鬼佬大哥大
  • / 19
  • 下載費用:30 金幣  

一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法.pdf

關 鍵 詞:
一種 波段 模式 射頻 功率放大器 數字 失真 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201210225944.X

申請日:

2012.06.29

公開號:

CN102751950B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H03F 1/32申請日:20120629|||公開
IPC分類號: H03F1/32; H03F3/20 主分類號: H03F1/32
申請人: 寧波大學
發明人: 劉太君; 惠明; 葉焱; 許高明; 徐鐵峰; 聶秋華
地址: 315211 浙江省寧波市江北區風華路818號
優先權:
專利代理機構: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226 代理人: 程曉明
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201210225944.X

授權公告號:

102751950B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.03.13|||2012.10.24

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法,包括以下步驟:將采集的功放射頻信號對應的基帶數據序列進行等效處理,得到第一等效基帶數據序列,并通過預失真器后輸入到基帶射頻轉換模塊中轉換為射頻信號;使用非線性特性提取裝置分別提取功放射頻輸入和輸出信號在各個波段上的基帶數據序列;然后分別將輸入和輸出基帶數據序列進行等效處理分別得到第二和第三等效基帶數據序列;將第二和第三等效基帶數據序列輸入到訓練預失真器中進行訓練,以得到預失真器參數;優點是可以采用轉化速率較低的模數轉換器,不僅能降低成本,而且可以解決模數轉換器在多波段多模式功放預失真線性化應用中的采樣速率不夠的瓶頸問題。

權利要求書

1.?一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法,其特征在于包括以下步驟:(1)采集多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列;(2)將多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列輸入第一多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第一等效基帶數據序列;(3)將第一等效基帶數據序列通過預失真器后再輸入到基帶射頻轉換模塊中進行轉換,得到射頻輸入信號;(4)將射頻輸入信號輸入到多波段多模式射頻功率放大器中;(5)使用多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置提取多波段多模式射頻功率放大器的輸入端的射頻輸入信號在各個波段上的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號在各個波段上的基帶數據序列;(6)將射頻輸入信號在各個波段上的基帶數據序列輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第二等效基帶數據序列;將射頻輸出信號在各個波段上的基帶數據序列輸入到第三多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第三等效基帶數據序列;(7)將第二等效基帶數據序列和第三等效基帶數據序列輸入到訓練預失真器中進行訓練,得到預失真器參數;(8)將預失真器參數拷貝到預失真器中,返回步驟(2)至步驟(4),然后采集多波段多模式射頻功率放大器輸出端此時的多波段多模式射頻輸出信號,將該多波段多模式射頻輸出信號與要求得到的射頻輸出信號進行比較,如果該多波段多模式射頻輸出信號的線性度達標,則該預失真器參數即為目前有效的預失真參數;如果該多波段多模式射頻輸出信號未達標,則重復步驟(5)至步驟(8),如此往復循環,直到多波段多模式射頻功率放大器輸出的多波段多模式射頻輸出信號滿足要求為止。

說明書

一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法

技術領域

本發明涉及一種數字預失真方法,尤其是涉及一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法。

背景技術

目前,無線通信中多種網絡共存的現狀將長期存在,如GSM、CDMA、TD-SCDMA,CDMA2000、WCDMA和LTE等2G、3G和4G網絡在中國將長期共存。不同的網絡使用不同的頻段,從而需要不同的窄帶射頻收發模塊,使得一個基站中存在多套射頻模塊,最終造成基站體積過大,選址困難,能耗過高,運營成本大大增加等諸多問題。為了解決這些問題,支持多種標準和多種頻段的多波段射頻模塊備受關注,目前支持至少兩個頻段的多波段多模式射頻功率放大器已經被成功設計。射頻功率放大器的非線性是造成無線通信系統信號失真的主要來源,當多波段多模式射頻功率放大器應用于多種網絡共存的無線通信系統時,多個頻段信號同時加載到多波段多模式射頻功率放大器上,多波段多模式射頻功率放大器帶來的信號失真將會更為復雜和嚴重,因此對多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真提出了更為苛刻的要求。

