一种基于迭代学习控制和主曲线分析的数字预失真系统工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113612455A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110938078.8(22)申请日2021.08.16(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李明玉赖瑞文靳一徐常志代志江(74)专利代理机构重庆上义众和专利代理事务所(普通合伙)50225代理人郭维(51)Int.Cl.H03F1/32(2006.01)H03F1/02(2006.01)H03F3/19(2006.01)H03F3/21(2006.01)G06F30/367(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图5页(54)发明名称一种基于迭代学习控制和主曲线分析的数字预失真系统工作方法(57)摘要一种基于主曲线分析和迭代学习控制的数字预失真系统工作方法，主要涉及功率放大器线性化中的数字预失真技术、宽带功率放大器的行为建模、主曲线分析和迭代学习控制。本发明针对GMP模型内核冗余项过多导致建模精度不够高的问题，提出了一种将主曲线分析与GMP模型结合的建模方法，对于F类功放所提功放建模结构比目前流行的TSVR与GMP算法模型拟合效果均提高约2dB。对于非线性更强的Doherty类功放，基于主曲线分析模型比TSVR的建模准确度提升约4dB，比GMP模型提升则约6dB。本发明所构建预失真结构后输出信号的ACPR相比原始功放输出信号的ACPR下降约19.89dB，然后将其与其他常用预失真结构进行对比，结果显示本发明所提结构具有一定的进步性。CN113612455ACN113612455A权利要求书1/3页1.一种基于迭代学习控制和主曲线分析的数字预失真系统工作方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、向硬件通信系统发送输入信号x(n)，并通过硬件反馈通道获取射频功率放大器的输出信号y(n)；S2、根据采集回的输出信号y(n)与输入信号x(n)做自相关同步算法，将输入x(n)和输出信号输出信号y(n)做同步对齐处理；S3、针对输入信号x(n)与输出信号y(n)，进行归一化处理后，使用主曲线分析与GMP模型结合的建模方法进行功放建模；S4、通过迭代学习控制技术(ILC)获得一个PA的最佳输入信号x1(n)，基于这个最佳输入信号x1(n)使用主曲线分析与GMP模型结合的方法构建预失真器，然后将预失真器与功放级联，从而形成一个完整的预失真结构；S5、将输入信号x(n)输入到数字预失真器，得到输出序列信号z(n)，经功放模型处理，获得输出采样信号v(n)；S6、根据e(n)＝x(n)‑v(n)，获得绝对误差信号|e(n)|,根据|e(n)|大小判断预失真器效果；S7、进行数字预失真的实验测试。2.根据权利要求1所述一种基于迭代学习控制和主曲线分析的数字预失真系统工作方法，其特征在于：所述S3包括如下步骤：S3‑1：求内核矩阵GMP模型表达式为：将其写成矩阵形式如下所示：y＝H·W，其中H定义为输入数据(内核)矩阵，其表达式如下：W定义为模型系数，表达式如下所示：2CN113612455A权利要求书2/3页给定数据集X＝(x1,x2,...,xn)，将数据集X经过GMP模型得到内核矩阵H；S3‑2：主曲线初始化令初始曲线为H的第一主成分线，其中a是H的第一线性主成分，是H的均值，f(0)也可以是值较小的随机矢量，设j＝0；TTS3‑3：求H的第一线性主成分假定内核矩阵H＝(H1,…,Hd)为d维，R＝E[HH]＝E[(H‑ET[H])(X‑E[H])]表示为H的协方差矩阵，λ1,...λd用来表示R的特征值，且λ1>λ2>...>λd，则u1,...ud用来表示R的特征向量；(0)R的特征值λ1对应特征向量为u1,令a＝u1，则初始曲线f(λ)可看成是一个单变量λ的d(0)维函数，f(λ)＝(f1(λ),f2(λ),...,fd(λ))，(f1(λ),f2(λ),...,fd(λ))为坐标函数；S3‑4：对所有的h∈H投影，求即λf(j)(h)表示h和f(λ)之间的最小正交距离时的投影指标，得到的投影指标λ1(0),λ2(0),...,λn(0)按序排列，曲线f表示成连续投影点形成线段(f(λi),f(λi+1))构成的多边形曲线；(j+1)2S3‑5：求取新的主曲线f(λ)＝E[H|λf(j)(H)＝λ](主曲线满足条件)，计算距离函数D(j+1)22(j)2(H,f)＝Eλf(H)E[||H‑f(λf(H))|||λf(H)]，如果设定的阈值大于表达式|D(H,f)‑D(H,f(j+1))|/D2(H,f(j))则停止，否则，令j＝j+1，转到步骤3‑4投影，距离函数表达式如下：S3‑6：用主曲线的投影坐标替代内核矩阵H，H矩阵可以重写为再利用G