CN117997446A - 宽带非线性系统失真校正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种宽带非线性系统失真校正装置及方法。该装置包括：前加权模块，用于对输入的基带信号进行线性频域加权处理，并输出N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；主预失真处理模块，用于对所述前加权模块输出的所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。通过本发明，可以解决相关技术中的技术方案无法兼顾线性与非线性频域非均匀性校正，以及在时域实现的复杂高、精度低的问题。

Description

宽带非线性系统失真校正装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及无线通信与数字信号处理领域，具体而言，涉及一种宽带非线性系统失真校正装置及方法。

背景技术

信号经过无线发射系统中射频功率放大器(PowerAmplifier，PA)等模拟器件，会产生严重非线性失真。一种避免PA非线性失真的有效方法就是对输入信号功率进行回退，但这会极大降低PA效率。为改善发射信号质量，同时避免PA效率降低，目前业界更主流的一种方案是采用数字预失真技术，即在数字域对PA的失真进行预补偿。传统的数字预失真方案，通常采用单个非线性预失真器对某一射频发射通道的失真特性进行校正。其中非线性预失真器一般采用常规非线性模型进行建模，比如沃尔泰拉(volterra)级数模型、通用记忆多项式模型、动态偏差减少(Dynamic Deviation reduction，DDR)模型、分解矢量旋转(Decomposed Vector Rotation，DVR)模型等。

随着无线通信的发展，为了获取更大的系统容量、更高的无线传输速率，需要支持更大带宽的无线信号传输。宽带信号过无线发射系统相较窄带信号受到记忆效应更加明显，非线性特性也更加复杂，导致信号整体的失真特性(即线性失真与非线性失真)在频域上呈现出非均匀特性，这给宽带系统的失真校正带来了极大挑战。

针对宽带非线性系统的失真校正问题，业界也提出了一些解决方案，但都存在较大不足，例如，在通过数字预失真模块与均衡器(Equalizer，EQ)模块结合等方式加强线性失真频域非均匀性的补偿时，未考虑到宽带非线性失真的频域非均匀性问题。针对非线性失真的频域非均匀性的补偿，有种方式是直接在频域进行非线性失真补偿，例如，根据功率放大器有效带宽内的幅频响应将所述有效带宽划分为若干个子带；依次对各个子带输入信号和输出信号进行频域重构，得到各子带输入重构信号和输出重构信号，然后根据输入重构信号和输出反馈重构信号分别计算各个子带的预失真系数。

上述方案的优点在于频域上的子带划分提高了频域上处理的精细程度，对失真的频域非均匀特性有一定补偿作用；缺点在于需要额外的时域转频域与频域转时域的流程，实现较为复杂。另外，上述方案中是对分离后的子带分别进行预失真，没有考虑子带间信号的交互作用，会大大降低宽带建模的精度。

针对宽带非线性系统失真的频域非均匀性问题，目前已公开的技术方案中，还没有一种能够兼顾线性与非线性频域非均匀性校正，且能够在时域实现的低复杂度，高精度建模方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种宽带非线性系统失真校正装置及方法，以至少解决相关技术中缺少能够兼顾线性与非线性频域非均匀性校正，且能够在时域实现的低复杂度，高精度建模方案的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种宽带非线性系统失真校正装置，包括：前加权模块，用于对输入的基带信号进行线性频域加权处理，并输出N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；主预失真处理模块，用于对所述前加权模块输出的所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：后加权模块，用于对所述主预失真处理模块输出的所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项以及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：求和模块，用于对所述后加权模块输出的所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：宽带预失真学习器模块，用于对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

在一个示例性实施例中，宽带预失真学习器模块包括：采集单元，用于采集所述基带信号和所述反馈信号；对齐单元，用于对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；计算单元，用于根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；更新模块，用于在每次迭代过程中根据所述计算单元的输出更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种宽带非线性系统失真校正装置，包括：主预失真处理模块，用于对输入的基带信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述基带信号及所述基带信号的延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数；后加权模块，用于对所述主预失真处理模块输出的所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项、及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：求和模块，用于对所述后加权模块输出的所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：宽带预失真学习器模块，用于基于所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块中；其中所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

