本發(fā)明涉及處理信號方法，特別涉及一種用于衛(wèi)星通信中的功放預失真補償?shù)姆椒ā?/p>

背景技術：

衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣，通信距離遠，建設速度快等特點，已成為現(xiàn)代社會的一種重要通信手段。在移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,要求系統(tǒng)進行嚴格的功率控制,尤其是在功率受限時必須考慮該問題。

現(xiàn)有技術中的衛(wèi)星通信中,為了提高衛(wèi)星平臺的功率效率以對抗多經(jīng)及陰影衰落,要求行波管放大器盡量工作在飽和點附近,這就不可避免地引入了非線性失真。另外,當考慮帶寬和多載波應用時,放大器還會產(chǎn)生記憶非線性失真。

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,為達到發(fā)射要求,信號需具有較高的功率,因此需要通過高功率放大器對射頻信號進行放大,以得到高的信號功率。為提高射頻功放的功率,功放往往工作在非線性狀態(tài),會出現(xiàn)非線形失真。

功率放大器具有幅度-幅度和幅度-相位失真特性,這種非線性產(chǎn)生的失真嚴重地影響了通信的質量。當今衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,為了增加傳輸速率和信道容量,采用了復雜的具有高頻譜利用率的數(shù)字調(diào)制格式。采用這些數(shù)字調(diào)制格式,信號包絡的變化產(chǎn)生了記憶效應,這種記憶效應引入了更大的帶外擴散,增加鄰道干擾,同時也產(chǎn)生了帶內(nèi)失真，造成誤比特率更加嚴重。在設計射頻功放時,除了滿足功放輸出功率的要求外,效率和線性度是必須考慮的兩個因素,但功放的效率和線性度是相互對立的。

為了更加詳細地描述本發(fā)明，先介紹一下衛(wèi)星通信模型，如圖1所示，具體步驟如下。

步驟101，衛(wèi)星終端發(fā)射機發(fā)射射頻信號。

步驟102，SQRC（平方根升余弦濾波器）進行濾波。

步驟103，TWT（行波管）大功率放大器進行功率放大。

步驟104，SQRC對經(jīng)過TWT放大的信號再次進行濾波。

步驟105，判斷與采樣。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有技術存在如下問題:

非線性失真會使衛(wèi)星通信中的誤碼率增大、信號頻譜擴展產(chǎn)生的鄰道干擾以及采用FDMA（Frequency division multiple access，頻分多址）時的多載波互調(diào)。因此,對功率放大器的非線性補償對整個衛(wèi)星通信的性能來說非常重要。

現(xiàn)有技術中,通過在放大器前構造非線性失真的逆特性來達到線性化目的,也就是采用自適應數(shù)字預失真技術補償放大器非線性失真。目前，對預失真技術的研究大多局限于無記憶非線性放大器，但當考慮放大器的記憶效應時，若仍采用傳統(tǒng)的無記憶預失真技術，非線性補償機制可能失效。

技術實現(xiàn)要素：

本項目中預失真器的自適應采用非直接學習結構，不需要先辨識出放大器的模型就可以直接辨識出預失真器的模型參數(shù)，結構簡單。此結構的預失真器與預失真訓練網(wǎng)格具有完全相同的結構。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種用于衛(wèi)星通信中的功放預失真補償?shù)姆椒?，包含以下步驟：

放大器的輸出采用經(jīng)過尺度變換后作為訓練網(wǎng)絡的輸入；

訓練網(wǎng)絡的輸出與放大器的輸入采樣進行比較；

誤差用于預失真器的自適應；

當訓練網(wǎng)絡收斂后，即可將訓練網(wǎng)格的參數(shù)完全復制到預失真器；

預失真器通過周期性地更換系數(shù)，可以自適應功放特性的緩慢變化。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中衛(wèi)星通信模型圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的系統(tǒng)框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的預失真模塊圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的預失真流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發(fā)明實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

