[发明专利]一种调整预失真线性性能的方法、设备和系统

说明书

技术领域

本发明涉及射频功率放大器的数字预失真技术，尤其涉及一种调整预失真线性性能的方法、设备和系统。

背景技术

在无线通信系统全面进入3G并迈向4G的过程中，功率放大器作为通信系统中影响系统性能和覆盖范围的关键部件，而非线性是功率放大器的固有特性，但是，非线性将会引起已过滤的信号频谱的增长，进而造成对相邻信道干扰，也会造成带内信号的失真，提高系统的误码率。

因此，对功率放大器进行线性化处理以提高其功效对于无线通信的发展至关重要。在现有技术中，采用多种方法对功率放大器进行线性处理，例如：反馈法、前馈法，数字预失真等方法。在这些线性化技术中，利用数字预失真技术对发射机的功率放大器进行线性化是性价比最高的技术，具有稳定性高、适用带宽宽、实现成本低等优点，目前被广泛应用。如图1所示，为现有技术中实现数字预失真的装置结构图。该装置包括：预失真处理单元、PA和预失真系数计算单元，图中虚线箭头表示预失真处理单元与预失真系数计算单元进行同步调整，该装置的工作原理为：

预失真处理单元，用于根据预失真系数计算单元生成的预失真系数，对输入的数字基带信号X(n)进行预失真处理，输出信号Z(n)；

PA，用于接收预失真处理单元输出信号Z(n)，进行放大处理后输出信号Y(n)；

预失真系数计算单元，用于根据PA的反馈信号和误差信号e(n)计算并生成预失真系数，向误差计算单元输出Z(n)的估计值并根据获取的预失真系数，对输入预失真处理单元的信号X(n)进行同步调整。其中，误差信号e(n)是将输出信号Z(n)与预失真系数计算单元生成的信号Z(n)的估计值进行减运算，输出得到的，用于对预失真系数计算单元进行调整。

在适用数字预失真技术对功率放大器进行线性化处理时，一般通过查表和记忆多项式两种方式进行，其中，采用查表的方法进行线性化处理时，需要大量的存储单元，并且计算速度慢，应用的可能性较小。

而采用记忆多项式进行线性化处理，可以节省大量的存储单元，并且计算速度加快，具体通过求解记忆多项式系数拟合功率放大器逆模型曲线的方式进行线性化处理。在基于记忆多项式的预失真技术中，求解预失真的常用方法有LU分解法、乔里斯基分解法、QR分解法、求逆法、奇异值分解法等方法。除了奇异值分解法，以上其他方法都是常见的线性方程组求解方法，都不涉及矩阵的特征值分解和特征向量问题，计算复杂度较低，但存在计算稳定性差的问题，导致利用得到的预失真系数来调整功放接收到的信号线性效果比较差。

利用奇异值分解法则涉及矩阵的特征值和特征向量，当记忆多项式阶数较高时，预失真矩阵的模糊性增加，而且系数复杂度指数增加，进而导致预失真器的稳定性下降。例如：当记忆多项式阶数较高时，假设得到的预失真矩阵是一个K*N矩阵，其中，N为输入数据序列X(n)的数据点(一般取值范围为10³～10⁴，例如4096)，对这维数如此大的矩阵进行奇异值分解的效率是非常低的，而且需要很大的存储空间。同时，奇异值分解完成后得到预失真矩阵的维数也是相当大的，存储空间要求也很高。

因此，亟需一种计算程度相对简单，运算效率较高并且存储空间需求小的确定预失真系数的方法，进而改善预失真的线性调整性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种调整预失真线性性能的方法、设备和系统，用以解决现有技术中确定预失真系数的方法计算复杂、运算效率低且运算过程中存储数据空间需求大，导致调整预失真线性性能不稳定的问题。

一种调整预失真线性性能的方法，所述方法包括：

根据射频功率放大器的输入信号z(n)和输出信号y(n)构建基于记忆多项式模型的线性方程组，并对该线性方程组进行转换后，得到包含R_uu^-1的预失真系数a的表达式，所述R_uu^-1为预失真自相关矩阵R_uu的逆矩阵；

确定预失真自相关矩阵R_uu的实对称阵的特征值矩阵和特征向量矩阵通过特征值矩阵和特征向量矩阵还原得到所述R_uu的特征值矩阵S和特征向量矩阵V；

对所述特征值矩阵S的主对角元素中小于设定阈值的元素取零，得到近似特征值矩阵利用近似特征值矩阵构建逆取代矩阵作为所述R_uu^-1的特征值矩阵S^-1代入所述预失真系数a的表达式计算得出所述预失真系数a；

使用计算得到的所述预失真系数a对输入的数字基带信号进行数字预失真的线性调整。

一种调整预失真线性性能的设备，所述设备包括：