在一个示例性实施例中，所述宽带预失真学习器模块包括：采集单元，用于采集所述基带信号和所述反馈信号；对齐单元，用于对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；计算单元，用于根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；更新模块，用于在每次迭代过程中根据所述计算单元的输出更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种宽带非线性系统失真校正方法，包括：在基带信号输入功率放大器之前，通过前加权模块对所述基带信号进行线性频域加权处理，得到N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；通过主预失真处理模块对所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述方法还包括：通过后加权模块对所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项以及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述方法还包括：对所述N2路具备不同非线性失真特性的第二信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号；或，对所述N3路具备不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号之后，还包括：对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中，所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

在一个示例性实施例中，对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，包括：采集所述基带信号和所述反馈信号，对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；在每次迭代过程中根据计算出所述参数更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种宽带非线性系统失真校正方法，包括：在基带信号输入功率放大器之前，对输入的基带信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述基带信号及所述基带信号的延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数；对所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项、及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号之后，还包括：对所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号之后，还包括：对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中，所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

在一个示例性实施例中，对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，包括：采集所述基带信号和所述反馈信号，对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；在每次迭代过程中根据计算出所述参数更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，由于宽带非线性系统失真校正装置中包括了前加权模块，通过前加权模块获得对原始信号进行不同频率加权的N1路输出，一方面增强了线性失真的补偿精度，另一方面结合后面的主预失真模块可实现多输入的复杂非线性建模。主预失真模块输出具备不同非线性特性的N2路非线性预失真分支信号，以便在后续的后加权模块处理中可达到各路非线性预失真分支信号在不同频点上以不同权重叠加的效果，从而实现非线性失真频域非均匀性的补偿，因此，可以解决相关技术中的技术方案无法兼顾线性与非线性频域非均匀性校正，以及在时域实现的复杂高、精度低的问题，达到大大提升宽带预校正系统的建模精度的效果。

附图说明

图1是根据本发明实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图；

图2是根据本发明另一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图；

图3是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图；

图4是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的宽带非线性系统失真校正方法的流程图；

图6是根据本发明另一实施例的宽带非线性系统失真校正方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的宽带非线性系统失真校正装置的示意图；

图8是根据本发明实施例的宽带预失真参数训练的方法流程图；

图9是根据本发明实施例的模块参数更新方法的示意图；

图10是根据本发明另一实施例的模块参数更新方法的示意图；

图11是根据本发明实施例的宽带非线性失真校正的方法流程图；

图12是根据本发明实施例的前加权模块进行信号处理的示意图；

图13是根据本发明实施例的主预失真处理模块进行信号处理的示意图；

图14是根据本发明实施例的后加权模块进行信号处理的示意图；

图15是根据本发明另一实施例的后加权模块进行信号处理的示意图；

图16是根据本发明又一实施例的后加权模块进行信号处理的示意图；

图17是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的示意图；

图18是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

图1是根据本发明实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图，如图1所示，该装置包括：前加权模块11、主预失真处理模块12。

前加权模块11，用于对输入的基带信号进行线性频域加权处理，并输出N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；

主预失真处理模块12，用于对所述前加权模块11输出的所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。

图2是根据本发明另一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图，如图2所示，该装置除了包括图1所示的所有模块外，还包括：

后加权模块13，用于对所述主预失真处理模块12输出的所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项以及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

求和模块14，用于对所述后加权模块输出的所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

宽带预失真学习器模块15，用于对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块11、所述主预失真处理模块12、所述后加权模块13；其中所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

其中，宽带预失真学习器模块15包括：

采集单元151，用于采集所述基带信号和所述反馈信号；

对齐单元152，用于对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；

计算单元153，用于根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述前加权模块11、所述主预失真处理模块12、所述后加权模块13；

更新模块154，用于在每次迭代过程中根据所述计算单元的输出更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块11、所述主预失真处理模块12、所述后加权模块13。

图3是根据本发明的又一个实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图，如图3所述所示，该装置包括：主预失真处理模块21和后加权模块22。

主预失真处理模块21，用于对输入的基带信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述基带信号及所述基带信号的延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数；