現有的單波段射頻功率放大器主要采用傳統的數字預失真方法進行預失真補償。傳統的數字預失真方法需要采用傳統的非線性特性提取裝置獲得射頻功率放大器輸入端和輸出端的基帶數據序列,而傳統的非線性特性提取裝置對于多波段多模式射頻功率放大器需要使用具有大的動態范圍和很高采樣速率的模數轉換器(ADC)。當我們需要對多波段多模式射頻功率放大器進行數字預失真處理,而傳輸到多波段多模式射頻功率放大器的信號各波段間隔較大時(比如頻率間隔達到GHz以上),現有的模數轉換器的采樣速率無法滿足對采樣速率的要求,因此傳統的非線性特性提取裝置無法捕獲多波段多模式射頻功率放大器輸入端和輸出端的基帶數據序列,從而無法采用傳統的數字預失真方法來進行預失真非線性補償。本發明人提出了一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置(已申請專利,申請日為2012年4月27日,申請號為201210129607.0,名稱為一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置)。該多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置可以采用轉換速率較低、成本較低的模數轉換器來捕獲多波段多模式射頻功率放大器輸入端和輸出端的基帶數據序列。但是由于傳統的數字預失真方法中將多個波段看作同一個波段的不同載波,沒有將多個波段進行區分,無法使用該多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置,而目前也沒有一種適用于多波段多模式射頻功率放大器的其他數字預失真方法可以采用本發明人提出的多波段多模式射頻功率放大器非線性提取裝置。由此可知,研究一種基于上述多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置捕獲的多波段多模式射頻功率放大器輸入端和輸出端的基帶數據序列的數字預失真方法具有重要的理論意義和工程實際價值,可以大大推動多波段多模式射頻功率放大器的研究進展。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于轉化速率較低的模數轉換器的多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法,包括以下步驟:

(1)采集多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列;

(2)將多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列輸入到第一多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第一等效基帶數據序列;

(3)將第一等效基帶數據序列通過預失真器輸入基帶射頻轉換模塊中,得到射頻輸入信號;

(4)將射頻輸入信號輸入到多波段多模式射頻功率放大器中;

(5)使用多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置提取多波段多模式射頻功率放大器的輸入端的射頻輸入信號在各個波段的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號在各個波段的基帶數據序列;

(6)將射頻輸入信號各個波段的基帶數據序列輸入第二多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第二等效基帶數據序列;將射頻輸出信號各個波段的基帶數據序列輸入第三多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第三等效基帶數據序列;

(7)將第二等效基帶數據序列和第三等效基帶數據序列輸入訓練預失真器中進行訓練,得到預失真器參數;

(8)將預失真器參數拷貝到預失真器中,返回步驟(2)至步驟(4),然后采集多波段多模式射頻功率放大器輸出端此時的多波段多模式射頻輸出信號,將該多波段多模式射頻輸出信號與要求得到的射頻輸出信號進行比較,如果該多波段多模式射頻輸出信號達標,則該預失真器參數即為目前有效的預失真參數,如果該多波段多模式射頻輸出信號未達標,則重復步驟(5)至步驟(8),如此往復循環,直到多波段多模式射頻功率放大器輸出的多波段多模式射頻輸出信號滿足要求為止。

與現有技術相比,本發明的優點在于通過采用將多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列進行等效處理,通過預失真器和基帶射頻轉換模塊將其輸入到多波段多模式射頻功率放大器,然后采用多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置提取多波段多模式射頻功率放大器的輸入端射頻輸入信號在各個波段的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號在各個波段的基帶數據序列,再將多波段多模式射頻功率放大器的輸入端的射頻輸入信號在各個波段的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號在各個波段的基帶數據序列進行等效處理,最后通過訓練預失真器訓練得到預失真器參數,并對訓練得到的預失真器參數進行驗證,降低了對非線性特性提取裝置中模數轉換器的采樣速率的要求,可以在非線性特性提取裝置中采用轉化速率較低的模數轉換器,從而降低了采樣電路的功耗和成本,而且可以突破對多波段多模式射頻功率放大器進行數字預失真線性化時面臨的模數轉換器采樣速率無法達到要求的瓶頸,為研發線性高效多波段多模式射頻功率放大器奠定良好的基礎,具有重要的理論意義和工程應用價值。

附圖說明

圖1為本發明的原理框圖;

圖2為本發明的實施例一的原理框圖;

圖3為本發明實施例一中等效基帶處理的原理框圖;?

