行简化处理得到简化控制指数，发送至电源电压查找单元；
电源电压查找单元，用于根据接收的简化增益指数找出相对应的电源电压值，并通过第一数模转化器转换为模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器输出相应的电压电平作为功率放大器电源电压值。
4.根据权利要求3所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，所述发射支路电路单元包括第二数模转换器、模拟滤波器、放大器、调制器、上变频器和射频功率放大驱动器；
其中，所述第二数模转换器将数字基带信号转换为模拟基带信号，所述模拟滤波器位于第二数模转换器的输出端且用于去除高频分量；所述放大器对滤波后的基带信号进行适当放大,其放大增益作为发射支路增益的一部分；所述调制器使用放大后的输入基带信号对载波信号进行调制，调制后的调制信号实现了频谱搬移,即低频频谱搬移到高频频谱,所述上变频器和调制器设计在一起实现频谱搬移；所述射频功率放大驱动器对调制后的调制信号进行功率放大以满足之后跟随的功率放大器对其输入信号功率的要求，且功率放大器放大增益是固定的，而射频功率放大驱动器放大增益是可调节的,通过调节可增大或减小功率放大器的输出信号功率；
由模拟滤波器、放大器、调制器、上变频器和射频功率放大驱动器的功率增益分贝之和构成发射支路增益分贝，并且该发射支路增益分贝和功率放大器增益之和共同决定功率放大器的输出功率。
5.根据权利要求3所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，所述控制指数简化单元对增益指数进行简化处理的过程包括：根据增益指数范围按照大小顺序简化为若干有限区域，并对每个区域设定代表代码，每个区域的代表代码对应相应的功率放大器输出功率值范围，并经过电源电压查找单元向功率放大器提供相应的电源电压值，该电源电压值依据增益指数区域的代表代码对下一帧传输信号平均功率区域大小间接进行设置,以便选择合理的电源电压值避免使用多余和过高的电源电压值，从而降低功率放大器的直流功耗实现提高功率放大器的功率效率。
6.根据权利要求5所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，所述电源电压查找单元根据发射机支路增益指数所在的区域并通过升压/降压直流-直流变换器直接对功率放大器电源电压进行设置或调节,用作传输下一帧射频信号时的功率放大器的电源电压，该电源电压值在下一帧发射信号之前设置，并在下一帧发射信号时已稳定。
7.根据权利要求2所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，在离线模式下，通过分别采集功率放大器输入信号和输出信号，用于获得相应的射频预失真系数作为在线上模式下的初始预失真系数，因此，该系统还包括射频信号发生器、升压/降压直流-直流控制器、衰减器、频谱分析仪以及计算机，所述射频信号发生器的输出端和功率放大器、衰减器、频谱分析仪、计算机依次连接，用作采集功率放大器的输出信号，所述射频信号发生器的输出端还直接与频谱分析仪连接，用作采集功率放大器的输入信号，所述升压/降压直流-直流控制器输出模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器的输出电压，该电压为功率放大器的电源电压。
8.根据权利要求7所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，在离线模式下，所述射频信号发生器输出具体应用的调制射频信号，首先，调制射频信号输出至功率放大器进行放大，放大后的射频信号经衰减器衰减后送至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输出的等效基带信号，并发送至计算机，之后，调制射频信号再直接输出至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输入的等效基带信号，并送至计算机，所述计算机对功率放大器射频信号输出的等效基带信号和功率放大器射频信号输入的等效基带信号进行数字化处理。
9.根据权利要求8所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，在离线状态下，所述计算机通过分别采集功率放大器射频信号输出的等效基带信号和功率放大器射频信号输入的等效基带信号，代入最小二乘法公式获得预失真系数，该预失真系数为对应电源电压值下的初始系数组，不同电源电压值对应不同的预失真系数组，则产生不同的初始预失真系数组，将不同电源电压值对应的预失真系数组发送至射频发射信机内的对应不同电压值的多项式系数表中保存，所述预失真系数组在射频预失真器在线上模式中作为初始预失真系数，并在此基础上进行自适应更新其预失真系数，用于在线上模式中补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真。
10.根据权利要求9所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的系统，其特征在于，所述射频预失真器在线上模式中进行自适应更新预失真系数，用于补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真的过程包括：
