專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法，涉及一種功率放大器的數(shù)字預(yù)失真技術(shù)，具體地涉及到一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的收斂判別方法。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，功率放大器作為通信系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部件，越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注。功率放大器的發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的研究。數(shù)字預(yù)失真技術(shù)能使功率放大器線(xiàn)性化，改善功率放大器的輸出非線(xiàn)性，提高功率放大器效率。在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中，系統(tǒng)穩(wěn)定性是關(guān)鍵的性能指標(biāo)之一。影響穩(wěn)定性的主要原因是存在擾動(dòng)，擾動(dòng)來(lái)源于各種因素，包括系統(tǒng)內(nèi)部或外部的。突然變化或其他誤差導(dǎo)致的反?，F(xiàn)象也會(huì)不同程度地影響到系統(tǒng)輸出的結(jié)果，嚴(yán)重時(shí)使其發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致不合理的甚至完全錯(cuò)誤的輸出。一般地，數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)主要包括數(shù)字預(yù)失真器、功率放大器，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器三部分。數(shù)字預(yù)失真器模型權(quán)系數(shù)是在數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中訓(xùn)練，通過(guò)自適應(yīng)算法獲取權(quán)系數(shù)而進(jìn)行更新。幾種典型的自適應(yīng)算法有最小均方(LMS least-mean-square)自適應(yīng)算法，仿射投影算法，最小二乘(LS =Least Square)自適應(yīng)算法，遞歸最小二乘(RLS， Recursive Least Square)自適應(yīng)算法等。自適應(yīng)算法過(guò)程中濾波過(guò)程輸出對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)，通過(guò)比較輸出結(jié)果與期望響應(yīng)產(chǎn)生估計(jì)誤差，其估計(jì)誤差表達(dá)式為ξ (n) = d (η) -y (η)其中，ξ (η)是η時(shí)刻誤差值，d (η)是η時(shí)刻輸入期望響應(yīng)，y (η)是在η時(shí)刻對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)輸出。傳統(tǒng)方法中預(yù)失真器權(quán)系數(shù)的更新是直接判斷誤差值ξ (η)是否達(dá)到設(shè)置的誤差門(mén)限值，若達(dá)到門(mén)限值則進(jìn)行更新，結(jié)束數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器的工作；否則，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器繼續(xù)訓(xùn)練序列，直到滿(mǎn)足要求為止。這種方法存在潛在的弊端，即在系統(tǒng)擾動(dòng)大時(shí)，將導(dǎo)致誤差的抖動(dòng)變化，從而使收斂判定過(guò)早，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法，核心是在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中對(duì)自適應(yīng)算法產(chǎn)生的估計(jì)誤差進(jìn)行處理，解決因直接判斷當(dāng)前輸入期望響應(yīng)與輸入信號(hào)之間的瞬時(shí)誤差而造成收斂不準(zhǔn)確的問(wèn)題，將多個(gè)瞬時(shí)誤差進(jìn)行平均，用平均誤差代替該瞬時(shí)誤差來(lái)進(jìn)行判斷，達(dá)到提高自適應(yīng)算法收斂速度和數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。具體包含以下步驟1、設(shè)置數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中自適應(yīng)算法的收斂誤差門(mén)限值ξ數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度值
^ length ‘2、計(jì)算Ilength個(gè)估計(jì)誤差數(shù)據(jù)ξ :ξ (η)，ξ (η-1),…，ξ⑴，…， I (η- ξ lengthh+l)；功率放大器反饋信號(hào)序列U經(jīng)過(guò)預(yù)失真模型濾波響應(yīng)輸出信號(hào)序列Y，從而得到當(dāng)前時(shí)刻估計(jì)誤差值等于當(dāng)前時(shí)刻數(shù)字預(yù)失真輸出信號(hào)與濾波輸出信號(hào)的差值 ξ (η) = d(n)-y(n)，其中，ξ (η)表示η時(shí)刻的估計(jì)誤差值，y (η)表示η時(shí)刻的濾波響應(yīng)輸出值，u (η)表示η時(shí)刻功放反饋信號(hào)值；3、計(jì)算誤差數(shù)據(jù)的模值的和StZM = ZiTkb-Ol，用SUM表示模值的和；4、計(jì)算誤差均值ξ averr = SUM/ ξ lmgth，用ξ averr表示誤差模值均值；5、判別ξ averr和ξ thresh的大小關(guān)系將步驟⑷中計(jì)算出的誤差模值均值ξ averr 與設(shè)定的誤差門(mén)限值Ithresh作比較，若ξ averr > Ittoesh，則Π = n+1，轉(zhuǎn)到步驟2中，獲取從 n+1時(shí)刻開(kāi)始的ξ length個(gè)估計(jì)誤差數(shù)據(jù)值，繼續(xù)進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算；若ξ averr彡ξ thresh,則可判定為自適應(yīng)算法收斂，停止自適應(yīng)運(yùn)算。所述步驟1中，誤差門(mén)限值ξ thresh和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度值ξ lmgth可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)法確定。所述步驟2中，濾波響應(yīng)方式由具體的數(shù)字預(yù)失真模型決定，包括記憶多項(xiàng)式模型，三次樣條模型，聯(lián)合模型等其他用于數(shù)字預(yù)失真的模型。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法，通過(guò)在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中添加誤差判別控制，有效降低各種隨機(jī)干擾的影響，減少估計(jì)誤差引起的抖動(dòng)性，避免由于自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判定過(guò)早而引起的不穩(wěn)定，具有快速、穩(wěn)健、易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法的流程圖。