基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預失真裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預 失真裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LTE-advanced以及IEEE802.llac等無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，采用復雜的 調(diào)制方式和更寬的信號帶寬已經(jīng)成為傳輸信號不可缺少的特性，而這些特性使得射頻功率 放大器的輸出行為變得更為復雜。在無線通信傳輸系統(tǒng)中，射頻功率放大器的非線性特性 不僅給傳輸信號帶來了失真，也對系統(tǒng)的能源消耗造成了極大的浪費。因此，針對寬帶射頻 功率放大器的數(shù)字預失真技術(shù)研宄顯得尤為重要。
[0003] 現(xiàn)有的數(shù)字預失真方法主要是針對窄帶信號進行線性化處理。在窄帶通信系統(tǒng) 中，由于射頻功率放大器的輸入信號和輸出信號的帶寬與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)的采樣速率相 比都比較小，因此采用傳統(tǒng)的數(shù)字預失真方法，即對射頻功率放大器的輸入信號和輸出信 號進行捕獲，并以此來計算數(shù)字預失真處理時所需的補償系數(shù)是可行的。
[0004] 但是，在類似于LTE-advanced以及IEEE802.llac的寬帶通信系統(tǒng)中，由于射頻 功率放大器的輸入信號帶寬達到80MHz，輸出信號帶寬由于功率放大器的頻譜擴展現(xiàn)象 將接近400MHz，若仍然采用傳統(tǒng)的數(shù)字預失真方法，則要求模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)具有接近 1GSPS(GigabitSamplesPerSecond，即每秒千兆次采樣）的采樣速率，由此可見，傳統(tǒng)的 數(shù)字預失真方法應(yīng)用于寬帶通信系統(tǒng)中時要求的ADC的采樣速率比較高，進而極大的增加 了數(shù)字預失真處理的硬件成本，同時也顯著增加了系統(tǒng)的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預失真裝置，其能夠降低數(shù)字預 失真處理過程中的ADC的采樣速率，進而降低系統(tǒng)功耗和數(shù)字預失真處理所需的硬件成 本。
[0006] 本發(fā)明提供一種基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預失真裝置，所述裝置包括前向 通道和反饋通道，其中，所述前向通道包括數(shù)字預失真器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、射頻發(fā)送模塊和寬 帶射頻功率放大器，所述反饋通道包括射頻接收模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和系數(shù)計算模塊，所述反 饋通道還包括帶通濾波器和等效非線性處理模塊，其中，所述數(shù)字預失真器，分別與所述系 數(shù)計算模塊和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接，用于根據(jù)所述系數(shù)計算模塊輸出的補償系數(shù)對輸入的 前向基帶信號進行預失真處理，并將經(jīng)過預失真處理的前向基帶信號發(fā)送給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換 器；
[0007] 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述射頻發(fā)送模塊連接，用于對經(jīng)預失真處理的前向基帶信 號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到前向模擬信號，并將經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換得到的前向模擬信號發(fā)送給所述射頻 發(fā)送模塊；
[0008] 所述射頻發(fā)送模塊，與所述寬帶射頻功率放大器連接，用于對所述前向模擬信號 進行上變頻，得到前向射頻信號，并將所述前向射頻信號發(fā)送給所述寬帶射頻功率放大 器；
[0009] 所述寬帶射頻功率放大器，用于對所述射頻發(fā)送模塊輸出的前向射頻信號進行放 大處理；
[0010] 所述帶通濾波器，與所述射頻接收模塊連接，用于對耦合至所述反饋通道的所述 寬帶射頻功率放大器輸出的前向射頻信號進行濾波處理得到反饋射頻信號，并將所述反饋 射頻信號發(fā)送給所述射頻接收模塊，其中，所述反饋射頻信號的最小帶寬為所述數(shù)字預失 真器輸入的前向基帶信號的帶寬；
[0011] 所述射頻接收模塊，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于對所述反饋射頻信號進行下變 頻，得到反饋模擬信號，并將所述反饋模擬信號發(fā)送給所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0012] 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述系數(shù)計算模塊連接，用于對所述射頻接收模塊輸出的反 饋模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到反饋基帶信號；