后加权模块22，用于对所述主预失真处理模块21输出的所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项、及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，该装置还可以包括前加权模块，用于对输入的基带信号进行线性频域加权处理，并输出N1路具有不同频域加权特性的第一信号至所述主预失真处理模块21中，其中N1为大于或等于1的整数。主预失真处理模块21则对N1路第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号。

图4是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的结构框图，如图4所示，该装置除了包括图3所示的所有模块外，还包括：

求和模块23，用于对所述后加权模块22输出的所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，该装置还包括：宽带预失真学习器模块24，用于基于所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块21、所述后加权模块22中；其中所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

其中，宽带预失真学习器模块24包括：

采集单元241，用于采集所述基带信号和所述反馈信号；

对齐单元242，用于对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；

计算单元243，用于根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块21、所述后加权模块22；

更新模块244，用于在每次迭代过程中根据所述计算单元的输出更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块21、所述后加权模块22。

需要说明的是，如上述所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

通过本发明的上述实施例，由于宽带非线性系统失真校正装置中包括了前加权模块，通过前加权模块获得对原始信号进行不同频率加权的N1路输出，一方面增强了线性失真的补偿精度，另一方面结合后面的主预失真模块可实现多输入的复杂非线性建模。主预失真模块输出具备不同非线性特性的N2路非线性预失真分支信号，然后经过后加权模块并叠加，达到各路非线性预失真分支信号在不同频点上以不同权重叠加的效果，从而实现非线性失真频域非均匀性的补偿，因此，可以解决相关技术中的技术方案无法兼顾线性与非线性频域非均匀性校正，以及在时域实现的复杂高、精度低的问题，达到大大提升宽带预校正系统的建模精度的效果。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器(Read-Only Memory/Random Access Memory，ROM/RAM)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

在本实施例中还提供了一种宽带非线性系统失真校正方法，该方法用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。

图5是根据本发明实施例的宽带非线性系统失真校正方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，在基带信号输入功率放大器之前，通过前加权模块对所述基带信号进行线性频域加权处理，得到N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；

步骤S504，通过主预失真处理模块对所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述方法还包括：通过后加权模块对所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项以及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，所述方法还包括：对所述N2路具备不同非线性失真特性的第二信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号；或，对所述N3路具备不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，在得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号之后，还包括：对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中，所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

在一个示例性实施例中，对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，包括：采集所述基带信号和所述反馈信号，对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；在每次迭代过程中根据计算出所述参数更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

图6是根据本发明实施例的宽带非线性系统失真校正方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S602，在基带信号输入功率放大器之前，对输入的基带信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述基带信号及所述基带信号的延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数；

步骤S604，对所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项、及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

在一个示例性实施例中，在基带信号输入功率放大器之前，还可通过前加权模块对所述基带信号进行线性频域加权处理，得到N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；再对N1路第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号。

在一个示例性实施例中，在得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号之后，还包括：对所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

在一个示例性实施例中，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号之后，还包括：对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中，所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

在一个示例性实施例中，对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，包括：采集所述基带信号和所述反馈信号，对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；在每次迭代过程中根据计算出所述参数更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

为便于对本发明所提供的技术方案的理解，下面将结合具体场景的实施例进行详细的阐述。

图7是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的示意图，如图7所示，该装置包括：宽带非线性失真校正模块101和宽带预失真学习器模块102。

宽带预失真学习器模块102，采集基带前向信号以及功率放大器输出的反馈信号，对宽带非线性失真校正各模块的系数进行迭代求解。

宽带非线性失真校正模块101，用于对宽带基带信号源进行预校正处理，补偿后级链路，主要是功率放大器模块产生的非线性失真，提升发射信号质量。

所述宽带非线性失真校正模块101包括前加权模块31、主预失真处理模块32以及后加权模块33。

前加权模块31为一个1路输入N1路输出的模块，用于对宽带信号进行线性的频域加权处理，输出N1路具备不同频域加权特性的信号。

主预失真处理模块32为一个N1路输入N2路输出的模块，用于对前加权模块输出的N1路信号进行综合非线性处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的信号，其中每一路输出都可以是一路或多路(最多N1路)输入及其延时项的非线性函数。

