[发明专利]功放相关装置、功率放大器预失真系统以及建模方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式和功率放大器相关，本发明的实施方式和有记忆效应非线性功率放大器相关。

背景技术

功率放大器(简称功放)是无线发射机中必不可少的一部分。对功放进行建模，一方面可以用于通信系统的性能仿真，另一方面便于预失真器的设计。功放的行为模型是利用某种数学表达式来描述功放的输入输出关系，由于其简单高效而成为一种重要的功放建模方法。图1示出了功放行为建模方法的原理框图。如图1所示，功放102的射频输入信号的一部分经过耦合器101、正交下变频器104和A/D转换器107后，得到射频输入信号的数字等效基带信号。同时，功放102的射频输出信号的一部分经过耦合器103、正交下变频器106和A/D转换器110后得到射频输出信号的数字等效基带信号。本振105用于提供本地振荡频率。功放模型辨识模块108将A/D转换器107输出的数字等效基带信号作为功放模型的输入，将A/D转换器110输出的数字等效基带信号作为功放模型的期望输出，利用自适应算法进行功放模型参数的辨识。加法器109用来计算功放模型辨识模块108的实际输出与A/D转换器110获得的功放102的输出之间的差，该差用于自适应辨识功放模型辨识模块108的参数。

在此类建模方法中，关键问题是如何设计功放模型的结构，即采用怎样的数学表达式。非线性是功放的固有特性，此外随着通信系统带宽的不断增加，发射机内的功放有时还表现出明显的记忆效应。因此需要采用有记忆非线性的功放模型结构。

Volterra级数是描述有记忆非线性系统的通用方法。但传统Volterra级数的缺点是其参数众多计算复杂度很高，同时使用辨识算法时的收敛速度慢。在现有技术中，多采用Volterra级数的各种简化结构建模。如文献[1](Clark C J，Chrisikos G，Muha M S，et al.Time-domain envelopemeasurement technique with application to wide-band power amplifiermodeling.IEEE Trans.Microwave Theory Tech.，1998，46(12)：2531-2540.)中使用Wiener模型描述有记忆功放，文献[2](Kim J，Konstantinou K.Digital predistortion of wideband signals based on power amplifier modelwith memory.Electron.Lett.，2001，37：1417-1418.)中提出的记忆多项式模型等。这些模型的参数较少，结构简单易于辨识。但是当功放在不同的输入功率处表现出不同的非线性特性时，这种单一的Volterra级数或其简化模型将难以描述整个输入信号动态范围内的功放特性。另一方面，当使用高阶非线性模型时，在模型参数辨识过程中可能产生数值非稳定性问题。

采用分段建模的方法可以有效解决以上的问题。但是功放模型的输入样值需要随时间顺序处理，这样前后样值可能落入不同的分段区间，被不同的非线性函数处理。因此，难以将记忆效应引入分段模型。

发明内容

本发明针对现有技术的这些问题作出，用以解决现有技术中存在的缺点，至少提供一种有益的选择。

为了实现上述目的，本申请提供了以下的方面。

方面1、一种功率放大器相关装置，其特征在于，该功率放大器相关装置包括模值计算单元、选择单元和多个输出计算单元：其中

所述模值计算单元用于计算输入信号的模值；

所述选择单元用于根据所述模值计算单元计算出的模值，确定所述多个输出计算单元中的一个作为所述输入信号应输入到的输出计算单元；以及

各所述输出计算单元根据输入该输出计算单元的所述输入信号计算应输出的信号。

当各所述输出计算单元都采用功放预失真模型函数时，所述功率放大器相关装置用作功放预失真装置，当各所述输出计算单元都采用功放模型函数时，所述功率放大器相关装置用作功放模型装置。

方面2、根据方面1所述的功率放大器相关装置，其特征在于，各所述输出计算单元根据参数不同的相同函数来计算所述应输出的信号。

方面3、根据方面2所述的功率放大器相关装置，其特征在于，所述函数的参数在各所述输出计算单元之间是相互独立的。

方面4、根据方面1所述的功率放大器相关装置，其特征在于，各所述输出计算单元所使用的函数在所述多个所述输出计算单元之间是相互独立的。