一种预失真参数确定方法、设备及数字预失真处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种预失真参数确定方法、设备及数字预失真处理系统。该方法包括：根据当前输入至功率放大器PA的第一前向信号和所述第一前向信号对应的反馈信号，确定当前的预失真系数矩阵；根据确定的所述当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵；根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数。由于对当前的预失真系数矩阵做了平滑处理，并根据平滑处理后的预失真系数矩阵确定预失真参数，可在DPD模块利用上述预失真参数对输入至DPD模块的第二前向信号进行数字预失真处理时提高系统输出信号的稳定性。
【专利说明】一种预失真参数确定方法、设备及数字预失真处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种预失真参数确定方法、设备及数字预失真处理系统。
【背景技术】
[0002]随着无线通信技术的不断发展，对功率放大器(PA，Power Amplifier)的性能提出了更高的要求。非线性是PA的固有特性，PA的非线性特性将导致输入信号经过PA放大后
产生失真。
[0003]因此，对PA进行线性化处理以提高其功效对于无线通信技术的发展至关重要。在现有技术中，可采用多种方法对PA进行线性化处理，例如:反馈法、前馈法或数字预失真(DPD, Digital Pre-Distortion)等方法。在这些对PA进行线性化处理的技术中,DF1D具有精度高、适用带宽宽、实现成本低等优点，目前被广泛应用。
[0004]DPD技术即在PA前面设置一个与其非线性特性相反的DH)模块，使得输入信号经过Dro模块和PA的处理后能够得到线性放大。
[0005]现有的Dro处理系统如图1所示，预失真系数确定模块根据输入至PA的第一前向信号以及根据PA输出的第一前向信号的放大信号得到的反馈信号，确定预失真系数，并将确定出的预失真系数输入至Dro模块，以对需要进行放大的第二前向信号(即输入信号)进行预失真处理，其中G为PA的增益。然而，现有技术中的该方案在确定出预失真系数后直接将该预失真系数输入至Dro模块，如果前一次确定出的预失真系数与后一次确定出的预失真系数相差较大，将导致输入信号经过DPD模块和PA处理后输出的输出信号(即放大信号)的旁瓣变化较大，输出信号的稳定性较差。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种预失真参数确定方法、设备及数字预失真处理系统，用以解决现有技术中存在的输入信号经过DF1D模块和PA处理后输出的输出信号的稳定性较差的问题。
[0007]一种预失真参数确定方法，所述方法包括:
[0008]根据当前输入至功率放大器PA的第一前向信号和所述第一前向信号对应的反馈信号，确定当前的预失真系数矩阵；其中，所述反馈信号是根据PA输出的所述第一前向信号的放大信号得到的，所述第一前向信号是由数字预失真Dro模块对输入的第二前向信号进行数字预失真处理后得到的；
[0009]根据确定的所述当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵；其中，N为正整数；
[0010]根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
[0011]采用上述方案，由于根据当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵确定平滑处理后的预失真系数矩阵，即对当前的预失真系数矩阵做了平滑处理，并根据平滑处理后的预失真系数矩阵确定预失真参数，可在Dro模块利用上述预失真参数对输入至Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理时提高系统输出信号的稳定性。
[0012]可选地，在根据所述当前的预失真系数矩阵和所述最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵之前，所述方法还包括:
[0013]确定当前输入至所述Dro模块的第二前向信号与所述反馈信号之间的功率比值小于预设功率比值阈值。
[0014]如此，即可确保在第二前向信号与反馈信号之间的功率浮动较小时，对当前的预失真系数矩阵做平滑处理。
[0015]可选地，所述方法还包括:
[0016]若确定的所述功率比值不小于所述预设功率比值阈值，根据所述当前的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
[0017]如此，即可确保在第二前向信号与反馈信号之间的功率浮动较大时，不对当前的预失真系数矩阵做平滑处理。这是因为如果第二前向信号与反馈信号之间的功率浮动较大，则平滑处理后的预失真系数矩阵将不能适应系统的变化，需利用当前最新生成的预失真系数矩阵直接对输入至Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理。
