数字预失真环路时延调整方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种数字预失真环路时延调整方法和装置，该方法包括：采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到输入节点和输出节点的第一信号序列；根据第一信号序列的滑动相关峰值的位置调整时延，分别得到调整后的输入节点和输出节点的第二信号序列；调整增益得到输入节点和输出节点的第三信号序列；根据第三信号序列计算不同时延调整方案下的AMAM函数曲线的离散度；依据最小离散度对应的时延调整方案调整数字预失真环路的时延。本发明通过结合AMAM函数曲线特征与信号相关度来提高环路时延调整的有效性，最终提高了数字预失真系统的稳定性。
【专利说明】
数字预失真环路时延调整方法和装置
技术领域
[0001] 本发明设及移动通信信号处理技术领域，特别是设及一种数字预失真环路时延调 整方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在现代移动通信系统中，宽带信号、多载波信号通信成为主流通信技术，其带来的 高峰均比使得信号包络波动范围很大。由于功放在大信号下具有不可避免的非线性特性， 当输入大信号时，容易使功放处在饱和区或者截止区，会产生的严重的互调分量，造成严重 的非线性失真。为了解决此问题，常用的一种方法是回退功率W确保功放的线性，但成本较 高且效率低，另一种方法是采用数字预失真技术(DPD)，该技术是当前主流的线性化技术， 具有成本低、功放效率高等优点。
[0003] 在实际通信过程，受数字链路接口稳定性W及射频链路溫度变化影响而引起的相 位变化，可能会导致数字预失真环路时延变化，因此数字预失真需要实时地调整环路时延。
【发明内容】
[0004] 基于此，为解决现有技术中的问题，本发明提供一种数字预失真环路时延调整方 法和装置，实时调整数字预失真环路的时延，提高数字预失真系统的稳定性。
[0005] 为实现上述目的，本发明实施例采用W下技术方案：
[0006] -种数字预失真环路时延调整方法，包括如下步骤：
[0007] 采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到所述输入节点和所述 输出节点的第一信号序列；
[000引根据所述输入节点和所述输出节点的第一信号序列的滑动相关峰值的位置调整 所述数字预失真环路的时延，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点的第二信号 序列；
[0009] 根据所述输入节点的第二信号序列的平均功率值和所述输出节点的第二信号序 列的平均功率值调整增益，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点的第=信号序 列；
[0010] 根据所述输入节点和所述输出节点的第=信号序列计算不同时延调整方案下的 AMM函数曲线的离散度；
[0011] 依据最小离散度对应的时延调整方案调整所述数字预失真环路的时延。
[0012] 本发明还提供一种数字预失真环路时延调整装置，包括：
[0013] 采集模块，用于采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到所述 输入节点和所述输出节点的第一信号序列；
[0014] 第一时延调整模块，用于根据所述输入节点和所述输出节点的第一信号序列的滑 动相关峰值的位置调整所述数字预失真环路的时延，分别得到调整后的所述输入节点和所 述输出节点的第二信号序列；
[0015] 增益调整模块，用于根据所述输入节点的第二信号序列的平均功率值和所述输出 节点的第二信号序列的平均功率值调整增益，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出 节点的第S信号序列；
[0016] 离散度计算模块，用于根据所述输入节点和所述输出节点的第=信号序列计算不 同时延调整方案下的AMM函数曲线的离散度；
[0017] 第二时延调整模块，用于依据最小离散度对应的时延调整方案调整所述数字预失 真环路的时延。
[0018] 基于W上技术方案，本发明实施例提供的数字预失真环路时延调整方法和装置， 不仅关注环路时延的信号相关度，而且考虑了AMAM函数曲线对环路时延的影响，因此本发 明通过结合AMAM函数曲线特征与信号相关度来提高环路时延调整的有效性，最终提高了数 字预失真系统的稳定性。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的数字预失真环路时延调整方法在一个实施例中的流程示意图；
[0020] 图2为本发明实施例中数字预失真环路的基本结构示意图；
[0021] 图3为本发明实施例中计算第一 AMAM函数曲线的离散度的流程示意图；
