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1、10申请公布号CN103346792A43申请公布日20131009CN103346792ACN103346792A21申请号201310287918422申请日20130710H03M1/08200601H03F1/3220060171申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新西区西源大道2006号72发明人刘颖潘文生邵士海唐友喜74专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人袁春晓54发明名称消除模数转换中时钟抖动的方法、装置及数字预失真方法57摘要本发明公开了消除模数转换中时钟抖动的方法、装置及数字预失真方法,涉及通讯领域中的预失真技术，旨在提供一种可以消除模数转。
2、换过程中时钟抖动的方法、装置及数字预失真方法。本发明技术要点包括步骤1接收模拟信号ZT；步骤2向模数转换模块提供时钟信号HT，同时将该时钟信号HT与一单音信号MT的乘积作为参考信号QT加到模拟信号ZT中获得复合信号RT；步骤3模数转换模块对复合信号RT进行模数转换得到两路完全相同的复合数字信号RJITN；步骤4对所述复合数字信号RJITN的其中一路进行抖动序列估计后得到时钟抖动序列步骤5利用时钟抖动序列对所述复合数字信号RJITN的另一路进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。51INTCL权利要求书2页说明书7页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利。
3、要求书2页说明书7页附图3页10申请公布号CN103346792ACN103346792A1/2页21一种消除模数转换过程中时钟抖动的方法，其特征在于，包括步骤1接收模拟信号ZT；步骤2向模数转换模块提供时钟信号HT，同时将该时钟信号HT与一单音信号MT的乘积作为参考信号QT加到模拟信号ZT中获得复合信号RT；选择单音信号MT使其频谱范围与所述模拟信号ZT的频谱范围相互分离；步骤3模数转换模块对复合信号RT进行模数转换得到两路完全相同的复合数字信号RJITN；步骤4对所述复合数字信号RJITN的其中一路进行抖动序列估计后得到时钟抖动序列步骤5利用时钟抖动序列对所述复合数字信号RJITN的另一路。
4、进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。2根据权利要求1所述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法，其特征在于，所述步骤4包括步骤401将复合数字信号RJITN与序列的乘积进行滤波以筛选出参考数字信号RQN；其中，和分别为单音信号MT的幅度和相位的估计值；FM为单音信号MT的频率；TS为采样时钟周期，即时钟信号HT的周期；步骤402对参考数字信号RQN与常数2FM1的乘积取虚部，得到时钟抖动序列3根据权利要求2所述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法，其特征在于，所述步骤5包括步骤501将复合数字信号RJITN与进行滤波以筛选出混入抖动的数字信号YJITN；步骤502对混入抖动的。
5、数字信号YJITN进行傅里叶变换；步骤503将傅里叶变换的结果与序列J2FL相乘，将乘积进行傅里叶反变换；L0,1，N1，N为模拟信号ZT中的分频个数，FL为模拟信号ZT中各个分频的频率；步骤504将傅里叶反变换得到的结果与时钟抖动序列相乘；步骤505将混入抖动的数字信号YJITN减去步骤504中的相乘结果，得到消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。4一种数字预失真方法，其特征在于，采用权利要求13所述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法对经过下变频及滤波后的反馈模拟信号进行模数转换。5一种消除模数转换过程中时钟抖动的装置，其特征在于，包括模拟信号接收模块，用于接收模拟信号ZT；参考信号注入模块，用。