[0018]可选地，根据所述当前的预失真系数矩阵和所述最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵，具体包括:
[0019]根据所述当前的预失真系数矩阵和当前的权重值，确定当前的预失真值矩阵，以及根据所述最近N次的预失真系数矩阵和最近N次中每一次的权重值，确定最近N次的预失真值矩阵；
[0020]根据所述当前的预失真值矩阵和所述最近N次的预失真值矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵。
[0021]如此，即可根据实际需要为当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵分别设置不同的权重值，使得在不同时间段内生成的预失真系数矩阵在最终确定的平滑处理后的预失真系数矩阵中所占的比重不同。
[0022]可选地，根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数，具体包括:
[0023]将所述平滑处理后的预失真系数矩阵作为所述预失真参数；或者，
[0024]根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为所述预失真参数。
[0025]如此，即可根据实际需要，直接将平滑处理后的预失真系数矩阵作为预失真参数传递给Dro模块，或者，将根据平滑处理后的预失真系数矩阵生成的信号幅度和调整系数的对应关系作为预失真参数传递给Dro模块。
[0026]可选地，根据所述当前的预失真系数矩阵，确定预失真参数，具体包括:
[0027]将所述当前的预失真系数矩阵作为预失真参数；或者，
[0028]根据所述当前的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为预失真参数。
[0029]如此，即可根据实际需要，直接将当前的预失真系数矩阵作为预失真参数传递给Dro模块，或者，将根据当前的预失真系数矩阵生成的信号幅度和调整系数的对应关系作为预失真参数传递给Dro模块。
[0030]可选地，所述方法还包括:
[0031]在检测到所述PA的温度值大于预设温度值阈值时，根据预设的温度值与栅极电压值的对应关系，确定检测到的PA的温度值对应的栅极电压值；
[0032]按照预设的栅极电压值调整步长逐步增大所述PA的栅极电压值至确定的栅极电压值。
[0033]如此，即可保证PA的增益保持在一个相对稳定的水平。这是因为PA的温度升高时，PA的增益会下降，通过增大PA的栅极电压，可使PA的增益增大。如果PA的增益下降，将会使得输出信号的功率变化较大。
[0034]一种预失真参数确定设备，所述设备包括:
[0035]第一确定模块，用于根据当前输入至PA的第一前向信号和所述第一前向信号对应的反馈信号，确定当前的预失真系数矩阵；其中，所述反馈信号是根据PA输出的所述第一前向信号的放大信号得到的，所述第一前向信号是由Dro模块对输入的第二前向信号进行数字预失真处理后得到的；
[0036]第二确定模块，用于根据第一确定模块确定的所述当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵，并根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数；其中，N为正整数。
[0037]采用该设备，由于根据当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵确定平滑处理后的预失真系数矩阵，即对当前的预失真系数矩阵做了平滑处理，并根据平滑处理后的预失真系数矩阵确定预失真参数，可在DH)模块利用上述预失真参数对输入至DPD模块的第二前向信号进行数字预失真处理时提高系统输出信号的稳定性。
[0038]可选地，所述第二确定模块，还用于在确定平滑处理后的预失真系数矩阵之前，确定所述当前输入至所述Dro模块的第二前向信号与所述反馈信号之间的功率比值，小于预设功率比值阈值。
[0039]如此，即可确保在第二前向信号与反馈信号之间的功率浮动较小时，对当前的预失真系数矩阵做平滑处理。
[0040]可选地，所述第二确定模块，还用于在所述功率比值不小于所述预设功率比值阈值时，根据所述当前的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
[0041]如此，即可确保在第二前向信号与反馈信号之间的功率浮动较大时，不对当前的预失真系数矩阵做平滑处理。这是因为如果第二前向信号与反馈信号之间的功率浮动较大，则平滑处理后的预失真系数矩阵将不能适应系统的变化，需利用当前最新生成的预失真系数矩阵直接对输入至Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理。
[0042]可选地，所述第二确定模块，具体用于根据所述当前的预失真系数矩阵和当前的权重值，确定当前的预失真值矩阵，以及根据所述最近N次的预失真系数矩阵和最近N次中每一次的权重值，确定最近N次的预失真值矩阵，并根据所述当前的预失真值矩阵和所述最近N次的预失真值矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵。
