本发明公开了一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法，包括以下步骤：S1.构建MIMO发射机的DPD模型，由信源产生N路输入数据x1,x2,…,xN作为DPD模型的输入数据，并将x1,x2,…,xN送入MIMO发射机中进行迭代处理，得到z1,z2,…,zN作为DPD的N路期望输出数据；S2.根据DPD模型的输入数据x1,x2,…,xN与期望输出数据z1,z2,…,zN，计算出DPD模型参数，实现模型参数的提取。本发明不需要通过传统的间接学习型架构提取DPD模型参数，而是通过DPD模块的输入和输出数据直接提取出DPD模型参数；在MIMO发射机的通道间的串扰较大且各通道输出功率不同时依然有很好的效果，鲁棒性强；且迭代获取DPD模块输出的过程简单，不需要用到复杂的如梯度下降算法之类的复杂迭代。
1.一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.构建MIMO发射机的DPD模型，由信源产生N路输入数据x1,x2,...,xN作为DPD模型的输入数据，并将x1,x2,...,xN送入MIMO发射机中进行迭代处理，得到z1,z2,...,zN作为DPD的N路期望输出数据；
所述步骤S1对N路输入数据x1,x2,...,xN进行迭代处理的过程如下：S101.对第k路输入数据xk进行迭代处理，得到第k路输出数据zk；
C、第一次迭代时，将初始化参数uk,0通过MIMO发射机发射，并获取MIMO发射机的发射信号作为反馈信号yk,0，据此并将参数uk,0更新为uk,1：其中，Gk表示采集回的数据相对于原始信号源数据xk的归一化增益；
D、第二次迭代时，将上一次迭代获得的反馈uk,1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO发射机的发射信号作为反馈信号yk,1，据此将uk,1更新为uk,2：E、第i次迭代时，将上一次迭代获得的反馈uk,i-1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO发射机的发射信号作为反馈信号yk,i-1，据此将uk,i-1更新为uk,i：其中，i＝1,2,...,I；
F、第I次迭代时，上一次迭代获得的反馈uk,I-1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO发射机的发射信号作为反馈信号yk,I-1，据此将uk,I-1更新为uk,I：对第k路输入数据xk进行迭代处理得到的第k路输出数据zk为：zk＝uk,I；
S102.在k＝1,2,3,...,N时，对于每路输入数据重复步骤S101，得到N路输出数据为z1,z2,...,zN；
S2.根据DPD模型的输入数据x1,x2,...,xN与期望输出数据z1,z2,...,zN，计算出DPD模型参数，实现模型参数的提取。
2.根据权利要求1所述的一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法，其特征在于：对模型参数提取后，还包括数字预失真步骤：
利用提取到的模型参数对构建的DPD模型进行更新，并利用更新后的模型对信号发射过程中的待发射信号进行处理后，再通过MIMO发射机进行信号发射。
3.根据权利要求1所述的一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下子步骤：
S201.设MIMO DPD的模型采用CO-DPD模型，则N路通道每一路通道都对应了一组CO-DPD模型参数，总共N组参数；对于第k路通道，将通道k的参数记为 其中 为L×1的向量，则通道k的参数为满足下式的一个解：其中， 为通道k的DPD模块输出数据组成的向量，向量维度为M×1；
为M×L的矩阵， 是通道j的DPD模型输入数据根据MP模型构建的，为如下形式：
φl(m)＝xj(m-q)|xj(m-q)|p-1l＝1,2,...,L；m＝1,2,...,M；q＝0,1,...,Q；p＝1,2,...,P；
通道k的DPD模型参数的LMS解由下式给出：其中 表示矩阵 的Moore-Penrose伪逆；
S202.在k＝1,2,3,...,N时，重复步骤S201，得到N路通道模型参数为：
一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法
技术领域
[0001] 本发明涉及数字预失真技术，特别是涉及一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法。
背景技术