6、于向模数转换模块提供时钟信号HT，同时将该时钟信号HT与一单音信号MT的乘积作为参考信号QT加到模拟信号ZT中获得复合信号RT；选择单音信号MT使其频谱范围与所述模拟信号ZT的频谱范围相互分离；模数转换模块，用于对复合信号RT进行模数转换得到两路完全相同的符合数字信权利要求书CN103346792A2/2页3号RJITN；时钟抖动序列估计模块，用于对所述复合数字信号RJITN的其中一路进行抖动序列估计后得到时钟抖动序列时钟抖动消除模块，用于利用时钟抖动序列对所述复合数字信号RJITN的另一路进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。6根据权利要求5所述的消除模数转换过程中时钟。
7、抖动的装置，其特征在于，根据权利要求1所述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法，其特征在于，所述时钟抖动序列估计模块包括参考数字信号筛选模块，用于将复合数字信号RJITN与序列的乘积进行滤波以筛选出参考数字信号RQN；其中，和分别为单音信号MT的幅度和相位的估计值；FM为单音信号MT的频率；TS为采样时钟周期，即时钟信号HT的周期；取虚部运算模块，用于对参考数字信号RQN与常数2FM1的乘积取虚部，得到时钟抖动序列7根据权利要求6所述的消除模数转换过程中时钟抖动的装置，其特征在于，所述时钟抖动消除模块包括混入抖动的数字信号筛选模块，用于将复合数字信号RJITN与进行滤波以筛选出混入抖动的数字信号。
8、YJITN；傅里叶变换模块，用于对混入抖动的数字信号YJITN进行傅里叶变换；补偿及傅里叶反变换模块，用于将傅里叶变换的结果与序列J2FL相乘，并将乘积进行傅里叶反变换；L0,1，N1，N为模拟信号ZT中的分频个数，FL为模拟信号ZT中各个分频的频率；乘法运算模块，用于将傅里叶反变换得到的结果与时钟抖动序列相乘；减法运算模块，用于将混入抖动的数字信号YJITN减去步骤504中的相乘结果，得到消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。权利要求书CN103346792A1/7页4消除模数转换中时钟抖动的方法、装置及数字预失真方法技术领域0001本发明涉及通讯领域中的预失真技术，尤其涉及一种消除数字预失真反。
9、馈通路中的采样时钟抖动干扰的方法及装置，以及采用了消除时钟抖动干扰的预失真方法。背景技术0002功率放大器POWERAMPLIFIERPA是现代移动通信系统中核心部件之一，其性能直接影响着无线通信系统的性能好坏。为提高效率，放大器通常在接近饱和点的高效率区工作，此时放大器存在非线性特性。由于现行通信信号为非恒定包络，通过非线性放大后将会产生互调失真和频谱增生，导致邻道干扰并恶化接收机误码率。为解决此问题，出现了数字预失真DIGITALPREDISTORTIONDPD技术。有了预失真技术的辅助，功率放大器就可以工作在饱和点附近，并且保持很好的线性，由此提高功率放大器的效率。0003如图5，传统的。
10、数字预失真方法，包括直接学习型结构和间接学习型结构，需要一条或多条反馈通路来对功率放大器输出信号进行耦合、下变频及滤波处理并最终转换为数字信号用以进行预失真器或者功率放大器参数估计。然而，传统的数字预失真方法中没有考虑反馈通路中模数转换器引入的时钟抖动的影响。尤其是对于宽带信号而言，该时钟抖动将恶化采样数字信号的信噪比并影响数字预失真的性能。发明内容0004传统数字预失真方法需要一条或多条反馈通路来对功率放大器输出信号进行耦合、下变频及滤波处理并最终转换为数字信号用以进行预失真器或者功率放大器参数估计。然而，反馈通路中的模数转换模块会引入时钟抖动，尤其是对于宽带信号而言，该时钟抖动将恶化采样数。
11、字信号的信噪比并影响数字预失真的性能。0005本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种可以消除模数转换过程中时钟抖动的方法及装置。0006本发明提供了一种消除模数转换过程中时钟抖动的方法，包括0007步骤1接收模拟信号ZT；0008步骤2向模数转换模块提供时钟信号HT，同时将该时钟信号HT与一单音信号MT的乘积作为参考信号QT加到模拟信号ZT中获得复合信号RT；选择单音信号MT使其频谱范围与所述模拟信号ZT的频谱范围相互分离；0009步骤3模数转换模块对复合信号RT进行模数转换得到两路完全相同的符合数字信号RJITN；0010步骤4对所述复合数字信号RJITN的其中一路进行抖动序列。
