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一种基于LMS迭代的环路延时估计算法 谭超强，熊春林，魏急波（国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073） 摘要：数字预失真技术是有效补偿射频功率放大器的非线性方案；然而，前向数据与反馈数据之间的延时估计是数字预失真系统的关键性问题，直接影响着非线性的补偿能力。在此基于滑动窗的相关运算，介绍一种整数倍的环路延时估计算法，同时基于LMS迭代逐个数据输入进行比较，提出了一种自适应小数倍的环路延时估计算法。最后对算法进行仿真验证，结果表明，经过整数倍的环路延时估计后，对于在-Ts,Ts范围内的残余的小数倍延时，该算法均表现出优异的估计性能。 关键词：数字预失真；环路延时估计；lms迭代；射频功率放大器 ：TN929.5?34：A：1004?373X（xx）20?0008?03 AloopdelayestimationalgorithmbasedonLMSiteration TANChaoqiang，XIONGChunlin，WEIJibo （SchoolofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China） Abstract：DPD（digitalpre?distortion）technologyisanonlinearschemetoeffectivelypensatetheRFpoweramplifier，butthedelayestimationbetweenforwarddataandfeedbackdataisthekeyofDPDsystem，whichaffectsthenonlinearpen?sationcapabilitydirectly.Inthispaper，theloopdelayestimationalgorithmofanintegermultipleisintroducedbasedoncorrela?tionoperationofslidingwindow.Atthesametime，aloopdelayestimationalgorithmofadaptivefractionalmultipleisproposedaordingtotheparisonofthedatainputtedonebyonebasedonLMSiteration.Thesimulationresultsindicatethatthealgo?rithmhassuperiorestimationperformanceofresidualfractionalmultipledelayintherangeof-Ts,Tsaftertheloopdelayesti?mationoftheintegermultiple. Keywords：digitalpre?distortion；loopdelayestimation；LMSiteration；radiofrequencypoweramplifier 0引言 OFDM系统因其较强的抗多径衰落能力和较高的频带利用率而备受关注。与其他多载波调制技术一样，OFDM信号存在着峰值平均功率比PAPR（PeaktoAver?agePowerRatio）较高的问题，致使其通过射频端的功率放大器时，容易因功放的非线性而产生带内失真和带外扩展1。在诸多功放的线性化技术中，数字预失真DPD（DigitalPre?Distortion）技术因其自适应能力强、补偿精度高、代价适中等优点，而具有广泛的应用价值。 为获取较好的非线性补偿性能，数字预失真一般采用自适应实时工作方式。这意味着，DPD是通过比较前馈序列和反馈序列的差异来不断调整的。因此，数字预失真在调整更新之前，需要准确地估计反馈环路中的数据延时并进行有效补偿。文献2提出一种基于快速傅里叶变换的延时估计算法，缺点是需要较大的数值计算量；文献3提出的基于传统的相关运算方案，但是其估计精度不足，因而不能有效适用于数字预失真系统；文献4的环路延时估计方案中包含DLL环路（Delay?LockedLoop），在硬件上需要额外的环路。本文基于LMS迭代逐个数据输入进行比较，提出一种自适应的环路延时估计算法，并对算法进行了仿真验证。 1整数倍的环路延时估计 类似于文献3?4，以采样周期Ts为单位，环路延时估计可分为整数倍环路延时估计和小数倍环路延时估计两部分。 首先，进行整数倍的环路延时估计。当信号通过功率放大器时，会因为功放的非线性而造成信号的失真。 2小数倍的环路延时估计 因此，式（7）可以简化为： xi(n)-x(n)=x(n-1)-x(n)（9） 这样，逐个数据输入的LMS算法的迭代公式可以描述为： 第k次迭代过程中由内插滤波器得到的重建信号。 3仿真结果与分析 图3整数倍环路延时估计仿真 其次，进行的是小数倍的环路延时估计仿真。迭代次数设置为200次，选择LMS算法步长=2。图4给出了一组残余延时值为0.2Ts，0.5Ts和0.8Ts的迭代估计过程。同时图5给出了残余延时值为-0.1Ts，-0.5Ts和-0.7Ts情况下的小数倍环路延时估计过程。 4结语 数字预失真系统对前向数据与反馈数据的对齐很敏感，环路延时估计的精度不够，致使数字预失真的补偿性能将急剧下降，甚至出现发散的情况。本文介绍了一种有效的整数倍环路延时估计，同时提出了一种基于LMS迭代逐个数据输入的自适应小数倍延时估计算法，最后通过仿真验证了该算法的有效性。 参考文献 1WANGJianxin，YUJianguo，ZHIgao.ResearchofadaptivedigitalpredistortiontechnologyforwidebandOFDMpoweram?plifierC/Proceedingsofthe5thInternationalConferenceonWirelessCommunications，NetworkingandMobileComputing.Beijing：IEEE，xx：33?36. 2ANDREWWS，DURTLERWG.Experimentalperformanceofanadaptivedigitallinearizedpoweramplifierforcellularte?lephonyJ.IEEETransactionsonVehicularTechnology，1992，41（4）：395?400. 3LOKUW.Anoveldigitalpredistortiontechniqueforclass?EPAwithdelaymismatchestimationC/ProceedingsofxxAsiaPacificConferenceonPostgraduateMicroelectronicsandElectronics.S.l.：IEEE，xx：119?121. 4TANGShigang.LoopdelaycorrectionforadaptivedigitallinearizationofpoweramplifiersC/ProceedingsofxxWirelessCommunicationsandNetworkingConference.Kow?loon：IEEE，xx：1987?1990.5LIULei，ZHANGPeng，LINZiliang.Analgorithmforloopde?layestimationindigitalpredistortionsystemC/Proceedingsofthe4thInternationalCongressonImageandSignal.Shang?hai，China：IEEE，xx：2313?1316. 6LIUYoujiang.Ontherobustnessofl