一种峰值采数方法、采数装置及存储介质与流程

1.本技术涉及通信技术领域，特别是涉及一种峰值采数方法、采数装置及存储介质。


背景技术：

2.进入5g时代，基站射频发射系统普遍使用高增益的功率放大器件，但功放在进行信号放大时会产生较强的非线性失真干扰，影响通信系统性能。现有技术中，大多采用数字预失真(dpd,digitalpre
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distortion)技术对非线性失真进行校准。dpd的基本原理是采样功放后发射端耦合信号，提取功放失真参数进行功放逆向建模。由于dpd是通过采样反馈信号对功放非线性失真进行建模，则用于参数估计的采样信号应尽可能地包含功放非线性失真特性以保证参数估计的准确性。研究表明，功放的非线性失真主要是大峰值信号进入功放的非线性工作区被“压缩”引起的，因此，需要一种方法能精准地采集下行功放链路的大峰值信号以保证功放建模的准确性。


技术实现要素：

3.本技术提供一种数字预失真系统的峰值采数方法、采数装置及存储介质，解决精准地采集下行数字链路的大峰值信号以保证功放建模的准确性。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种采数方法，包括：调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限；
5.当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测；
6.当所述瞬时峰值功率超过所述峰值功率门限时，根据预设时延，采集长度相同的前向发射信号和反馈接收信号，其中，所述预设时延是根据下行链路数据速率设置的。
7.在一实施例中，调整下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限进一步包括：
8.对所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测，比较所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率与所述峰值功率门限；
9.当所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率连续超过所述峰值功率门限的次数达到第一计数门限值，按照第一调整步进对所述峰值功率门限进行相应调高；
10.当所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率连续低于所述峰值功率门限的次数达到第二计数门限值，按照第二调整步进对所述峰值功率门限进行相应调低。
11.在一实施例中，所述第一计数门限值比所述第二计数门限值小。
12.在一实施例中，所述第一调整步进数值比第二调整步进数值大。
13.在一实施例中，所述调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限之前进一步包括：
14.写入所述峰值功率门限、第一计数门限值、第二计数门限值以及第一调整步进和第二调整步进的初始化配置值；
15.对计数器进行清零操作。
16.在一实施例中，所述当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率
进行检测之前进一步包括：
17.停止调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限，并锁存所述峰值功率门限。
18.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种采数装置，所述采数装置包括：
19.功率门限调整模块，用于调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限；
20.功率检测模块，用于当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测；
21.数据采集模块，用于当所述瞬时峰值功率超过所述峰值功率门限时，根据预设时延，采集长度相同的前向发射信号和反馈接收信号，其中，所述预设时延是根据下行链路数据速率设置的。
22.在一实施例中，所述功率门限调整模块进一步用于：
23.对所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测，比较所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率与所述峰值功率门限；
24.当所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率连续超过所述峰值功率门限的次数达到第一计数门限值，按照第一调整步进对所述峰值功率门限进行相应调高；
25.当所述待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率连续低于所述峰值功率门限的次数达到第二计数门限设值，按照第二调整步进对所述峰值功率门限进行相应调低。
26.在一实施例中，所述第一计数门限值比所述第二计数门限值小。
27.为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是：提供一种非易失性存储截止，存储有指令，所述指令被执行时实现上述采数方法。