[0013] 所述系數(shù)計算模塊，分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述等效非線性處理模塊和所述數(shù) 字預失真器連接，用于根據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的反饋基帶信號和所述等效非線性處理模 塊輸出的等效基帶信號計算數(shù)字預失真的補償系數(shù)，并將所述數(shù)字預失真的補償系數(shù)發(fā)送 所述數(shù)字預失真器，直至所述寬帶射頻功率放大器的輸出信號滿足系統(tǒng)要求；
[0014] 所述等效非線性處理模塊，用于對所述數(shù)字預失真器輸入的前向基帶信號進行等 效非線性處理得到等效基帶信號。
[0015] 可選地，所述系數(shù)計算模塊，用于根據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的反饋基帶信號和所 述等效非線性處理模塊輸出的等效基帶信號得到能夠表征功率放大器非線性特性的誤差 函數(shù)，利用所述誤差函數(shù)計算所述數(shù)字預失真的補償系數(shù)，并將計算得到的所述補償系數(shù) 發(fā)送至所述數(shù)字預失真器。
[0016] 可選地，所述前向通道還包括采集模塊，其中，所述采集模塊，分別與所述數(shù)字預 失真器和所述等效非線性處理模塊連接，用于采集待輸入至所述數(shù)字預失真器的前向基帶 信號，并將采集到的所述前向基帶信號發(fā)送給所述數(shù)字預失真器和所述等效非線性處理模 塊。
[0017] 本發(fā)明提供的基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預失真裝置，其通過在反饋通道中 增加一個帶通濾波器，所述帶通濾波器用于對寬帶射頻功率放大器輸出的射頻信號的帶寬 進行限制，使得所述帶通濾波器輸出的反饋射頻信號的最小帶寬為所述數(shù)字預失真器輸入 的基帶信號的帶寬；同時，通過在反饋通道中增加一個等效非線性處理模塊，所述用于對數(shù) 字預失真器輸入的前向基帶信號進行等效非線性處理得到等效基帶信號。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，一方面，其能夠降低數(shù)字預失真處理過程中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速率，并避免頻譜混疊 現(xiàn)象，以保證寬帶通信系統(tǒng)可以以較低的采樣速率對寬帶射頻功率放大器輸出的射頻信號 進行采樣，進而降低系統(tǒng)功耗和數(shù)字預失真處理所需的硬件成本；另一方面，其能夠通過等 效的預失真輸入信號和反饋信號獲得寬帶射頻功率放大器的非線性特性，這樣就可以實現(xiàn) 與傳統(tǒng)的數(shù)字預失真方法同樣的線性化效果。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它 的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預失真裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明中所述等效非線性處理模塊的多項式原理框圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明中所述等效非線性處理模塊的查找表原理框圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于寬帶射頻功率放大器的數(shù)字預失真裝 置，所述裝置前向通道和反饋通道，其中，所述前向通道包括數(shù)字預失真器1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器 2、射頻發(fā)送模塊3和寬帶射頻功率放大器4,所述反饋通道包括帶通濾波器5、射頻接收模 塊6、模數(shù)轉(zhuǎn)換器7和系數(shù)計算模塊8和等效非線性處理模塊9。
[0024] 所述數(shù)字預失真器1，分別與所述系數(shù)計算模塊8和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器2連接，用于 根據(jù)所述系數(shù)計算模塊8輸出的補償系數(shù)對輸入的前向基帶信號進行預失真處理，并將經(jīng) 過預失真處理的前向基帶信號發(fā)送給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器2 ;
[0025] 在本實施例中，數(shù)字預失真器1的功率放大器模型采用記憶多項式模型，其輸出
信號表示戈 式中，x(n)表示預失真的輸入信號，y(n) ) 表示預失真的輸出信號，^，表示預失真處理的系數(shù)，其中Q表示記憶深度，K表示多項式階 數(shù)。需要說明的是，本實施例中采用的記憶多項式模型只是功率放大器模型中的一種，本 發(fā)明的主要內(nèi)容不僅僅局限于記憶多項式，也包括了其他基于多項式形式的功率放大器模 型。
[0026] 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器2,與所述射頻發(fā)送模塊3連接，用于對經(jīng)預失真處理的前向基帶 信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到前向模擬信號，并將經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換得到的前向模擬信號發(fā)送給所述射 頻發(fā)送模塊；
[0027] 所述射頻發(fā)送模塊3,與所述寬帶射頻功率放大器4連接，用于對所述前向模擬信 號進行上變頻，得到前向射頻信號，并將所述前向射頻信號發(fā)送給所述寬帶射頻功率放大 器4 ;
[0028] 所述寬帶射頻功率放大器4,用于對所述射頻發(fā)送模塊3輸出的前向射頻信號進 行放大處理；
[0029] 所述帶通濾波器5,與所述射頻接收模塊6連接，用于對耦合至所述反饋通道的所 述寬帶射頻功率放大器4輸出的前向射頻信號進行濾波處理得到反饋射頻信號，并將所述 反饋射頻信號發(fā)送給所述