【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于并行雙頻發射機中信號線性化領域，具體涉及雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法及系統。
技術介紹
1、在現代無線通信系統中，隨著通信頻段資源的日益緊張，如何提高頻譜利用率成為了關鍵問題之一。多頻段信號的并發傳輸逐漸成為提升系統容量與效率的重要手段。然而，在這種傳輸方式中，功率放大器(pa)的非線性效應會引發復雜的失真現象，特別是諧波衍生和交叉調制失真問題，這些非線性效應會導致通信系統性能下降，影響信號傳輸質量，甚至對鄰近的頻段造成干擾。
2、諧波問題是功率放大器非線性效應的典型表現之一。功率放大器在高功率信號驅動下會產生多階諧波，這些諧波信號不僅落在原信號頻段內，還會擴展到更高頻率范圍，造成頻譜污染。這種頻譜擴展現象在雙頻信號并發傳輸中尤為顯著，特別是高次諧波的存在會對其他通信信號產生嚴重的干擾，尤其是影響鄰道通信系統的正常工作。
3、傳統的單頻數字預失真(dpd)技術旨在通過對功放的非線性特性進行建模，并通過預失真技術對輸入信號進行修正，以減少非線性失真。然而，單頻dpd技術在面對多頻并發信號時，尤其是雙頻信號的諧波與交叉調制失真問題時，難以有效應對。這是因為多頻信號的互相影響不僅會加劇功放的非線性效應，還會引發交調失真和諧波增生問題，給通信系統的穩定性帶來巨大挑戰。
4、為了應對多頻并發信號中的非線性失真問題，近年來提出了一種基于二維預失真(2-d?dpd)模型的技術。該技術通過同時考慮雙頻信號的非線性失真及交調效應，能夠更有效地修正功放的非線性行為。
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技術實現思路
1、為解決上述現有技術問題，本專利技術采用了雙頻并發信號頻譜衍生與諧波增生的數字預失真方法，包括：獲取雙頻信號，將雙頻信號輸入訓練好的數字預失真器，得到預失真的雙頻信號，將預失真的雙頻信號進行合成，得到預失真的雙頻并發信號，將預失真的雙頻并發信號輸入功率放大器pa，得到輸出信號；數字預失真器的訓練過程包括：
2、s1、獲取雙頻信號，對雙頻信號進行合成，得到雙頻并發信號；將雙頻并發信號輸入功率放大器pa，得到輸出信號；
3、s2、通過對雙頻并發信號的頻譜衍生和諧波增生進行建模構建功放模型；
4、s3、在雙頻信號中采集前向信號，在輸出信號中采集反饋信號，通過信號頻域互相關算法將前向信號和反饋信號對齊；
5、s4、根據對齊后的前向信號和反饋信號估計功放模型的逆模型的系數，將估計的系數更新至數字預失真器中，得到訓練好的數字預失真器。
6、本專利技術的優點及有益效果如下：
7、與傳統的預失真方法相比，本專利技術通過對雙頻并發信號的高次諧波和交調失真進行精確建模構建功放模型，并估計功放模型逆模型的系數，并結合反饋機制將功放模型逆模型的系數更新至數字預失真器，更新后數字預失真器能夠有效抑制諧波衍生和頻譜污染，使得經過pa后的輸出信號更加接近理想狀態，顯著提升多頻段通信系統的傳輸性能，滿足現代無線通信對高效、可靠信號傳輸的需求。
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1.雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，包括：獲取雙頻信號，將雙頻信號輸入訓練好的數字預失真器，得到預失真的雙頻信號，將預失真的雙頻信號進行合成，得到預失真的雙頻并發信號，將預失真的雙頻并發信號輸入功率放大器PA，得到輸出信號，其特征在于，數字預失真器的訓練過程包括：
2.根據權利要求1所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，獲取雙頻信號包括：獲取初始的上頻帶信號s1[n]和初始的下頻帶信號s2[n]，對信號s1[n]和信號s2[n]分別進行信號變頻，得到上頻帶信號sout_1[n]和下頻帶信號sout_2[n]；其中，n為信號的時間變量。
3.根據權利要求2所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，對初始上頻帶信號和初始下頻帶信號分別進行信號變頻包括：
