一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法及装置与流程

1.本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法及装置。


背景技术：

2.自适应在信号处理中的应用非常广泛，如滤波算法的均衡化、声学回波抵消、网络回波抵消、有源噪声控制以及生物医学工程等。有源器件引入的非线性在无线通信系统中很常见。数字预失真是一种非常有效的解决方案，它能实现在输入到非线性器件之前实现预失真功能。最小均方(lms)自适应滤波器由于其简单和鲁棒性而最受欢迎。步长参数对lms的性能至关重要，并决定了算法沿误差性能面收敛的速度。为了解决快速收敛问题，工程界出现了许多变步长方法。根据lms数学公式，在信号平均功率较为稳定情况下理论推导收敛步长因子μ值是固定的，可以形成稳定的性能输出，但是在实际通信系统中，信号业务都是实时变化的，业务不是连续的，导致业务信号的平均功率在一段时间内较高，一段时间内较低，且变化迅速。直接应用静态μ值来控制lms算法收敛的稳定性，肯定是不合理的。
3.工程实现当中，为了解决lms算法稳定性问题，采取过很多措施，比如leakge方式应用在系数上，提升系数高精度要求下的稳定性；比如通过调整迭代步长，来提升lms收敛的稳定性。利用瞬时误差的平方推导出可变步长lms滤波器，可以提升lms算法的收敛极限性能，一般当估计误差较大时，此lms采用较大的步长，反之亦然。为了减轻不相关扰动的影响，有学者随后开发了一种使用相邻间隔误差的平方自相关的方案。也有学者认为步长采用梯度矢量加权平均控制，提高了收敛速度，获得了较低的稳态失调误差。总之从学术界到工程界，对收敛步长因子μ进行合理的优化能解决lms算法应用工程稳定性问题。但是诸多的研究要落地到实际工程中，要考虑代价，许多典型学术研究未被工程界采纳，还是考虑工程实现价值成本问题，以及设计实现难度。
4.因此，如何提供一种能够在实际工程中低成本实现的计算收敛步长因子μ的方法，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为了改善上述问题，本发明提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法及装置。
6.本发明实施例的第一方面，提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法，所述方法包括：
7.用lms算法定点实现数字预失真结构的增益计算模型；
8.将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ；
9.根据仿真信号的功率以及对应计算得到的收敛步长因子μ，构建收敛步长因子表；
10.将动态功率仿真信号输入所述模型，根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所
述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值，将所获取的收敛步长因子μ值代入到增益迭代计算公式中；
11.观察增益收敛曲线波动情况后，根据增益收敛曲线波动情况与理想状态的差别，对所述收敛步长因子表中的收敛步长因子μ值进行调整。
12.可选地，用lms算法定点实现的增益计算模型为：
[0013][0014]
其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是数字预失真结构中的外反馈回环的信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，gain(n)是增益补偿值。
[0015]
可选地，所述将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ的步骤，具体包括：
[0016]
将仿真信号流按静态功率的大小划分为多个档位，分别输入所述模型；
[0017]
针对每个档位，分别观察不同收敛步长因子μ下迭代增益gain(n)随时间变化的收敛情况；
[0018]
得到对应每个档位增益波动稳定情况下的收敛步长因子μ。
[0019]
可选地，所述根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所述收敛步长因子μ表中查表获取对应的收敛步长因子μ值的步骤，具体包括：
[0020]
获取所述动态功率仿真信号的瞬时功率或者瞬时平均功率；
[0021]
根据所述瞬时功率或者瞬时平均功率的大小，从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值。
[0022]
本发明实施例的第二方面，提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的装置，所述装置包括：
[0023]
模型建立单元，用于用lms算法定点实现数字预失真结构的增益计算模型；
[0024]
