CN101990281A - 主备显示查找表交替工作的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种主备显示查找表交替工作的方法,适用于每一级记忆因子都对应一个主用LUT和一个备用LUT的场景,所有的主用LUT和所有的备用LUT均以输入信号的幅度为索引保存DPD参数,所述方法包括:S1:使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;S2:对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新,对所有的主用LUT保存的DPD参数更新完成后,返回S1。本发明还提供一种主备显示查找表交替工作的装置。本发明实现了主用LUT和备用LUT交替工作。
Description
技术领域
本发明涉及数字预失真(DPD,DigitalPre-Distortion)处理技术,尤其涉及主备显示查找表(LUT,Look-Up-Table)交替工作的技术。
背景技术
目前,人们针对DPD的理论算法展开了大量的讨论和介绍。现有的DPD的理论算法大都基于记忆多项式,对输入信号进行DPD处理的数学模型如下:
其中,wm,q,m=1...M,q=1...Q是DPD自适应滤波计算得到的DPD系数,通过计算得到DPD系数后,就可以利用DPD系数计算得到DPD信号y(n)。
LUTm(|x(n-m)|)是以输入信号的幅度|x(n-m)|为索引的DPD参数。进行DPD处理的DPD处理装置在进行DPD参数更新时,按照|x(n-m)|存储DPD参数,在进行DPD处理时,按照|x(n-m)|提取DPD参数。
在实际应用中,每完成一次DPD系数计算后,保存在LUT的DPD参数就会全部被更新一次。在更新DPD参数的过程中,如果提取正在更新的LUT参数,就会使得DPD处理不稳定,这是因为,LUT是双口随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),可读可写,写(更新)LUT保存的DPD参数时也可读(提取)DPD参数的。从下面的公式可以看出DPD处理分为M级:也就是说,每一级记忆因子都有一个LUT表。如果DPD系数正处于更新状态,完成了m=0,1,2的更新,但还没有进行m=3,4,...M的更新,此时,对于信号的DPD处理,有一部分DPD参数是原来的DPD参数,另一部分DPD参数是新的DPD参数,这样,在更新DPD参数的时候就出现了新旧DPD参数交替使用的情况,从仿真来看,此时的DPD效果不是很好。
为了达到LUT参数更新前后DPD处理***处于稳定状态的目的,需要设置主备LUT,但是,现有技术并没有介绍主备LUT如何交替工作。
发明内容
本发明提供主备显示查找表交替工作的方法和装置,用以实现主备LUT的交替工作。
本发明提供一种主备显示查找表交替工作的方法,适用于每一级记忆因子都对应一个主用LUT和一个备用LUT的场景,所有的主用LUT和所有的备用LUT均以输入信号的幅度为索引保存DPD参数,所述方法包括:S1:使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;S2:对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新,对所有的主用LUT保存的DPD参数更新完成后,返回S1。
本发明还提供一种主备显示查找表交替工作的装置,适用于每一级记忆因子都对应一个主用LUT和一个备用LUT的场景,所有的主用LUT和所有的备用LUT均以输入信号的幅度为索引保存DPD参数,所述装置包括:DPD处理单元,用于使用DPD参数对输入信号进行DPD处理;DPD参数更新单元,用于对LUT保存的DPD参数进行更新;其中,在DPD处理单元使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理的同时,DPD参数更新单元对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;DPD参数更新单元对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,DPD处理单元使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,DPD参数更新单元对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新;在DPD参数更新单元对所有的主用LUT保存的DPD参数更新完成后,DPD处理单元再使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,如此循环。
在本发明中,在使用主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理的同时,对备用LUT保存的DPD参数进行更新,当备用LUT保存的DPD参数更新完成后,再使用备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对主用LUT保存的DPD参数进行更新,当主用LUT保存的DPD参数更新完成后,再使用主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对备用LUT保存的DPD参数进行更新,如此循环,实现了主用LUT和备用LUT交替工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种主备显示查找表交替工作的方法的流程图;
图2为本发明的一种主备显示查找表交替工作的装置的逻辑结构示意图;
图3为本发明的一种主用LUT和备用LUT交替工作状态的示意图;
图4为本发明的一个主用LUT和备用LUT交替工作的具体实施例的示意图;
图5为本发明的主用LUT和备用LUT进行倒换的一种示意图;
图6为本发明的对LUT保存的DPD参数进行更新的流程图;
图7为本发明的LUT保存DPD参数的一种示意图;
图8为本发明的LUT保存DPD参数的另一种示意图;
图9为本发明的顺序修改为0的DPD参数的数值的一种示意图;
图10为本发明的逆序修改为0的DPD参数的数值的一种示意图;