4.根據權利要求1所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，功放模型為：
5.根據權利要求4所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，前向信號包括：上頻帶的前向信號x1[n
6.根據權利要求5所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，根據離散時間信號rxy[n]得到信號延時量Δn包括：
7.根據權利要求6所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，估計功放模型的逆模型的系數包括：采用最小二乘估計算法根據前向信號x1[n]、前向信號x2[n]、對齊后的反饋信號y1′[n]以及對齊后的反饋信號y2′[n]估計功放模型的逆模型的系數。
8.一種采用如權利要求1～7所述的數字預失真方法的數字預失真消除系統，其特征在于，包括：DDS、上頻帶信號處理模塊、下頻帶信號處理模塊、合成器、功率放大器PA以及DPD系數訓練模塊；上頻帶信號處理模塊和下頻帶信號處理模塊均包括數字預失真器；其中，DDS為直接數字合成器；
9.根據權利要求8所述的一種數字預失真消除系統，其特征在于，上頻帶信號處理模塊還包括：信號變頻模塊、第一開關、第二開關以及數模轉換器DAC；第一開關包括輸入端、輸出端1和輸出端2，第二開關包括輸入端1、輸入端2和輸出端；信號變頻模塊的輸入端與第一開關的輸入端連接，第一開關的輸出端2與數字預失真器DPD的輸入端連接，DPD的輸出端與第二開關的輸入端2連接，第二開關的輸出端與數模轉換器DAC的輸入端連接，第一開關的輸出端1與第二開關的輸入端1連接；數模轉換器DAC的輸出端與合成器輸入端連接；下頻帶信號處理模塊的結構與上頻帶信號處理模塊一致。
10.根據權利要求9所述的一種數字預失真消除系統，其特征在于，在數字預失真器更新前，連通上頻帶信號處理模塊和下頻帶信號處理模塊中開關的輸出端1和輸入端1；在數字預失真器更新后，連通上頻帶信號處理模塊和下頻帶信號處理模塊中開關的輸出端2和輸入端2。
...【技術特征摘要】
1.雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，包括：獲取雙頻信號，將雙頻信號輸入訓練好的數字預失真器，得到預失真的雙頻信號，將預失真的雙頻信號進行合成，得到預失真的雙頻并發信號，將預失真的雙頻并發信號輸入功率放大器pa，得到輸出信號，其特征在于，數字預失真器的訓練過程包括：
2.根據權利要求1所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，獲取雙頻信號包括：獲取初始的上頻帶信號s1[n]和初始的下頻帶信號s2[n]，對信號s1[n]和信號s2[n]分別進行信號變頻，得到上頻帶信號sout_1[n]和下頻帶信號sout_2[n]；其中，n為信號的時間變量。
3.根據權利要求2所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，對初始上頻帶信號和初始下頻帶信號分別進行信號變頻包括：
4.根據權利要求1所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，功放模型為：
5.根據權利要求4所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，前向信號包括：上頻帶的前向信號x1[n]和下頻帶的前向信號x2[n]，反饋信號包括：上頻帶的反饋信號y1[n]和下頻帶的反饋信號y2[n]；將前向信號x1[n]和反饋信號對齊y1[n]包括：
6.根據權利要求5所述的雙頻并發信號頻譜衍生和諧波增生的數字預失真方法，其特征在于，根據離散時間信號rxy[n]得到信號延時量δn包括：
7.根據權利要求6所述的雙頻并...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐川，周飛揚，羅嘉，羅浩，肖衡，
申請(專利權)人：重慶郵電大學，
類型：發明
國別省市：
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