圖4為采用本發明實施例一預失真方法、無預失真以及采用傳統預失真方法后多波段多模式射頻功率放大器輸出端的射頻輸出信號的頻譜比較圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法,包括以下步驟:

(1)采集多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列;

(2)將多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列輸入到第一多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第一等效基帶數據序列;

(3)將第一等效基帶數據序列通過預失真器輸入到基帶射頻轉換模塊中進行轉換,得到射頻輸入信號;

(4)將射頻輸入信號輸入到多波段多模式射頻功率放大器中;

(5)使用多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置提取多波段多模式射頻功率放大器的輸入端的射頻輸入信號在各個波段的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號在各個波段的基帶數據序列;

(6)將射頻輸入信號在各個波段的基帶數據序列輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第二等效基帶數據序列,將射頻輸出信號在各個波段的基帶數據序列輸入到第三多波段多模式等效基帶處理模塊中進行處理,得到第三等效基帶數據序列;

(7)將第二等效基帶數據序列和第三等效基帶數據序列輸入到訓練預失真器中進行訓練,得到預失真器參數;

(8)將預失真器參數拷貝到預失真器中,返回步驟(2)至步驟(4),然后采集多波段多模式射頻功率放大器輸出端此時的多波段多模式射頻輸出信號,將該多波段多模式射頻輸出信號與要求得到的射頻輸出信號進行比較,如果該多波段多模式射頻輸出信號達標,則該預失真器參數即為目前有效的預失真參數,如果該多波段多模式射頻輸出信號未達標,則重復步驟(5)至步驟(8),如此往復循環,直到多波段多模式射頻功率放大器輸出的多波段多模式射頻輸出信號滿足要求為止。

本發明的工作原理如下所述:

如圖1所示,多波段多模式射頻信號包含N個波段,其中N≥2,每個波段傳輸一種模式的信號,首先我們采集多波段多模式射頻信號在各個波段的基帶數據序列,各個波段的基帶數據序列為????????????????????????????????????????????????,,……,,其中第K個波段的基帶數據序列為,?K=1,2,……,N,為第K個波段的采樣率,,為第K個波段的基帶數據序列的長度。將多波段多模式射頻信號各個波段的基帶數據序列輸入第一多波段多模式等效基帶處理模塊1中進行處理,從而得到第一等效基帶數據序列。由于采樣率很低,第一多波段多模式等效基帶處理模塊1首先對多波段多模式射頻信號的基帶數據序列進行上采樣,以提高采樣率(即時間分辨率)。各個波段的基帶數據序列經過上采樣后變為,,……,,其中,第K個波段的基帶數據序列上采樣后變為,?K=1,2,……,N,為第K個波段的采樣率,為第K個波段基帶數據序列的上采樣的倍數,,為第K個波段的基帶數據序列經過上采樣(內插)后的長度。由此得到第一等效基帶數據序列(即多波段多模式射頻信號基帶數據序列的等效基帶數據序列)的函數表達式為:

???(1)

其中,,,為第一等效基帶數據序列的長度(即與第K個波段的基帶數據序列經過上采樣(內插)后的長度相同),f為多波段多模式射頻信號的等效基帶信號的中心頻率,,為多波段多模式射頻信號中第1個波段射頻信號的中心頻率,為多波段多模式射頻信號中第2個波段射頻信號的中心頻率,為多波段多模式射頻信號中第N個波段射頻信號的中心頻率,exp表示e指數,j表示虛部。