12、估计后得到时钟抖动序列0011步骤5利用时钟抖动序列对所述复合数字信号RJITN的另一路进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。说明书CN103346792A2/7页50012优选地，所述步骤4包括0013步骤401将复合数字信号RJITN与序列的乘积进行滤波以筛选出参考数字信号RQN；其中，和分别为单音信号MT的幅度和相位的估计值；FM为单音信号MT的频率；TS为采样时钟周期，即时钟信号HT的周期；0014步骤402对参考数字信号RQN与常数2FM1的乘积取虚部，得到时钟抖动序列0015优选地，所述步骤5包括0016步骤501将复合数字信号RJITN与进行滤波以筛选出混入。
13、抖动的数字信号YJITN；0017步骤502对混入抖动的数字信号YJITN进行傅里叶变换；0018步骤503将傅里叶变换的结果与序列J2FL相乘，将乘积进行傅里叶反变换；L0,1，N1，N为模拟信号ZT中的分频个数，FL为模拟信号ZT中各个分频的频率；0019步骤504将傅里叶反变换得到的结果与时钟抖动序列相乘；0020步骤505将混入抖动的数字信号YJITN减去步骤504中的相乘结果，得到消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。0021本发明还提供可一种新的数字预失真方法，本新的数字预算真方法采用了本发明所述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法对经过下变频及滤波后的反馈模拟信号进行模数转换。0022。
14、本发明还提供了一种消除模数转换过程中时钟抖动的装置，包括0023模拟信号接收模块，用于接收模拟信号ZT；0024参考信号注入模块，用于向模数转换模块提供时钟信号HT，同时将该时钟信号HT与一单音信号MT的乘积作为参考信号QT加到模拟信号ZT中获得复合信号RT；选择单音信号MT使其频谱范围与所述模拟信号ZT的频谱范围相互分离；0025模数转换模块，用于对复合信号RT进行模数转换得到两路完全相同的符合数字信号RJITN；0026时钟抖动序列估计模块，用于对所述复合数字信号RJITN的其中一路进行抖动序列估计后得到时钟抖动序列0027时钟抖动消除模块，用于利用时钟抖动序列对所述复合数字信号RJITN。
15、的另一路进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。0028优选地，所述时钟抖动序列估计模块包括0029参考数字信号筛选模块，用于将复合数字信号RJITN与序列的乘积进行滤波以筛选出参考数字信号RQN；其中，和分别为单音信号MT的幅度和相位的估计值；FM为单音信号MT的频率；TS为采样时钟周期，即时钟信号HT的周期；说明书CN103346792A3/7页60030取虚部运算模块，用于对参考数字信号RQN与常数2FM1的乘积取虚部，得到时钟抖动序列0031优选地，所述时钟抖动消除模块包括0032混入抖动的数字信号筛选模块，用于将复合数字信号RJITN与进行滤波以筛选出混入抖动的数。
16、字信号YJITN；0033傅里叶变换模块，用于对混入抖动的数字信号YJITN进行傅里叶变换；0034补偿及傅里叶反变换模块，用于将傅里叶变换的结果与序列J2FL相乘，并将乘积进行傅里叶反变换；L0,1，N1，N为模拟信号ZT中的分频个数，FL为模拟信号ZT中各个分频的频率；0035乘法运算模块，用于将傅里叶反变换得到的结果与时钟抖动序列相乘；0036减法运算模块，用于将混入抖动的数字信号YJITN减去步骤504中的相乘结果，得到消除了时钟抖动的纯净数字信号YN。0037综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是0038本发明提供的消除模数转换过程中时钟抖动的方法及装置有效消除了模数转。
