CN113114122B - 改进rascal算法数字预失真设计方法、系统及应用 - Google Patents
改进rascal算法数字预失真设计方法、系统及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113114122B CN113114122B CN202110258667.1A CN202110258667A CN113114122B CN 113114122 B CN113114122 B CN 113114122B CN 202110258667 A CN202110258667 A CN 202110258667A CN 113114122 B CN113114122 B CN 113114122B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- amplitude
- improved
- distortion
- twta
- nonlinear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明属于卫星通信技术领域,公开了一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法、系统及应用,所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法包括:将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值;当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加。本发明可有效对卫星通信中的无记忆非线性失真进行预补偿,输出信号更加精准,减少硬件LUT资源的占用率。
Description
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域,尤其涉及一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法、系统及应用。
背景技术
目前,高通量通信卫星(HTS,High Throughput Satellite),也称高吞吐量通信卫星,在使用相同频率资源的条件下通信容量比常规通信卫星高数倍甚至数十倍,传输带宽大。
在卫星转发器上,信号通过IMUX滤波器,然后由TWTA放大,最后通过OMUX滤波器传递,以确保用户链路传输过程中的频谱完整性。IMUX和OMUX滤波器的频率响应不完美,会以码间干扰(Intersymbol interference,ISI)形式引入线性失真,而TWTA引入非线性失真。
如图8所示,为DVB-S2X标准所使用的TWTA所测的AM-AM及AM-PM曲线。根据卫星TWTA的输入信号幅度可以测试得到其输出的幅度和相位值,由此可以得到TWTA的特性曲线。
现有无记忆非线性HPA预失真方式主要有基于RASCAL和分段线性插值方法的数字预失真方案,该类预失真方法需要将相邻的两个离散节点用一条直线连接起来,该直线就是对应分段上的插值函数。Wright A S等人在Experimental performance of anadaptive digital linearized power amplifier[C].International MicrowaveSymposium Digest.IEEE一文中使用了分段线性插值方法对已知的TWTA特性进行线性拟合,以量化其特性曲线;张嘉磊在《基于记忆多项式功放模型的数字预失真算法研究与实现》中对分段线性插值方案进行了改进,前述方案中多以段划分曲线值得方法,该文将划分方式改为以点来划分曲线。这些算法由于划分后以点的形式存储在FPGA中,因而硬件实现的复杂度及资源占用率较高。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)IMUX和OMUX滤波器的频率响应不完美,会以码间干扰形式引入线性失真,而TWTA引入非线性失真。
(2)现有无记忆非线性HPA预失真方式中,由于划分后以点的形式存储在FPGA中,因而硬件实现的复杂度及资源占用率较高。
解决以上问题及缺陷的难度为:卫星通信场景的TWTA均为星载器件,大多数地面非线性算法可通过自适应补偿结构完成,而卫星通信场景无法做到自适应,因此需要通过提前对TWTA特性进行分析,在发射机部分做预失真处理完成非线性预补偿。
解决以上问题及缺陷的意义为:多数卫星通信预失真均采用查找表的方式,线性拟合方法可以有效解决该类问题,但是由于精准度带来的资源占用问题比较明显,因而本发明提出的改进RASCAL算法数字预失真设计方法可有效均衡上述算法复杂度和资源占用问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法、系统及应用,尤其涉及一种基于FPGA的改进RASCAL算法数字预失真设计方法、系统及应用。
本发明是这样实现的,一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法,所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法包括:
将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值;这样做的好处在于二次函数可以更好地拟合非线性位于饱和区前后的特性,对比线性拟合来说其精准度更高。
当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加。该步骤虽然沿用之前的查找表方案实现,但是查找表的长度减少了,因而也减少了资源占用。(修改后)
进一步,所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法还包括计算TWTA输出信号的过程,所述计算TWTA输出信号的过程包括输入信号幅度位于线性区和输入信号幅度位于非线性区两种情况。