28.本技术的有益效果是：通过不断自适应调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限，从而使得当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测，能更加稳定精准地抓取超过峰值功率门限的数据用于数字预失真参数估计，有效保证了预失真系统采数的可靠性，进一步地，在瞬时峰值功率超过所述峰值功率门限时，根据下行链路数据速率延迟采集长度相同的前向发射信号和反馈接收信号，从而使得采集的信号最大峰值处于所采集数据序列的中间位置，避免峰值信号在数据校准时被截去。
附图说明
29.图1是本技术实施例提供的预失真系统的原理示意图；
30.图2是本技术实施例提供的采数方法的流程示意图；
31.图3是本技术实施例提供的采数方法的分部流程示意图；
32.图4是本技术实施例提供的采数装置的结构示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
34.在目前5g系统中，采用的高增益功率放大器在进行信号放大时会产生很强的非线性失真，包括互调失真和带内失真。互调失真会导致邻道功率比(acpr)增加，产生较严重的邻信道干扰，而带内失真会使得误差矢量幅度(evm)增大。因此，本领域研究人员一直在寻找解决方案，较为传统的方案为采用功率回退，但是基于找到满足要求的功放非线性点比较困难，而且降低功放的效率会增加成本，因此并不能满足现有需求，基于此，提出了一种dpd技术，dpd技术能够获得良好的线性度和更高的功率效率，且具有良好的重构能力。如图1所示，dpd技术的原理是预先对功放输入信号的幅度和相位进行预定的反失真以抵消功放的非线性失真。通过采样功放后发射端耦合信号，提取功放失真参数进行功放逆向建模，基于此，数据的采集对于建模的稳定性至关重要，需提出一种针对数字预失真系统建模的数据筛选的方法。
35.本技术实施例提供一种数字预失真系统的峰值采数方法。请参考图2，图2为本技术实施例提供的采数方法的流程图。该方法包括：
36.s100：调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限。
37.该调整步骤可以通过一个使能开关手动触发进行，也可以是下行链路上电后自动开启。而下行数字信号的瞬时功率是指物理学中电路在瞬时吸收的功率，其大小等于瞬时电压电流瞬时值的乘积。瞬时功率是由于在电路中非线性负荷造成了电压、电流的波形相对于标准正弦波发生了畸变。待检测数字信号是指上电开启后，在正式检测开始之前的信号，根据这段时间的待检测的下行瞬时功率的，实时调整其峰值功率门限值，可以进行调高或者调低。
38.s200：当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测。
39.在本实施例中，当接收到数据采集请求后也就是指将进行数字信号瞬时峰值功率的正式检测，同时也会触发结束调整峰值功率门限值，锁存当时的峰值功率门限值并进行保存以备用。为了提高采集检测采集速度，瞬时峰值功率的检测可在fpag(field
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programmable gatearray，现场可编程门阵列)内进行。
40.s300:当所述瞬时峰值功率超过所述峰值功率门限时，根据预设时延，采集长度相同的前向发射信号和反馈接收信号，其中，所述预设时延是根据下行链路数据速率设置的。
41.当瞬时峰值功率超过上述锁存的峰值功率门限值时，将触发 fpga进行数据采集。而为了保证所采集的最大峰值尽量处于采集数据序列的中间位置，避免峰值信号在数据校准时被截去，可以根据下行链路数据速率设置一预设时延以进行延迟采集数据。其中下行链路数据速率是通过fpga进行设置，且预设时延与下行链路数据速率成正相关，也就是说当数据速率较大时，应设置更大的时延以保证采集的最大峰值处于数据序列的中间，而当数据速率较小时，可以相对设置较小的一个预设时延。例如在目前5g nr中，中频数据速率基本按照491.52m/s设置，相比传统的中频数据速率368.64m/s，在5g nr 预失真系统中应设置一个较大的时延。预设时延可以以时钟脉冲的方式进行表示。在本实施例中，由于预失真处理时逐点进行处理，前向发射数据和反馈数据需一一对应，因此在抓取数据时需要抓取相同长度的前向发射信号和反馈接收信号。
42.在信号数据采集结束后，抓取的前向发射数据和反馈数据回传到 dsp(digital signal processing，数字信号处理)进行信号处理，同时打开峰值功率门限调整使能，重复
上述的峰值功率门限的自适应调整步骤。其中dsp处理包括数据判断、频偏消除、时延校准以及幅度相位校准等数据预处理。数据判断时为了保证所采集的数据是合理的，而前向发射数据判断是为了保证在预失真之后数字域不会饱和，反馈接收数据判断是为了保证反馈链路的数据是正常的。
43.本技术的峰值数据采数方法通过自适应调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限，从而使得当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测，能更加稳定精准地抓取超过峰值功率门限的数据用于数字预失真参数估计，有效保证了预失真系统采数的可靠性，进一步地，在瞬时峰值功率超过所述峰值功率门限时，根据下行链路数据速率延迟采集长度相同的前向发射信号和反馈接收信号，从而使得采集的信号最大峰值处于所采集数据序列的中间位置，避免峰值信号在数据校准时被截去。