圖2是本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明適用于自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)收斂的判定，下面參照附圖加以詳細(xì)描述。圖2是采用本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。該系統(tǒng)主要包含數(shù)字預(yù)失真器模塊1，功率放大器模塊2，濾波單元模塊3，誤差判別模塊4，自適應(yīng)運(yùn)算模塊5和減法器模塊6。其中數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器由濾波單元模塊3，誤差判別模塊 4和自適應(yīng)運(yùn)算模塊5組成。輸入信號(hào)通過(guò)數(shù)字預(yù)失真器模塊1后，輸出具有與功放相反特性的信號(hào)；該信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)射通道后傳遞到功率放大器中，在功率放大器的輸出端連接耦合器耦合信號(hào)作為反饋信號(hào)；反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后變?yōu)榛鶐?shù)字信號(hào)傳遞到數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中。在本實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖中，假設(shè)D是數(shù)字預(yù)失真器的輸出信號(hào)，U是數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器中濾波單元模塊3的輸入信號(hào)，Y是濾波單元模塊3的輸出信號(hào)，ξ表示估計(jì)誤差值。本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法主要由器件高速DSP完成，數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練器接收反饋信號(hào)U，作為濾波單元模塊3的輸入信號(hào)，信號(hào)U經(jīng)過(guò)濾波后輸出濾波信號(hào)Y傳遞到減法器模塊6中。在減法器模塊6中，數(shù)字預(yù)失真器模塊1的輸出信號(hào)作為期望信號(hào)與濾波信號(hào)相減得到估計(jì)誤差信ξ。得到的估計(jì)誤差信號(hào)傳遞給誤差判別模塊4作為自適應(yīng)算法收斂判別的數(shù)據(jù)。誤差判別模塊4具有判定自適應(yīng)算法是否收斂、控制自適應(yīng)算法是否運(yùn)行的特征，圖1給出了其具體收斂判別過(guò)程1、設(shè)置數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中自適應(yīng)算法的收斂誤差門(mén)限值ξ thresh = 8. 0*10e_5. 0， 數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度值ξ length = 4096 ；2、計(jì)算 4096 個(gè)估計(jì)誤差數(shù)據(jù)ξ (η)，ξ (η_1)，…，ξ (i)，…，ξ (η-4095)；功率放大器反饋信號(hào)序列U經(jīng)過(guò)預(yù)失真模型濾波響應(yīng)輸出信號(hào)序列Y，當(dāng)前時(shí)刻估計(jì)誤差值等于當(dāng)前時(shí)刻數(shù)字預(yù)失真輸出信號(hào)與濾波輸出信號(hào)的差值ξ (η) =d(n)-y(n)，其中，ξ (η) 表示η時(shí)刻的估計(jì)誤差值，y (η)表示η時(shí)刻的濾波響應(yīng)輸出值，u (η)表示η時(shí)刻功放反饋
信號(hào)值；3、計(jì)算誤差數(shù)據(jù)的模值的和SUM
權(quán)利要求
1.本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法，具體包括如下步驟(1)設(shè)置數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中自適應(yīng)算法的收斂誤差門(mén)限值Ithresh和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度值length >(2)計(jì)算Ilength 個(gè)估計(jì)誤差數(shù)據(jù) ξ ξ (η), ξ (η-1),…，ξ ⑴，…，ξ (η- ξ length+l)； 功率放大器反饋信號(hào)序列U經(jīng)過(guò)預(yù)失真模型濾波響應(yīng)輸出信號(hào)序列Y，從而得到當(dāng)前時(shí)刻估計(jì)誤差值等于當(dāng)前時(shí)刻數(shù)字預(yù)失真輸出信號(hào)與濾波輸出信號(hào)的差值ξ (η)= d(n)-y(n)，其中，ξ (η)表示η時(shí)刻的估計(jì)誤差值，y(n)表示η時(shí)刻的濾波響應(yīng)輸出值， u (η)表示η時(shí)刻功放反饋信號(hào)值；(3)計(jì)算誤差數(shù)據(jù)的模值的和-.SUM= ^:Τ\ξ{η- )\，用SUM表示模值的和；(4)計(jì)算誤差模值均值ξaverr = SUM/ ξ lmgth，用ξ averr表示誤差模值均值；(5)判別ξavm和ξ 的大小關(guān)系將步驟⑷中計(jì)算出的誤差模值均值ξ avm與設(shè)定的誤差門(mén)限值Ittoesh作比較，若ξ averr > Ittoesh，則η = n+1，轉(zhuǎn)到步驟2中，獲取從n+1 時(shí)刻開(kāi)始的Ilmgth個(gè)估計(jì)誤差數(shù)據(jù)值，繼續(xù)進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算；若彡Ithresh，則可判定為自適應(yīng)算法收斂，停止自適應(yīng)運(yùn)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，所述步驟(1)中，誤差門(mén)限值Ithresh和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度值 Ilmgth可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)法確定。
全文摘要
本發(fā)明一種自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真收斂判別方法，在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中對(duì)自適應(yīng)算法產(chǎn)生的估計(jì)誤差值進(jìn)行處理，解決因直接判斷當(dāng)前輸入期望響應(yīng)與輸入信號(hào)之間的瞬時(shí)誤差而造成收斂不準(zhǔn)確的問(wèn)題，用誤差模值均值代替瞬時(shí)誤差值作為判斷自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)是否收斂的依據(jù)。本發(fā)明的應(yīng)用，在數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)中可以降低各種隨機(jī)干擾的影響，減少估計(jì)誤差引起的抖動(dòng)性，避免由于自適應(yīng)算法收斂判定過(guò)早而引起的不穩(wěn)定，具有快速、穩(wěn)健、易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L25/03GK102497342SQ20111038270
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者余萍, 唐友喜, 潘文生, 符初生 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)