后加权模块33为一个N2路输入N3路输出的模块，用于对主预失真模块输出的N2路信号分别进行后加权处理。后加权模块输出信号进行叠加得到最终的预失真信号。从频域上看，最终的预失真信号是主预失真模块输出的各路非线性信号在不同频点以不同权重叠加的效果，因而可以补偿随频率变化的非线性失真特性。

DAC(Digital to Analog Converter，数字模拟转换器)模块103，用于对宽带非线性失真校正模块输出的信号进行数模转换，将数字信号转换为模拟信号；

上变频模块104，用于对DAC模块103输出信号进行上变频处理；

功率放大器模块105，用于对上变频模块104输出的信号进行功率放大；

下变频模块106，用于对功率放大器模块105输出的信号进行下变频处理；

ADC(Analog to Digital Converter，模拟数字转换器)模块107，用于对下变频后的信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，其输出反馈回宽带预失真学习器模块102，用于预失真系数的迭代求解。

图8是根据本发明实施例的宽带预失真参数训练的方法流程图，如图8所示，该方法包括如下步骤：

步骤S801，对宽带非线性失真校正模块的参数进行初始化；

具体地，需要初始化的模块包括前加权模块、主预失真处理模块、后加权模块的模型参数，其中，初始化方式包括：使得信号经过宽带非线性预失真系统后无变化或仅产生延时。

步骤S802，迭代次数n初始化为1。

步骤S803，开始第n次迭代。

步骤S804，采集基带参考前向信号和相应反馈数据。

步骤S805，对采集的基带参考前向信号和相应反馈数据进行对齐处理。

具体地，对齐处理包括但不限于频点、时延、功率、相位等对齐处理。

步骤S806，模块参数计算。

具体地，依据模块更新控制器的模块更新策略，控制各模块的参数更新，进行相应模块的参数计算。

步骤S807，将本次迭代计算得到的相应模块参数更新至宽带非线性失真校正模块对应位置中。

步骤S808，迭代次数变为n＝n+1，然后转至步骤S803。

在本实施例中，所述模块更新控制策略可以设置为一次迭代仅更新一个模块的参数，各模块参数交替更新，如图9所示。也可以一次迭代内循环交替计算各模块参数，然后统一更新至宽带非线性失真校正模块中，如图10所示。

图11是根据本发明实施例的宽带非线性失真校正的方法流程图，如图11所示，该方法包括如下步骤：

步骤S1101，宽带非线性失真校正模块复制宽带预失真参数训练模块中更新的相应模型参数。

具体地，相应模型参数包括前加权模块、主预失真处理模块以及后加权模块相关参数。

步骤S1102，基带信号进入前加权模块，得到N1路()不同频域加权后的信号。

步骤S1103，接着经过主预失真处理模块，得到N2()路不同非线性处理后的信号。

步骤S1104，然后经过后加权模块，得到N3路()不同后加权处理的信号。

步骤S1105，最后将N3路不同后加权处理的信号进行相加，输出非线性失真校正信号。

在本实施例中，前加权模块，用于对基带信号进行线性的频域加权处理，输出N1路具备不同频域加权特性的信号。图12是根据本发明实施例的前加权模块进行信号处理的示意图，可以是基带信号经过N1个不同FIR滤波器，N1个FIR滤波器的输入输出表达式如公式(1)所示：

其中，“*”表示卷积，h_m(n)为前加权模块中第m个加权滤波器的抽头系数。基带信号与滤波器的时域卷积相当于频域相乘，因此各滤波器的频域响应等效于对信号在频域上进行了不同的加权处理。

在本实施例中，各FIR滤波器抽头系数可以通过前述的“宽带预失真参数训练”方法中迭代求解得到；也可以预先设计好，固定存储下来。比如FIR滤波系数的一种实施例是设计N1个FIR滤波器的频率响应，使得基带信号在时域与各FIR滤波器卷积后等效于频域上被划分为N1个不同的子区间，且输出的N1个子载波信号相加等于原信号，如公式(2)所示