静态仿真单元，用于将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ；
[0025]
表格建立单元，用于根据仿真信号的功率以及对应计算得到的收敛步长因子μ，构建收敛步长因子表；
[0026]
动态仿真单元，用于将动态功率仿真信号输入所述模型，根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值，将所获取的收敛步长因子μ值代入到增益迭代计算公式中；
[0027]
所述表格建立单元，还用于观察增益收敛曲线波动情况后，根据增益收敛曲线波动情况与理想状态的差别，对所述收敛步长因子表中的收敛步长因子μ值进行调整。
[0028]
可选地，所述模型建立单元用lms算法定点实现的增益计算模型为：
[0029]
[0030]
其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是数字预失真结构中的外反馈回环的信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，gain(n)是增益补偿值。
[0031]
可选地，所述静态仿真单元具体用于：
[0032]
将仿真信号流按静态功率的大小划分为多个档位，分别输入所述模型；
[0033]
针对每个档位，分别观察不同收敛步长因子μ下迭代增益gain(n)随时间变化的收敛情况；
[0034]
得到对应每个档位增益波动稳定情况下的收敛步长因子μ。
[0035]
可选地，所述动态仿真单元具体用于：
[0036]
获取所述动态功率仿真信号的瞬时功率或者瞬时平均功率；
[0037]
根据所述瞬时功率或者瞬时平均功率的大小，从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值。
[0038]
本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：
[0039]
一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如第一方面所述的方法。
[0040]
本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如第一方面所述的方法。
[0041]
综上所述，本发明提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法、装置、电子设备及存储介质，能够以最小最简单的代价，将变步长概念引入到通信系统中，并有效改善通信系统信道的质量。通过前期仿真分析提炼有限深度变步长收敛因子μ的档位表，将实时变化的信号作为档位查找表地址，在信号变化时跟踪调用理论上最优的μ值，来助力lms算法稳定性。应用该方案，实现代价极小，以寄存器配置形式实现具有最优的灵活性，在不同的复杂通信系统中能快速跟踪迭代lms算法稳定性。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0043]
图1为本发明实施例的增强数字预失真环路增益稳定性的方法流程图；
[0044]
图2为本发明实施例的数字预失真结构的增益计算模型的示意图；
[0045]
图3为本发明实施例的动态功率变化信号下静态收敛因子μ下计算增益与理想增益对比的示意图；
[0046]
图4为本发明实施例的动态功率变化信号下静态收敛因子μ与采用动态收敛因子μ表计算增益与理想增益对比的示意图；
[0047]
图5为本发明实施例的增强数字预失真环路增益稳定性的装置的功能模块框图；
[0048]
图6为本发明实施例的用于执行根据本技术实施例的增强数字预失真环路增益稳
定性的方法的电子设备的结构框图；
[0049]
图7是本发明实施例的用于保存或者携带实现根据本技术实施例的增强数字预失真环路增益稳定性的方法的程序代码的计算机可读存储介质的结构框图。
[0050]
附图标记：
[0051]
模型建立单元110；静态仿真单元120；表格建立单元130；动态仿真单元140；电子设备300；处理器310；存储器320；计算机可读存储介质400；程序代码410。
具体实施方式
[0052]
自适应在信号处理中的应用非常广泛，如滤波算法的均衡化、声学回波抵消、网络回波抵消、有源噪声控制以及生物医学工程等。有源器件引入的非线性在无线通信系统中很常见。数字预失真是一种非常有效的解决方案，它能实现在输入到非线性器件之前实现预失真功能。最小均方(lms)自适应滤波器由于其简单和鲁棒性而最受欢迎。步长参数对lms的性能至关重要，并决定了算法沿误差性能面收敛的速度。为了解决快速收敛问题，工程界出现了许多变步长方法。根据lms数学公式，在信号平均功率较为稳定情况下理论推导收敛步长因子μ值是固定的，可以形成稳定的性能输出，但是在实际通信系统中，信号业务都是实时变化的，业务不是连续的，导致业务信号的平均功率在一段时间内较高，一段时间内较低，且变化迅速。直接应用静态μ值来控制lms算法收敛的稳定性，肯定是不合理的。
