[发明专利]一种OFDM系统中基于二维查询表的自适应预失真方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体的涉及一种OFDM系统中基于二维查询表的自适应预失真方法。 

背景技术

由于OFDM系统内存在多个子信道信号的叠加，因此在系统的发射机内，合成信号会存在较大的瞬时峰值，从而产生过大的峰值平均功率比。这些瞬时峰值通过传输系统中的有限线性动态范围的放大器时，就会产生失真。 

放大器的失真分为两种：线性失真和非线性失真。通常放大电路的输入信号是多频信号，如果放大电路对信号的不同频率分量具有不同的增益幅值或者相对相移发生变化，就使输出波形发生失真，前者称为幅度失真，后者称为相位失真，两者统称为频率失真。由于频率失真是由电路的线性电抗元件引起的，故又称线性失真，其特征是输出信号中不产生输入信号中所没有的新的频率分量。而非线性失真是由放大器件伏安特性的非线性或者负载的非线性而引起的波形失真，其特征是产生新的频率分量，即产生以输入信号的单频分量为基波分量的高次谐波分量。本发明主要针对放大器非线性失真的校正进行深入研究。 

目前存在多种放大器线性化方法，常用到的有功率回退法、负反馈法、前馈法、LINC法和预失真法等。但无论何种方法，其目的都是为了在保持较高发射效率的同时，获得较好的线性输入输出特性。线性化技术发展中非常重要的一步是预失真技术的出现。预失真技术使功率放大器线性度大大提高，输出功率增大，适合宽带的应用，系统稳定性好，因此目前应用较为广泛。最主要的是预失真方法实现上比较简单，价格上也比较便宜，随之带来 经济效益的增加。因此，预失真技术是一种很有发展前途的功放线性化技术。 

然而，目前出现的大多数预失真方法都是针对无记忆功率放大器而提出的，对有记忆功率放大器引起的影响未能充分考虑。事实上，OFDM系统的日益流行给现行的很多无记忆预失真方法提出了新的问题和挑战。对很多功率放大器来说，OFDM是宽带信号，也就是说，这些功率放大器的幅频特性在OFDM信号的带宽范围内并不是完全平坦的，放大倍数不仅与当前输入值有关，还与之前的历史输入值有一定关系，这就是功率放大器的记忆特性。当OFDM信号频带足够宽，当前值与历史值的耦合程度足够大时，这种记忆特性对输出信号的影响就不能随便忽略了。因此，充分分析功率放大器非线性和记忆性对OFDM宽带信号的双重影响，已经成为数字预失真领域的一个新兴研究方向。 

虽然目前国际上已对有记忆功放预失真技术展开了一定的研究，但国内对这方面的研究尚属起步阶段，目前出现的有记忆功放预失真方案大多数都是基于多项式法的，使得这些方案很难应用到实际工程中去。而目前出现的考虑功放记忆效应的查询表预失真技术主要有两类：一类是仍旧采用一维表，但表地址的索引方式包含了功放的记忆效应，例如PMC和Altera表地址产生方案。还有一类就是采用多维表，通过增加查询表的维数来表征放大器的记忆效应。He(Terry Hoh)Zhi-yong，Ge Jian-hua，Geng shu-jian，andWang Gang，“An Improved Look-Up Table Predistortion Technique forHPA with Memory Effects in OFDM  Systems”，IEEE TRANSACTIONSON BROADCASTI NG，VOL.52，NO.1中首次提出了运用二维查询表的方法来对功放的记忆效应进行校正，由于增加了二维索引因子Y，因此可以有效区分不同的历史状态信息，从而克服功放的记忆效应。该方案是一种简单高效的预失真方法，但其性能还有待改善。 

图1给出了目前二维查询表自适应预失真的通用方法，图中输入数字预失真模块的OFDM数字基带复信号x_in，经过R/P变换后得到ρexp(jθ)。ρ量化后作为第一维索引值X；ρ与历史时刻的输入信号值ρ_his联合计算得出第二维索引值Y(Y有不同的定义方式)。联合索引值(X，Y)查询二维查询表即可得到此时x_in所对应的乘法修正因子β，经过乘法器后得到预失真器的输出x_pd＝x_in*β。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种OFDM系统中基于二维查询表的自适应预失真方法，使得在不提升算法复杂度的同时有效地加快了查询表的收敛速度，获得了更小的均方误差，同时降低了算法硬件实现的复杂程度。 

本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：