基于分部分段多项式近似的数字预失真和后失真的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及非线性系统中的数字预失真和后失真，更具体地，涉及基于分部和分 段多项式近似的预失真和后失真。
【背景技术】
[0002] 非线性特征在面对科学努力的大多数系统中是固有的，并且在广泛的科学领域中 存在特定挑战。非线性系统的行为通常通过等式的非线性系统来描述。等式的非线性系统 是联立方程组，其中，未知数（或者在微分方程的情况下为未知函数）出现作为大于1次的 多项式的变量。换句话说，在等式的非线性系统中，将被求解的等式不能写为其中出现的未 知变量或函数的线性组合。由于非线性等式难以求解，所以非线性系统通常通过线性等式 来近似（线性化）。
[0003] 等式的非线性系统或非线性特征应用于非线性部件或具有存储器的非线性系统 的非线性数字预失真和后失真方案，诸如用于无线、有线或光纤通信的功率放大器。由显示 出动态非线性特征（即，具有存储器的非线性行为）的系统部件引起的主要问题是带外发 射和带内失真，这导致诸如低能量效率和劣化性能的设计问题。非线性预失真和后失真方 案或它们的组合试图通过修改（预失真或后失真）非线性系统的输入或输出信号来减弱由 于带外发射和带内失真所引起的不想要的效应。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种用于从具有存储器或者显示存储效应的非线 性行为中减弱非线性特征的非线性系统，包括：存储器，存储可执行部件；以及处理器，耦 合至所述存储器，被配置为执行或促进执行所述可执行部件，包括：非线性部件，被配置为 处理输入并提供包括非线性特征的输出；和失真部件，被配置为基于分部分段多项式近似 生成所述非线性部件的非线性特征的模型并提供减少所述非线性特征的模型输出。
[0005] 优选地，该非线性系统还包括：失真核心部件，被配置为基于应用于所述非线性特 征的函数的N个部分的所述分部分段多项式近似生成所述非线性特征的近似或逆向近似。
[0006] 优选地，该N个部分包括P阶复杂度，其中N和P包括至少为2的整数。
[0007] 优选地，该非线性系统还包括：误差部件，被配置为基于部分的数量和多个部分的 分割控制近似误差，其中通过具有所述N个部分的分段多项式函数，所述近似误差基于所 述非线性特征的非线性函数和所述非线性函数的近似。
[0008] 优选地，该非线性系统还包括：系数部件，被配置为接收所述输入和所述输出并基 于所述输入信号、所述输出和由所述失真部件生成的所述模型输出估计系数的集合，以减 弱处理操作的非线性特征。
[0009] 优选地，该失真部件生成所述模型输出而不改变所述非线性部件的复杂度，并且 被配置为根据所述系数的集合对所述非线性部件的非线性特征进行建模。
[0010] 优选地，该失真部件还被配置为基于所述模型生成所述模型输出，所述模型包括 所述输入以及减弱处理操作的非线性特征的所述非线性部件的非线性特征的逆前向函数 或逆后向函数。
[0011] 优选地，该非线性部件包括功率放大器、通信收发器的模拟部件或数字部件、或者 被配置为分别发射和接收信号的混合模拟和数字部件中的至少一个。
[0012] 优选地，该失真部件还被配置为经由N个部分通过实时生成与所述非线性部件的 非线性特征相对应的非线性函数的分部分段多项式近似或逆向近似来生成所述非线性特 征的模型，其中N包括大于1的整数，并且所述N个部分包括P阶复杂度，其中P包括至少 为2的整数。
[0013] 优选地，该非线性系统还包括：失真核心部件，被配置为执行具有针对所述非线性 行为的存储器切片的系数的集合的所述输入和包括所述非线性特征的所述输出的运行时 间操作；以及查找表生成器，被配置为接收来自系数部件的系数的集合，并生成查找表以将 所述系数的集合提供给对应于所述存储器切片的所述失真核心部件。
[0014] 优选地，该非线性系统还包括：系数部件，被配置为估计对应于所述存储器切片的 所述非线性部件的非线性特征的系数的集合，基于所述非线性特征的非线性函数的所选的 多个部分来处理所述输入和误差，并确定所述多个部分的分割。
[0015] 优选地，该非线性系统还包括：自适应分割部件，被配置为基于所述误差和所述多 个部分的复杂度的阶数确定所述多个部分的分割，并且选择在其上操作分部分分段多项式 近似的所述非线性函数的多个部分。
[0016] 此外，本发明还提供了一种移动设备，从非线性部件的非线性行为中减弱非线性 特征，包括：存储器，存储可执行指令；以及处理器，耦合至所述存储器，执行或促进执行所 述可执行指令以至少进行如下操作：经由所述非线性部件利用非线性函数促进输出中的非 线性特征；基于应用于所述非线性函数的部分的分段多项式近似生成所述输出的非线性函 数的估计；并且基于所述估计提供模型输出，所述模型输出减弱由所述非线性函数生成的 非线性特征。