[0053]
工程实现当中，为了解决lms算法稳定性问题，采取过很多措施，比如leakge方式应用在系数上，提升系数高精度要求下的稳定性；比如通过调整迭代步长，来提升lms收敛的稳定性。利用瞬时误差的平方推导出可变步长lms滤波器，可以提升lms算法的收敛极限性能，一般当估计误差较大时，此lms采用较大的步长，反之亦然。为了减轻不相关扰动的影响，有学者随后开发了一种使用相邻间隔误差的平方自相关的方案。也有学者认为步长采用梯度矢量加权平均控制，提高了收敛速度，获得了较低的稳态失调误差。总之从学术界到工程界，对收敛步长因子μ进行合理的优化能解决lms算法应用工程稳定性问题。但是诸多的研究要落地到实际工程中，要考虑代价，许多典型学术研究未被工程界采纳，还是考虑工程实现价值成本问题，以及设计实现难度。
[0054]
因此，如何提供一种能够在实际工程中低成本实现的计算收敛步长因子μ的方法，是目前亟待解决的问题。
[0055]
鉴于此，为了解决该问题，本发明利用实时信号功率变化特征来查表获取对应合适的μ值来保证lms算法的稳定性，该发明实现代价极低，灵活性很高。
[0056]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0057]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0058]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0059]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0060]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0061]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0062]
请参阅图1，本发明实施例提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法，主要应用数字预失真校正的产品中，该类产品应用的校正算法需要做信号回环与参考信号进行时延和增益对齐，该方法包括：
[0063]
步骤s101,用lms算法定点实现数字预失真结构的增益计算模型。
[0064]
可以采用仿真软件来搭建一套定点的仿真lms数据流环境，例如用s imu l i nk来仿真逻辑行为，这样能更为准确，通过功率定标和定点信号数据流，用s imu l i nk来仿真lms算法应用在增益对齐计算上。其中，准备典型动态功率变化信号，16b i t有符号定点平均功率到-23dbfs，并搭建s imu l i nk仿真lms算法平台；该步骤是考虑信号峰均比以及信号信噪比定义信号的定点和功率，保证信号不会出现饱和。
[0065]
作为本发明实施例的其他实施方式，matlab和python都可以用于仿真环境的搭建。
[0066]
具体地，用lms算法定点实现的增益计算模型为：
[0067][0068]
其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是数字预失真结构中的外反馈回环的信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，gain(n)是增益补偿值。e(n)的获取需要x(n)与fb(n)整数时延和小数时延对齐。增益计算模型结构如图2所示。
[0069]
步骤s102，将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ。
[0070]
具体地的操作方法是：
[0071]
将静态功率的仿真信号流按功率的大小划分为多个档位，分别输入所述模型；
[0072]
针对每个档位，分别观察不同收敛步长因子μ下迭代增益gain(n)随时间变化的收敛情况；
[0073]
得到对应每个档位增益波动稳定情况下的收敛步长因子μ。
[0074]
需要注意的是，档位的划分可以与输入的信号特征相关。例如，仿真模型simu l i nk中，考虑信号模值为15bit定点，功率档位可以按照bit位划分，每1bit对应一个功率档位。针对每个功率档位，可以得到一个对应的收敛步长因子μ。
[0075]
步骤s103，根据仿真信号的功率以及对应计算得到的收敛步长因子μ，构建收敛步长因子表。
[0076]
收敛因子表的μ值分布服从大功率步长小，小功率步长大。
[0077]
步骤s104，将动态功率仿真信号输入所述模型，根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值，将所获取的收敛步长因子μ值代入到增益迭代计算公式中。
[0078]
在进行查表时，确定动态功率仿真信号的功率大小属于哪个功率档位，所采用的方式，可以是获取所述动态功率仿真信号的瞬时功率进行对比，也可以是获取所述动态功率仿真信号的瞬时平均功率。
[0079]
然后根据所述瞬时功率或者瞬时平均功率的大小，从所述收敛步长因子μ表中查表获取对应的收敛步长因子μ值。