第一等效基帶數據序列通過預失真器2輸入基帶射頻轉換模塊3中進行轉換得到射頻輸入信號,將該射頻輸入信號輸入到多波段多模式射頻功率放大器4中,使用非線性特性提取裝置5(即本發明人于2012年4月27日提出專利申請,申請號為201210129607.0的一種多波段多模式射頻功率放大器非線性特性提取裝置)以提取多波段多模式射頻功率放大器4輸入端的射頻輸入信號的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號的基帶數據序列。射頻輸入信號包括N個波段,則提取的射頻輸入信號各個波段的基帶數據序列分別為,,……,,射頻輸入信號的第K個波段的基帶數據序列為,K=1,2,……,N,為射頻輸入信號的第K個波段的基帶信號的采樣率,,為射頻輸入信號的第K個波段的基帶數據序列的長度。多波段多模式射頻功率放大器4輸出端的射頻輸出信號包括N個波段,則提取的射頻輸出信號的基帶數據序列也包括N個波段的基帶數據序列,分別為,,……,,射頻輸出信號的第K個波段的基帶數據序列為,K=1,2,……,N,為射頻輸出信號的第K個波段的基帶信號的采樣率,,為射頻輸出信號的第K個波段的基帶數據序列的長度(即與射頻輸入信號的第K個波段的基帶數據序列的長度相同)。

將射頻輸入信號N個波段的基帶數據序列,,……,輸入第二多波段多模式等效基帶處理模塊6中進行等效處理得到第二等效基帶數據序列(即射頻輸入信號的基帶數據序列的等效數據序列),將射頻輸出信號N個波段的基帶數據序列,,……,輸入第三多波段多模式等效基帶處理模塊7中進行處理得到第三等效基帶數據序列(即射頻輸出信號的基帶數據序列的等效數據序列);第二多波段多模式等效基帶處理模塊6和第三多波段多模式等效基帶處理模塊7的工作原理與第一多波段多模式等效基帶處理模塊1相同,由此我們可以得到第二等效基帶數據序列的函數表達式為:

???(2)

第三等效基帶數據序列的函數表達式為:

????(3)

其中,,……,為射頻輸入信號在N個波段上的基帶數據序列上采樣后的基帶數據序列,射頻輸入信號第K個波段的基帶數據序列上采樣后變為;,,……,為射頻輸出信號在N個波段上的基帶數據序列上采樣后的基帶數據序列,射頻輸出信號第K個波段的基帶數據序列上采樣后變為;為第K個波段基帶數據序列的上采樣倍數,,,為第二等效基帶數據序列和第三等效基帶數據序列的長度。

從圖1中可以看出,多波段多模式射頻信號N個波段的基帶數據序列經過多波段多模式等效基帶處理單元1后得到第一等效基帶數據序列,即多波段多模式等效基帶處理單元1完成了公式(1)的工作,同時保證了多波段多模式射頻信號N個波段的基帶數據序列的同步性,消除多波段多模式射頻信號N個波段的基帶數據序列的抖動,從而能夠進行多波段多模式射頻功率放大器4的數字預失真。預失真器2在初始狀態下是沒有參數的,即最初的時候預失真器2還不起作用,預失真器2輸出的還是第一等效基帶數據序列,第一等效基帶數據序列通過基帶射頻轉換模塊3后輸出多波段多模式射頻功率放大器4的射頻輸入信號,此時的射頻輸入信號與第一多波段多模式等效基帶處理模塊1輸入端的多波段多模式射頻信號相同,當,且時,射頻輸入信號的N個波段基帶數據序列,,……,與多波段多模式射頻信號的N個波段基帶數據序列,,……,相同,即=,=,……,=。射頻輸入信號的N個波段基帶數據序列經過第二多波段多模式等效基帶處理模塊6后輸出第二等效基帶數據序列,由于=,從而我們可以得到。第二多波段多模式等效基帶處理模塊6完成的是公式(2)的工作。射頻輸出信號的N個波段基帶數據序列經過第三多波段多模式等效基帶處理模塊7后輸出第三等效基帶數據序列,第三多波段多模式等效基帶處理模塊7完成的是公式(3)的工作。將和輸入到訓練預失真器8中,進行預失真器參數訓練,以得到預失真器2的參數。當在訓練預失真器8中完成首次預失真器參數訓練后,將獲得的預失真器參數拷貝到預失真器2中。這時再將第一等效基帶數據序列輸入預失真器2時,由于預失真器2的參數已經獲得,預失真器2能夠起作用,此時預失真器2輸出的第一等效基帶數據序列相對于預失真器2前一次輸出的第一等效基帶數據序列已經經過預矯正,該第一等效基帶數據序列經過基帶射頻轉換模塊3后輸出第一等效基帶數據序列的射頻信號,第一等效基帶數據序列的射頻信號驅動多波段多模式射頻功率放大器4,以期望多波段多模式射頻功率放大器4輸出線性放大后的多波段多模式射頻輸出信號。當本次輸出的線性放大后的多波段多模式射頻輸出信號的指標達到要求時,此時的預失真器參數即為目前有效的預失真參數,不用再捕獲多波段多模式射頻功率放大器4輸入端和輸出端N個波段的基帶信號,也不用再進行訓練預失真器8的參數訓練和預失真器3的參數更新,即完成了數字預失真參數提取;當本次輸出的線性放大后的多波段多模式射頻輸出信號的指標達不到要求時,需要對預失真器2的參數進行更新,此時再通過非線性特性提取裝置5提取多波段多模式射頻功率放大器4輸入端和輸出端在N個波段上的基帶數據序列,并將這些數據序列分別輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊6和第三多波段多模式等效基帶處理模塊7中進行等效處理,再將第二多波段多模式等效基帶處理模塊6和第三多波段多模式等效基帶處理模塊7等效處理后的輸出數據輸入到訓練預失真器8中進行訓練,此時,≠,≠,……,≠,從而我們可以得到,訓練預失真器8中得到的是新的預失真器參數,然后將獲得的新的預失真器參數拷貝到預失真器2中,此時預失真器2的參數得到了更新,以保證多波段多模式射頻功率放大器4輸出端放大后的多波段多模式射頻輸出信號滿足線性指標要求。

