非線性系統失真校正裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通訊技術領域，特別是涉及一種非線性系統失真校正裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著移動通信的發展，頻譜資源越來越稀缺，運營商往往很難在一個頻段拿到足 夠帶寬的頻譜。在未來，各個運營商會越來越頻繁地建立跨頻段通信系統。這樣就會造成 通信設備系統需要處理跨頻段超寬帶信號。同時運營商對于CAPEX (Capital Expenditure, 資本性支出）與OPEX (Operating Expense,運營成本）的要求，會越來越成為選擇設備時的 首要考慮。對于無線通信基站系統，大約80%功耗是RRU(Radio Remote Unit，射頻拉遠單 元）模塊中的射頻功率放大器（PA，PowerAmplifier)產生，因此隨著數字移動通信技術的 發展，高效率功率放大器（以下簡稱功放）成為各大系統設備制造商的一個必須滿足的要 求。高效率功放面臨的一個主要問題就是現代高效率調制方式使功率放大器工作在接近飽 和區時產生的交調干擾，這導致功率放大器產生嚴重的非線性失真。數字預失真技術成為 當前主流通信設備中RRU系統的一個基本的功放線性化功能模塊。綜合上述信息，當前運 營狀況下，RRU中的數字預失真技術需要應對跨頻段超寬帶信號。
[0003] 這一狀況對采用了功放線性化技術的系統帶來了一個挑戰。目前的數字預失真 技術均是基于離線自適應迭代技術，該技術存在數字預失真信息總是不能完全跟隨實際鏈 路的變化情況。這一問題在跨頻段超寬帶信號配置下，顯得尤為突出。舉例來說，實際測 試可以發現，在 TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access， 時分同步碼分多址）信號和 TDD-LTE(Time Division Duplexing-Time Division Long Term Evolution，時分雙工-時分長期演進）信號混模跨頻段應用中，某些配置條件下，小區初建 時，由于某個頻段業務時隙沒有業務，預失真器用于提取線性化參數的數據是單頻段的，當 該頻段業務多起來時，預失真器不能實時更新線性化參數，實際測試跨頻段信號經過單頻 段提取的線性化參數，輸出功率會發生十幾 dB的突變，頻譜異常，極易造成系統的功放損 毀，對系統穩健性有極大的危害。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種非線性系統失真校正裝置及方法，用以解決 現有技術系統穩健性差的問題。
[0005] 為解決上述技術問題，一方面，本發明提供一種非線性系統失真校正裝置，包括：
[0006] 穩健性信號源生成器，用于生成向自適應器提供的穩健性信號；
[0007] 自適應器，用于采集信號發生器輸出的主鏈路信號和所述主鏈路信號經反饋鏈路 返回的反饋信號，并根據所述主鏈路信號、反饋信號和穩健性信號，生成校正參數；
[0008] 預校正器，用于根據所述校正參數，對信號發生器輸出的主鏈路信號進行預校正 處理。
[0009] 進一步，所述自適應器包括：
[0010] 數據采集單元，用于采集信號發生器輸出的主鏈路信號和所述主鏈路信號經反饋 鏈路返回的反饋信號；
[0011] 矩陣合成單元，用于根據所述主鏈路信號和反饋信號，生成線性化參數提取矩陣 Rr和目標矩陣Zr ;以及根據穩健性信號生成線性化參數提取矩陣Rs和目標矩陣Zs ;對Rs、 Zs和Rr、Zr進行矩陣合成，得到矩陣R和Z ;
[0012] 校正參數生成單元，用于根據所述矩陣R和Z，提取線性化參數，將所述線性化參 數作為校正參數加載到預校正器中。
[0013] 進一步，所述預校正器包括：
[0014] 索引地址獲取單元，用于獲取所述主鏈路信號的幅值或功率，得到校正信號的索 引地址；
[0015] 校正信號獲取單元，用于根據所述索引地址查找對應查找表，根據查找表內容生 成校正信號；
[0016] 預校正處理單元，用于根據所述校正信號和校正參數，對信號發生器輸出的主鏈 路信號進行預校正處理。
[0017] 進一步，所述預校正處理單元根據公式（1)、（2)和（3)進行預校正處理：
[0018] y (n) = Fu>x(U, X) (1)
[0019] U = [U(n)，U(n_l),…，U(n_K) ] (2)
[0020] X = [x(n), x(n-l), ..., x(n-J)] (3)