本發(fā)明的實施方式涉及一種用于衛(wèi)星通信中的功放預失真補償?shù)姆椒?，具體流程如圖2所示，包含以下步驟。

步驟201，在預失真調(diào)整階段,無線信號經(jīng)星座點映射,再經(jīng)脈沖整形濾波、采樣等處理后,產(chǎn)生預失真器的輸入信號。在此步驟中進行預失真校正。預失真校正后，由預失真器輸出信號。

步驟202，把上一步驟中的輸出信號作為輸入，經(jīng)數(shù)模轉換后進行正交調(diào)制。

步驟203，經(jīng)過調(diào)制后的信號在此步驟中進行射頻功率放大。信號放大后，通過天線進行傳輸。

步驟204，在上一步驟中發(fā)出去的信號自己也會收到。在此步驟中獲取功率放大器的輸出信號進行正交解調(diào)。

步驟205，對經(jīng)過解調(diào)的信號采樣，再將其與輸入信號相比較，對差值進行自適應調(diào)整。把取得的值用于預失真器的自適應調(diào)整，確定對下一次數(shù)據(jù)的“預失真校正程度”。

為了更詳細地介紹本發(fā)明，下面結合實施例以功能模塊的方式來描述，為簡明起見，衛(wèi)星通信中與本發(fā)明無關的其他細節(jié)不再圖示和描述。

在本實施方式中，數(shù)字基帶預失真器包括直-極坐標轉化模塊301、查找

表模塊302、控制器模塊306、自適應模塊307、上變頻模塊303、射頻結功放模塊304和下變頻模塊305。具體如圖3所示。

直-極坐標轉化模塊301負責信號的直角坐標和極坐標的轉化。

查找表模塊302負責對轉化后的信號進行“預失真”。

控制器模塊306則負責各個模塊的協(xié)同工作。

自適應模塊307，保證預失真功能可以應用于各種不同的功放,并且在功放長時間使用后,隨著溫度變化、器件老化而引起的性能改變,能夠被預失真器捕捉到并重新鎖定,從而使得性能保持穩(wěn)定。

本實施例設計共有5 個查找表,直-極坐標轉化模塊301共有三個較小的查找表。另外還有兩個較大的查找表,查找表模塊302的作用,就是進行與功放相反的失真,與功放的失真相抵消,實現(xiàn)系統(tǒng)整體的線性化。該模塊的輸入有兩組信號，分別為原始信號的幅度和相位，以及自適應模塊針對同一組原始信號的自適應調(diào)整值。

自適應模塊的輸入一共有三對:直-極坐標轉化模塊301的輸出幅度和相位, 這既是原始值, 也是理想值；射頻功放模塊304的輸出幅度和相位,這是實際值;查找表模塊302的輸出幅度和相位,這是迭代的基準值。

為了使該實施例更加清晰，下面以處理流程的方式描述本方法，如圖4所示，具體步驟如下。

步驟401，準備射頻發(fā)射。預失真器采用非直接學習結構，可以不需要先辨識出放大器的模型就可以直接辨識出預失真器的模型參數(shù)。

步驟402，使訓練網(wǎng)格與預失真器具有完全相同的結構。

步驟403，識別預失真器模型參數(shù)。

步驟404，判斷識別預失真器模型參數(shù)是否成功。如果成功識別，執(zhí)行后續(xù)步驟；否則返回步驟403重試。

步驟405，放大器的輸出采用經(jīng)過尺度變換后作為訓練網(wǎng)絡的輸入。

步驟406，訓練網(wǎng)格采樣。

步驟407，放大器采樣。訓練網(wǎng)絡的輸出與放大器的輸入采樣進行比較。

步驟408，取得采樣值。

步驟409，訓練網(wǎng)絡的輸出與放大器的輸入采樣進行比較后，誤差用于預失真器的自適應。

步驟410，收斂訓練網(wǎng)格。

步驟411，將訓練網(wǎng)格的參數(shù)完全復制到預失真器。預失真器通過周期性地更換系數(shù)，可以自適應功放特性的緩慢變化。

步驟412，完成射頻信號發(fā)射。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關系，都在本專利的保護范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護范圍內(nèi)。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。