[0002] MIMO技术可以在不增加带宽的情况下提高系统的传输速率和容量，是一个被广泛采用的技术。MIMO发射机中的射频前端元器件功率放大器(PA)会引入非线性，造成频谱泄露的问题。数字预失真(DPD)技术通过在基带的数字域上构建一个预失真器(PA的基带逆模型) 来降低PA的非线性。预失真器可以对PA的非线性进行补偿，从而使预失真器和PA的级联表现为一个线性模型。但是在将DPD技术应用到MIMO发射机中时，会由于MIMO发射机中不同通道间输出功率不同而无法提取出准确的预失真器模型参数。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法，包括以下步骤：
[0005] S1.构建MIMO发射机的DPD模型，由信源产生N路输入数据x1,x2,...,xN作为DPD 模型的输入数据，并将x1,x2,...,xN送入MIMO发射机中进行迭代处理，得到z1,z2,...,zN作为DPD的N路期望输出数据；
[0006] S2.根据DPD模型的输入数据x1,x2,...,xN与期望输出数据z1,z2,...,zN，计算出DPD模型参数，实现模型参数的提取。
[0007] 其中，所述步骤S1对N路输入数据x1,x2,...,xN进行迭代处理的过程如下：
[0008] S101.对第k路输入数据xk进行迭代处理，得到第k路输出数据zk；
[0009] S102.在k＝1,2,3,...,N时，对于每路输入数据重复步骤S101，得到N路输出数据为 z1,z2,...,zN。
[0010] 所述步骤S101包括：
[0011] A、设定迭代次数I；
[0012] B、初始化参数uk,0＝xk；
[0013] C、第一次迭代时，将初始化参数uk,0通过MIMO发射机发射，并获取MIMO发射机的发射信号作为反馈信号yk,0，据此并将参数uk,0更新为uk,1：
[0014]
[0015] 其中，Gk表示采集回的数据相对于原始信号源数据xk的归一化增益；
[0016] D、第二次迭代时，将上一次迭代获得的反馈uk,1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO 发射机的发射信号作为反馈信号yk,1，据此将uk,1更新为uk,2：
[0017]
[0018] E、第i次迭代时，将上一次迭代获得的反馈uk,i-1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO 发射机的发射信号作为反馈信号yk,i-1，据此将uk,i-1更新为uk,i：
[0019]
[0020] 其中，i＝1,2,...,I；
[0021] F、第I次迭代时，上一次迭代获得的反馈uk,I-1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO 发射机的发射信号作为反馈信号yk,I-1，据此将uk,I-1更新为uk,I：
[0022]
[0023] 对第k路输入数据xk进行迭代处理得到的第k路输出数据zk为：
[0024] zk＝uk,I。
[0025] 所述步骤S2包括以下子步骤：
[0026] S201.设MIMO DPD的模型采用CO-DPD模型，则N路通道每一路通道都对应了一组 CO-DPD模型参数，总共N组参数；对于第k路通道，将通道k的参数记为 其中为L×1的向量，则通道k的参数为满足下式的一个解：
[0027]
[0028] 其中， 为通道k的DPD模块输出数据组成的向量，向量维度为M×1；
[0029] 为M×L的矩阵， 是通道j的DPD模型输入数据根据MP模型构建的， 为如下形式：
[0030]
[0031] φl(m)＝xj(m-q)|xj(m-q)|p-1
[0032] l＝1,2,...,L；m＝1,2,...,M；q＝0,1,...,Q；p＝1,2,...,P；
[0033] 式中，P表示非线性阶数，Q表示记忆深度；
[0034] 通道k的DPD模型参数的LMS解由下式给出：
[0035]
[0036] 其中 表示矩阵 的Moore-Penrose伪逆；
[0037] S202.在k＝1,2,3,...,N时，重复步骤S201，得到N路通道模型参数为：
[0038]
[0039] 本发明的有益效果是：(1)本发明不需要通过传统的间接学习型架构提取DPD模型参数，而是通过DPD模块的输入和期望输出数据直接提取出DPD模型参数；(2)本发明在MIMO发射机的通道间的串扰较大且各通道输出功率不同时依然有很好的效果，鲁棒性强；(3)本发明迭代获取DPD模块输出的过程简单，不需要用到复杂的如梯度下降算法之类的复杂迭代。
附图说明
[0040] 图1为本发明的方法流程图；
[0041] 图2为MIMO系统DPD模型参数提取的原理示意图；
[0042] 图3为迭代获取DPD模块输出数据的原理示意图；
[0043] 图4为实施例中MIMO发射机的信号发射示意图。
具体实施方式