例如，将-100MHz～100MHz范围内的200MHz带宽信号通过两个FIR滤波器，输出的两路信号分别为左100MHz信号(-100MHz～0MHz)和右100MHz信号(0～100MHz)。

图13是根据本发明实施例的主预失真处理模块进行信号处理的示意图，如图13所示，主预失真处理模块的每一路输出都可以是一路或多路(最多N1路)输入及其延时项的非线性函数，如公式(3)所示：

其中，x_in，j＝[x_in，j(n)，x_in，j(n-1)，..x_in，j(n-D_j)]，包含当前项及延时项，f_m(.)为非线性函数，可以是常规的通用DPD模型，比如GMP，DVR，DDR模型等。各非线性函数的系数通过前述“宽带预失真参数训练”流程迭代求解得到。

图14是根据本发明实施例的后加权模块进行信号处理的示意图，如图14所示，后加权模块的每一路输出都可以是一路或多路输入及其延时项的线性函数，如公式(4)所示：

其中x_in，j＝[x(n+D_j)，...，x(n+2)，x(n+1)，x_in，j(n)，x_in，j(n-1)，...x_in，j(n-D_j)]，包含当前项、超前项及延时项，w_m(.)为线性函数，例如，可以通过FIR滤波实现。后加权模块对各非线性输入带来不同的频率响应，因此结合后面的求和模块，从频域上看，最终的预失真信号是主预失真模块输出的各路非线性信号在不同频点以不同权重叠加效果，因而能够补偿随频率变化的非线性失真特性。后加权模块中各线性函数的的系数可通过前述“宽带预失真参数训练”流程迭代求解得到。

图15是根据本发明另一实施例的后加权模块进行信号处理的示意图，如图15所示，后加权模块对输入的每一路单独进行FIR滤波。

图16是根据本发明又一实施例的后加权模块进行信号处理的示意图，如图16所示，后加权模块也可以多路合并进行FIR滤波。其中一种可能的合并方式是对图15中具备相似频率响应的FIR滤波器的各输入进行合并。

在本发明实施例中，宽带非线性系统失真校正方法和装置既可以应用于无线通信发射系统中功率放大器等模拟器件的非线性补偿，也可以用于其他具有非线性失真的器件或系统的失真补偿。

在本发明实施例中，前加权模块与后加权模块中的加权滤波处理除了采用FIR滤波器实现，也可以替换为将信号从时域转换为频域后，在频域进行相应的选频或频率加权处理，处理后再转换为时域信号。能够达到类似的效果。

在本发明实施例中，前加权滤波与后加权滤波模块为可选模块。例如，图17是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的示意图，如图17所示，在本实例中该装置中仅包含前加权模块与主预失真模块。

又例如，图18是根据本发明又一实施例的宽带非线性系统失真校正装置的示意图，如图18所示，在本实施例中，该装置仅包含主预失真模块与后加权模块。

传统的不包含前加权和后加权模块情况下，主预失真处理模块的输出信号为1路，此时主预失真模块的模型函数可以是各非线性基底与系数相乘后求和，比如记忆多项式模型：

其中x(n)为预失真前的基带信号，x_DPD(n)为主预失真处理后的信号，i₁、i₂分别为对应的信号项延时和模值项延时，k为对应的模值的阶数。x(n-i₁)|x(n-i₂)|^k为模型的基底。

在有后加权模块的情况下，主预失真处理模块的每一路输出可以是上面公式(5)中一个基底的输出或多个基底输出的线性叠加。

此外，图17所示的前加权+主预失真的架构，可以通过将后加权模块配置为前级的输出乘上单个系数1来实现。图18所示的主预失真模块+后加权模块的架构，也可以通过将前加权模块配置为的基带信号乘上单个系数1实现。

在本发明实施例中，宽带非线性系统失真校正方法和装置中前加权模块与后加权模块的系数，除了介绍的可以在线采数迭代更新的方式外，也可以离线设计或是计算好，然后固定存储下来。