[0022] 图4为本发明的数字预失真环路时延调整装置在一个实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所 描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。应当理解的是，尽管在下文中采用术语"第一"、"第二"等来描述各种信息，但运些信 息不应限于运些术语，运些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发 明范围的情况下，"第一"信息也可W被称为"第二"信息，类似的，"第二"信息也可W被称为 "第一"信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而 非全部内容。
[0024] 图1是本发明的数字预失真环路时延调整方法在一个实施例中的流程示意图，如 图1所示，本实施例中的数字预失真环路时延调整方法包括W下步骤：
[0025] 步骤S110,采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到所述输入 节点和所述输出节点的第一信号序列；
[0026] 在本实施例中，数字预失真环路的一种基本结构如图2所示，输入节点处的信号经 过数字模拟转换忍片、射频链路、功率放大器、禪合链路、模拟数字转化忍片到达输出节点， 本领域技术人员在图2所示的基本结构的基础上仍可增设其他设备或环节，本实施例对此 不作限制。
[0027] 在本实施例中，为了实时地调整预失真环路的时延，按照某一采样长度M采集数字 预失真环路输入节点和输出节点的信号，从而得到输入节点和输出节点的第一信号序列。 假设输入节点的第一信号序列为xi(m)，输出节点的第一信号序列为yi(m)，其中m=l，2,…， M，M为采样长度。为了使得系统性能和复杂度都比较合适，M可设置为8192。
[0028] 步骤S120,根据所述输入节点和所述输出节点的第一信号序列的滑动相关峰值的 位置调整所述数字预失真环路的时延，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点的 第二信号序列；
[0029] 在获得输入节点和输出节点的第一信号序列后，首先对数字预失真环路进行第一 次时延调整，根据输入节点的第一信号序列xi(m)和输出节点的第一信号序列yi(m)的滑动 相关峰值的位置即可得到第一次时延调整量。具体的，设xi(m)、yi(m)滑动相关峰值的位置 为t，（t〉0,一般输出节点的信号相对于输入节点的信号存在正时延），因此得到调整后的输 入节点的第二信号序列X2(n)和输出节点的第二信号序列y2(n)，有：
[0030] X2(n)=xi(n)
[0031] y2(n) =yi(n+t)
[0032] n = l，2，...，N [003；3] N=M-t
[0034] 步骤S130,根据所述输入节点的第二信号序列的平均功率值和所述输出节点的第 二信号序列的平均功率值调整增益，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点的第 S信号序列；
[0035] 在对数字预失真环路作第一次时延调整后，再调整增益，具体的，可分别求出输入 节点的第二信号序列X2(n)的平均功率值p_x和输出节点的第二信号序列y2(n)的平均功率 值口_7，对y2(n)的调整结果为把
令X3(n) =X2(n)，得到调整后的输入 节点的第S信号序列X3(n)和输出节点的第S信号序列y3(n)，其中n=l，2,…，N。
[0036] 步骤S140,根据所述输入节点和所述输出节点的第=信号序列计算不同时延调整 方案下的AMM函数曲线的离散度；
[0037] 步骤S150,依据最小离散度对应的时延调整方案调整所述数字预失真环路的时 延。
[0038] 在对数字预失真环路进行第二次时延调整时，设置不同的时延调整方案，例如正 延时或负延时若干个单位，然后考虑数字预失真环路时延的AMAM函数曲线（即幅度调制-幅 度调制函数曲线)影响，根据X3(n)和y3(n)计算不同时延调整方案下的AMM函数曲线的离散 度，对不同时延调整方案下的离散度进行比较，挑选其中最小离散度对应的时延调整方案 来调整数字预失真环路的时延，从而提高数字预失真系统的稳定性。
[0039] 在一种可选的实施方式中，在对数字预失真环路进行第二次时延调整时，可设置 W下S种时延调整方案：
[0040] (1)不调整73(11)的时延；
[0041 ] (2)将y3(n)正延时设定值；
[0042] (3)将y3(n)负延时设定值；
[0043] 针对第一种时延调整方案，可根据X3(n)和y3(n)计算第一 AMAM函数曲线的离散度。 具体的，可按照图3所示的计算过程进行计算：
[0044] 步骤S210,根据映射关系整理得到第一 AMAM函数曲线；
