一种数字预失真系统中的数据采集方法
【专利摘要】本发明公开了一种数字预失真系统中的数据采集方法，包括以下步骤：1、并行处理器件采集发射信号并进行抽样，串行处理器件确定帧起始位置；2、串行处理器件搜索最大值确定帧起始位置并将帧同步起始位置传给并行处理器件；3、并行处理器件启动长时间直方图统计模块，统计发射信号每个帧的幅度分布；4、并行处理器件采集发射信号并保存短时间长度的发射信号并与长时间统计的幅度直方图传输至串行处理器件；5、串行处理器件接收短时间长度的发射信号并计算幅度直方图分布，对比幅度直方图分布与长时间统计的幅度直方图的相似度，若相似度高于门限，则计算预失真系数，否则，丢弃该相似度并从并行处理器件重新获取数据。具有适应性强等优点。
【专利说明】一种数字预失真系统中的数据采集方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数据采集技术，特别涉及一种数字预失真系统中的数据采集方 法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信的发展，信号带宽越来越宽，其包络起伏和峰均比也越来越大，这对 宽带发信通道，尤其是混频器和功放提出了更高的线性要求。这主要是因为半导体器件在 大信号下具有不可避免的非线性特性，当宽带发信机工作在非线性区时，会产生严重的互 调分量，在带外产生较大的频谱泄露，从而不符合3GPP的发射频谱模板要求。
[0003] 如何提高系统的线性度是宽带系统需要解决的一个重要问题，较常用的是采用线 性化技术，即采用适当的外围电路，对发信通道的非线性进行校正，从而在电路整体上呈现 对输入信号的线性放大效果，这种方法成本低，器件选择也比较灵活，是目前来看最适合的 方法。而线性化方法中，又以数字预失真（DPD)技术最为简单有效。在DTO系统中，信号首 先通过一个预失真器进行校正，然后在再送到功放进行放大输出，预失真器产生的信号失 真特性与发信通道的失真特性相反，从而可以抵消失真分量，得到无失真的信号输出。
[0004] 数字预失真处理的步骤通常是，在数字基带采集功放的输入和输出信号，基于预 先设定的功放模型计算预失真系数，再将该系数用于预失真处理。数字预失真处理一般的 硬件实现方法是，使用ADC采集功放的输入和输出信号，计算预失真系数在DSP或软核等串 行处理器件内进行，而使用预失真系数进行预失真处理在FPGA或专用芯片等并行处理器 件内进行，如申请号为CN20〇 810114〇5l. 1的专利所述。这种硬件实现方法存在的主要问题 是：由于串行处理器件接收数据的接口速度比较慢，同时串行处理器件计算预失真系数所 耗费的时间单位是秒，而预失真处理的速度通常是几百MHz，这也就是说串行处理器件不可 能实时地计算和更新预失真系数，因此串行处理器件只能间断地更新预失真处理系数，即 采集一段功放的输入和输出信号计算预失真系数，再将系数传递给预失真处理模块，整个 过程要耗费接近一秒钟，这样当前预失真处理模块使用的预失真处理系数是一秒前的功放 输入输出数据计算的。而现代移动通信信号的变化是非常快的，通常一个帧长为毫秒量级， 随着用户的接入和退出，移动通信信号幅度变化非常大，同时由于并行处理器件和串行处 理器件存储资源的限制，用于计算预失真系数的数据长度通常只有微秒长度，那么采集最 优的数据提供给串行处理器件计算预失真系数是提高预失真性能的关键步骤，但是现有预 失真相关专利中还没有提供该方法。 '
【发明内容】
[00^5]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种数字预失真系统中的数 5米集方法，该数据采集方法是一种在各种制式的信号变化下采集最优的数据提供给数 字预失真模块计算预失真系数的方法，首先根据信号制式对发射信号进行帧同步，然后按 照中贞同步的起始位置对输入信号以帧时间长度为单位统计发射信号幅度分布的直方图，该 直方图称为长时间统计的直方图，并不断更新，然后采集短时间长度的数据，计算其幅度分 布的直方图，并与长时间长度的直方图相比较，保留最优的数据提供给DSP计算预失真系 数。 _
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种数字预失真系统中的数据采集方法， 包括以下步骤：
[0007] 步骤1、并行处理器件通过ADC接口采集发射信号，并进行抽样，保存通信协议规 定的一个帧长的数据，提供给串行处理器件确定帧起始位置；
[0008] 步骤2、串行处理器件将采集的发射信号与通信协议规定的同步码信号做相关运 算，搜索最大值确定帧起始位置，然后将帧同步起始位置传给并行处理器件；