本发明相较于现有技术在技术价值的有益效果在于：

(1)一方面采用主预失真模块与后加权模块结合，实现各非线性预失真分支信号在不同频点上以不同权重叠加的效果，从而实现非线性失真频域非均匀性的补偿。另一方面具备前加权模块，能够增强线性失真的补偿精度，同时结合后面的主预失真模块可实现多输入的复杂非线性建模。总体上该方案大大提升了宽带预校正系统的建模精度，提升对宽带线性失真和非线性失真的校正能力，提升系统发射信号质量。

(2)可以直接在时域实现，不需要转换到频域处理，具备低复杂度的特点。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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 (20)

1.一种宽带非线性系统失真校正装置，其特征在于，包括：

前加权模块，用于对输入的基带信号进行线性频域加权处理，并输出N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；

主预失真处理模块，用于对所述前加权模块输出的所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

后加权模块，用于对所述主预失真处理模块输出的所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项以及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

求和模块，用于对所述后加权模块输出的所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：

宽带预失真学习器模块，用于对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，宽带预失真学习器模块包括：

采集单元，用于采集所述基带信号和所述反馈信号；

对齐单元，用于对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；

计算单元，用于根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；

更新模块，用于在每次迭代过程中根据所述计算单元的输出更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

6.一种宽带非线性系统失真校正装置，其特征在于，包括：

主预失真处理模块，用于对输入的基带信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述基带信号及所述基带信号的延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数；

后加权模块，用于对所述主预失真处理模块输出的所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项、及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

求和模块，用于对所述后加权模块输出的所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

宽带预失真学习器模块，用于基于所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块中；其中所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述宽带预失真学习器模块包括：

采集单元，用于采集所述基带信号和所述反馈信号；

对齐单元，用于对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；

计算单元，用于根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；

更新模块，用于在每次迭代过程中根据所述计算单元的输出更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

10.一种宽带非线性系统失真校正方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项中的装置，包括：

在基带信号输入功率放大器之前，通过前加权模块对所述基带信号进行线性频域加权处理，得到N1路具有不同频域加权特性的第一信号，其中N1为大于或等于1的整数；

通过主预失真处理模块对所述N1路具有不同频域加权特性的第一信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述一路或多路具有不同频域加权特性的第一信号及其延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

通过后加权模块对所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项以及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述N3路具备不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号之后，还包括：

对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中，所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，包括：

采集所述基带信号和所述反馈信号，对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；

根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块；

在每次迭代过程中根据计算出所述参数更新以下至少之一模块的参数：所述前加权模块、所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

15.一种宽带非线性系统失真校正方法，其特征在于，应用于权利要求6-9中任一项中的装置，包括：

在基带信号输入功率放大器之前，对输入的基带信号进行综合非线性预失真处理，得到N2路具备不同非线性失真特性的第二信号，其中，所述每一路具备不同非线性失真特性的第二信号为所述基带信号及所述基带信号的延时项的非线性函数，N2为大于或等于1的整数；

对所述N2路具有不同非线性失真特性的第二信号进行线性频域加权处理，得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号，其中，所述每一路具备不同频域加权特性的第三信号为所述一路或多路具有不同非线性失真特性的第二信号、所述第二信号的超前项、及所述第二信号的延时项的线性函数，N3为大于或等于1的整数。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在得到N3路具备不同频域加权特性的第三信号之后，还包括：

对所述N3路具有不同频域加权特性的第三信号进行求和处理，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，得到待输入至功率放大器的宽带预校正信号之后，还包括：

对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，通过迭代的方式计算并更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；其中，所述反馈信号为所述功率放大器对输入的所述宽带预校正信号处理后所输出的信号。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，对所述基带信号和功率放大器输出的反馈信号进行对齐处理，包括：

采集所述基带信号和所述反馈信号，对所述基带信号和所述反馈信号进行至少如下之一的对齐处理：频点、时延、功率、相位；

根据对齐处理结果计算对应的以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块；

在每次迭代过程中根据计算出所述参数更新以下至少之一模块的参数：所述主预失真处理模块、所述后加权模块。

19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述权利要求10至14任一项中所述的方法的步骤，或者实现权利要求15-18任一项中所述的方法的步骤。

20.一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求10至14任一项中所述的方法的步骤，或者实现权利要求15-18任一项中所述的方法的步骤。