本发明专利技术公开了一种非线性注入式线性化系统及数字预失真方法，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，数字信号处理器实时接收处理非线性系统的再生频谱分量或残余频谱分量后，输出相应的数字预失真参数对再生频谱数字预失真器或残余频谱数字预失真器进行更新，再生频谱数字预失真器和各个残余频谱数字预失真器对非线性系统的非线性进行补偿；优点是消除线性化时普遍存在的残余频谱分量，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，同时降低了参数提取的复杂度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种线性化系统及数字预失真方法，尤其是涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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、η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、η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η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η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η > I。所述的再生频谱数字预失真器及η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η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η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η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η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I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I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；⑥将第二个新的非线性系统的输出信号与数字信号处理器中设定的非线性系统输出信号容许的最大带外残余频谱功率值进行比较，如果第二个新的非线性系统的输出信号频谱满足系统设计要求，则结束线性化过程，如果第二个新的非线性系统的输出信号频谱未达到系统设计要求，则数字信号处理器中的控制电路模块选择第2个残余频谱数字预失真器对第二个新的非线性系统进行线性化，依此类推，直至非线性系统的输出信号满足系统设计要求为止。再生频谱数字预失真器对非线性系统进行线性化的具体步骤为④-I数字信号处理器中的预失真参数鉴别模块利用非线性系统的输入信号和该非线性系统输出信号求解出再生频谱数字预失真器的参数，并用该参数更新再生频谱数字预失真器的参数；④-2将再生频谱数字预失真器输出的预失真非线性补偿信号输入到非线性系统中补偿非线性系统的非线性；利用经过再生频谱数字预失真器线性化后的非线性系统的输入输出信号求解出此时再生频谱数字预失真器的参数，并用该参数更新再生频谱数字预失真器的参数；④-3重复步骤④_2，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。第I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的具体步骤为⑤-I数字信号处理器中的预失真参数鉴别模块提取并分析第一个新的非线性系统的输出信号中的非线性分量，求解出第I个残余频谱数字预失真器的参数，并用该参数更新第I个残余频谱数字预失真器的参数；⑤-2将第I个残余频谱数字预失真器输出的预失真非线性补偿信号通过矢量加法器注入到第一个新的非线性系统中补偿非线性系统的非线性；提取并分析通过第I个残余频谱数字预失真器线性化后的第一个新的非线性系统的输出信号中的非线性分量，如果该非线性分量满足要求，则结束线性化过程，否则，数字信号处理器中的控制电路模块继续选择第2个残余频谱数字预失真器对由再生频谱数字预失真器、第I个残余频谱数字预失真器和非线性系统组成的第二个新的非线性系统进行线性化。与现有技术相比，本专利技术的优点在于非线性注入式线性化系统中通过数字信号处理器实时接收处理非线性系统的再生频谱分量或残余频谱分量后，输出相应的数字预失真参数到相应的再生频谱数字预失真器或残余频谱数字预失真器中以更新其参数，再生频谱数字预失真器和各个残余频谱数字预失真器输出的非线性补偿信号在矢量加法器叠加后输入到非线性系统，对非线性系统的非线性进行补偿，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；非线性注入式数字预失真方法既具有数字预失真器间接学习结构离线训练的优点，又具有数字预失真器直接学习结构多次循环，稳定收敛的优点，而且还避免了直接学习结构需要提取非线性系统模型的问题，有利于提高所提取的数字预失真器的精度，同时还降低了参数提取的复杂度；当非线性注入式线性化系统中定向耦合器与下变频器通过衰减器连接时，对模数转换器进行过载保护，避免模数转换器损坏，保证非线本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非线性注入式线性化系统，其特征在于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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘太君，许高明，叶焱，惠明，徐铁峰，聂秋华，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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