由此可知,如果過一段時間又發現多波段多模式射頻功率放大器4輸出的多波段多模式射頻輸出信號的線性指標不達標了,需要重新按照上面的方法對多波段多模式射頻功率放大器4輸入端和輸出端的N個波段基帶信號進行捕獲,然后將多波段多模式射頻功率放大器4輸入端N個波段基帶數據序列輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊6,從而得到多波段多模式射頻功率放大器4輸入端的等效多波段多模式基帶數據序列;將多波段多模式射頻功率放大器4輸出端N個波段基帶數據序列輸入到第三多波段多模式等效基帶處理模塊7,從而得到多波段多模式射頻功率放大器4輸出端多波段多模式等效基帶數據序列。最后通過訓練預失真器8獲得新的預失真器參數,進而更新預失真器2中的參數。

實施例:本實施例中多波段多模式射頻功率放大器4為雙波段雙模式射頻功率放大器,此時N=2,即多波段多模式射頻信號包含2個波段和2個模式,為雙波段雙模式射頻信號,第一多波段多模式等效基帶處理模塊1、第二多波段多模式等效基帶處理模塊6和第三多波段多模式等效基帶處理模塊7均為雙波段雙模式等效基帶處理模塊。

如圖2所示,首先我們采集雙波段雙模式射頻信號在兩個波段上的基帶數據序列,其中雙波段雙模式射頻信號在第1個波段上的基帶數據序列為,雙波段雙模式射頻信號在第2個波段上的基帶數據序列為,將和輸入到第一多波段多模式等效基帶處理模塊1中進行等效處理,得到第一多波段多模式等效基帶處理模塊1輸出的第一等效基帶數據序列的函數表達式為:

???(4)

其中,,,為第一等效基帶數據序列的長度,為雙波段雙模式射頻信號的等效基帶信號的中心頻率,為雙波段雙模式射頻信號在第1個波段射頻信號的中心頻率,為雙波段雙模式射頻信號在第2個波段射頻信號的中心頻率,exp表示e指數,j表示虛部。

如圖3所示,第一多波段多模式等效基帶處理1對雙波段雙模式射頻信號在第1個波段上的基帶數據序列和雙波段雙模式射頻信號在第2個波段上的基帶數據序列進行等效處理的工作過程為:首先分別對第1個波段的基帶數據序列和第2個波段的基帶數據序列進行上采樣,分別得到第1個波段的上采樣基帶數據序列和第2個波段的上采樣基帶數據序列,的函數表達式為:

???????????????????(5)

的函數表達式為:

??????????????????(6)

其中,為雙波段雙模式射頻信號在第1個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的實部,為雙波段雙模式射頻信號在第1個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的虛部;為雙波段雙模式射頻信號在第2個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的實部,為雙波段雙模式射頻信號在第2個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的虛部。然后分別將第1個波段的上采樣基帶數據序列和第2個波段的上采樣基帶數據序列進行實部和虛部分離處理,分別得到的實部、的虛部、的實部和的虛部。然后將的實部和的實部相加后輸入第一數字正交調制單元中;將的虛部和的虛部相減后輸入第一數字正交調制單元中;第一數字正交調制單元輸出第一等效基帶數據序列的實部。將的虛部和的虛部相加后輸入第二數字正交調制單元中;將的實部和的實部相減后輸入第二數字正交調制單元中;第二數字正交調制單元輸出第一等效基帶數據序列的虛部。最后將第一等效基帶數據序列的虛部乘以虛數j后和第一等效基帶數據序列的實部相加,輸出第一等效基帶數據序列,寫成復數形式的函數表達式為:

?(7)

第一等效基帶數據序列的實部為:

第一等效基帶數據序列的虛部為:

多波段多模式射頻功率放大器4輸入端的射頻輸入信號包括兩個波段,則提取的射頻輸入信號的基帶數據序列也包括兩個波段的基帶數據序列。射頻輸入信號在第1個波段上的基帶數據序列為,射頻輸入信號在第2個波段上的基帶數據序列為。采用非線性特性提取裝置5提取和,并將和輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊6中進行等效處理。第二多波段多模式等效基帶處理模塊6輸出的第二等效基帶數據序列的函數表達式為:

??(8)

其中,為雙波段雙模式射頻信號的等效基帶信號的中心頻率,為雙波段雙模式射頻信號在第1個波段射頻信號的中心頻率,為雙波段雙模式射頻信號在第2個波段射頻信號的中心頻率,exp表示e指數,j表示虛部。第二多波段多模式等效基帶處理6的工作原理與第一多波段多模式等效基帶處理1相同,同理可知:

???????????????????????(9)

??????????????????(10)

為射頻輸入信號在第1個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的實部,為射頻輸入信號在第1個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的虛部,為射頻輸入信號在第2個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的實部,為射頻輸入信號在第2個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的虛部。將式(9)和式(10)帶入式(8)中,我們可以得到的復數形式為:

(11)

由此可知,第二等效基帶數據序列的實部為:

第二等效基帶數據序列的虛部為:

多波段多模式射頻功率放大器4輸出端的射頻輸出信號包括兩個波段,則提取的射頻輸出信號的基帶數據序列也包括兩個波段的基帶數據序列。射頻輸出信號在第1個波段上的基帶數據序列為,射頻輸出信號在第2個波段上的基帶數據序列為。采用非線性特性提取裝置5提取和,并將和輸入到第三多波段多模式等效基帶處理模塊7中進行等效處理。第三多波段多模式等效基帶處理模塊7輸出的第三等效基帶數據序列的函數表達式為:

??(12)

其中,為雙波段雙模式射頻信號的等效基帶信號的中心頻率,為雙波段雙模式射頻信號在第1個波段射頻信號的中心頻率,為雙波段雙模式射頻信號在第2個波段射頻信號的中心頻率,exp表示e指數,j表示虛部。第三多波段多模式等效基帶處理模塊7的工作原理與第一多波段多模式等效基帶處理模塊1相同,同理可知:

????????????????????(13)

??????????????????(14)

其中,為射頻輸出信號在第1個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的實部,為射頻輸出信號在第1個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的虛部;為射頻輸出信號在第2個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的實部,為射頻輸出信號在第2個波段上的基帶數據序列經過上采樣后的虛部。將式(13)和式(14)帶入式(12)中,我們可以得到的復數形式為:

(15)