[0044] 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0045] 如图1所示，一种针对MIMO发射机的DPD模型参数提取方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0046] S1.构建MIMO发射机的DPD模型，由信源产生N路输入数据x1,x2,...,xN作为DPD 模型的输入数据，并将x1,x2,...,xN送入MIMO发射机中进行迭代处理，得到z1,z2,...,zN作为DPD的N路期望输出数据；
[0047] S2.根据DPD模型的输入数据x1,x2,...,xN与期望输出数据z1,z2,...,zN，计算出DPD模型参数，实现模型参数的提取。
[0048] 如图2所示，为MIMO系统DPD模型参数提取的原理示意图，在本申请的实施例中，由参数提取模块构建DPD模型，信源将x1,x2,...,xN传输给参数提取模块，由参数提取模块和MIMO 发射机交互，通过迭代得到z1,z2,...,zN，参数提取模块根据DPD模型的输入数据x1,x2,...,xN与期望输出数据z1,z2,...,zN，计算出DPD模型参数，实现模型参数的提取；
[0049] 如图3所示，在迭代过程中，对输入数据x1,x2,...,xN进行迭代处理的过程如下：
[0050] S101.对第k路输入数据xk进行迭代处理，得到第k路输出数据zk；所述步骤S101包括：
[0051] A、设定迭代次数I；
[0052] B、初始化参数uk,0＝xk；
[0053] C、第一次迭代时，将初始化参数uk,0通过MIMO发射机发射，并获取MIMO发射机的发射信号作为反馈信号yk,0，据此并将参数uk,0更新为uk,1：
[0054]
[0055] 其中，Gk表示采集回的数据相对于原始信号源数据xk的归一化增益；
[0056] D、第二次迭代时，将上一次迭代获得的反馈uk,1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO 发射机的发射信号作为反馈信号yk,1，据此将uk,1更新为uk,2：
[0057]
[0058] E、第i次迭代时，将上一次迭代获得的反馈uk,i-1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO 发射机的发射信号作为反馈信号yk,i-1，据此将uk,i-1更新为uk,i：
[0059]
[0060] 其中，i＝1,2,...,I；
[0061] F、第I次迭代时，上一次迭代获得的反馈uk,I-1通过MIMO发射机发射，并获取MIMO 发射机的发射信号作为反馈信号yk,I-1，据此将uk,I-1更新为uk,I：
[0062]
[0063] 对第k路输入数据xk进行迭代处理得到的第k路输出数据zk为：
[0064] zk＝uk,I。
[0065] S102.在k＝1,2,3,...,N时，对于每路输入数据重复步骤S101，得到N路输出数据为 z1,z2,...,zN。
[0066] 在本申请的实施例中，得到z1,z2,...,zN，参数提取模块根据DPD模型的输入数据 x1,x2,...,xN与期望输出数据z1,z2,...,zN，计算出DPD模型参数，实现模型参数的提取，具体过程如下，即所述步骤S2包括以下子步骤：
[0067] S201.设MIMO DPD的模型采用CO-DPD模型，则N路通道每一路通道都对应了一组 CO-DPD模型参数，总共N组参数；对于第k路通道，将通道k的参数记为 其中为L×1的向量，则通道k的参数为满足下式的一个解：
[0068]
[0069] 其中， 为通道k的DPD模块输出数据组成的向量，向量维度为M×1；
[0070] 为M×L的矩阵， 是通道j的DPD模型输入数据根据MP模型构建的， 为如下形式：
[0071]
[0072] φl(m)＝xj(m-q)|xj(m-q)|p-1
[0073] l＝1,2,...,L；m＝1,2,...,M；q＝0,1,...,Q；p＝1,2,...,P；
[0074] 式中，P表示非线性阶数，Q表示记忆深度；
[0075] 通道k的DPD模型参数的LMS解由下式给出：
[0076]
[0077] 其中 表示矩阵 的Moore-Penrose伪逆；
[0078] S202.在k＝1,2,3,...,N时，重复步骤S201，得到N路通道模型参数为：
[0079]
[0080] 在本申请的实施例中，对模型参数提取后，还包括数字预失真步骤：参数提取模块利用提取到的模型参数对构建的DPD模型进行更新，并利用更新后的模型对信号发射过程中的待发射信号进行处理后，再通过MIMO发射机进行信号发射，发射原理如图4所示。
[0081] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
