非线性系统失真校正装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种非线性系统失真校正装置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信的发展，频谱资源越来越稀缺，运营商往往很难在一个频段拿到足 够带宽的频谱。在未来，各个运营商会越来越频繁地建立跨频段通信系统。这样就会造成 通信设备系统需要处理跨频段超宽带信号。同时运营商对于CAPEX (Capital Expenditure, 资本性支出）与OPEX (Operating Expense,运营成本）的要求，会越来越成为选择设备时的 首要考虑。对于无线通信基站系统，大约80%功耗是RRU(Radio Remote Unit，射频拉远单 元）模块中的射频功率放大器（PA，PowerAmplifier)产生，因此随着数字移动通信技术的 发展，高效率功率放大器（以下简称功放）成为各大系统设备制造商的一个必须满足的要 求。高效率功放面临的一个主要问题就是现代高效率调制方式使功率放大器工作在接近饱 和区时产生的交调干扰，这导致功率放大器产生严重的非线性失真。数字预失真技术成为 当前主流通信设备中RRU系统的一个基本的功放线性化功能模块。综合上述信息，当前运 营状况下，RRU中的数字预失真技术需要应对跨频段超宽带信号。
[0003] 这一状况对采用了功放线性化技术的系统带来了一个挑战。目前的数字预失真 技术均是基于离线自适应迭代技术，该技术存在数字预失真信息总是不能完全跟随实际链 路的变化情况。这一问题在跨频段超宽带信号配置下，显得尤为突出。举例来说，实际测 试可以发现，在 TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access， 时分同步码分多址）信号和 TDD-LTE(Time Division Duplexing-Time Division Long Term Evolution，时分双工-时分长期演进）信号混模跨频段应用中，某些配置条件下，小区初建 时，由于某个频段业务时隙没有业务，预失真器用于提取线性化参数的数据是单频段的，当 该频段业务多起来时，预失真器不能实时更新线性化参数，实际测试跨频段信号经过单频 段提取的线性化参数，输出功率会发生十几 dB的突变，频谱异常，极易造成系统的功放损 毁，对系统稳健性有极大的危害。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种非线性系统失真校正装置及方法，用以解决 现有技术系统稳健性差的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种非线性系统失真校正装置，包括：
[0006] 稳健性信号源生成器，用于生成向自适应器提供的稳健性信号；
[0007] 自适应器，用于采集信号发生器输出的主链路信号和所述主链路信号经反馈链路 返回的反馈信号，并根据所述主链路信号、反馈信号和稳健性信号，生成校正参数；
[0008] 预校正器，用于根据所述校正参数，对信号发生器输出的主链路信号进行预校正 处理。
[0009] 进一步，所述自适应器包括：
[0010] 数据采集单元，用于采集信号发生器输出的主链路信号和所述主链路信号经反馈 链路返回的反馈信号；
[0011] 矩阵合成单元，用于根据所述主链路信号和反馈信号，生成线性化参数提取矩阵 Rr和目标矩阵Zr ;以及根据稳健性信号生成线性化参数提取矩阵Rs和目标矩阵Zs ;对Rs、 Zs和Rr、Zr进行矩阵合成，得到矩阵R和Z ;
[0012] 校正参数生成单元，用于根据所述矩阵R和Z，提取线性化参数，将所述线性化参 数作为校正参数加载到预校正器中。
[0013] 进一步，所述预校正器包括：
[0014] 索引地址获取单元，用于获取所述主链路信号的幅值或功率，得到校正信号的索 引地址；
[0015] 校正信号获取单元，用于根据所述索引地址查找对应查找表，根据查找表内容生 成校正信号；
[0016] 预校正处理单元，用于根据所述校正信号和校正参数，对信号发生器输出的主链 路信号进行预校正处理。
[0017] 进一步，所述预校正处理单元根据公式（1)、（2)和（3)进行预校正处理：
[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为预校正后信号；n为信号采样时间序号；Fu>x( ·)为预校正函数，所述校 正参数为预校正函数Fu>x(·)中的系数；U为所述校正信号的向量；X为主链路信号的向量； K为校正信号的最大延迟；J为主链路信号的最大延迟。
