一种提升数字预失真性能稳定性的方法及装置与流程

本发明涉及无线通信，具体而言，涉及一种提升数字预失真性能稳定性的方法及装置。

背景技术：

1、目前通信系统领域对数字预失真(dpd)的介绍，都是基于静态信号场景的性能应用。通常在静态信号场景下，其临道泄露比(aclr)都比较稳定。但是随着5g时代的来临，这种静态信号场景下的dpd应用面临新的挑战、风险和性能权衡，实时功率变化的动态信号下的dpd性能以及稳定性，需要工程研发人员重点考虑。在过去的数十年间，移动通信的功率放大器(pa)效率伴随着材料的演进，效率已经提升到了50％，伴随的代价就是alcr性能变差。其中以氮化镓(gan)工艺为主材料的pa对dpd的挑战更为突出，其电荷的充放电效应不仅造成严重的带外失真，还会对带内的失真产生更大的影响，这些失真在动态功率信号场景下表现的尤为突出。

2、dpd是通过预失真pa的转换函数来对消pa产生的非线性，然而动态功率变化场景下的转换函数是动态转换的，其输出与输入信号功率变化强相关，如何有效跟踪匹配pa的动态转换影响是工程中重点解决的问题。为了刻画动态功率变化信号的挑战，图1中展示了实际小区业务信号的不同时间段的功率变化与图2展示了静态功率变化，以及实际测试中遇到的动态信号功率场景下的aclr性能。可以看出，随着信号的变化，在快速功率下降或者快速功率上升期间，aclr性能极度恶化，表明dpd在实际适应动态信号变化过程中，存在预失真转换函数与实际转换函数瞬间不匹配，导致性能瞬间塌陷。

3、因此，我们要考虑解决动态功率变化场景下，dpd预失真转换函数的适配情况。高性能的dpd挑战在于如何将预失真转换函数不匹配时间降到最小，同时确保两个状态之间平滑过渡，需要平衡匹配速度与aclr的变化。

技术实现思路

1、为了改善上述问题，本发明提供了一种提升数字预失真性能稳定性的方法及装置。

2、本发明实施例的第一方面，提供了一种提升数字预失真性能稳定性的方法，所述方法包括：

3、用lms算法实现数字预失真gmp模型建模；

4、优化gmp模型，利用双重alpha滤波优化查表地址信号；

5、将优化查表地址后的gmp模型进行仿真；

6、对仿真结果进行分析，判断是否满足大功率和小功率两个状态切换之间平滑过渡。

7、可选地，用lms算法实现的数字预失真gmp模型为：

8、

9、其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是pa环回反馈信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，f(x(n))为gmp模型建模，f(x(n))的常规表达式为3阶表达式：

10、f(x(n))＝x(n)+x(n)·|x(n)|+x(n)·|x(n)|2

11、lut是预失真系数，预失真通过x(n)模值作为查表地址实时查表获取lut系数。

12、可选地，所述优化gmp模型为：

13、

14、所使用的双重alpha滤波结构的数学公式为：

15、

16、其中，alpha0、alpha0_shift、alpha1～4为设置的不同滤波参数。

17、可选地，所述对仿真结果进行分析，判断是否满足大功率和小功率两个状态切换之间平滑过渡的步骤，具体包括：

18、分析alpha滤波器4即α4(|x(n)|)的输出包络跟踪情况；

19、将分析结果与采用普通gmp模型建模的仿真结果进行对比；

20、判断是否满足大功率和小功率两个状态切换之间平滑过渡。

21、本发明实施例的第二方面，提供了一种提升数字预失真性能稳定性的装置，所述装置包括：

22、模型建立单元，用于用lms算法实现数字预失真gmp模型建模；

23、模型优化单元，用于优化gmp模型，利用双重alpha滤波优化查表地址信号；

24、模型仿真单元，用于将优化查表地址后的gmp模型进行仿真；

25、数据分析单元，用于对仿真结果进行分析，判断是否满足大功率和小功率两个状态切换之间平滑过渡。

26、可选地，所述模型建立单元用lms算法实现的数字预失真gmp模型为：

27、

28、其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是pa环回反馈信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，f(x(n))为gmp模型建模，f(x(n))的常规表达式为3阶表达式：

29、f(x(n))＝x(n)+x(n)·|x(n)|+x(n)·|x(n)|2

30、lut是预失真系数，预失真通过x(n)模值作为查表地址实时查表获取lut系数。

31、可选地，所述模型优化单元的优化gmp模型为：

32、

33、所使用的双重alpha滤波结构的数学公式为：

34、

35、其中，alpha0、alpha0_shift、alpha1～4为设置的不同滤波参数。

36、可选地，所述数据分析单元具体用于：

37、分析alpha滤波器4即α4(|x(n)|)的输出包络跟踪情况；

38、将分析结果与采用普通gmp模型建模的仿真结果进行对比；

39、判断是否满足大功率和小功率两个状态切换之间平滑过渡。

40、本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：

41、一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如第一方面所述的方法。

42、本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如第一方面所述的方法。

43、综上所述，本发明提供了一种提升数字预失真性能稳定性的方法、装置、电子设备及存储介质，在现有数字预失真转换函数gmp模型的基础上，通过加入双重alpha滤波优化查表地址，串联的两级alpha滤波可以使剧烈变化信号在变得更为平滑，延长信号瞬态变化特性，避免模拟器件瞬时大能量充放电效应，实现对gmp模型的优化，以改善对信号的查表跟踪趋势，来拟合长记忆有源功率放大器中电容充放电变化形式。该方案在工程实现中具有较低的面积成本代价，易实现，稳定性强，具有较强的工程实现价值。

技术特征：

1.一种提升数字预失真性能稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的提升数字预失真性能稳定性的方法，其特征在于，用lms算法实现的数字预失真gmp模型为：

3.根据权利要求2所述的提升数字预失真性能稳定性的方法，其特征在于，所述优化gmp模型为：

4.根据权利要求3所述的提升数字预失真性能稳定性的方法，其特征在于，所述对仿真结果进行分析，判断是否满足大功率和小功率两个状态切换之间平滑过渡的步骤，具体包括：

5.一种提升数字预失真性能稳定性的装置，其特征在于，所述装置包括：

6.根据权利要求5所述的提升数字预失真性能稳定性的装置，其特征在于，所述模型建立单元用lms算法实现的数字预失真gmp模型为：

7.根据权利要求6中所述的提升数字预失真性能稳定性的装置，其特征在于，所述模型优化单元的优化gmp模型为：

8.根据权利要求7中所述的提升数字预失真性能稳定性的装置，其特征在于，所述数据分析单元具体用于：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种提升数字预失真性能稳定性的方法及装置，主要应用在含有数字预失真需求的产品中，该发明能优化数字预失真模型在动态载波场景之下的性能。通过在现有数字预失真转换函数GMP模型的基础上，通过加入双重alpha滤波优化查表地址，串联的两级alpha滤波可以使剧烈变化信号在变得更为平滑，延长信号瞬态变化特性，避免模拟器件瞬时大能量充放电效应，实现对GMP模型的优化，以改善对信号的查表跟踪趋势，来拟合长记忆有源功率放大器中电容充放电变化形式。该方案在工程实现中具有较低的面积成本代价，易实现，稳定性强，具有较强的工程实现价值。

技术研发人员：侯卫兵,刘柳,宋昆仑
受保护的技术使用者：上海力通通信有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14