[0045] 确定输入节点的第S信号序列X3(n)中各项的模值Ax到输出节点的第S信号序列 73(n)中各项的模值Ay的映射关系，定义函数Ay = f (Ax)为映射关系对应的函数，即AMAM函 数，其中Ax= |x3(n) I ,Ay= |y3(n) I。然后按照Ax由小到大的排序，得到WAx为自变量、WAy 为应变量的第一AMAM函数曲线。其中，Ax可表示为Ax(O)，Ay可表示为Ay(O)，并且：
[0046] 0 = 1,2,---,0
[0047] O = N
[004引步骤S220,划分第一 AMAM函数曲线的线性区间和非线性区间；
[0049]在一种可选的实施方式中，可W根据第一AMAM函数曲线的变化率来进行划分。计 算各个Ax处对应的第一AMM函数曲线的变化率k(O):
[(K)加]
[0化1] 0 = 1,2,...,(0-1)
[0052] 然后确定在满足k(o)小于阔值肚的条件下对应的最小的Ax,记为Ax(化）。即捜索满 足WoKKl时的最小〇值，设为Ol,则WAx(Ol)为界限，划分第一AMAM函数曲线的线性区间和 非线性区间。当0 = 1，2,…，Ol时，对应的第一AMAM函数曲线为线性区间，当O =化+l，〇L+ 2,…，0时，对应的第一AMAM函数曲线为非线性区间。在上述判定过程中，可将阔值Kl设为 1.2。
[0053] 步骤S230,划分统计区间；
[0054] 由于在一个小的区间内统计离散度更能准确反映整体的离散度。因此，在本实施 例中，划分第一AMAM函数曲线的统计区间，并确定属于线性区间的统计区间和属于非线性 区间的统计区间。在一种可选的实施方式中，对Ax作W下划分：
[0055] D(i)《Ax<D(i+l)
[0化6]
[0化7] i = l，2，...，P
[0化引巧中，P为划A的统计区间的个数，min(Ax)为Ax的最小值，max(Ax)为Ax的最大值。 优选地
[0化9]然后捜索iL使满足：
[0060] p(iL)《Ax(〇L)<p(iL+l)
[0061 ]则，i = l，2,…，iL为属于线性区间的统计区间，i = iL+l，iL+2,…，P为属于非线性 区间的统计区间。
[0062] 步骤S240,计算各个统计区间内对应的Ay的方差，并依据属于所述线性区间的统 计区间对应的权值和属于所述非线性区间的统计区间对应的权值，对得到的各个所述方差 进行加权平均，得到第一AMM函数曲线的离散度。
[0063] 其中，计算各个统计区间内对应的Ay的方差，是令落入P(i)《Ax<p(i+l)内的Ax对 应的Ay的集合为Yi，则计算方差Si = E {化-E化）]2}，其中i = 1，2，…，P。
[0064] 然后对i = 1，2，…，P对应的各个统计区间的方差进行加权平均，得到第一AMAM函 数曲线的离散度少，则^ =E(Si*ki)，其中ki表示权值，属于线性区间的统计区间对应的权 值和属于所述非线性区间的统计区间对应的权值作不同设置：
[00 化]
[0066] 通过W上方式即可计算出在第一种时延调整方案下对应的第一 AMAM函数曲线的 离散度。
[0067] 针对第二种时延调整方案，将输出节点的第=信号序列y3(n)正延时设定值，较佳 地，该设定值为1个单位，则得到输出节点的第四信号序列y3(n-l)，然后按照第一种时延调 整方案中给出的计算离散度的方式，即可根据输入节点的第=信号序列X3(n)和输出节点 的第四信号序列y3(n-l)计算第二AMAM函数曲线的离散度。
[0068] 同理，针对第=种时延调整方案，将输出节点的第=信号序列y3(n)负延时设定值 (较佳设置为1个单位），则得到输出节点的第五信号序列y3(n+l);然后按照第一种时延调 整方案中给出的计算离散度的方式，即可根据输入节点的第=信号序列X3(n)和输出节点 的第五信号序列y3(n+l)计算第SAMAM函数曲线的离散度。
[0069] 然后，依据离散度的计算结果，挑选最小离散度对应的时延调整方案来调整数字 预失真环路的时延。
[0070] 本实施例提供的数字预失真环路时延调整方法，不仅关注环路时延的信号相关 度，而且考虑了AMAM函数曲线对环路时延的影响，因此本实施例通过结合AMAM函数曲线特 征与信号相关度来提高环路时延调整的有效性，最终提高了数字预失真系统的稳定性。
[0071] 需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的 动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依 据本发明，某些步骤可W采用其它顺序或者同时进行。
[0072] 根据上述本发明的方法，本发明还提供一种数字预失真环路时延调整装置，下面 结合附图及较佳实施例对本发明的数字预失真环路时延调整装置进行详细说明。
[0073] 图4为本发明的数字预失真环路时延调整装置在一个实施例中的结构示意图。如 图4所示，该实施例中的数字预失真环路时延调整装置包括：
