一种复用接收链路的自适应数字预失真方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数字预失真方法，尤其涉及一种复用接收链路的自适应数字预失真方法，属于无线通信技术领域。
【背景技术】
[0002]射频功率放大器(Rad1Frequency Power Amplifier，简写为 RF PA)是无线通信系统射频前端最主要的耗电器件，同时也是最主要的非线性器件。射频功率放大器的功率效率与其非线性呈负相关关系。而射频功率放大器的非线性随着外部因素的变化而变化，例如环境温度、时间以及输入信号的功率等等。对于射频功率放大器的输入信号而言，非线性使得带内的频谱失真以及带外的频谱增生，前者导致传输信号的误差向量(Error Vector Magnitude，简写为 EVM)恶化，后者引起邻频干扰(Adjacent ChannelInterference，简写为ACI)，从而导致整个无线通信系统性能的下降。
[0003]射频功率放大器的线性化技术可以在较少牺牲功率效率的条件下提高射频功率放大器的线性度。在理想情况下，经过线性化技术，射频功率放大器可以利用的线性化区域可以扩展到饱和区之内。与传统的射频功率放大器相比，经过线性化处理的射频功率放大器中输入信号可以使用的线性区大大扩展。在保证工作效率的同时改善其线性度，使得信号失真度降低到可接受范围内。
[0004]自适应数字预失真技术是指在输入端插入一个包含功率放大模块逆特性曲线的预失真模块，预先补偿功率放大模块所带来的失真。然而如图1所示，传统的自适应数字预失真技术需要在发射端引入一条新增的反馈链路，用于采集射频功率放大器的输出信号以自适应地训练射频功率放大器的非线性失真。该新增的反馈链路增加了自适应数字预失真的实施成本，尤其是对于无线终端而言，不利于该技术的产业化。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种复用接收链路的自适应数字预失真方法。该方法可以在不影响现有接收链路性能的前提下，显著降低自适应数字预失真技术的实施成本。
[0006]为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案:
[0007]—种复用接收链路的自适应数字预失真方法，包括如下步骤:
[0008]在发射链路中插入预失真模块，所述预失真模块位于基带处理单元和数模转换器之间；
[0009]在射频功率放大器的输出端插入耦合器，将所述射频功率放大器失真后的信号耦合至输出链路；在接收链路的带通滤波器的输入端和所述耦合器的输出端之间插入开关；
[0010]在基带处理单元插入参数估计模块，所述参数估计模块的输入信号为所述射频功率放大器的基带等价输入和输出信号，输出信号为所述射频功率放大器逆非线性失真的模型参数；
[0011]待所述参数估计模块的参数收敛后，将所述参数复制到所述预失真模块中。
[0012]其中较优地，所述预失真模块工作在无线收发单元的校准阶段。
[0013]其中较优地，所述接收链路的带通滤波器的工作频率范围同时覆盖上行链路和下行链路的工作频率。
[0014]其中较优地，所述接收链路的低通滤波器的工作频率范围覆盖失真信号的频谱扩展分量。
[0015]其中较优地，所述接收链路的模数转换器工作在过采样率，以采样失真信号的频谱扩展分量。
[0016]其中较优地，当频分双工系统处于校准阶段时，所述开关处于闭合状态，使所述射频功率放大器的输出信号传输至所述基带处理单元；当频分双工系统处于正常工作状态时，所述开关处于断开状态以实现无线收发功能。
[0017]其中较优地，在所述频分双工系统中，在所述基带处理单元中增加数字变频模块，将中频信号转换为基带信号。
[0018]其中较优地，在时分双工系统中，当无线收发单元处于发射状态时，闭合所述开关使所述射频功率放大器的输出信号传输至所述基带处理单元；当无线收发单元处于接收状态时，断开所述开关以实现收发功能。
[0019]与现有技术相比较，本发明所提供的自适应数字预失真方法通过改进现有的无线收发单元的电路结构、重新设定接收链路的带通滤波器、低通滤波器以及模数转换器的工作频率范围以达到复用接收链路实现自适应数字预失真的目的，可以显著地降低自适应数字预失真技术的实施成本。
【附图说明】
[0020]图1为传统的自适应数字预失真技术的系统架构示意图；
[0021]图2为无线终端的收发链路示意图。
[0022]图3为本发明所提供的复用接收链路的自适应数字预失真技术的系统架构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容作进一步的详细说明。
[0024]图2所示为现有技术中，一个典型的无线终端的收发链路示意图。由于此类无线终端均配备无线收发单元，本发明据此提出了一种复用接收链路的自适应数字预失真方法。具体说明如下:
[0025]如图3所示，本发明首先在现有无线收发单元的发射链路中插入一个预失真模块。该预失真模块位于基带处理单元和数模转换器之间，并且工作在无线收发单元的校准阶段，与现有的无线收发单元完全兼容，不增加额外的开销。在该预失真模块中，所使用的非线性模型可以是现有自适应数字预失真技术采用的任何非线性模型，在此不再赘述了。
