[发明专利]一种无线通信系统中的数字预失真装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字预失真技术，特别涉及一种无线通信系统中的数字预失 真装置。

背景技术

为了提高数字无线通信系统的数据率和频谱效率，需要提高数字无线通 信系统的线性度，因此，需要在数字无线通信系统中实现各种线性化技术。 图1为现有数字无线通信系统中未采用线性化技术的部分下行链路的组成 结构示意图。参见图1，在这一段没有使用线性化技术的下行链路中，依次 包括：数模转换器(DAC)、上变频器(Upconverter)和功率放大器(Power Amplifier)。其中，大功率的功率放大器作为下行链路的末级放大器，是下 行链路中产生非线性的主要部分，因此，诸如反馈技术、前馈技术、数字预 失真技术等线性化技术在大功率放大器的设计中得到了广泛应用。在现有各 种线性化技术中，数字预失真技术因其电路灵活、成本低、易于实现等优点， 在宽带无线通信系统中得到了广泛的应用。

数字预失真技术是一种在数字域中对链路失真进行预测，进而对链路非 线性进行补偿的技术。图2为现有在图1所示部分下行链路中实现数字预失 真的原理图。图2所示数字预失真方案在图1所示下行链路的基础上增加了 一个用于对该下行链路的输入信号进行数字预失真处理的预失真器 (Complex Gain Predistorter)，并增加了一路由功率放大器的输出到预失真 器的输入之间的反馈回路。该反馈回路依次包括：下变频器 (Downconverter)、模数转换器(ADC)和自适应器(Adaptation)。图2 所示数字预失真方案中，通过预失真器提供与功率放大器复数增益特性相反 的特性曲线来补偿链路的非线性，输入信号经过预失真器处理之后，再通过 下行链路中的其他器件放大到额定功率输出。这里，所述输入信号为数字信 号，输出信号为模拟信号。

由于下行链路的输入输出特性曲线将随着温度、以及器件的老化而发生 变化，因此需要对预失真器进行训练，以使预失真器所提供的特性曲线能够 让下行链路的线性化达到最佳。训练的过程是：将功率放大器输出信号中的 一部分能量经过反馈回路中的器件依次进行下变频、模数转换之后发送给自 适应器，根据这一部分能量能够计算得到功率放大器的实际输出信号；并将 该下行链路的输入信号发送给自适应器，根据输入信号能够计算得到下行链 路的预计输出信号；然后由自适应器根据实际输出信号与预计输出信号的差 值，采用一定的自适应算法调整预失真器的特性曲线。

智能天线技术是一种广泛应用于各类无线通信系统的技术。智能天线的 硬件结构由一个阵列天线构成，所谓阵列天线就是一列取向相同、同极化、 低增益的天线。将这些阵列天线按一定方式排列和激励，所形成的多单元结 构称为天线阵列，组成这个天线阵列的单元叫做阵元。图3示出了现有N 阵元智能天线系统的组成结构示意图。参见图3，每个阵元对应于一个收发 信机，每个收发信机中下行链路的内部结构与图1所示结构相同。输入信号 由基带部分传输给收发信机，再由收发信机进行相应处理之后通过天线发 射。

由于每个阵元对应一路下行链路，因此，在包含N个阵元的智能天线 系统中实现数字预失真方案时，需要在N个阵元所对应的收发信机中实现 数字预失真技术，相应地，需要为每一个收发信机提供一路反馈回路。图4 示出了现有在图3所示N阵元智能天线系统中实现数字预失真的原理图。 参见图4，输入信号由基带部分传输给收发信机，在N个收发信机中分别需 要提供一路反馈回路才能实现数字预失真。

由上述分析可见，现有技术在使用智能天线的无线通信系统中实现数字 预失真时，需要为N路下行链路提供N路反馈回路，这使得收发信机的体 积较大、电路设计的复杂度较高，硬件成本的投入也较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线通信系统中的数字预失 真装置，以实现电路设计简单、硬件成本低的数字预失真。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种无线通信系统中的数字预失真装置，包括：由N路输入信号依次 经N个预失真器、N个数模转换器、N个上变频器、N个功率放大器得到N 路输出信号的N路下行链路；

在N个功率放大器和N个预失真器之间依次由下变频器、模数转换器、 自适应器构成的反馈回路；