[0021] 其中，y為預校正后信號；n為信號采樣時間序號；Fu>x( ·)為預校正函數，所述校 正參數為預校正函數Fu>x(·)中的系數；U為所述校正信號的向量；X為主鏈路信號的向量； K為校正信號的最大延遲；J為主鏈路信號的最大延遲。
[0022] 進一步，所述矩陣合成單元采用公式（4)和（5)進行矩陣合成：
[0023] R = aXRs + bXRr (4)
[0024] Z = aXZs+bXZr (5)
[0025] 其中，a、b為加權系數。
[0026] 進一步，所述裝置還包括：
[0027] 信號處理器，用于對所述穩健性信號源生成器輸入的主鏈路信號進行數據特性處 理；其中，所述穩健性信號源生成器對基帶信號進行變頻、濾波和移頻處理后，得到主鏈路 信號，該主鏈路信號經過數據特性處理后得到穩健性信號。進一步，所述信號處理器還用于 對所述自適應器輸入的主鏈路信號和反饋信號進行數據特性處理。
[0028] 進一步，所述信號處理器進行數據特性處理是指對輸入所述信號處理器的信號進 行時延對齊和能量對齊。
[0029] 進一步，所述裝置還包括：
[0030] 數模轉換器，用于將所述預校正器輸出的數字信號轉化為模擬信號；
[0031] 非線性系統，用于對所述模擬信號進行非線性處理；
[0032] 模數轉換器，用于在非線性系統輸出的信號中耦合出一路，將其轉化成數字信號 后作為反饋信號輸入自適應器。
[0033] 另一方面，本發明還提供一種非線性系統失真校正方法，包括：
[0034] 生成向自適應器提供的穩健性信號；
[0035] 采集信號發生器輸出的主鏈路信號和所述主鏈路信號經反饋鏈路返回的反饋信 號，并根據所述主鏈路信號、反饋信號和穩健性信號，生成校正參數；
[0036] 根據所述校正參數，對信號發生器輸出的主鏈路信號進行預校正處理。
[0037] 進一步,生成校正參數，具體包括：
[0038] 采集信號發生器輸出的主鏈路信號和所述主鏈路信號經反饋鏈路返回的反饋信 號；
[0039] 根據所述主鏈路信號和反饋信號，生成線性化參數提取矩陣Rr和目標矩陣Zr ;以 及根據穩健性信號生成線性化參數提取矩陣Rs和目標矩陣Zs ;對Rs、Zs和Rr、Zr進行矩 陣合成，得到矩陣R和Z;
[0040] 根據所述矩陣R和Z，提取線性化參數，將所述線性化參數作為校正參數加載到預 校正器中。
[0041] 進一步，所述預校正處理具體包括：
[0042] 獲取所述主鏈路信號的幅值或功率，得到校正信號的索引地址；
[0043] 根據所述索引地址查找對應查找表，根據查找表內容生成校正信號；
[0044] 根據所述校正信號和校正參數，對信號發生器輸出的主鏈路信號進行預校正處 理。
[0045] 進一步，根據公式（1)、（2)和（3)進行預校正處理：
[0046] y (n) = Fu>x(U, X) (1)
[0047] U = [U(n)，U(n_l),…，U(n_K) ] (2)
[0048] X = [x(n)，x(n-l)，...，x(n-J)] (3)
[0049] 其中，y為預校正后信號；n為信號采樣時間序號；Fu>x( ·)為預校正函數，所述校 正參數為預校正函數Fu>x(·)中的系數；U為所述校正信號的向量；X為主鏈路信號的向量； K為校正信號的最大延遲；J為主鏈路信號的最大延遲。
[0050] 進一步，采用的公式（4) (5)進行矩陣合成：
[0051] R = aXRs + bXRr (4)
[0052] Z = aXZs+bXZr (5)
[0053] 其中，a、b為加權系數。
[0054] 進一步，生成穩健性信號包括：
[0055] 對基帶信號進行變頻、濾波和移頻處理，得到主鏈路信號，對該主鏈路信號進行數 據特性處理，得到穩健性信號。
[0056] 進一步，采集所述主鏈路信號和所述反饋信號后，還包括：
[0057] 對所述主鏈路信號和所述反饋信號進行數據特性處理。
[0058] 進一步，所述數據特性處理是指對采集的信號進行時延對齊和能量對齊的操作。
[0059] 進一步，將預校正處理后的數字信號轉化為模擬信號；
[0060] 對所述模擬信號進行非線性處理；
[0061] 在非線性處理后的信號中耦合出一路，將其轉化成數字信號后作為反饋信號返 回。
[0062] 本發明有益效果如下：
[0063] 本發明通過提供穩健性信號，保證了系統在各種動態配置下，都不會因為前一種 配置的信號特性與后一種差異過大，造成實際鏈路信號通過預失真模塊后，帶來不可知的 功率突變或輸出頻譜異常的問題，從而極大地提升了系統動態運行情況下的穩健性，可以 滿足運營商的各種頻段配置需求和不同區域的話務量動態變化需求。
【附圖說明】
[0064] 圖1是本發明實施例中一種非線性系統失真校正裝置的結構示意圖；