17、换过程中引入的时钟抖动，提高了模数转换精度。0039本发明提供的新的数字预失真方法，采用了消除模数转换过程中时钟抖动的方法，进而消除了数字预失真反馈通路时钟抖动对信号的影响。具体讲可以提高采样数字信号的信噪比，提高功率放大器建模或者功率放大器求逆模型的精度，改善数字预失真对功率放大器的线性化性能。附图说明0040本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中0041图1为本发明中消除数模转换过程中时钟抖动方法流程示意。0042图2为图1中参考信号注入流程示意。0043图3为图1中时钟抖动序列估计流程示意。0044图4为图1中时钟抖动消除流程示意。0045图5为传统数字预失真结构示意。0046图6为。
18、本发明中数字预失真结构示意。具体实施方式0047本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。0048本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。0049如图1、图2，消除模数转换过程中时钟抖动的方法的一个实施例包括0050步骤1接收模拟信号ZT109。0051步骤2向模数转换模块提供时钟信号HT205,HTCOS2FSTT，FS表说明书CN103346792A4/7页7示所选择的晶振的时钟频率该值为已知值，T表示相。
19、位噪声。同时将该时钟信号HT303与一单音信号MT304的乘积作为参考信号QT305加到模拟信号ZT109中获得复合信号RT204,RTZTQT。0052其中，单音信号为一余弦波信号，MTAMCOS2FMTM,因其频率成分单一，得名单音信号。AM表示单音余弦信号的幅度，FM表示所选择的晶振的时钟频率该值为已知值，M表示初始相位。AM和M可以用常规正余弦信号参数估计方法精确计算，其计算结果分别记为和0053需要注意的是，这一步骤中需要选择满足这一条件的单音信号MT其频谱范围，即频率，与所述模拟信号ZT的频谱范围相互分离，不能有重叠。执行本步骤还应该注意的是必须保证与单音信号MT相乘时的时钟信号H。
20、T与送到模数转换模块时的时钟信号HT完全相同，其中包括相位相同，即这两个子步骤应该同时进行，或者说时钟信号HT达到乘法器、数模转换模块的时延相同。本领域技术人员知晓的确保时延相同的一切方法均适用于本步骤。例如，在设计PCB电路板时保证时钟信号HT达到乘法器、数模转换模块的布线长度相等，则能保证时钟信号HT达到乘法器、数模转换模块的延时相等。0054上述各式变量T为连续实数。0055步骤3模数转换模块201对复合信号RT进行模数转换得到两路完全相同的复合数字信号RJITN，RJITNRNTS，N为0、1、2的整数，TS1/FS表示采样时钟周期。由于模数转换模块201在转换过程中会引入时钟抖动，从。
21、而对信号造成干扰。0056步骤4对所述复合数字信号RJITN的其中一路206进行抖动序列估计后得到时钟抖动序列208；0057步骤5利用时钟抖动序列208对所述复合数字信号RJITN的另一路207进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号YN110。0058如图3，在本发明另一实施例中，所述步骤4进一步包括0059步骤401将复合数字信号RJITN206与序列404的乘积进行滤波以筛选出参考数字信号RQN405；其中，和分别为单音信号MT的幅度和相位的估计值；FM为单音信号MT的频率；TS为采样时钟周期，即时钟信号HT的周期。0060复合数字信号RJITN206表示为RJITNZN。
22、TSNQJITN，当单音信号的频率低于模拟信号ZT中最低分频时，采用低通滤波筛选出参考数字信号RQN，可以方便得到时钟抖动序列0061步骤402对参考数字信号RQN与常数2FM1的乘积取虚部，得到时钟抖动序列0062首先分析复合信号RT204中的时钟信号HT303经过模数转换模块201之后的离散信号HJITN，表示为0063HJITNCOS2FSNTS2FSNNTSN0064其中，TS1/FS表示采样时钟周期；N为时钟抖动序列。在通常情况下，相位噪声说明书CN103346792A5/7页8T是时间的慢变函数，因此可以做如下近似00650066并且可以进一步做如下近似NTSNNTS。因此，离散信。