由此可知,第三等效基帶數據序列的實部為:

第三等效基帶數據序列的虛部為:

??????本實施例中,雙波段雙模式射頻信號兩個波段的基帶數據序列經過第一多波段多模式等效基帶處理單元1后得到第一等效基帶數據序列,即第一多波段多模式等效基帶處理單元1完成了公式(4)或(7)的工作,同時保證了雙波段雙模式射頻信號兩個波段的基帶數據序列的同步性,消除了雙波段雙模式射頻信號兩個波段的基帶數據序列的抖動,從而能夠進行多波段多模式射頻功率放大器4的數字預失真。

本實施例在從未利用訓練預失真器8進行參數訓練時,預失真器2在初始狀態下是沒有參數的,即最初的時候預失真器2還不起作用,預失真器2的輸出還是第一等效基帶數據序列(即雙波段雙模式射頻信號的等效基帶數據序列),第一等效基帶數據序列經過基帶射頻轉換模塊3后輸出多波段多模式射頻功率放大器4的射頻輸入信號,此時的射頻輸入信號與第一多波段多模式等效基帶處理模塊1輸入端的雙波段雙模式射頻信號相同,則=,=。射頻輸入信號驅動多波段多模式射頻功率放大器4,多波段多模式射頻功率放大器4輸出雙波段雙模式的射頻輸出信號。采用非線性特性提取裝置5捕獲射頻輸入信號在兩個波段上的基帶數據序列和射頻輸出信號在兩個波段上的基帶數據序列。將射頻輸入信號在兩個波段上的基帶數據序列輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊6中,得到第二等效基帶數據序列;將射頻輸出信號在兩個波段上的基帶數據序列輸入到第三多波段多模式等效基帶處理模塊7中,得到第三等效基帶數據序列,此時。第二多波段多模式等效基帶處理模塊6完成的是公式(8)或(11)的工作。將射頻輸出信號的基帶數據序列輸入第三多波段多模式等效基帶處理模塊7后得到第三等效基帶數據序列,第三多波段多模式等效基帶處理模塊7完成的是公式(12)或(15)的工作。將和輸入到訓練預失真器8中,進行預失真器參數訓練,得到預失真器2的參數。

在訓練預失真器8首次完成訓練后,將獲得的預失真器參數拷貝到預失真器2中,這時雙波段雙模式射頻信號的基帶數據序列經過預失真器2時,預失真器2的參數已經獲得,預失真器2能夠起作用,此時預失真器2輸出的第一等效基帶數據序列相對于預失真器2前一次輸出的第一等效基帶數據序列已經經過預矯正,該第一等效基帶數據序列經過基帶射頻轉換模塊3后,輸出第一等效基帶數據序列的射頻信號;第一等效基帶數據序列的射頻信號驅動多波段多模式射頻功率放大器4,期望多波段多模式射頻功率放大器4輸出的雙波段雙模式射頻輸出信號是線性放大的。當本次輸出的雙波段雙模式射頻輸出信號的指標達到線性度要求時,此時的預失真器參數即為目前有效的預失真參數,不用再捕獲多波段多模式射頻功率放大器4輸入端和輸出端兩個波段的基帶信號,也不用再進行訓練預失真器8的參數訓練和預失真器3的參數更新,標志著我們完成了數字預失真器參數的提取;當本次輸出的雙波段雙模式射頻輸出信號的指標達不到線性度要求時,需要對預失真器2的參數進行更新,然后再通過非線性特性提取裝置提取多波段多模式射頻功率放大器4輸入端的射頻輸入信號的基帶數據序列和輸出端的射頻輸出信號的基帶數據序列,然后將射頻輸入信號的基帶數據序列通過第二多波段多模式等效基帶處理模塊6處理后得到第二等效基帶數據序列,將射頻輸出信號的基帶數據序列通過第三多波段多模式等效基帶處理模塊7處理后得到第三等效基帶數據序列,再將第二等效基帶數據序列和第三等效基帶數據序列輸入到訓練預失真器8中進行參數訓練,此時,≠,≠,即?。訓練預失真器8中得到的是更新后的預失真器參數,然后將獲得的新的預失真器參數拷貝到預失真器2中,此時預失真器2的參數得到了更新,以保證多波段多模式射頻功率放大器4輸出端的多波段多模式射頻輸出信號滿足線性度指標要求。