[0074] 采集模块1，用于采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到所述 输入节点和所述输出节点的第一信号序列；
[0075] 第一时延调整模块2,用于根据所述输入节点和所述输出节点的第一信号序列的 滑动相关峰值的位置调整所述数字预失真环路的时延，分别得到调整后的所述输入节点和 所述输出节点的第二信号序列；
[0076] 增益调整模块3,用于根据所述输入节点的第二信号序列的平均功率值和所述输 出节点的第二信号序列的平均功率值调整增益，分别得到调整后的所述输入节点和所述输 出节点的第S信号序列；
[0077] 离散度计算模块4,用于根据所述输入节点和所述输出节点的第=信号序列计算 不同时延调整方案下的AMM函数曲线的离散度；
[0078] 第二时延调整模块5,用于依据最小离散度对应的时延调整方案调整所述数字预 失真环路的时延。
[0079] 在本实施例中，为了实时地调整预失真环路的时延，采集模块1按照某一采样长度 M采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，从而得到输入节点和输出节点的第一 信号序列。设输入节点的第一信号序列为xi(m)，输出节点的第一信号序列为yi(m)，其中m = 1，2,…，M，M为采样长度。为了使得系统性能和复杂度都比较合适，M可设置为8192。
[0080] 在获得输入节点和输出节点的第一信号序列后，第一时延调整模块2对数字预失 真环路进行第一次时延调整，第一时延调整模块2根据输入节点的第一信号序列xi(m)和输 出节点的第一信号序列yi(m)的滑动相关峰值的位置即可得到第一次时延调整量。具体的， 假设xi(m)、yi(m)滑动相关峰值的位置为t(t〉0,一般输出节点的信号相对于输入节点的信 号存在正时延），因此得到调整后的输入节点的第二信号序列X2(n)和输出节点的第二信号 序列y2(n)，有：
[0081] X2(n)=xi(n)
[0082] y2(n) =yi(n+t)
[0083] n = l，2，...，N
[0084] N=M-t
[0085] 在第一时延调整模块2对数字预失真环路作第一次时延调整后，增益调整模块3再 调整增益，具体的，可分别求出输入节点的第二信号序列X2(n)的平均功率值p_x和输出节 点的第二信号序列y2(n)的平均功率值p_y，增益调整模块3对y2(n)的调整结果为
>X3(n) = X2(n)，得到调整后的输入节点的第立信号序列X3(n)和输 出节点的第S信号序列y3(n)，其中n=l，2,…，N。
[0086] 在对数字预失真环路进行第二次时延调整时，设置不同的时延调整方案，例如正 延时或负延时若干个单位，然后考虑数字预失真环路时延的AMAM函数曲线（即幅度调制-幅 度调制函数曲线）影响，离散度计算模块4根据X3(n)和y3(n)计算不同时延调整方案下的 AMAM函数曲线的离散度，对不同时延调整方案下的离散度进行比较，第二时延调整模块5挑 选其中最小离散度对应的时延调整方案来调整数字预失真环路的时延，从而提高数字预失 真系统的稳定性。
[0087] 上述数字预失真环路时延调整装置可执行本发明实施例所提供的数字预失真环 路时延调整方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，此处不再对其中的各个功能 模块实现其功能的具体方法作重复说明。
[0088] W上所述实施例的各技术特征可W进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要运些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0089] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，包括如下步骤： 采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到所述输入节点和所述输出 节点的第一信号序列； 根据所述输入节点和所述输出节点的第一信号序列的滑动相关峰值的位置调整所述 数字预失真环路的时延，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点的第二信号序 列； 根据所述输入节点的第二信号序列的平均功率值和所述输出节点的第二信号序列的 平均功率值调整增益，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点的第Ξ信号序列； 根据所述输入节点和所述输出节点的第Ξ信号序列计算不同时延调整方案下的AMAM 函数曲线的离散度； 依据最小离散度对应的时延调整方案调整所述数字预失真环路的时延。2. 