[0043]如此，即可根据实际需要为当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵分别设置不同的权重值，使得在不同时间段内生成的预失真系数矩阵在最终确定的平滑处理后的预失真系数矩阵中所占的比重不同。
[0044]可选地，所述第二确定模块，具体用于将所述平滑处理后的预失真系数矩阵作为所述预失真参数；或者，
[0045]根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为所述预失真参数。
[0046]如此，即可根据实际需要，直接将平滑处理后的预失真系数矩阵作为预失真参数传递给Dro模块，或者，将根据平滑处理后的预失真系数矩阵生成的信号幅度和调整系数的对应关系作为预失真参数传递给Dro模块。
[0047]可选地，所述第二确定模块，具体用于将所述当前的预失真系数矩阵作为预失真参数；或者，
[0048]根据所述当前的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为预失真参数。
[0049]如此，即可根据实际需要，直接将当前的预失真系数矩阵作为预失真参数传递给Dro模块，或者，将根据当前的预失真系数矩阵生成的信号幅度和调整系数的对应关系作为预失真参数传递给Dro模块。
[0050]可选地，所述设备还包括:
[0051]调整模块，用于在检测到所述PA的温度值大于预设温度值阈值时，根据预设的温度值与栅极电压值的对应关系，确定检测到的PA的温度值对应的栅极电压值，并按照预设的栅极电压值调整步长逐步增大所述PA的栅极电压值至确定的栅极电压值。
[0052]如此，即可保证PA的增益保持在一个相对稳定的水平。这是因为PA的温度升高时，PA的增益会下降，通过增大PA的栅极电压，可使PA的增益增大。如果PA的增益下降，将会使得输出信号的功率变化较大。
[0053]一种数字预失真处理系统，包括Dro模块和PA，还包括上述预失真参数确定设备，其中:
[0054]所述预失真参数确定设备，还用于将确定的预失真参数输出给所述Dro模块；
[0055]所述Dro模块，用于根据所述预失真参数对输入至所述Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理；
[0056]所述PA，用于对输入至所述PA的第一前向信号进行放大处理。
[0057]—种数字预失真处理系统，包括Dro模块和PA，还包括上述预失真参数确定设备、温度检测设备和栅极电压值调整设备，其中:
[0058]所述预失真参数确定设备，还用于将确定的预失真参数输出给所述Dro模块；
[0059]所述Dro模块，用于根据所述预失真参数对输入至所述Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理；
[0060]所述PA，用于对输入至所述PA的第一前向信号进行放大处理；
[0061]所述温度检测设备，用于检测所述PA的温度值；
[0062]所述栅极电压值调整设备，用于在所述PA的温度值大于预设温度值阈值时，根据预设的温度值与栅极电压值的对应关系，确定检测到的PA的温度值对应的栅极电压值，并按照预设的栅极电压值调整步长逐步增大所述PA的栅极电压值至确定的栅极电压值。
【专利附图】
【附图说明】
[0063]图1为现有技术Dro处理系统的结构示意图；
[0064]图2为本发明实施例一中预失真参数确定方法的步骤示意图；
[0065]图3为本发明预失真参数确定方法的具体应用流程图；
[0066]图4a为本发明实施例二中预失真参数确定设备的结构示意图；
[0067]图4b为本发明实施例二中另一预失真参数确定设备的结构示意图；
[0068]图5为本发明实施例三中数字预失真处理系统的结构示意图；
[0069]图6为本发明实施例三中另一数字预失真处理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0070]本发明对确定的当前的预失真系数矩阵做平滑处理，并根据平滑处理后的预失真系数矩阵确定预失真参数，后续由Dro模块根据确定的预失真参数对输入至Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理，可提高第二前向信号经过DPD模块和PA处理后输出的输出信号的稳定性。
[0071]需要说明的是，本发明的Dro模块是硬件模块，可根据本发明确定的预失真参数对输入至Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理，其功能可以由现场可编程门阵列(FPGA, Field Programmable Gate Array)或专用集成电路(ASIC, Application SpecificIntegrated Circuit)来实现；PA是具体的硬件器件,可对输入至PA的第一前向信号进行放大处理；本发明预失真参数确定设备的功能可由数字信号处理(DSP, Digital SignalProcessing)器件来实现。