进一步,当输入信号幅度位于线性区时,例如a,b之间,即a<|vin|<b,对其输出信号的计算过程如下:
(1)取出幅度点a、b处对应的幅度系数值wa;
(2)将wa与当前时刻输入信号幅度相乘;
(3)取出幅度点a、b处对应的相位系数值fia;
(4)将fia与对应当前时刻输入信号相位相加;
(5)使用公式y(n)=A(r)ej(θ+φ(r))计算输出信号值。
进一步,当输入信号幅度位于非线性区时,即e、f之间,即e<|vin|<f,对其输出信号的计算过程如下:
(1)取出幅度点e、f处对应的幅度系数值we1和we2;
(2)将we1和we2与二次函数的一次项和二次项幅度相乘;
(3)取出幅度点e、f处对应的幅度系数值we1和we2;
(4)将fie与对应当前时刻输入信号相位相加;
(5)使用公式y(n)=A(r)ej(θ+φ(r))计算输出信号值。
进一步,所述TWTA模型输入输出原理,包括:
功放的输入信号可以用下式表示:
x(n)=rejθ;
其中,r表示信号的幅度,θ表示信号的相位。
经过TWTA后,由于其AM-AM和AM-PM特性,输出信号的幅度和相位都会发生改变,如下式表示:
y(n)=A(r)ej(θ+φ(r));
其中,A(r)表示TWTA的AM-AM效应,φ(r)表示TWTA的AM-PM效应。
进一步,所述插值含义为在离散数据的基础上补插连续函数,使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。插值就是根据补插的连续函数在有限点处的值来估算其他点处的近似值,是解决离散函数逼近问题的重要方法;其中,所述插值方法包括分段线性插值法、样条插值法、拉格朗日插值法以及牛顿插值法;
分段线性插值就是将相邻的两个离散节点用一条直线连接起来,该直线就是对应分段上的插值函数;其中,直接连接两个离散点(x1,y1)和(x2,y2),得到的即是该两点之间的线性插值函数,所述线性插值函数的表达式则可根据二次函数的知识很轻松的给出:
因此,根据所述线性函数来近似估计这两个点之间的离散点数据的值。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的改进RASCAL算法数字预失真设计方法的改进RASCAL算法数字预失真设计系统,所述改进RASCAL算法数字预失真设计系统包括:预失真模块、预失真参数计算模块和TWTA模块。
其中,所述预失真模块分为模拟预失真和数字预失真;
分段线性插值部分将在MATLAB仿真软件中执行,计算出的偏导函数分别输入到预失真模块和TWTA模块中;
数字预失真模块与功率放大器的特性均为非线性,而二者的特性刚好相反,信号经过两个非线性模型之后会回归线性放大。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如下步骤:
将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值;当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如下步骤:
将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值;当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端,所述信息数据处理终端用于实现所述的改进RASCAL算法数字预失真设计系统。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明提供的改进RASCAL算法数字预失真设计方法,针对FPGA实现预失真算法的复杂度,提出一种分段线性插值的改进方案,该策略结合了卫星环境的离线训练数据特点,使用查找表方式实现预失真方案,进而提出一种基于改进RASCAL算法的低复杂度预失真补偿方法。
本发明面向DVB-S2X等宽带卫星通信系统,主要研究星载TWTA(行波管放大器)非线性的预补偿算法。具体来说,由于给出的TWTA特性无法用确定函数表示,因而需要针对给定的AM-AM特性及AM-PM特性曲线进行TWTA模型方程拟合,本发明基于已有的分段线性拟合方式提出了基于FPGA的改进RASCAL预失真方法,并经过FPGA实现,可有效对卫星通信中的无记忆非线性失真进行预补偿。
本发明提供的基于改进RASCAL算法的数字预失真器相较传统的基于RASCAL算法的数字预失真器在分段方式方面进行了改进,传统的基于RASCAL算法的数字预失真器,对于输入信号每一个幅度段的幅度预失真系数和相位预失真系数均是相同的,而基于改进RASCAL算法的数字预失真器则保证了不同的输入信号幅度都有特有的幅度预失真系数及相位预失真系数。相比而言,改进后的算法在模拟TWTA非线性失真及预失真输出方面的精度有了更好的提升,输出信号更加精准,另外也减少了硬件LUT资源的占用率。
对于单载波卫星系统,本发明提供的改进的RASCAL算法相较传统的RASCAL算法提高了模型估计精度,另外减少了LUT资源的占用。对于FPGA中仿真出的数据与MATLAB模型输出进行了对比,二者结果差异在10-5以下,说明了改进方法的精确性和有效性。另外,本发明适用于宽带卫星通信系统非自适应预失真算法的实现,也可以应用于记忆非线性预补偿方案中的自适应滤波器系数估计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
图1是本发明实施例提供的改进RASCAL算法数字预失真设计方法流程图。
图2是本发明实施例提供的预失真原理示意图。
图3是本发明实施例提供的预失真仿真结构示意图。
图4是本发明实施例提供的预失真原理示意图。
图5是本发明实施例提供的线性插值示意图。
图6(a)是本发明实施例提供的传统RASCAL结构示意图。
图6(b)是本发明实施例提供的改进RASCAL结构示意图
图7是本发明实施例提供的FPGA实现结构示意图。
