本发明属于自适应数字预失真，更具体地，涉及一种基于双线性插值的分块均匀映射查找表的数字预失真方法。
背景技术：
：：1、随着移动通信的飞速发展，对通信速率的要求越来越高，为了在有限的频谱资源中传输更多的信息，正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,ofdm)等高频谱效率的调制方式被提出。ofdm等模拟信号的频谱效率很高，但是对信道的非线性损伤非常敏感，因此对系统的线性度具有很高要求。既然链路的非线性损伤无法避免，为了提升系统的线性度，各种线性化技术被提出。其中数字预失真技术(digital pre-distortion，dpd)由于线性化效果好、补偿方式灵活以及自适应能力强等优点，等到了广泛的应用。2、数字预失真技术的主要原理是在通过数字信号处理的方式求出系统的非线模型，并使得信号在进入非线性系统之前产生与系统相反的非线性失真，从而与系统的非线性相抵消，达到线性化的目的。3、数字预失真的重点在于系统非线性模型的选取以及模型参数的自适应求解。通常根据非线性模型的不同，将数字预失真分为基于volterra多项式的数字预失真、基于查找表(lookup table，lut)的数字预失真以及基于神经网络的数字预失真。其中基于volterra多项式的数字预失真以及基于神经网络的数字预失真由于系统复杂度过高而无法进行实时补偿。基于查找表的数字预失真通过表格来存储地址索引对应的预失真参数，根据输入信号的特性(幅度、相位等)生成地址索引，根据索引去查找表格中对应的参数，然后利用读取的参数进行预失真操作，因此其复杂度较低，是目前实时预失真的最优选择。4、根据索引生成方式的不同，可将查找表分为幅值查找表、映射查找表以及极坐标查找表。幅值查找表将信号的幅值作为索引，因此幅值查找表的索引数较少，但是幅值查找表只考虑信号的幅值，忽略了相位的影响，且索引较为稀疏，因此补偿的效果不理想。映射查找表是将复数信号的实部和虚部分开，分别作为直角坐标的横纵坐标，横纵坐标的交点便是索引，类似于星座图，其中每个星座点对应一个索引，映射查找表的索引较为精细，查找表的尺寸很大，因此补偿效果更好。极坐标查找表在表格复杂度与补偿精度之间做了折中，通过一维的幅值查找表和相位查找表组成的两个一维查找表来代替较为复杂二维映射查找表。为了保证预失真的补偿效果，本发明选用映射查找表进行预失真操作。5、传统的查找表方案通过volterra多项式或者简化的volterra多项式对系统的非线性进行建模并且补偿，查找表的表项中存储着对应的多项式系数，补偿得越精确，对应的多项式也越复杂。因此，传统的查找表方案需要通过lms或者rls等自适应滤波算法来求解并更新查找表的表项中存储的系数。lms等自适应滤波算法所需的计算量较大，实际操作过程中需要较多计算单元和计算时间，这增加了预失真器的复杂度。6、传输信号的幅度是连续的模拟信号，而查找表的地址索引是离散的，在实施预失真过程中必定会存在信号位于索引之外的情况，对于这种情况，传统的方法是根据就近原则，选取距离信号最近的索引对应的参数作为信号的预失真参数，这种就近原则在索引较为密集的情况下是适用的，但是这无疑增加了表格的大小，也就增加了预失真器的复杂度。7、现有的映射查找表的地址索引均采用均匀索引，即针对输入信号的实部与虚部采用等间隔的表格索引。然而，在实际情况中信号受到的非线性失真是与信号的幅度成正相关，在信号幅度较小时，系统非线性较弱，预失真参数也较小，预失真参数的变化是缓慢且线性的；而在信号幅度较大时，系统非线性较强，预失真参数也较大，预失真参数的变化更加急促。因此如果直接采用等间隔的索引，为了匹配会导致内存和计算资源的浪费。8、通过上述分析，现有的映射查找表存在的问题及缺陷为：现有的预失真技术受限于系统复杂度与补偿精度，无法满足目前大带宽高速率的移动通信系统的要求。9、解决以上问题及缺陷的意义为：10、降低预失真系统复杂度，可服务于更高速率的通信场景，同时也提升了预失真系统的补偿性能。技术实现思路1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于双线性插值的分块均匀映射查找表的数字预失真方法，旨在解决现有的预失真技术受限于系统复杂度与补偿精度，无法满足目前大带宽高速率的移动通信系统的要求的技术问题。2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于双线性插值的分块均匀映射查找表的数字预失真方法，包括：3、将信号的实部和虚部分别进行均匀分段处理，根据分段内的信号误差占总误差的比例确定此分段内索引的数量，并根据所述数量对此分段进行均匀索引划分，以获得n*n个索引块；其中，映射查找表表项数目为n*n；4、按照相同原则将每个索引块上的一点作为索引点，并求取映射查找表中每个索引点对应的预失真参数；5、再采用双线性插值求取索引点之外的其他信号点的预失真参数；6、根据求取的所有预失真参数生成对应的预失真信号。