[0017] 优选地，该处理器进一步执行或促进执行所述可执行指令，以进行如下操作：作为 所述估计的一部分，确定作为输入信号、输出信号和修改输出的函数的系数的集合。
[0018] 优选地，该处理器进一步执行或促进执行所述可执行指令，以进行如下操作：基于 多个部分和所述多个部分的分割控制近似误差。
[0019] 优选地，该处理器进一步执行或促进执行所述可执行指令，以进行如下操作：生成 与所述非线性函数的系数的集合相对应的查找表，所述非线性函数与所述非线性部件的存 储器切片相关。
[0020] 优选地，该处理器进一步执行或促进执行所述可执行指令，以进行如下操作：基于 所述多个部分的近似误差确定所述多个部分的分割。
[0021] 优选地，该处理器进一步执行或促进执行所述可执行指令，以进行如下操作：作为 所述分段多项式近似的一部分，利用一个或多个最小二乘操作识别与存储器切片相关的非 线性函数的系数的集合；以及经由一个或多个乘法器，通过在笛卡尔坐标中针对与存储器 切片相对应的系数的集合索引查找表来生成估计。
[0022] 优选地，该处理器进一步执行或促进执行所述可执行指令，以进行如下操作：作为 所述分段多项式近似的一部分，利用一个或多个最小二乘操作识别与存储器切片相关的非 线性函数的系数的集合；以及经由一个或多个CORDIC部件且不受乘法器控制，通过在极坐 标中针对与存储器切片相对应的系数的集合索引查找表来生成估计。
[0023] 此外，还提供了一种用于减弱非线性部件中的非线性特征的方法，包括：经由耦合 至存储器的处理设备，利用针对所述非线性特征的不同部分的分段多项式近似的集合来近 似所述非线性特征的非线性函数；以及根据所述分段多项式近似的集合提供减少由所述非 线性部件生成的非线性特征的模型输出，所述非线性部件包括所述非线性函数的逆后向或 所述非线性函数的逆前向，用于操作以减少所述非线性部件的输出中的非线性特征。
[0024] 优选地，该方法还包括：根据所述分段多项式函数的集合中的至少一个函数和非 线性函数确定近似误差。
[0025] 优选地，该方法还包括：基于近似误差和不同部分的复杂度的阶数中的至少一个 选择存储器切片的所述非线性函数的所述不同部分。
[0026] 优选地，该方法还包括：根据所选不同部分、所选不同部分的数量、近似误差、所选 不同部分的复杂度的阶数以及存储在对应于先前存储器切片的查找表中的先前系数的集 合中的至少一个，自适应地确定与存储器切片的所述非线性函数相对应的系数的集合，其 中最小二乘操作被应用于所述存储器切片的所述非线性函数的不同部分；以及利用所述系 数的集合迭代地更新至少一个查找表。
[0027] 优选地，该方法还包括：根据先前存储器切片的先前输出结果、计算笛卡尔坐标系 统中的所述非线性部件的输入的幅度的乘法的集合以及不利用一个或多个乘法器计算极 坐标系统中的所述非线性部件的输入的幅度的CORDIC计算的集合中的至少一个和来自至 少一个查找表的系数的集合，生成所述模型输出。
[0028] 优选地，该方法还包括：基于所述不同部分的数量、多个部分的分割和每个部分的 多项式阶数来控制所述模型输出的近似误差。
【附图说明】
[0029] 图1是示出根据所描述各个方面的用于利用非线性失真的非线性系统的框图。
[0030] 图2A至图2C是示出根据所描述各个方面的用于利用非线性失真的非线性系统的 框图。
[0031] 图3是示出根据所描述各个方面的用于利用非线性失真的非线性系统的另一框 图。
[0032] 图4是示出根据所描述各个方面的分段多项式近似和多项式近似的近似误差的 示图。
[0033] 图5是示出根据所描述各个方面的非线性系统的失真核心的框图。
[0034] 图6是示出根据所描述各个方面的存储器切片的框图。
[0035] 图7是示出根据所描述各个方面的非线性系统的另一失真核心的框图。
[0036] 图8是示出根据所描述各个方面的另一存储器切片的框图。
[0037] 图9是示出根据所描述各个方面的减弱非线性失真的方法的图表的示图。
[0038] 图10是示出根据所描述各个方面的减弱非线性失真的方法的另一流程图。
[0039] 图11是示出根据所描述各个方面的减弱非线性失真的方法的又一流程图。
【具体实施方式】
[0040] 现在将参照附图描述本发明，其中类似的参考标号用于表示类似的元件，并且所 示结构和设备不需要按比例绘制。如本文所使用的，术语"部件"、"系统"、"接口"等用于表 示计算机相关实体、硬件、软件（例如，执行中）和/或固件。例如，部件可以是处理器、在 处理器上运行的处理、控制器、对象、可执行程序、存储设备和/或具有处理设备的计算机。 通过说明，在服务器上运行的设备和服务器也可以是部件。一个或多个部件可以驻留在处 理内，并且部件可以定位在一个计算机上和/或在两个或多个计算机之间分布。本文可以 描述元件的集合或其他部件的集合，其中术语"集合"可以解释为"一个或多个"。
[0041] 此外，这些部件可以从诸如具