图8是本发明实施例提供的Ka波段TWTA的AM-AM、AM-PM特性曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法、系统及应用,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的改进RASCAL算法数字预失真设计方法包括以下步骤:
S101,将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值。
S102,当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度。
S103,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加。
S104,实现了TWTA特性拟合方法后,将对预失真器进行拟合,预失真器特性函数与TWTA类似,区别在于其AM-AM和AM-PM特性相反,因而操作方法与上述方法相同。
S105,将预失真器的输出信号输入到TWTA模块中,所得输出信号采样,与MATLAB等软件所得对应信号作对比,完成方法正确性的验证。
本发明提供的改进RASCAL算法数字预失真设计方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施,图1的本发明提供的改进RASCAL算法数字预失真设计方法仅仅是一个具体实施例而已。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
本发明的目的在于针对现有技术的不足,针对FPGA实现预失真算法的复杂度,提出一种分段线性插值的改进方案,该策略结合了卫星环境的离线训练数据特点,使用查找表方式实现预失真方案,进而提出一种基于改进RASCAL算法的低复杂度预失真补偿方法。
基于改进RASCAL算法的数字预失真器的设计方案,在总体上依然与传统的基于RASCAL算法的数字预失真器设计方案一致,只是在对TWTA特性曲线拟合及预失真系数的产生与更新方面做了改进。
预失真技术是通过在功放的输入端加入非线性模块,并且使这个模块的特性与功放的特性刚好相逆,能够相互抵消。当信号通过该非线性模块后再通过功放就能够线性的放大。原理如图2所示。
首先对于预失真仿真结构进行论述,本发明共分为三部分,分别为预失真模块、预失真参数计算模块和TWTA模块,如图3所示。
预失真技术分为模拟预失真和数字预失真。其中数字预失真由于操作性高、改善效果好等优势成为当下无线通信基站中的主流。
在图3中,分段线性插值部分将在MATLAB仿真软件中执行,计算出的偏导函数分别输入到预失真模块和TWTA模块中。
如图4所示,数字预失真模块与功率放大器的特性均为非线性,而二者的特性刚好相反,信号经过两个非线性模型之后会回归线性放大。
TWTA模型输入输出原理:
功放的输入信号可以用下式表示:
x(n)=rejθ;
其中,r表示信号的幅度,θ表示信号的相位。
经过TWTA后,由于其AM-AM和AM-PM特性,输出信号的幅度和相位都会发生改变,如下式表示:
y(n)=A(r)ej(θ+φ(r));
其中,A(r)表示TWTA的AM-AM效应,φ(r)表示TWTA的AM-PM效应。
如图8所示,当输入信号的幅度较小时,信号的失真并不大,所以AM/AM几乎为一条直线,而AM/PM也接近于0;当输入信号的幅度增加时,AM/AM曲线则明显变得向下弯曲,这表示增益在下降,功率接近饱和,而AM/PM曲线则变得远离横坐标,表示相位失真也在增加。
在卫星环境中,由于卫星转发器的特性无法定量给出确定的表达方式,因而只能通过发射及接收数据进行曲线描绘,这一问题需要通过插值拟合的方式对其进行特征拟合,而最常用的方式即分段线性插值方法。下面给出本发明提出的改进型分段线性插值理论。
插值含义为在离散数据的基础上补插连续函数,使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。插值就是根据补插的连续函数在有限点处的值来估算其他点处的近似值,它是解决离散函数逼近问题的重要方法。具体的插值方法有很多,如常见的分段线性插值法、样条插值法、拉格朗日插值法以及牛顿插值法等,不同的插值方法都有着各自的优缺点。在众多的插值方法中,分段线性插值法是最为简单并且应用广泛的一种插值方法。分段线性插值就是将相邻的两个离散节点用一条直线连接起来,该直线就是对应分段上的插值函数。
如图5所示,直接连接两个离散点(x1,y1)和(x2,y2),得到的即是该两点之间的线性插值函数。该线性插值函数的表达式则可根据二次函数的知识很轻松的给出:
从而可以根据该线性函数来近似估计这两个点之间的离散点数据的值,如图5中的点(x3,y3)。分段线性插值虽然在分段点处导数不同导致光滑性较差,但其拥有良好的收敛性和稳定性,并且算法简单,在实际工程中便于实现,因而被广泛应用。
传统的基于RASCAL算法对于输入信号的幅度划分是以段为单位的,每一个幅度仅对应一个幅度输出和一个相位输出。如图6(a)所示,输入信号幅度在a~b、b~c、c~d内分别对应幅度输出w1、w2、w3。输入信号幅度在a~b内,则当输入信号的幅度在a~b时,将此时的输入信号幅度|vin|乘以范围内对应的幅度系数w1,即计算出该时刻信号对应的预补偿值或经TWTA放大后的值。同理将此时输入信号的相位加上对应的相位系数,则为对该输入信号相位上的预补偿值或经TWTA放大后的值。改进的RASCAL算法不再以幅度段作为幅度和相位系数的划分单位,而是将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值。当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加。如图6(b)所示,输入信号幅度在a、b、c、d、e、f点上分别对应一个或两个幅度系数值wa、wb、wc、wd、
下面给出TWTA的FPGA计算步骤:
当输入信号幅度位于线性区时,例如a,b之间,即a<|vin|<b,对其输出信号的计算过程如下:
1.取出幅度点a、b处对应的幅度系数值wa;
2.将wa与当前时刻输入信号幅度相乘;
3.取出幅度点a、b处对应的相位系数值fia;
4.将fia与对应当前时刻输入信号相位相加;
5.使用公式y(n)=A(r)ej(θ+φ(r))计算输出信号值。
当输入信号幅度位于非线性区时,即e、f之间,即e<|vin|<f,对其输出信号的计算过程如下:
1.取出幅度点e、f处对应的幅度系数值we1和we2;
2.将we1和we2与二次函数的一次项和二次项幅度相乘;
3.取出幅度点e、f处对应的幅度系数值we1和we2;
4.将fie与对应当前时刻输入信号相位相加;
5.使用公式y(n)=A(r)ej(θ+φ(r))计算输出信号值。
以上内容为计算TWTA输出信号的过程,预失真器输出信号同理。基于改进RASCAL算法的数字预失真器相较传统的基于RASCAL算法的数字预失真器在分段方式方面进行了改进,传统的基于RASCAL算法的数字预失真器,对于输入信号每一个幅度段的幅度预失真系数和相位预失真系数均是相同的,而基于改进RASCAL算法的数字预失真器则保证了不同的输入信号幅度都有特有的幅度预失真系数及相位预失真系数。相比而言,改进后的算法在模拟TWTA非线性失真及预失真输出方面的精度有了更好的提升,输出信号更加精准,另外也减少了硬件LUT资源的占用率。
基于改进RASCAL预失真算法的FPGA结构如图7所示。
综上所述,对于单载波卫星系统,改进的RASCAL算法相较传统的RASCAL算法提高了模型估计精度,另外减少了LUT资源的占用。对于FPGA中仿真出的数据与MATLAB模型输出进行了对比,二者结果差异在10-5以下,说明了改进方法的精确性和有效性。另外,本发明适用于宽带卫星通信系统非自适应预失真算法的实现,也可以应用于记忆非线性预补偿方案中的自适应滤波器系数估计。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种改进RASCAL算法数字预失真设计方法,其特征在于,所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法包括:将TWTA特性分为线性分段和非线性分段两部分,其中线性分段部分仅在分区范围内放置该分区一次函数的导数值,而非线性分段部分放置二次函数的二次项及一次项的导数系数值;当需要执行非线性放大或者预失真时,根据当前传输信号的幅度值选择适当的导数系数与对应区间一次项或二次项相乘,即可得到非线性模型的输出幅度,输出相位的执行方式类似,区别在于输出相位需要与计算的相位偏移相加;
所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法还包括计算TWTA输出信号的过程,所述计算TWTA输出信号的过程包括输入信号幅度位于线性区和输入信号幅度位于非线性区两种情况;
当输入信号幅度位于线性区时,例如a,b之间,即a<|vin|<b,对其输出信号的计算过程如下:
(1)取出幅度点a、b处对应的幅度系数值wa;
(2)将wa与当前时刻输入信号幅度相乘;
(3)取出幅度点a、b处对应的相位系数值fia;
(4)将fia与对应当前时刻输入信号相位相加;
(5)使用公式y(n)=A(r)ej(θ+φ(r))计算输出信号值;
当输入信号幅度位于非线性区时,即e、f之间,即e<|vin|<f,对其输出信号的计算过程如下:
(1)取出幅度点e、f处对应的幅度系数值we1和we2;
(2)将we1和we2与二次函数的一次项和二次项幅度相乘;
(3)取出幅度点e、f处对应的幅度系数值we1和we2;
(4)将fie与对应当前时刻输入信号相位相加;
(5)使用公式y(n)=A(r)ej(θ+φ(r))计算输出信号值。
2.如权利要求1所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法,其特征在于,所述TWTA模型输入输出原理,包括:
功放的输入信号可以用下式表示:
x(n)=rejθ;
其中,r表示信号的幅度,θ表示信号的相位;
经过TWTA后,由于其AM-AM和AM-PM特性,输出信号的幅度和相位都会发生改变,如下式表示:
y(n)=A(r)ej(θ+φ(r));
其中,A(r)表示TWTA的AM-AM效应,φ(r)表示TWTA的AM-PM效应。
3.如权利要求1所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法,其特征在于,插值含义为在离散数据的基础上补插连续函数,使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点;插值就是根据补插的连续函数在有限点处的值来估算其他点处的近似值,是解决离散函数逼近问题的重要方法;其中,插值包括分段线性插值法、样条插值法、拉格朗日插值法以及牛顿插值法;
分段线性插值就是将相邻的两个离散节点用一条直线连接起来,该直线就是对应分段上的插值函数;其中,直接连接两个离散点(x1,y1)和(x2,y2),得到的即是该两点之间的线性插值函数,所述线性插值函数的表达式则可根据二次函数的知识很轻松的给出:
因此,根据线性函数来近似估计这两个点之间的离散点数据的值。
4.一种实施权利要求1~3任意一项所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法的改进RASCAL算法数字预失真设计系统,其特征在于,所述改进RASCAL算法数字预失真设计系统包括:预失真模块、预失真参数计算模块和TWTA模块;
其中,所述预失真模块分为模拟预失真和数字预失真;
分段线性插值部分将在MATLAB仿真软件中执行,计算出的偏导函数分别输入到预失真模块和TWTA模块中;
数字预失真模块与功率放大器的特性均为非线性,而二者的特性刚好相反,信号经过两个非线性模型之后会回归线性放大。
