[发明专利]一种终端数字预失真方法、系统和存储介质

说明书

本发明公开了一种终端数字预失真方法、系统和存储介质，其中，所述方法包括：当终端首次开机或环境参数产生变化时，更新存储的对终端内功率放大器PA进行非线性失真补偿的特性曲线；利用更新后的特性曲线对所述PA进行非线性失真补偿后输出数据。本发明不需要实时处理反馈数据进行迭代收敛，降低了终端实现成本；且能够在环境参数发生变化时进行修正，提高了终端的工作性能指标和可靠性。

技术领域

本发明涉及数字预失真技术，尤指一种终端数字预失真方法、系统和存储介质。

背景技术

物联网是一种新兴的网络系统，它具有广泛的应用前景，并会在随后取得爆发性的增长。

物联网采用了NBIOT(narrow banded internet of things)协议，它继承自LTE(long term evolution，长期演进)，在帧格式、子帧结构和OFDM(orthogonal frequencydivision multiplexing，正交频分复用)调制方式上和LTE基本相同。但和LTE相比，NBIOT也有一些独立的特点，首先，NBIOT是半双工的，即上下行不会同时通信，以简化架构和芯片的复杂度。其次，由于并不需要传输大量数据，NBIOT的频带宽度被大大压缩，一个载波只有180kHz带宽。此外，NBIOT主要应用于静止或慢速移动场景，并不要求快速的小区跟踪和重选。

和传统网络相比，物联网具有低功耗、低成本和强接收发送能力的特点。首先是低功耗，物联网往往应用于户外，缺少稳定供应的交流电源，因此物联网芯片要求低功耗，依赖附带小容量电池长期待机，理想的目标是一节5号电池可以使用10年。其次是低成本，为了能够大规模部署，物联网芯片要求低成本，这样才可能大规模应用。再其次，物联网终端可能应用在较偏远的户外，基站覆盖强度偏弱，因此，和传统手机相比，需要更强的弱场接收和发送能力。

协议规定NBIOT终端需要支持的最大发射功率为23dBm，考虑到降低功耗，功率放大器(PA)电源电压往往设置的较低，使得PA进入了非线性工作区域。当PA工作在非线性区域(特别是为了最大化PA效率而作的优化时)，可以用幅度(AM)/幅度(AM)、幅度(AM)/相位(PM)以及记忆效应这几个指标来衡量其非线性的影响。输入和输出幅度两者在PA线性工作区间内呈线性关系，但是当PA超出线性区域时，出现了非线性(输出信号幅度不再是输入信号幅度的线性函数)的曲线(弯曲的起始位置也称为“压缩”点)。类似的，当PA工作在非线性区间时，输出信号的相位不仅取决于输入信号的相位，也会随着输入信号幅度变化而变化。记忆效应反映的是失真不仅与当前时刻的输入信号有关，也与过去时刻的输入有关。NBIOT终端为了降低成本，倾向于采用廉价的PA，进一步加剧了非线性效应，导致射频发射信号失真，产生带外频谱泄露并影响基站对信号正确解调。

数字预失真(Digital Pre-Distortion,DPD)的目的是在数字域补偿功率放大器的非线性失真，就是人为地加入一个特性与系统非线性失真恰好相反的系统响应，补偿放大器的非线性失真，从而增大放大器的线性工作范围。如图1所示，预失真模块的输出作为PA的输入，输入PA的时候就是一个与PA非线性失真恰好相反的系统，这样就恰好补偿了PA的非线性失真，从而使得PA的线性工作范围变大。

DPD优化PA的目的可以包括：

1)允许PA在低电压下工作，即尽量降低不必要的PA功耗；

2)使PA线性度最大化，即可在节省PA功耗的同时，保持PA的线性度(以降低少量的PA工作效率为代价)。

DPD的实现方法可以分为闭环和开环两类。