[发明专利]一种非线性注入式线性化系统及数字预失真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种线性化系统及数字预失真方法，尤其是涉及一种非线性注入式线性化系统及数字预失真方法。

背景技术

现代宽带无线通信系统广泛采用了正交频分复用（OFDM）和正交幅度调制（QAM）等非恒包络调制方式，这对传输系统的线性度要求很高。同时随着系统容量的增大，频谱利用率的提高，超高调制度的调制方式如256QAM、512QAM，甚至1024QAM已经投入实际应用或即将应用于实际的大容量无线通信系统中。这些超大容量的调制方式对通信系统的线性度提出了极高的要求。在各种线性化技术中，数字预失真线性化技术既能保证射频功率放大器工作于高效率状态，又能有效地提高其线性度，目前在无线通信系统中得到了广泛的应用。但是在现阶段，数字预失真线性化技术普遍采用基于某种非线性模型的数字预失真器进行循环迭代使预失真参数收敛，得到稳定的数字预失真器。虽然这个预失真器性能稳定，但是非线性系统（射频功率放大器、射频发射机或者光纤无线电发射机等）的输出频谱再生现象仍然较为严重，因此研究如何消除现阶段数字预失真器存在的残余带外频谱再生分量的问题具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以消除利用数字预失真技术对非线性系统进行线性化时普遍存在的残余频谱再生分量，进一步抑制非线性系统的非线性，从而获得具有超线性的输出频谱的非线性注入式线性化系统及数字预失真方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种非线性注入式线性化系统，包括用于控制预失真器和提取预失真参数的数字信号处理器、再生频谱数字预失真器、n个残余频谱数字预失真器、矢量加法器、数模转换器、上变频器、模数转换器、下变频器和定向耦合器，所述的再生频谱数字预失真器、n个残余频谱数字预失真器和所述的数字信号处理器均接入基带输入信号，所述的再生频谱数字预失真器和n个残余频谱数字预失真器分别与所述的数字信号处理器连接，所述的再生频谱数字预失真器和所述的n个残余频谱数字预失真器均与所述的矢量加法器连接，所述的矢量加法器与所述的数模转换器连接，所述的数模转换器与所述的上变频器连接，所述的定向耦合器与所述的下变频器连接，所述的下变频器与所述的模数转换器连接，所述的模数转换器与所述的数字信号处理器连接，所述的数字信号处理器由控制电路模块和预失真参数鉴别模块组成，其中n≥1。

所述的再生频谱数字预失真器及n个残余频谱数字预失真器为基于相同非线性模型的数字预失真器。

所述的再生频谱数字预失真器及n个残余频谱数字预失真器为基于不同非线性模型的数字预失真器。

所述的再生频谱数字预失真器及n个残余频谱数字预失真器为Volterra级数数字预失真器、记忆多项式数字预失真器、Wiener模型数字预失真器、类Wiener模型数字预失真器、Wiener-Hammerstein模型数字预失真器、Hammerstein模型数字预失真器、类Hammerstein模型数字预失真器或FIR线性滤波数字预失真器。

所述的定向耦合器与所述的下变频器通过衰减器连接。

所述的衰减器为可调衰减器。

一种基于非线性注入式线性化系统的非线性注入式数字预失真方法，包括以下步骤：

①将非线性注入式线性化系统与非线性系统连接，其中非线性系统的输入端与所述的上变频器的输出端连接，非线性系统的输出端与所述的定向耦合器的输入端连接；

②初始化再生频谱数字预失真器和n个残余频谱数字预失真器，使其增益全部为零分贝，并根据系统设计要求在数字信号处理器中设定输出信号容许的最大带外残余频谱功率值；

③将基带输入信号同步输入到数字信号处理器、再生频谱数字预失真器和n个残余频谱数字预失真器中；

④数字信号处理器中的控制电路模块首先选择再生频谱数字预失真器对非线性系统进行线性化，直到再生频谱数字预失真器对非线性系统的线性化效果保持稳定，此时保持再生频谱数字预失真器的参数不变；

⑤将再生频谱数字预失真器与非线性系统作为第一个新的非线性系统，数字信号处理器中的控制电路模块选择第1个残余频谱数字预失真器对第一个新的非线性系统进行线性化，利用基带输入信号和第一个新的非线性系统的输出信号中的非线性分量在数字信号处理器中求解第1个残余频谱数字预失真器的参数，然后将第一个残余频谱数字预失真器通过矢量加法器引入第一个新的非线性系统，构成第二个新的非线性系统；