44.在本实施例中，如图3所示，图3为本技术实施例提供的采数方法的分步流程示意图。步骤s100调整下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限之前将执行如下操作：
45.机器上电后进行设备的软硬件初始化和数字预失真系统参数的配置，参数配置包括峰值功率门限值、用于连续超门限成功计数的第一计数门限值、用于连续超门限失败计数的第二计数门限值、以及用于调整峰值功率门限的第一调整步进和第二调整步进。
46.设备的硬件初始化包括对超门限成功计数器和超门限失败计数器进行清零操作，设备的软件初始化包括自适应调整门限的使能开关。
47.在一实施例中，如图2所示，步骤s100调整下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限进一步包括：
48.s110:对待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测，比较待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率与峰值功率门限。
49.该峰值功率门限值即为上电后初始化配置的峰值功率门限， fpag实时检测下行链路的瞬时峰值功率，与配置的峰值功率门限进行比较。
50.s120:当待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率连续超过峰值功率门限的次数达到第一计数门限值，按照第一调整步进对所述峰值功率门限进行相应调高。
51.s130:当待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率连续低于峰值功率门限的次数达到第二计数门限设值，按照第二调整步进对所述峰值功率门限进行相应调低。
52.如果瞬时峰值功率大于峰值功率门限，则第一计数器加1，而当瞬时峰值功率小于峰值功率门限，则第二计数器加1。当连续超门限成功的次数大于第一计数门限值时，则说明默认配置的峰值功率门限值偏低，需按照第一调整步进对峰值功率门限值进行调高。当连续超门限失败的次数大于第一计数门限值时，则说明默认配置的峰值功率门限值偏高，需按照第二调整步进对峰值功率门限值进行调低。需要说明的是，此处计数器的值是需要连续计数的，第一计数器和第二计数器必须有一个是置0的，也就是说当从第一计数器切换到第二计数器后，第一计数器原有的计数值必须清零，以便下次开启计数。例如，第一计数门限值为5，瞬时峰值功率值已经连续4次大于峰值功率门限，即第一计数器的值为4，而第5次瞬时峰值功率小于峰值功率门限，则第二的值加1，而第一计数器的值清零。
53.在本实施例中，第一计数门限值比第二门限值要小，第一调整步进数值比第二调整步进数值大。优先方案为超门限成功的第一预设门限值取一个较小值如4，第一调整步进取一个较大值如1000，而超门限失败的第二预设门限值取一个较大值如400，第二调整步进
取一个较小值如100，从而使得用于筛选数据的峰值功率门限对链路大峰值信号敏感，遇到大峰值信号能快速拉升，遇到小信号缓慢衰落，保证峰值功率门限对链路信号的强适应性，从而稳定采集到大峰值信号。
54.本技术还提供一种峰值采数装置，如图4所示，图4是本技术实施例提供的采数装置的结构示意图。该采数装置包括功率门限调整模块10、功率检测模块20以及数据采集模块30。其中功率门限调整模块10用于调整待检测的下行数字信号的瞬时功率的峰值功率门限，功率检测模块20用于当接收到数据采集请求后，对下行数字信号的瞬时峰值功率进行检测，数据采集模块30用于当所述瞬时峰值功率超过所述峰值功率门限时，根据下行链路数据速率设置的预设时延，采集长度相同的前向发射信号和反馈接收信号。
55.在本实施例中，功率门限调整模块还包括功率比较模块11、超门限成功计数器12以及超门限失败计数器13，其中功率比较模块11 用于比较待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率与峰值功率门限之间的大小，第一计数器12用于待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率大于峰值功率门限时执行计数，而第二计数器13用于待检测的下行数字信号的瞬时峰值功率小于峰值功率门限时执行计数。
56.此外，本实施例中的采数装置与上述采数方法对应，因此该采数装置的其他实施例的应用这里不再进行一一赘述。
57.本技术还提供一种非易失性存储介质，该存储介质存储有指令/ 程序数据，该指令/程序数据被执行时实现本技术的上述任一实施例以及任意不冲突的组合所提供的采数方法。其中，该指令/程序数据可以形成程序文件以软件产品的形式存储在存储介质中，以处理器 (processor)执行本技术各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
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onlymemory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
58.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。