[0080]
通过查表获取对应的收敛步长因子μ值后，将其带入到增益计算模型的增益迭代计算公式中，进行迭代计算。
[0081]
需要注意的是，由于动态功率仿真信号其信号功率处于时时动态变化状态，相对应的对于收敛步长因子μ值的查表取值，也是实时进行。通常以系统中每一拍为周期执行。
[0082]
步骤s105，观察增益收敛曲线波动情况后，根据增益收敛曲线波动情况与理想状态的差别，对所述收敛步长因子表中的收敛步长因子μ值进行调整。
[0083]
对于使用查表获取收敛步长因子μ值进行迭代计算的增益收敛曲线波动情况，需要持续进行观察，将其与理想状态进行对比。作为优选的实施方式，可以将对应档位功率的静态功率下实时计算的增益值以及其稳定性作为理想状态的参考收敛曲线以及收敛值，用于进行对比，如图3所示。基于两者之间的差距，对所述收敛步长因子表中的收敛步长因子μ值进行调整，保证增益收敛曲线波动与静态功率场景下的波动相近。
[0084]
需要注意的是，上述过程可以通过多次仿真实验不断重复，确定最优的收敛步长因子表，以用于后续的实际工程运用。
[0085]
在上述方案的基础上，为了验证本发明提出的方案的有效性，在将动态功率仿真信号输入所述模型时，可以同步采用静态收敛步长因子μ代入到增益迭代计算公式中进行计算，该方法下信号功率不论大小，收敛步长和收敛速度不变，理论上会出现性能较大的波动，如图4所示。将其对应的增益收敛曲线波动情况与采用查表方式的增益收敛曲线波动情况进行对比，以验证本发明的有效性。
[0086]
下面通过一个具体的例子来进行说明：
[0087]
在本实施例中，测试信号是nr100m，发射模式是tm2.0a，测试下行频点是2.6g，载波频点是2.6ghz，transce iver芯片是白泽20，经过外部功率放大器环回到白泽20片内，在白泽片内大量采集发射测试信号和反馈信号，数字信号平均功率定标到-23dbfs，定点有符号16bit。
[0088]
本发明实施执行的方法包括s1：搭建定点lms算法实现链路实现环路增益计算工
程，搭建外部环回模拟链路；s2：发射10ms小区业务数据，进行有效测试，采集约6.7ms数据；s3：先用静态收敛因子μ计算环路增益，并记录实时输出值；s4：再使用4个档位动态收敛因子表，实际调用[15,13,11,9]b it，查找表地址由实时信号功率档位来确认，实测中将输入信号取模值后高位饱和2b it，低位截位11bit，只保留2bit有效查表地址。
[0089]
综上，本发明提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法，能够以最小最简单的代价，将变步长概念引入到通信系统中，引入动态收敛步长因子，解决回环信号增益在信号不同功率波动下的稳定性，以提升增益计算的稳定性以及预失真算法校正的稳定性。并有效改善通信系统信道的质量。通过前期仿真分析提炼有限深度变步长收敛因子μ档位表，将实时变化的信号作为档位查找表地址，在信号变化时跟踪调用理论上最优的μ值，来助力lms算法稳定性。应用该方案，实现代价极小，以寄存器配置形式实现具有最优的灵活性，在不同的复杂通信系统中能快速跟踪迭代lms算法稳定性。
[0090]
如图5所示，本发明实施提供的增强数字预失真环路增益稳定性的装置，所述装置包括：
[0091]
模型建立单元110，用于用lms算法定点实现数字预失真结构的增益计算模型；
[0092]
静态仿真单元120，用于将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ；
[0093]
表格建立单元130，用于根据仿真信号的功率以及对应计算得到的收敛步长因子μ，构建收敛步长因子表μ；
[0094]
动态仿真单元140，用于将动态功率仿真信号输入所述模型，根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所述收敛步长因子μ表中查表获取对应的收敛步长因子μ值；根据所获取的收敛步长因子μ值计算数字预失真结构的增益补偿值。
[0095]
作为本实施例的优选实施方式，所述模型建立单元110用lms算法定点实现的增益计算模型为：
[0096][0097]
其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是数字预失真结构中的外反馈回环的信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，gain(n)是增益补偿值。
[0098]
作为本实施例的优选实施方式，所述静态仿真单元120具体用于：
[0099]
将仿真信号流按静态功率的大小划分为多个档位，分别输入所述模型；
[0100]
针对每个档位，分别观察不同收敛步长因子μ下迭代增益gain(n)随时间变化的收敛情况；
[0101]
得到对应每个档位增益波动稳定情况下的收敛步长因子μ。
[0102]
作为本实施例的优选实施方式，所述动态仿真单元140具体用于：
[0103]