图11为本发明的不修改为0的DPD参数的数值时的LUT幅度示意图;
图12为本发明的修改为0的DPD参数的数值时的LUT幅度示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
首先对本发明涉及的一些技术点进行说明。
本发明提到的DPD参数可以用下面的数学式表示:
其中,LUTm(|x(n-m)|)即为DPD参数,wm,q为DPD系数。DPD处理可以分为M级:每一级记忆因子都对应一个主用LUT和一个备用LUT,所以,在进行DPD处理的***中共有2*M个LUT。
本发明的所有技术方案都适用于每一级记忆因子都对应一个主用显示查找表LUT和一个备用LUT的场景,所有的主用LUT和所有的备用LUT均以输入信号的幅度为索引保存DPD参数。
本发明提到的输入信号是指输入进行DPD处理的***的中频信号,反馈信号是指功率放大器(PA,Power Amplifier)耦合回来的经过模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)采样的信号。
下面对本发明的一种主备显示查找表交替工作的方法进行说明。如图1所示,这种方法包括:
S101:使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;
S102:对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新,对所有的主用LUT保存的DPD参数更新完成后,返回S101。
在实际应用中,可以按照下述方式对任意一级记忆因子对应的一个LUT保存的DPD参数进行更新:对反馈信号进行下变频率、滤波、削除镜像、幅度调整、相位调整和频率调整的处理;解析方程,得到DPD系数,也就是说,利用输入信号、经过上述处理的反馈信号和DPD系数之间的关系,即XW=Y(X是反馈信号,Y是输入信号),通过矩阵求逆得到DPD系数W,也就是PA的逆;根据DPD系数和输入信号的幅度得到DPD参数;将得到的DPD参数存入LUT。按照这种方式,可以对每一级记忆因子对应的LUT保存的DPD参数进行更新。
在实际应用中,不是每个索引对应的DPD参数都有数值,对于这样的DPD参数,其数值都设置为零。但是,如果这些零值在进行DPD处理时被使用,那么得到的DPD信号会不正确。对此,在对任意一级记忆因子对应的一个LUT保存的DPD参数进行更新的过程中,如果有DPD参数的数值为零,那么可以将数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值。
具体的,可以按照下述方式将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值:将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之前且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。也可以按照下述方式将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值:将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之后且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。
对应于上述的主备显示查找表交替工作的方法,本发明还提供一种主备显示查找表交替工作的装置。如图2所示,适用于每一级记忆因子都对应一个主用LUT和一个备用LUT的场景,所述装置包括:DPD处理单元201,用于使用DPD参数对输入信号进行DPD处理;DPD参数更新单元202,用于对LUT保存的DPD参数进行更新;其中,在DPD处理单元201使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理的同时,DPD参数更新单元202对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;DPD参数更新单元202对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,DPD处理单元201使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,DPD参数更新单元202对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新。
DPD参数更新单元202可以包括:第一处理子单元,用于对反馈信号进行下变频率、滤波、削除镜像、幅度调整、相位调整和频率调整的处理;第二处理子单元,用于解析方程,得到DPD系数,也就是说,利用输入信号、经过上述处理的反馈信号和DPD系数之间的关系,即XW=Y(X是反馈信号,Y是输入信号),通过矩阵求逆得到DPD系数W,也就是PA的逆;第三处理子单元,用于根据第二处理子单元得到的DPD系数和输入信号的幅度得到DPD参数;保存子单元,用于将第三处理子单元得到的DPD参数存入LUT。DPD参数更新单元可以对每一级记忆因子对应的LUT保存的DPD参数进行更新。
在实际应用中,不是每个索引对应的DPD参数都有数值,对于这样的DPD参数,其数值都设置为零。但是,如果这些零值在进行DPD处理时被使用,那么得到的DPD信号会不正确。对此,DPD参数更新单元在对任意一级记忆因子对应的一个LUT保存的DPD参数进行更新的过程中,如果有DPD参数的数值为零,则将数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值。
具体的,DPD参数更新单元202在将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值时,可以将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之前且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。DPD参数更新单元202也可以将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之后且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。