23、号HJITN在模数转换后可以近似表示为0067HJITNCOS2FSNNTS1。0068因此，参考信号QT305经过模数转换模块201可以表示为离散数字信号如下00690070即经过低通滤波器401滤波后的参考数字信号RQN405可以表示为007100720073007400750076设计LPF（低通滤波器）的截止带宽小于FM，则通过LPF后其他频率分量被滤除，只保留考虑到N的值很小，接近0，因此2FMN也很小，那么进一步将上式的结果做近似处理得到0077COS2FMDNJSIN2FMN1J2FMN0078因此，对参考数字信号RQN与常数2FM1的乘积取虚部，便可得到时钟抖动序列当然，本领域。
24、技术人员可以合理料想，本步骤也可以先对参考数字信号RQN取虚部，再将虚部与常数2FM1的乘积。0079如图4，在本发明另一个实施例中，所述步骤5包括0080步骤501将另一路复合数字信号RJITN207与进行滤波以筛选出混入抖动的数字信号YJITN506。当单音信号的频率低于模拟信号ZT中最低分频时，采用高通滤波筛选出混入抖动的数字信号YJITN506。0081步骤502对混入抖动的数字信号YJITN506进行傅里叶变换501；0082步骤503将傅里叶变换501的结果与序列J2FL508相乘502，将乘积进行傅里叶反变换；L0,1，N1，N为模拟信号ZT中的分频个数；0083步骤504将傅里。
25、叶反变换得到的结果与时钟抖动序列相乘；0084步骤505将混入抖动的数字信号YJITN506减去步骤504中的相乘结果，得到消说明书CN103346792A6/7页9除了时钟抖动的纯净数字信号YN110。0085复合数字信号RJITN207经过高通滤波器滤除参考信号后余下混入抖动的数字信号YJITN506可以表示为0086YJITNZNTSN0087考虑到时钟抖动序列N相对于采样周期TS来说很小，因此对其进行一阶泰勒级数展开为00880089其中，YNZNTS，Z表示ZT在时刻TNTS的一阶导数。考虑到现有通信系统中所采用的多载波信号进行通信（如，OFDM信号），因此模拟信号ZT可以表示为00。
26、900091其中，N表示载波数，SL为发射符号，FL为第L个载波的频率。信号与系统教科书中指出“任何物理可实现的信号均均存在傅里叶变化”，即，可以按照傅里叶级数展开，因此本领域技术人员不难想到，当模拟信号ZT为一般模拟信号时也可将其进行频谱分析，得到其各个分频信号，以及分频信号的数量，因此一般的模拟信号ZT也可以按上式表示。0092因此YJITN可以表示为00930094其中，抖动序列N已被计算出来，计算值为原始信号的发射符号序列SL可以由接收信号YJITN的傅立叶变换FL来进行估计。因此，纯洁信号110可以由如下公式得到00950096其中，信号可以由发射符号为J2FLFL的序列通过N点傅里。
27、叶反变换得到。0097如图5，本发明还提供可一种新的数字预失真方法，本新的数字预算真方法采用了本发明所述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法对经过经过下变频及滤波后的反馈模拟信号进行模数转换。0098具体的本发明提供的数字预失真方法都包括以下步骤0099数字预失真器100将预失真（与失真互逆的变换）添加到待发射的基带数字基带信号107中；0100将混入预失真的数字信号108分为完全相同的两路，其中一路送入预失真参数估计模块106，另一路依次进行数模转换101、上变频及滤波102；0101经过滤波后的信号送入功率放大器103，信号经过功率放大后一方面经过射频天线发射，另一方面被耦合进反馈回路；01。
28、02在反馈回路中，被耦合进入的信号111依次进入下变频及滤波104、模数转换后送说明书CN103346792A7/7页10入预失真参数估计模块106；所述模数转换采用前述的消除模数转换过程中时钟抖动的方法105进行转换；0103预失真参数估计模块106计算出预失真参数，并输出给数字预失真器100，数字预失真器100将预失真添加到待发送的基带数字信号中，如此循环。0104将消除时钟抖动的数模转换方法应用到数字预失真过程中，可以带来十分突出的技术效果，例如提高采样数字信号的信噪比，提高功率放大器建模或者功率放大器求逆模型的精度，改善数字预失真对功率放大器的线性化性能。0105本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。说明书CN103346792A101/3页11图1图2说明书附图CN103346792A112/3页12图3图4图5说明书附图CN103346792A123/3页13图6说明书附图CN103346792A13。