获取所述动态功率仿真信号的瞬时功率或者瞬时平均功率；
[0104]
根据所述瞬时功率或者瞬时平均功率的大小，从所述收敛步长因子μ表中查表获取对应的收敛步长因子μ值。
[0105]
本发明实施例提供的增强数字预失真环路增益稳定性的装置，用于实现上述增强数字预失真环路增益稳定性的方法，因此具体实施方式与上述方法相同，在此不再赘述。
[0106]
如图6所示，本发明实施例提供的一种电子设备300的结构框图。该电子设备300可以是智能手机、平板电脑、电子书等能够运行应用程序的电子设备300。本技术中的电子设备300可以包括一个或多个如下部件：处理器310、存储器320、以及一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序可以被存储在存储器320中并被配置为由一个或多个处理器310执行，一个或多个应用程序配置用于执行如前述方法实施例所描述的方法。
[0107]
处理器310可以包括一个或者多个处理核。处理器310利用各种接口和线路连接整个电子设备300内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器320内的数据，执行电子设备300的各种功能和处理数据。可选地，处理器310可以采用数字信号处理(digital signal processing，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器310可集成中央处理器(central processing unit，cpu)、图像处理器(graphics processing unit，gpu)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，cpu主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；gpu用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器310中，单独通过一块通信芯片进行实现。
[0108]
存储器320可以包括随机存储器(random access memory，ram)，也可以包括只读存储器(read-only memory)。存储器320可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器320可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储终端在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
[0109]
如图7所示，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质400的结构框图。该计算机可读介质中存储有程序代码410，所述程序代码410可被处理器调用执行上述方法实施例中所描述的方法。
[0110]
计算机可读存储介质400可以是诸如闪存、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、eprom、硬盘或者rom之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质400包括非易失性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质400具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码410的存储空间。这些程序代码410可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码410可以例如以适当形式进行压缩。
[0111]
综上所述，本发明提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法、装置、电子设备及存储介质，能够以最小最简单的代价，将变步长概念引入到通信系统中，引入动态收敛步长因子，解决回环信号增益在信号不同功率波动下的稳定性，以提升增益计算的稳定性以及预失真算法校正的稳定性。并有效改善通信系统信道的质量。通过前期仿真分析提炼有限深度变步长收敛因子μ档位表，将实时变化的信号作为档位查找表地址，在信号变化时跟踪调用理论上最优的μ值，来助力lms算法稳定性。应用该方案，实现代价极小，以寄存器配置形式实现具有最优的灵活性，在不同的复杂通信系统中能快速跟踪迭代lms算法稳
定性。
[0112]
在本技术所公开的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0113]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0114]
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

技术特征：