[0072]下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步说明，但本发明不局限于下面的实施例。
[0073]实施例一:
[0074]如图2所示，本发明实施例一中预失真参数确定方法包括以下步骤:
[0075]步骤201:根据当前输入至PA的第一前向信号和该第一前向信号对应的反馈信号，确定当前的预失真系数矩阵；
[0076]步骤202:根据确定的当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵；
[0077]步骤203:根据平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
[0078]步骤201中，反馈信号是根据PA输出的第一前向信号的放大信号得到的，第一前向信号是由DH)模块对输入的第二前向信号进行数字预失真处理后得到的。
[0079]具体地，假设当前有第二前向信号输入至Dro模块，则Dro模块对输入的第二前向信号进行数字预失真处理后得到第一前向信号，并输出给PA，由PA对第一前向信号进行放大处理后得到第一前向信号的放大信号，将放大信号除以PA的放大倍数(或称为PA的增益)即可得到反馈信号。
[0080]在具体实现过程中，可对当前输入至PA的第一前向信号和该第一前向信号对应的反馈信号进行采集，并根据当前采集得到的预设长度的第一前向信号序列和反馈信号序列，确定当前的预失真系数矩阵。
[0081]具体地，可由Dro模块对第一前向信号和反馈信号进行采集，并将当前采集得到的预设长度的信号序列(如包含4000个信号点)输出给预失真参数确定设备(即本发明的执行主体)，由预失真参数确定设备进行信号处理；也可由预失真参数确定设备自行采集上述第一前向信号和反馈信号，并进行信号处理。需要说明的是，当预失真参数确定设备将确定的预失真参数输出给Dro模块后，可触发新一轮的信号采集，并根据新一轮采集到的预设长度的信号序列确定预失真系数矩阵。
[0082]进一步地，由于第一前向信号进行PA的放大处理后得到反馈信号会有延时，为了保证当前采集到的反馈信号与当前采集到的第一前向信号是同步的(例如反馈信号序列的第一个信号点是第一前向信号序列的第一个信号点经过PA的放大处理后得到的)，可先对当前采集到的反馈信号序列和第一前向信号序列进行延时对齐操作。
[0083]具体地，可将采集到的反馈信号序列和第一前向信号序列进行相关操作(或卷积操作)得到相关信号序列，确定相关信号序列中幅值(即相关值)最大的信号点的坐标P，将反馈信号序列左移P个信号点，也就是说将采集到的反馈信号序列中的第P个信号点作为统计的第一个信号点。例如，假设得到的相关信号序列中幅值最大的信号点的坐标为100，即相关信号序列中第100个信号点的幅值最大，则将反馈信号序列左移100个信号点，也即将采集到的反馈信号序列中的第100个信号点作为统计的第一个信号点。
[0084]假设当前采集到的第一前向信号序列为:z(n)，n = O, I, 2...M_l,经过延时对齐操作后的反馈信号序列为:y(n), η = O, I, 2...M_l,其中M为信号序列的总长度,则以功放模型的逆模型为记忆多项式模型为例，可得到以下公式:
【权利要求】
1.一种预失真参数确定方法，其特征在于，所述方法包括: 根据当前输入至功率放大器PA的第一前向信号和所述第一前向信号对应的反馈信号，确定当前的预失真系数矩阵；其中，所述反馈信号是根据PA输出的所述第一前向信号的放大信号得到的，所述第一前向信号是由数字预失真Dro模块对输入的第二前向信号进行数字预失真处理后得到的； 根据确定的所述当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵；其中，N为正整数； 根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述当前的预失真系数矩阵和所述最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵之前，所述方法还包括: 确定当前输入至所述DH)模块的第二前向信号与所述反馈信号之间的功率比值小于预设功率比值阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 若确定的所述功率比值不小于所述预设功率比值阈值，根据所述当前的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前的预失真系数矩阵和所述最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵，具体包括: 根据所述当前的预失真系数矩阵和当前的权重值，确定当前的预失真值矩阵，以及根据所述最近N次的预失真系数矩阵和最近N次中每一次的权重值，确定最近N次的预失真值矩阵； 根据所述当前的预失真值矩阵和`所述最近N次的预失真值矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数，具体包括: 将所述平滑处理后的预失真系数矩阵作为所述预失真参数；或者， 根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为所述预失真参数。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述当前的预失真系数矩阵，确定预失真参数，具体包括: 将所述当前的预失真系数矩阵作为预失真参数；或者， 根据所述当前的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为预失真参数。