步骤S1：误差信号生产器分别采集射频收发信机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的前馈射频信号和功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的反馈射频信号，并分别经过下变频、解调处理后获得前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号，利用前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号在时间域之间的差异产生误差信号，或根据反馈射频信号在频域中频带外的泄漏信号的强弱得到误差信号，然后将误差信号代入自适应算法中进行初始预失真系数更新；
步骤S2：将步骤S1中更新的预失真系数发送至预失真多项式生成器生成预失真多项式，将该预失真多项式发送至预失真生成器，该预失真多项式为复数多项式，其包含同相分量和正交分量多项式，且都具有非线性特性；
步骤S3：在预失真生成器内，预失真多项式的同相分量与输入的射频激励信号的同相信号进行相乘运算，预失真多项式的正交分量与输入的射频激励信号的正交信号进行相乘运算；然后将两次计算的结果进行相加产生需要的射频预失真信号。
11.根据权利要求1-10任一项所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的方法，其特征在于，该方法包括
在线上模式下，射频发射机内控制指数简化单元对接收的增益指数进行简化处理得到简化控制指数，并由电源电压查找单元根据输入的简化控制指数查找对应的电源电压值，通过第一数模转换器转换为模拟电压信号控制升压/降压直流-直流变换器输出电压电平作为功率放大器在下一帧发射功率值范围的相应实际电源电压；
功率放大器工作在不同电源电压下，通过射频收发信机配置射频预失真器相应初始预失真系数，射频预失真器进入初始预失真系数自适应调节阶段，用于补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真；
射频发射机内发射支路增益查找单元对接收的增益指数通过查表方式分配至发射支路电路单元中各个电路的功率放大倍数或增益，发射支路电路单元根据分配的发射支路各个电路的功率放大倍数或增益，设置各个电路相应的功率增益值，确定射频激励信号在射频预失真器输入端的功率；
射频发射机输出的射频激励信号经第二耦合器耦合的一支路前馈射频输出耦合信号发送至射频预失真器内经下变频、解调处理得到发射机射频信号输入的等效基带信号且发送至误差信号产生器，同时，误差信号发生器还采集功率放大器输出的射频放大信号经第一耦合器耦合的一支路反馈射频信号，并经下变频、解调处理得到功率放大器输出射频信号的等效基带信号，利用前馈射频信号的基带信号和反馈射频信号的基带信号在时间域之间的差异产生误差信号，或根据反馈射频信号在频域中频带外的泄漏信号的强弱得到误差信号，然后将误差信号代入自适应算法中对初始预失真系数更新，更新后的预失真系数发送至预失真多项式生成器生成预失真多项式，该预失真多项式为复数多项式，其包含同相分量和正交分量多项式，将该预失真多项式发送至预失真生成器，在预失真生成器内，预失真多项式的同相分量与输入的射频激励信号的同相信号进行相乘运算，预失真多项式的正交分量与输入的射频激励信号的正交信号进行相乘运算；然后将两次计算的结果进行相加产生需要的射频预失真信号，将射频预失真信号发送至功率放大器进行放大处理；
或
在离线模式下，射频信号发生器输出具体应用的调制射频信号，首先，调制射频信号输出至功率放大器进行放大，放大后的射频信号经衰减器衰减后送至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输出的等效基带信号，并发送至计算机，之后，调制射频信号再直接输出至频谱分析仪进行下变频处理、滤波处理、解调处理得到功率放大器射频信号输入的等效基带信号，并送至计算机，所述计算机将采集的功率放大器射频信号输出的等效基带信号和功率放大器射频信号输入的等效基带信号代入最小二乘法公式获得预失真系数，该预失真系数为对应电源电压值下的初始系数组，不同电源电压值对应不同的预失真系数组，则产生不同的初始预失真系数组，将不同电源电压值对应的预失真系数组发送至射频发射信机内的对应不同电压值的多项式系数表中保存，预失真系数组在射频预失真器在线上模式中作为初始预失真系数，并在此基础上进行自适应更新其预失真系数，用于在线上模式中补偿功率放大器在不同电源电压下引起的非线性失真。
12.根据权利要求11所述的一种基于发射机支路增益设置进行调节功率放大器多电平电源电压的方法，其特征在于，所述升压/降压直流-直流变换器输出电压受控于其输入的模拟电压，所述模拟电压通过射频发射机中的发射支路增益设置进行调节，所述升压/降压直流-直流变换器输出电压用作下一帧发射信号期间的功率放大器的电源电压。
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