由此可知,如果經過一段時間后又發現多波段多模式射頻功率放大器4輸出的雙波段雙模式射頻輸出信號的線性度指標不達標了,則需要重新按照上面的方法對多波段多模式射頻功率放大器4輸入端和輸出端在兩個波段上的基帶信號進行捕獲,然后將輸入端兩個波段基帶數據序列輸入到第二多波段多模式等效基帶處理模塊6得到射頻功放輸入端等效多波段多模式基帶數據序列;將輸出端在兩個波段上的基帶數據序列輸入到第三多波段多模式等效基帶處理模塊7中得到射頻功放輸出端多波段多模式等效基帶數據序列;再通過訓練預失真器8獲得預失真器參數,進而更新預失真器2中的參數,以保證多波段多模式射頻功率放大器4輸出端的雙波段雙模式射頻輸出信號的線性度能夠再次達到指標要求。

為了驗證本數字預失真方法的有效性,我們進行了實驗驗證。不失一般性,我們選取雙波段雙模式射頻信號,其中第1個波段為的1001型CDMA2000(4個載波的CDMA2000,中間兩個載波空缺)信號,第二個波段為的單載波WCDMA信號。我們在軟件中獲得第1個波段的基帶數據序列和第2個波段的基帶數據序列,通過第一多波段多模式等效基帶處理模塊1處理后得到雙波段雙模式射頻信號的基帶數據序列。然后捕獲多波段多模式射頻功率放大器4輸入端的射頻輸入信號和輸出端的射頻輸出信號,射頻輸入信號在兩個波段上的基帶數據序列通過第二雙波段雙模式等效基帶處理模塊6后輸出多波段多模式射頻功率放大器4的射頻輸入信號的等效基帶數據序列;射頻輸出信號基帶數據序列通過第三雙波段雙模式等效基帶處理模塊7后輸出多波段多模式射頻功率放大器4的射頻輸出信號的等效基帶數據序列,將射頻輸入信號的等效基帶數據序列和射頻輸出信號的等效基帶數據序列輸入到訓練預失真器8中,進行首次預失真器參數訓練。訓練預失真器8經過首次訓練完成后,將獲得的預失真器參數拷貝到預失真器2中。預失真器2獲得預失真器參數后,雙波段雙模式射頻信號的基帶數據序列經過預失真器2輸出預矯正的雙波段雙模式射頻信號的基帶數據序列,預矯正的雙波段雙模式射頻信號的基帶數據序列經過基帶射頻轉換模塊3后輸出預矯正的雙波段雙模式射頻信號,預矯正雙波段雙模式射頻信號驅動多波段多模式射頻功率放大器4,多波段多模式射頻功率放大器4的射頻輸出信號頻譜用頻譜儀觀察,其結果如圖4所示。在圖4中同時還給出了沒有采用預失真時多波段多模式射頻功率放大器4的輸出頻譜圖,以及采用傳統方法時多波段多模式射頻功率放大器4的輸出頻譜圖。由頻譜比較結果可知,本發明的數字預失真方法可以獲得與傳統預失真方法類基本相同的抑制帶外寄生頻譜的能力,從而驗證了本方法的有效性。

本發明的實施例中采用的模數轉換器(AD)的采樣率為32MSa/S,而采用傳統的數字預失真方法時模數轉換器(AD)的采樣率需要達到102.4MSa/S。

綜上所述,本發明的數字預失真方法的線性化能力與傳統的數字預失真方法基本相同,但是本發明可以采用較低采樣率的模數轉換器來實現,這樣不僅可以降低采樣電路的功耗和成本,而且可以突破對多波段多模式射頻功放進行數字預失真線性化時可能面臨的模數轉換器采樣速率太低無法滿足預失真采樣電路要求的瓶頸問題,具有重要的理論意義和工程應用價值。

關于本文
本文標題:一種多波段多模式射頻功率放大器的數字預失真方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6420713.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大