7.如权利要求1~6任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在检测到所述PA的温度值大于预设温度值阈值时，根据预设的温度值与栅极电压值的对应关系，确定检测到的PA的温度值对应的栅极电压值； 按照预设的栅极电压值调整步长逐步增大所述PA的栅极电压值至确定的栅极电压值。
8.一种预失真参数确定设备，其特征在于，所述设备包括: 第一确定模块，用于根据当前输入至PA的第一前向信号和所述第一前向信号对应的反馈信号，确定当前的预失真系数矩阵；其中，所述反馈信号是根据PA输出的所述第一前向信号的放大信号得到的，所述第一前向信号是由DH)模块对输入的第二前向信号进行数字预失真处理后得到的； 第二确定模块，用于根据第一确定模块确定的所述当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵，并根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵，确定预失真参数；其中，N为正整数。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于， 所述第二确定模块，还用于在确定平滑处理后的预失真系数矩阵之前，确定所述当前输入至所述Dro模块的第二前向信号与所述反馈信号之间的功率比值小于预设功率比值阈值。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于， 所述第二确定模块，还用于在所述功率比值不小于所述预设功率比值阈值时，根据所述当前的预失真系数矩阵，确定预失真参数。
11.如权利要求8所述的设备，其特征在于， 所述第二确定模块，具体用于根据所述当前的预失真系数矩阵和当前的权重值，确定当前的预失真值矩阵，以及根据所述最近N次的预失真系数矩阵和最近N次中每一次的权重值，确定最近N次的预失真值矩阵，并根据所述当前的预失真值矩阵和所述最近N次的预失真值矩阵，确定平滑处理后的预失真系数矩阵。
12.如权利要求8所述的设备，其特征在于， 所述第二确定模块，具体用于将所述平滑处理后的预失真系数矩阵作为所述预失真参数；或者， 根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为所述预失真参数。
13.如权利要求10所述的设备，其特征在于， 所述第二确定模块，具体用于将所述当前的预失真系数矩阵作为预失真参数；或者， 根据所述当前的预失真系数矩阵和预先设置的信号幅度范围值，确定信号幅度和用于对第二前向信号进行数字预失真处理的调整系数的对应关系，并将所述对应关系作为预失真参数。
14.如权利要求8~13任一所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 调整模块，用于在检测到所述PA的温度值大于预设温度值阈值时，根据预设的温度值与栅极电压值的对应关系，确定检测到的PA的温度值对应的栅极电压值，并按照预设的栅极电压值调整步长逐步增大所述PA的栅极电压值至确定的栅极电压值。
15.一种数字预失真处理系统，包括DH)模块和PA，其特征在于，还包括如权利要求8~13任一所述的预失真参数确定设备，其中:所述预失真参数确定设备，还用于将确定的预失真参数输出给所述Dro模块； 所述Dro模块，用于根据所述预失真参数对输入至所述Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理； 所述PA，用于对输入至所述PA的第一前向信号进行放大处理。
16.一种数字预失真处理系统，包括Dro模块和PA，其特征在于，还包括如权利要求8~13任一所述的预失真参数确定设备、温度检测设备和栅极电压值调整设备，其中: 所述预失真参数确定设备，还用于将确定的预失真参数输出给所述Dro模块； 所述Dro模块，用于根据所述预失真参数对输入至所述Dro模块的第二前向信号进行数字预失真处理； 所述PA，用于对输入至所述PA的第一前向信号进行放大处理； 所述温度检测设备，用于检测所述PA的温度值； 所述栅极电压值调整设备，用于在所述PA的温度值大于预设温度值阈值时，根据预设的温度值与栅极电压值的对应关系，确定检测到的PA的温度值对应的栅极电压值，并按照预设的栅极电压值调整步长逐`步增大所述PA的栅极电压值至确定的栅极电压值。
【文档编号】H04L25/49GK103701738SQ201310665379
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】邓炳荣, 苏慧君 申请人:京信通信系统（中国）有限公司