5.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1~3任意一项所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法。
6.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1~3任意一项所述改进RASCAL算法数字预失真设计方法。
7.一种信息数据处理终端,其特征在于,所述信息数据处理终端用于实现如权利要求4所述改进RASCAL算法数字预失真设计系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110258667.1A CN113114122B (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 改进rascal算法数字预失真设计方法、系统及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110258667.1A CN113114122B (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 改进rascal算法数字预失真设计方法、系统及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113114122A CN113114122A (zh) | 2021-07-13 |
| CN113114122B true CN113114122B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=76711066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110258667.1A Active CN113114122B (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 改进rascal算法数字预失真设计方法、系统及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113114122B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116471153B (zh) * | 2023-05-25 | 2025-09-05 | 华中科技大学 | 基于双线性插值的分块均匀映射查找表的数字预失真方法 |
| CN120301369B (zh) * | 2025-03-19 | 2025-10-24 | 西安电子科技大学 | 一种针对便携终端功率放大器的数字预失真器 |
| CN120034181B (zh) * | 2025-04-22 | 2025-07-15 | 元启半导体(杭州)有限公司 | 一种多相位时钟的数字校准方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104796091A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-22 | 南京理工大学 | 基于分段记忆多项式的功率放大器建模及数字预失真方法 |
| CN105656434A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 东南大学 | 基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置及方法 |
| CN106453172A (zh) * | 2016-07-19 | 2017-02-22 | 天津大学 | 基于分段线性函数的记忆多项式数字预失真方法 |
| US9979422B1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-05-22 | National Chung Shan Institute Of Science And Technology | Adaptive digital pre-distortion system |
| CN109995335A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 厦门理工学院 | 一种可高效硬件实现的分段数字预失真方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369447B2 (en) * | 2008-06-04 | 2013-02-05 | Apple Inc. | Predistortion with sectioned basis functions |
| US9628119B2 (en) * | 2014-06-27 | 2017-04-18 | Nxp Usa, Inc. | Adaptive high-order nonlinear function approximation using time-domain volterra series to provide flexible high performance digital pre-distortion |
| US20160034421A1 (en) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | Infineon Technologies Ag | Digital pre-distortion and post-distortion based on segmentwise piecewise polynomial approximation |
-
2021