7、进一步地，所述将信号的实部和虚部分别进行均匀分段处理，根据分段内的信号误差占总误差的比例确定此分段内索引的数量，并根据所述数量对此分段进行均匀索引划分，以获得n*n个索引块，包括：8、将信号的实部和虚部分别均匀划分成m段，并计算出每一段对应的误差比例em；9、其中，误差比例em的计算公式为：10、11、|e(n)|2＝|g·x(n)-y(n)|12、式中，x(n)为系统的输入信号，g为系统的增益，g·x(n)为系统的理想输出，y(n)为系统的实际输出；∑m|e(n)|2为实部或虚部位于第m段内所有信号的误差之和，为m段内所有信号的误差之和；13、将第m段均匀划分为n·em段，以获得n*n个索引块。14、进一步地，所述求取映射查找表中每个索引点对应的预失真参数，包括：15、分别从每个索引块中选取若干信号点，对其信号失真进行求和取平均，作为该索引块对应索引点的预失真参数。16、进一步地，所述采用双线性插值求取索引点之外的其他信号点的预失真参数，包括：17、对于索引点之外的其他信号点u(j)＝x+y·i，其相邻的四个索引点对应的信号分别为x1+y1·i、x1+y2·i、x2+y1·i、x2+y2·i，四个索引点对应的预失真参数为lute(x1,y1)、lute(x1,y2)、lute(x2,y1)、lute(x2,y2)；18、在x方向上进行线性插值得到坐标值为(x,y1)的q1点的预失真参数值lute(x,y1)，在y方向上进行线性插值得到坐标值为(x,y2)的q2点的预失真参数值lute(x,y2)，其中：19、20、21、对q1和q2进行线性插值得到信号点u(j)的预失真参数值lute(j)：22、23、第二方面，本发明提供了一种基于双线性插值的分块均匀映射查找表的数字预失真装置，包括：24、索引划分模块，用于将信号的实部和虚部分别进行均匀分段处理，根据分段内的信号误差占总误差的比例确定此分段内索引的数量，并根据所述数量对此分段进行均匀索引划分，以获得n*n个索引块；其中，映射查找表表项数目为n*n；25、第一预失真参数计算模块，用于按照相同原则将每个索引块上的一点作为索引点，并求取映射查找表中每个索引点对应的预失真参数；26、第二预失真参数计算模块，用于采用双线性插值求取索引点之外的其他信号点的预失真参数；27、预失真处理模块，用于根据求取的所有预失真参数生成对应的预失真信号。28、进一步地，所述索引划分模块，具体用于：29、将信号的实部和虚部分别均匀划分成m段，并计算出每一段对应的误差比例em；30、其中，误差比例em的计算公式为：31、32、|e(n)|2＝|g·x(n)-y(n)|33、式中，x(n)为系统的输入信号，g为系统的增益，g·x(n)为系统的理想输出，y(n)为系统的实际输出；∑m｜e(n)|2为实部或虚部位于第m段内所有信号的误差之和，为m段内所有信号的误差之和；34、将第m段均匀划分为n·em段，以获得n*n个索引块。35、进一步地，所述第一预失真参数计算模块，具体用于：36、分别从每个索引块中选取若干信号点，对其信号失真进行求和取平均，作为该索引块对应索引点的预失真参数。37、进一步地，所述第二预失真参数计算模块，具体用于：38、对于索引点之外的其他信号点u(j)＝x+y·i，其相邻的四个索引点对应的信号分别为x1+y1·i、x1+y2·i、x2+y1·i、x2+y2·i，四个索引点对应的预失真参数为lute(x1,y1)、lute(x1,y2)、lute(x2,y1)、lute(x2,y2)；39、在x方向上进行线性插值得到坐标值为(x,y1)的q1点的预失真参数值lute(x,y1)，在y方向上进行线性插值得到坐标值为(x,y2)的q2点的预失真参数值lute(x,y2)，其中：40、41、42、对q1和q2进行线性插值得到信号点u(j)的预失真参数值lute(j)：43、44、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：45、1、本发明根据信号误差的分布规律对查找表索引进行分块化处理，误差较小的区域分配少数的索引数，误差较大的区域分配更多的索引数，从而避免了传统均匀查找表索引资源浪费的情况；同时，使用双线性插值的方法，求解索引点之外的信号的预失真参数，在不降低补偿精度的情况下减少了查找表的索引数。46、2、本发明采用求和取平均的方式取代传统查找表中的自适应滤波算法来对预失真参数进行求取，降低了预失真参数求取的复杂度。当前第1页12当前第1页12