[0022] 进一步，所述矩阵合成单元采用公式（4)和（5)进行矩阵合成：
[0023] R = aXRs + bXRr (4)
[0024] Z = aXZs+bXZr (5)
[0025] 其中，a、b为加权系数。
[0026] 进一步，所述装置还包括：
[0027] 信号处理器，用于对所述稳健性信号源生成器输入的主链路信号进行数据特性处 理；其中，所述稳健性信号源生成器对基带信号进行变频、滤波和移频处理后，得到主链路 信号，该主链路信号经过数据特性处理后得到稳健性信号。进一步，所述信号处理器还用于 对所述自适应器输入的主链路信号和反馈信号进行数据特性处理。
[0028] 进一步，所述信号处理器进行数据特性处理是指对输入所述信号处理器的信号进 行时延对齐和能量对齐。
[0029] 进一步，所述装置还包括：
[0030] 数模转换器，用于将所述预校正器输出的数字信号转化为模拟信号；
[0031] 非线性系统，用于对所述模拟信号进行非线性处理；
[0032] 模数转换器，用于在非线性系统输出的信号中耦合出一路，将其转化成数字信号 后作为反馈信号输入自适应器。
[0033] 另一方面，本发明还提供一种非线性系统失真校正方法，包括：
[0034] 生成向自适应器提供的稳健性信号；
[0035] 采集信号发生器输出的主链路信号和所述主链路信号经反馈链路返回的反馈信 号，并根据所述主链路信号、反馈信号和稳健性信号，生成校正参数；
[0036] 根据所述校正参数，对信号发生器输出的主链路信号进行预校正处理。
[0037] 进一步,生成校正参数，具体包括：
[0038] 采集信号发生器输出的主链路信号和所述主链路信号经反馈链路返回的反馈信 号；
[0039] 根据所述主链路信号和反馈信号，生成线性化参数提取矩阵Rr和目标矩阵Zr ;以 及根据稳健性信号生成线性化参数提取矩阵Rs和目标矩阵Zs ;对Rs、Zs和Rr、Zr进行矩 阵合成，得到矩阵R和Z;
[0040] 根据所述矩阵R和Z，提取线性化参数，将所述线性化参数作为校正参数加载到预 校正器中。
[0041] 进一步，所述预校正处理具体包括：
[0042] 获取所述主链路信号的幅值或功率，得到校正信号的索引地址；
[0043] 根据所述索引地址查找对应查找表，根据查找表内容生成校正信号；
[0044] 根据所述校正信号和校正参数，对信号发生器输出的主链路信号进行预校正处 理。
[0045] 进一步，根据公式（1)、（2)和（3)进行预校正处理：
[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为预校正后信号；n为信号采样时间序号；Fu>x( ·)为预校正函数，所述校 正参数为预校正函数Fu>x(·)中的系数；U为所述校正信号的向量；X为主链路信号的向量； K为校正信号的最大延迟；J为主链路信号的最大延迟。
[0050] 进一步，采用的公式（4) (5)进行矩阵合成：
[0051] R = aXRs + bXRr (4)
[0052] Z = aXZs+bXZr (5)
[0053] 其中，a、b为加权系数。
[0054] 进一步，生成稳健性信号包括：
[0055] 对基带信号进行变频、滤波和移频处理，得到主链路信号，对该主链路信号进行数 据特性处理，得到稳健性信号。
[0056] 进一步，采集所述主链路信号和所述反馈信号后，还包括：
[0057] 对所述主链路信号和所述反馈信号进行数据特性处理。
[0058] 进一步，所述数据特性处理是指对采集的信号进行时延对齐和能量对齐的操作。
[0059] 进一步，将预校正处理后的数字信号转化为模拟信号；
[0060] 对所述模拟信号进行非线性处理；
[0061] 在非线性处理后的信号中耦合出一路，将其转化成数字信号后作为反馈信号返 回。
[0062] 本发明有益效果如下：
[0063] 本发明通过提供稳健性信号，保证了系统在各种动态配置下，都不会因为前一种 配置的信号特性与后一种差异过大，造成实际链路信号通过预失真模块后，带来不可知的 功率突变或输出频谱异常的问题，从而极大地提升了系统动态运行情况下的稳健性，可以 满足运营商的各种频段配置需求和不同区域的话务量动态变化需求。
【附图说明】
[0064] 图1是本发明实施例中一种非线性系统失真校正装置的结构示意图；