- 2021-03-10 CN CN202110258667.1A patent/CN113114122B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104796091A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-22 | 南京理工大学 | 基于分段记忆多项式的功率放大器建模及数字预失真方法 |
| CN105656434A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 东南大学 | 基于修改分段线性函数的功放数字预失真装置及方法 |
| CN106453172A (zh) * | 2016-07-19 | 2017-02-22 | 天津大学 | 基于分段线性函数的记忆多项式数字预失真方法 |
| US9979422B1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-05-22 | National Chung Shan Institute Of Science And Technology | Adaptive digital pre-distortion system |
| CN109995335A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 厦门理工学院 | 一种可高效硬件实现的分段数字预失真方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "A UHF-band digital pre-distortion power amplifier using weight divided adaptive algorithm";K. Horiguchi等;《2004 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (IEEE Cat. No.04CH37535)》;20041008;第2019-2022页 * |
| "基于二次样条函数的功放数字预失真算法";刘学;《信息通信》;20151031(第154期);第7-9页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113114122A (zh) | 2021-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113114122B (zh) | 改进rascal算法数字预失真设计方法、系统及应用 | |
| CN100559720C (zh) | 用于使得具有非线性增益特性和记忆效应的rf功率放大器线性化的数字预失真系统和方法 | |
| CN100566323C (zh) | 用于减小通信网中寄生发射的与频率有关的幅度预失真 | |
| CN102487367B (zh) | 一种自适应的功放数字基带预失真方法 | |
| CN101459636A (zh) | 自适应预失真方法 | |
| CN102893399B (zh) | 预失真校正方法、预失真校正装置、发射机及基站 | |
| CN102480450B (zh) | 预失真器控制装置和方法、功率控制状态检测方法 | |
| CN102652397A (zh) | 以减少的带宽反馈数字预失真非线性系统的方法和装置 | |
| US20040257157A1 (en) | Non-linear modeling method | |
| CN106534038B (zh) | 基于双级预失真的超宽带复杂格式矢量调制误差修正方法 | |
| US20040247042A1 (en) | Digital linearization circuit | |
| WO2015096735A1 (zh) | 一种数字预失真参数的求取方法及预失真系统 | |
| CN112995079B (zh) | 一种信号处理方法和相关设备 | |
| CN102143108A (zh) | 一种改进的自适应预失真技术 | |
| US20130120062A1 (en) | Adaptive linearizer with narrowband feedback path | |
| JP2012509614A (ja) | リソースの効率的なアダプティブ・デジタル前置補償システム | |
| CN114421902B (zh) | 适用于WiFi无记忆功放的预失真校准方法及应用 | |
| US8421534B2 (en) | Predistorter for compensating for nonlinear distortion and method thereof | |
| CN104363191A (zh) | 一种跳频通信系统的数字预失真方法 | |
| WO2014114170A1 (zh) | 一种预失真系数的更新方法和系统 | |
| US9735814B1 (en) | High power efficient amplification at cable modems through digital pre-distortion and machine learning in cable network environments | |
| US9712193B1 (en) | High power efficient amplifier through digital pre-distortion and machine learning in cable network environments | |
| JP5110165B2 (ja) | 歪み補償装置 | |
| CN101765187A (zh) | 一种数字预失真方法及系统 | |
| KR102097521B1 (ko) | 고주파 증폭 장치 및 왜곡보상 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |



