[发明专利]一种用于无线跳频通信系统的数字预失真在线训练方法

说明书

本发明公开一种用于无线跳频通信系统的数字预失真在线训练方法，先进行离线训练，将跳频频率范围划分为多个频段并对各个频段训练得到相应的功放DPD系数进行预存储；然后进行在线训练，利用某较小频段训练得到的DPD模型替代附近较大频段的DPD模型，实现在线更新DPD系统。DPD技术首先从功放的输入信号与反馈信号中训练获取可校正功放线性的模型，并根据该DPD模型对功放的输入信号在数字域进行预失真处理，使功放最终输出信号在满足带外泄露指标的同时，功放不至于回退过多，从而保证功放效率。

技术领域

本发明涉及无线跳频通信领域，更具体地，涉及一种用于无线跳频通信系统的数字预失真在线训练方法。

背景技术

随着无线通信向宽带化方向的演进，经过调制后的发射信号峰均比一般都较大，而具有一定峰均比的信号经过功放时，功放需要回退以保证放大后信号的带外泄露(线性度)不会超标，但这会导致功放效率降低，从而需耗费更多的电源能量。DPD(Digital Pre-distortion，数字预失真)是解决功放线性与功放效率矛盾而提出的一个较好的技术手段。

DPD技术首先从功放的输入信号与反馈信号中训练获取可校正功放线性的模型(即DPD模型)，并根据该DPD模型对功放的输入信号在数字域进行预失真处理，使功放最终输出信号在满足带外泄露指标的同时，功放不至于回退过多，从而保证功放效率。

由于射频器件的线性、增益、群时延等特性随着工作频率的改变而改变，因此作为功放的DPD模型也会随之改变。当无线通信频段改变时，DPD模型需要重新训练，由于DPD模型为非线性模型，该模型较为复杂，需训练2000次左右才能收敛，目前DSP(数字信号处理器)运算能力训练一次为5us左右，总训练时间为10ms左右。对于定频通信，DPD模型变化不大，因此10ms的在线训练时间可以在开机时得以保证；对于跳频通信，跳频频率一般都在1000跳/秒以上，往往DPD训练尚未完成，跳频无线通信系统的工作频点已然变化，DPD模型的更新无法实时跟上跳频系统的频率变化。

由于无线跳频的这个特性，因此先前无线跳频通信系统都采用预先存储各频段各温段DPD系数的方式。该方法虽然能达到实时校正的效果，但随着功放老化，功放的线性、增益、群时延等特性缓慢改变，跳频DPD模型会逐渐不匹配功放模型，系统从而失去改善功放线性的效果。因此为了保证DPD模型与功放模型相匹配，每隔一段时间必须离线更新跳频DPD系数，无法在线训练DPD系数使得该方式的跳频DPD应用非常受限。

本专利根据跳频无线通信系统的跳频速率较快、通信频率倍频程较大、目前DPD在线训练难等特点，专门设计了一个针对无线跳频通信系统的DPD在线训练方法。

发明内容

DPD模型与功放工作频点相关，因此目前DPD技术一般应用在定频无线通信系统中，DSP获取输入功放的信号与功放的反馈信号，进而训练得到功放的DPD模型，该DPD模型即可应用于随后的无线通信中，并且在工作的同时训练，以适应信号变化与环境变化。

DPD训练算法一般需要10ms左右时间，而跳频无线通信系统的工作频点以1ms(1000跳/秒)左右的速率变化，甚至以100us(10000跳/秒)的速率高速变化，DPD训练算法无法跟上如此快速的变化，这就限制了DPD技术在跳频无线通信系统中的应用。

为了使DPD技术应用于无线跳频通信系统，以往跳频无线通信系统都采用预先存储好各频段各温段DPD系数的方式以实现跳频DPD，但这些方法无法使DPD系数随着功放的老化而变化，DPD系数无法在线更新，限制了这些方法的应用。

本发明针对无线跳频通信系统目前无法在线更新DPD系数的现状，提供一种用于无线跳频通信系统的数字预失真在线训练方法。解决了无线跳频通信系统在线更新DPD系数问题，避免了只能离线更新DPD系数的传统技术弊端。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：