为使本领域技术人员更加清楚的理解本发明,下面对本发明进行详细说明。
图3为一种主用LUT和备用LUT交替工作状态的示意图。如图3所示,主用LUT存储在一个RAM中,备用LUT存储在另一个RAM。在进行DPD处理时,主用LUT所在的RAM向高速预失真处理器提供主用LUT保存的DPD参数,高速预失真处理器使用主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,备用LUT所在的RAM更新备用LUT保存的DPD参数。备用LUT所在的RAM对备用LUT保存的DPD参数更新完成后,向高速预失真处理器提供备用LUT保存的DPD参数,高速预失真处理器使用备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,主用LUT所在的RAM更新主用LUT保存的DPD参数。主用LUT所在的RAM对主用LUT保存的DPD参数更新完成后,主用LUT所在的RAM再向高速预失真处理器提供主用LUT保存的DPD参数,如此循环下去。
图4所示的即是一个主用LUT和备用LUT交替工作的实施例。如图4所示,首先执行S401,进行DPD处理的***默认LUT-BANK1作为主LUT,LUT-BANK1保存的DPD参数被硬件使用。之后,执行S402,对LUT-BANK0进行更新。完成更新后,执行S403,通知硬件使用LUT-BANK0保存的DPD参数。之后,执行S404,对LUT-BANK1进行清空。对LUT-BANK1清空完成后,执行S405,对LUT-BANK1进行更新。完成更新后,执行S406,通知硬件使用LUT-BANK1保存的DPD参数。之后,执行S407,对LUT-BANK0进行清空。对LUT-BANK0清空完成后,再执行S402。
在实际应用中,一个LUT保存的DPD参数被硬件使用,另一个LUT保存的DPD参数被软件更新。对于DPD中的LUT,有M级记忆,每一级记忆因子都对应一个主用LUT和备用LUT,所以,进行DPD处理的***内共有2*M个LUT,主用LUT和备用LUT完成倒换后,主用LUT和备用LUT中的DPD参数的数值一致。主用LUT和备用LUT进行倒换如图5所示。
对LUT保存的DPD参数进行更新的过程如图6所示,包括如下步骤:
S601:进行DPD处理的***启动后,进入等待状态,具体的,等待DPD处理的触发启动;
S602:DPD处理启动后,判断是否需要退出DPD系数自适应更新状态,如果是,则返回等待状态,否则,转S603;
S603:捕获数据;
S604:捕获一定的数据后,判断DPD系数更新是否完成,如果是,则转S608,否则,转S605;
S605:对反馈信号进行下变频率、滤波、削除镜像、幅度调整、相位调整和频率调整等处理;
S606:解析方程,得到DPD系数,也就是说,利用输入信号、经过S605中处理的反馈信号和DPD系数之间的关系,即XW=Y(X是反馈信号,Y是输入信号),通过矩阵求逆得到DPD系数W,也就是PA的逆;
S607:记录本次DPD系数更新状态,状态例如是成功或完成;
S608:根据DPD系数和输入信号得到DPD参数;
S609:由于需要多次更新DPD参数,所以需要判断DPD参数更新是否完成,如果是,转S610,否则,转S602;
S610:DPD参数更新完成后,通知硬件使用这个LUT保存的DPD参数进行DPD处理;
S611:启动新的DPD系数更新状态,标记DPD系数没有完成,转S602。
由图6可知,在进行DPD系数更新时,需要有一次正确的DPD系数求解过程。得到DPD系数之后,需要多次采集数据进行DPD参数的更新过程。
在实际应用中,LUT以输入信号的幅度为索引保存DPD参数,图7为LUT保存DPD参数的示意图,图7中的1,2,...,N-1,N即为输入信号的幅度。多次DPD参数更新完成后,不是所有的幅度索引都对应有DPD参数的有效数值,也就是说,某个或某些索引对应的DPD参数的数值是0。对此,在LUT倒换之前,可以将为0的DPD参数的数值修改为邻近索引对应的DPD参数的有效数值。
如图8所示,n=0和n=N-2对应的DPD参数的数值为0。如果在LUT倒换后,这些为0的数值被用作DPD处理,那么得到的DPD信号就会不正确。对此,可以判断LUT中的每个数值是否等于零,如果等于零,那么可以按照就近原则,将为0的数值修改为邻近的数值不为0的DPD参数的数值。
在实际应用中,可以有多种方式修改为0的数值。下面简单介绍两种实现方式。
第一种方式:顺序修改。
如图9所示,如果LUT(K)的数值为0,那么将LUT(K)的数值修改为LUT(K+1)的数值,按照K从0到N-2依次判断、修改。
第二种方式:逆序修改。
如图10所示,如果LUT(K)的数值为0,那么将LUT(K)的数值修改为LUT(K-1)的数值,按照K从N-1到1依次判断、修改。
如果采用就近原则修改为0的数值,则实现简单,无须额外的计算处理,仿真效果也比较理想。图11为不修改为0的数值时的LUT幅度示意图。图12为修改为0的数值时的LUT幅度示意图。
LUT倒换之前,LUT已经被输入信号的幅度填充完成。LUT倒换之后,多级记忆LUT中的DPD参数全部完成了更新,在之后的DPD处理时,就全部使用更新后的DPD参数。这样,使用同一套更新后的DPD参数,可以使DPD处理稳定,不会存在新旧DPD参数交替使用的问题。另外,DPD参数保存和DPD参数提取可以分别对各自的LUT进行操作,从流程上来说也使得软件的处理不会出现异常。
采用主用LUT和备用LUT倒换模式可以使得DPD的处理稳定,易于控制。虽然增加了RAM,但是对于现有的现场可编程门阵列(FPGA,FieldProgrammable Gate Array)的资源来说,增加的RAM是可以接受的。一般的,DPD的记忆深度M=6,每一级记忆因子N=256,LUT保存的是复数,分为I、Q两路,每一路数值保存精度D=16。采用主用LUT和备用LUT倒换模式占用的RAM如下:
N*M*2*D*2=256*6*2*16*2=98304(BIT)=96KBIT。
不使用主用LUT和备用LUT倒换模式占用的RAM如下:
N*M*2*D=48KBIT。
目前,XILINX公司的VIRTEX-5芯片中的一个BLOCK RAM可以保存36K BIT信号,所以,采用主用LUT和备用LUT倒换模式也只是占用3块BLOCK-RAM,不采用主用LUT和备用LUT倒换模式需要占用1.5块(2块)BLOCK-RAM。一块VIRTEX-5芯片通常有一百多块BLOCK-RAM,所以,采用主用LUT和备用LUT倒换模式所多占用的1~2块BLOCK-RAM的资源是完全可以接受的。
综上所述,在本发明中,在DPD参数更新前后,DPD处理一直处于稳定状态,避免了混合使用新旧DPD参数。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种主备显示查找表交替工作的方法,其特征在于,适用于每一级记忆因子都对应一个主用显示查找表LUT和一个备用LUT的场景,所有的主用LUT和所有的备用LUT均以输入信号的幅度为索引保存数字预失真DPD参数,所述方法包括:
S1:使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;
S2:对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新,对所有的主用LUT保存的DPD参数更新完成后,返回S1。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,按照下述方式对任意一级记忆因子对应的一个LUT保存的DPD参数进行更新:
对反馈信号进行下变频率、滤波、削除镜像、幅度调整、相位调整和频率调整的处理;
利用输入信号、经过处理的反馈信号和DPD系数之间的关系,通过矩阵求逆,得到DPD系数,其中,输入信号、经过处理的反馈信号和DPD系数之间的关系为XW=Y,X为反馈信号,Y为输入信号,W为DPD系数;
根据DPD系数和输入信号的幅度得到DPD参数;
将得到的DPD参数存入LUT。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在对任意一级记忆因子对应的一个LUT保存的DPD参数进行更新的过程中,如果有DPD参数的数值为零,则将数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,按照下述方式将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值:将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之前且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,按照下述方式将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值:将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之后且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。
6.一种主备显示查找表交替工作的装置,其特征在于,适用于每一级记忆因子都对应一个主用LUT和一个备用LUT的场景,所有的主用LUT和所有的备用LUT均以输入信号的幅度为索引保存DPD参数,所述装置包括:
DPD处理单元,用于使用DPD参数对输入信号进行DPD处理;
DPD参数更新单元,用于对LUT保存的DPD参数进行更新;
其中,在DPD处理单元使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理的同时,DPD参数更新单元对所有的备用LUT保存的DPD参数进行更新;
DPD参数更新单元对所有的备用LUT保存的DPD参数更新完成后,DPD处理单元使用所有的备用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,同时,DPD参数更新单元对所有的主用LUT保存的DPD参数进行更新;
在DPD参数更新单元对所有的主用LUT保存的DPD参数更新完成后,DPD处理单元再使用所有的主用LUT保存的DPD参数对输入信号进行DPD处理,如此循环。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,DPD参数更新单元包括:
第一处理子单元,用于对反馈信号进行下变频率、滤波、削除镜像、幅度调整、相位调整和频率调整的处理;
第二处理子单元,用于利用输入信号、经过第一处理子单元处理的反馈信号和DPD系数之间的关系,通过矩阵求逆,得到DPD系数,其中,输入信号、经过处理的反馈信号和DPD系数之间的关系为XW=Y,X为反馈信号,Y为输入信号,W为DPD系数;
第三处理子单元,用于根据第二处理子单元得到的DPD系数和输入信号的幅度得到DPD参数;
保存子单元,用于将第三处理子单元得到的DPD参数存入LUT。
8.如权利要求6或7所述的装置,其特征在于,DPD参数更新单元在对任意一级记忆因子对应的一个LUT保存的DPD参数进行更新的过程中,如果有DPD参数的数值为零,则将数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,DPD参数更新单元在将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值时,将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之前且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。
10.如权利要求8所述的装置,其特征在于,DPD参数更新单元在将一个数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零的DPD参数的数值时,将所述数值为零的DPD参数的数值修改为数值不为零、在LUT中排序在所述数值为零的DPD参数之后且与所述数值为零的DPD参数最相邻的DPD参数的数值。
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