根据权利要求1所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，所述根据所述输 入节点和所述输出节点的第Ξ信号序列计算不同时延调整方案下的AMAM函数曲线的离散 度的过程包括： 根据所述输入节点和所述输出节点的第Ξ信号序列计算第一 AMM函数曲线的离散度； 将所述输出节点的第Ξ信号序列正延时设定值，得到所述输出节点的第四信号序列； 根据所述输入节点的第Ξ信号序列和所述输出节点的第四信号序列计算第二AMAM函数曲 线的离散度； 将所述输出节点的第Ξ信号序列负延时设定值，得到所述输出节点的第五信号序列； 根据所述输入节点的第Ξ信号序列和所述输出节点的第五信号序列计算第ΞΑΜΑΜ函数曲 线的离散度。3. 根据权利要求2所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，所述根据所述输 入节点和所述输出节点的第Ξ信号序列计算第一 AMAM函数曲线的离散度的过程包括： 确定所述输入节点的第Ξ信号序列中各项的模值Αχ到所述输出节点的第Ξ信号序列 中各项的模值Ay的映射关系，并按照Αχ由小到大的排序，得到WAx为自变量、WAy为应变量 的第一 AMM函数曲线； 划分所述第一 AMM函数曲线的线性区间和非线性区间； 划分所述第一AMAM函数曲线的统计区间，并确定属于所述线性区间的统计区间和属于 所述非线性区间的统计区间； 计算各个统计区间内对应的Ay的方差，并依据属于所述线性区间的统计区间对应的权 值和属于所述非线性区间的统计区间对应的权值，对得到的各个所述方差进行加权平均， 得到第一AMM函数曲线的离散度。4. 根据权利要求3所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，所述划分所述第 一 AMM函数曲线的线性区间和非线性区间的过程包括： 计算各个Αχ处对应的所述第一 AMM函数曲线的变化率； 确定在满足所述变化率小于阔值的条件下对应的最小的Αχ,记为Αχ(化）； WAx化)为界限，划分所述第一ΑΜΜ函数曲线的线性区间和非线性区间。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，在 采集所述数字预失真环路输入节点和输出节点的信号时，采样长度为8192。6. 根据权利要求4所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，划分所述第一 AMM函数曲线的统计区间、并确定属于所述线性区间的统计区间和属于所述非线性区间的 统计区间的过程包括： 按照W下公式划分所述第一AMAM函数曲线的统计区间： p(i)《Ax<p(i+l)i = l，2，...，P 式中，Αχ为所述输入节点的第Ξ信号序列中各项的模值，P为划分的统计区间的个数， min(Ax)为Αχ的最小值，max(Ax)为Αχ的最大值； 捜索?使满足： p(iL)《Ax(〇L)<p(iL+l) 式中，Αχ化)为在满足所述变化率小于阔值的条件下对应的最小的Αχ; 则，i = 1，2，…，?为属于所述线性区间的统计区间，i = U+1，k+2，…，Ρ为属于所述非 线性区间的统计区间。7. 根据权利要求6所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，根据W下公式计 算属于所述线性区间的统计区间对应的权值和属于所述非线性区间的统计区间对应的权 值： 式中，ki为权值。8. 根据权利要求4所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于，所述阔值为1.2。9. 根据权利要求6或7所述的数字预失真环路时延调整方法，其特征在于， P = [N/20\ 式中，N为所述输入节点的第Ξ信号序列的总项数。10. -种数字预失真环路时延调整装置，其特征在于，包括： 采集模块，用于采集数字预失真环路输入节点和输出节点的信号，分别得到所述输入 节点和所述输出节点的第一信号序列； 第一时延调整模块，用于根据所述输入节点和所述输出节点的第一信号序列的滑动相 关峰值的位置调整所述数字预失真环路的时延，分别得到调整后的所述输入节点和所述输 出节点的第二信号序列； 增益调整模块，用于根据所述输入节点的第二信号序列的平均功率值和所述输出节点 的第二信号序列的平均功率值调整增益，分别得到调整后的所述输入节点和所述输出节点 的第Ξ信号序列； 离散度计算模块，用于根据所述输入节点和所述输出节点的第Ξ信号序列计算不同时 延调整方案下的AMAM函数曲线的离散度； 第二时延调整模块，用于依据最小离散度对应的时延调整方案调整所述数字预失真环 路的时延。
【文档编号】H04B1/04GK105978843SQ201610317363
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】刁穗东, 刘少华, 雷文明, 吴卓智, 吴毅, 付杰尉
【申请人】京信通信技术(广州)有限公司