[0009] 步骤3、并行处理器件根据帧起始位置按照通信协议规定的帧长度产生帧同步脉 冲，启动长时间直方图统计模块，不断统计发射信号每个帧的幅度分布；
[0010] 步骤4、并行处理器件通过ADC接口采集发射信号，并根据并行处理器件和串行处 理器件的存储空间大小保存一段短时间长度的发射信号，与长时间统计的幅度直方图一起 传送给串行处理器件；
[0011] 步骤5、串行处理器件接收短时间长度的发射信号后，计算其幅度直方图分布，并 与长时间统计的幅度直方图比较其相似度，如果相似度高于一定的门限，则用于计算预失 真系数，否则丢弃该数据，重新从并行处理器件获取数据并重复执行步骤5。
[0012] 所述步骤2包括以下步骤：
[0013] 步骤21、设采集的发射信号为：
[0014] slong(nT)，n = 1，2,…，Nlong，
[0015] 其中，T = m/fADC，NlMlgT为步骤1中的帧长；若该信号制式的同步码为Ρ(ηΤ)，η = 1，2,…，ΝΡ，ΝΡΤ为同步码时间长度；
[0016] 步骤22、将发射信号与同步码做延时相关：
[0017]
【权利要求】
1. 一种数字预失真系统中的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、并行处理器件通过ADC接口采集发射信号，并进行抽样，保存通信协议规定的 一个帧长的数据，提供给串行处理器件确定帧起始位置； 步骤2、串行处理器件将采集的发射信号与通信协议规定的同步码信号做相关运算，搜 索最大值确定帧起始位置，然后将帧同步起始位置传给并行处理器件； 步骤3、并行处理器件根据帧起始位置按照通信协议规定的帧长度产生帧同步脉冲，启 动长时间直方图统计模块，不断统计发射信号每个帧的幅度分布； 步骤4、并行处理器件通过ADC接口采集发射信号，并根据并行处理器件和串行处理器 件的存储空间大小保存一段短时间长度的发射信号，所述短时间长度的发射信号与长时间 统计的幅度直方图一起传送给串行处理器件； 步骤5、串行处理器件接收短时间长度的发射信号后，计算其幅度直方图分布，对比计 算出的幅度直方图分布与长时间统计的幅度直方图的相似度，并依据所述相似度，确定是 否重新从并行处理器件获取数据并重复执行步骤5。
2. 根据权利要求1所述的数字预失真系统中的数据采集方法，其特征在于，所述步骤2 包括以下步骤： 步骤21、设采集的发射信号为： Si〇ng(ηΤ)，η- 1，2，…，Nlmg, 其中，T=m/fADC，NlmgT为步骤1中的帧长； 若该信号制式的同步码为：P(ηΤ)，η= 1，2，···，NP，NpT为同步码时间长度； 步骤22、将发射信号与同步码做延时相关：
式中，corr(T)表示对发射信号延时τ后与同步码进行相关运算的结果，P(nT)表示 该制式的通信协议所规定的同步码，η= 1，2,…，NP，NpT为同步码时间长度，slmg[ (η+τ)Τ] 表示第（η+τ)Τ时刻采集的发射信号； 当Icorr(T)I最大时，对应的τ'即为帧的起始位置，串行处理器件确定帧起始位置 后将其发送给并行处理器件。
3. 根据权利要求1所述的数字预失真系统中的数据采集方法，其特征在于，在步骤3 中，所述直方图统计模块的工作过程包括以下步骤： 步骤31、假设发射信号的最大幅度为ampmax，则产生一个1?[ampmax] +1的表LUTlmg(amp),amp= 1，2,…[ampmax]+l，LUTlmg(amp)的初始值为零； 步骤32、并行处理器件通过ADC采集发射信号，对每个输入信号的幅度进行判决，即： 若ampx〈|s(nsT) |〈ampx+1，则LUTlmg(ampx) = LUTlmg(ampx)+l，统计完一个巾贞的发射信号后， 对LUTlmg (amp)进行归一化处理：
式中，表不经归一化处理后的直方图，LUTlmg(amp)表不对一个巾贞的发 射信号进行幅度直方图统计的结果，amp= 1，2,…[ampmax]+l表示统计的幅度范围。
4.根据权利要求1所述的数字预失真系统中的数据采集方法，其特征在于，在步骤5 中，依据所述相似度，确定是否重新从并行处理器件获取数据包括以下步骤： 先骤_诂管.
式中，Corramp表示相似度； 步骤52、判断步骤51中计算出的相似度是否高于一定的门限Corrlimm，如果是，则采用 该相似度Corramp的数据计算预失真系数，否则，丢弃该相似度Corramp的数据，重新从并行 处理器件获取数据并重复执行步骤5。
【文档编号】H04L25/49GK104270330SQ201410520083
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】杨俊
申请人:华南理工大学