[0026]在插入预失真模块的同时，在射频功率放大器的输出端插入一个耦合器，以便将射频功率放大器失真后的信号耦合至输出链路。在接收链路的带通滤波器的输入端和耦合器的输出端之间插入一个开关。在基带处理单元插入一个参数估计模块。该参数估计模块的输入信号为射频功率放大器的基带等价输入和输出信号，输出信号为射频功率放大器逆非线性失真的模型参数；待参数估计模块的参数收敛后，将该参数复制到预失真模块中。
[0027]在本发明中，重新设定接收链路的带通滤波器的工作频率范围，该工作频率范围需要同时覆盖上行链路和下行链路的工作频率。另外，重新设定接收链路的低通滤波器的工作频率范围，该工作频率范围也需要覆盖失真信号的频谱扩展分量。重新选择接收链路的模数转换器的采样率，该模数转换器需要工作在过采样率以采样失真信号的频谱扩展分量。
[0028]对于频分双工(FDD)系统而言，当整个系统处于校准阶段时，开关处于闭合状态，将射频功率放大器的输出信号传输至基带处理单元；当整个系统处于正常工作状态时，开关处于断开状态以实现正常的无线收发功能。
[0029]对于频分双工(FDD)系统而言，需要在基带处理单元增加一个数字变频模块，将中频信号转换为基带信号。该中频信号的中心频率为其中，4为载频上行频点，fV为载频下行频点。
[0030]对于时分双工(TDD)系统而言，当无线收发单元处于发射状态时，闭合开关使得射频功率放大器的输出信号传输至基带处理单元；当无线收发单元处于接收状态时，断开开关以实现正常的收发功能。当TDD系统工作在发射模式下时，利用本发明所提供的自适应数字预失真方法能够实时跟踪并补偿射频功率放大器的非线性失真，与现有无线收发单元完全兼容。
[0031]本发明所提供的自适应数字预失真方法通过改进现有的无线收发单元的电路结构、重新设定接收链路的带通滤波器、低通滤波器以及模数转换器的工作频率范围以达到复用接收链路实现自适应数字预失真的目的，可以显著地降低自适应数字预失真技术的实施成本。
[0032]上面对本发明所提供的复用接收链路的自适应数字预失真方法进行了详细说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对他所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
【主权项】
1.一种复用接收链路的自适应数字预失真方法，其特征在于包括如下步骤: 在发射链路中插入预失真模块，所述预失真模块位于基带处理单元和数模转换器之间； 在射频功率放大器的输出端插入耦合器，将所述射频功率放大器失真后的信号耦合至输出链路；在接收链路的带通滤波器的输入端和所述耦合器的输出端之间插入开关； 在基带处理单元插入参数估计模块，所述参数估计模块的输入信号为所述射频功率放大器的基带等价输入和输出信号，输出信号为所述射频功率放大器逆非线性失真的模型参数； 待所述参数估计模块的参数收敛后，将所述参数复制到所述预失真模块中。2.如权利要求1所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 所述预失真模块工作在无线收发单元的校准阶段。3.如权利要求1所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 所述接收链路的带通滤波器的工作频率范围同时覆盖上行链路和下行链路的工作频率。4.如权利要求1所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 所述接收链路的低通滤波器的工作频率范围覆盖失真信号的频谱扩展分量。5.如权利要求1所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 所述接收链路的模数转换器工作在过采样率，以采样失真信号的频谱扩展分量。6.如权利要求1所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 在频分双工系统处于校准阶段时，所述开关处于闭合状态，使所述射频功率放大器的输出信号传输至所述基带处理单元；在频分双工系统处于正常工作状态时，所述开关处于断开状态以实现无线收发功能。7.如权利要求6所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 在所述频分双工系统中，在所述基带处理单元中增加数字变频模块，将中频信号转换为基带信号。8.如权利要求1所述的自适应数字预失真方法，其特征在于: 在时分双工系统中，当无线收发单元处于发射状态时，闭合所述开关使所述射频功率放大器的输出信号传输至所述基带处理单元；当无线收发单元处于接收状态时，断开所述开关以实现收发功能。
【专利摘要】本发明公开了一种复用接收链路的自适应数字预失真方法，包括如下步骤：在发射链路中插入预失真模块，预失真模块位于基带处理单元和数模转换器之间；在射频功率放大器的输出端插入耦合器，将射频功率放大器失真后的信号耦合至输出链路；在接收链路的带通滤波器的输入端和耦合器的输出端之间插入开关；在基带处理单元插入参数估计模块，参数估计模块的输入信号为射频功率放大器的基带等价输入和输出信号，输出信号为射频功率放大器逆非线性失真的模型参数；待参数估计模块的参数收敛后，将参数复制到预失真模块中。利用本发明，可以显著地降低自适应数字预失真技术的实施成本。
【IPC分类】H04L25/49
【公开号】CN105429916
【申请号】CN201510366836
【发明人】钱骅
【申请人】知鑫知识产权服务（上海）有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年6月28日