1.一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：用lms算法定点实现数字预失真结构的增益计算模型；将定点静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ；根据仿真信号的功率以及对应计算得到的收敛步长因子μ，构建收敛步长因子表；将动态功率仿真信号输入所述模型，根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值，将所获取的收敛步长因子μ值代入到增益迭代计算公式中；观察增益收敛曲线波动情况后，根据增益收敛曲线波动情况与理想状态的差别，对所述收敛步长因子表中的收敛步长因子μ值进行调整。2.根据权利要求1所述的增强数字预失真环路增益稳定性的方法，其特征在于，用lms算法定点实现的增益计算模型为：其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是数字预失真结构中的外反馈回环的信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，gain(n)是增益补偿值。3.根据权利要求2所述的增强数字预失真环路增益稳定性的方法，其特征在于，所述将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ的步骤，具体包括：将仿真信号流按静态功率的大小划分为多个档位，分别输入所述模型；针对每个档位，分别观察不同收敛步长因子μ下迭代增益gain(n)随时间变化的收敛情况；得到对应每个档位增益波动稳定情况下的收敛步长因子μ。4.根据权利要求3所述的增强数字预失真环路增益稳定性的方法，其特征在于，所述根据所述动态功率仿真信号的功率大小从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值的步骤，具体包括：获取所述动态功率仿真信号的瞬时功率或者瞬时平均功率；根据所述瞬时功率或者瞬时平均功率的大小，从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值。5.一种增强数字预失真环路增益稳定性的装置，其特征在于，所述装置包括：模型建立单元，用于用lms算法定点实现数字预失真结构的增益计算模型；静态仿真单元，用于将不同静态功率的仿真信号流输入所述模型，并分别计算对应不同功率的收敛步长因子μ；表格建立单元，用于根据仿真信号的功率以及对应计算得到的收敛步长因子μ，构建收敛步长因子表；动态仿真单元，用于将动态功率仿真信号输入所述模型，根据所述动态功率仿真信号
的功率大小从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值，将所获取的收敛步长因子μ值代入到增益迭代计算公式中；所述表格建立单元，还用于观察增益收敛曲线波动情况后，根据增益收敛曲线波动情况与理想状态的差别，对所述收敛步长因子μ表中的收敛步长因子μ值进行调整。6.根据权利要求5所述的增强数字预失真环路增益稳定性的装置，其特征在于，所述模型建立单元用lms算法定点实现的增益计算模型为：其中，x(n)是基带理想建模信号，fb(n)是数字预失真结构中的外反馈回环的信号，y(n)是预失真输出信号，误差信号e(n)是发射信号x(n)与反馈信号fb(n)的差，gain(n)是增益补偿值。7.根据权利要求6中所述的增强数字预失真环路增益稳定性的装置，其特征在于，所述静态仿真单元具体用于：将仿真信号流按静态功率的大小划分为多个档位，分别输入所述模型；针对每个档位，分别观察不同收敛步长因子μ下迭代增益gain(n)随时间变化的收敛情况；得到对应每个档位增益波动稳定情况下的收敛步长因子μ。8.根据权利要求7中所述的增强数字预失真环路增益稳定性的装置，其特征在于，所述动态仿真单元具体用于：获取所述动态功率仿真信号的瞬时功率或者瞬时平均功率；根据所述瞬时功率或者瞬时平均功率的大小，从所述收敛步长因子表中查表获取对应的收敛步长因子μ值。9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种增强数字预失真环路增益稳定性的方法及装置，能够以最小最简单的代价，将变步长概念引入到通信系统中，引入动态收敛步长因子，解决回环信号增益在信号不同功率波动下的稳定性，以提升增益计算的稳定性以及预失真算法校正的稳定性。并有效改善通信系统信道的质量。通过前期仿真分析提炼有限深度变步长收敛因子μ档位表，将实时变化的信号作为档位查找表地址，在信号变化时跟踪调用理论上最优的μ值，来助力LMS算法稳定性。应用该方案，实现代价极小，以寄存器配置形式实现具有最优的灵活性，在不同的复杂通信系统中能快速跟踪迭代LMS算法稳定性。跟踪迭代LMS算法稳定性。跟踪迭代LMS算法稳定性。


技术研发人员：侯卫兵 刘柳 宋昆仑
受保护的技术使用者：上海力通通信有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/6