[发明专利]宽带ROF系统包络辅助RF/IF数字预失真技术

说明书

本发明宽带ROF系统包络辅助RF/IF数字预失真技术，涉及一种对包含RF功放在内的宽带多频段光载无线电(ROF)传输系统的线性化技术。本发明同时采用射频/中频(RF/IF)包络和基带包络采样，减小了宽带信号的长期和短期记忆效应影响。与已有数字预失真模型相比，本发明性能更优，复杂度低，且复杂度不随信号频带数的增加而增加。本发明的优点在于：1.本发明的数字预失真线性化方法既可以消除带内非线性，也可以消除带外非线性，而传统的数字预失真方法尽管能消除带内非线性，但对带外非线性却无能为力；2.本发明的数字预失真线性化方法的系数数量少，复杂性低，随频段数增加不会增加复杂性。

技术领域

本发明涉及一种包含RF功率放大器的宽带多频段光载无线电(ROF)传输系统线性化的预失真技术。

背景技术

随着LTE/LTE-A的部署和5G移动电信标准的发展，无线接入网(RAN)需要提供更高的容量，这也意味着更高的成本。当在无线电接入网络中使用光载无线电(RoF)传输系统时，可以大大简化远端天线位置处的物理功能单元，从而降低维护成本。同时，可以实现宽带和高质量的射频/微波/无线信号传输。

RoF传输系统通过光纤连接中央处理单元(CPU)和远端射频单元(RRU)，用于发射无线RF信号。因此，可以在BBU(基带处理单元)中进行RF上变频、RF下变频、调制和解调等功能而不是在RRU中。与其他传输方式相比，RoF技术具有许多明显的优势。当RF信号通过RoF系统传输时，在RRU中不需要使用数模转换或模数转换，因此RRU对无线信号协议、比特率和RF载波等都是透明的。

由于使用光副载波调制以及RF功率放大器和各种非线性光电器件，RoF系统传输的信号也会受到非线性信号失真。非线性失真包括非线性和记忆效应在内的信号失真，将导致无线信号的误差向量幅度(EVM)和相邻信道功率比(ACPR)增大。当同时发送两个或多个无线信号时，三阶互调(IMD3)和五阶互调(IMD5)可能会很强，因此必须采取一些措施来抑制它们。

常用ROF线性化有光/模拟线性化和数字线性化。模拟线性化带宽较宽，但不能解决ROF的记忆效应问题。

对于单波段应用，传统的数字预失真(DPD)可获得较好的线性化效果。可以采用记忆多项式模型(MP)，广义记忆多项式模型(GMP)，动态偏差减小模型(DDR3D-DPD，以及CR-GMP)等模型。对于多波段应用，已有一些两波段，三波段和多波段模型被提出，例如2D-DPD，3D-DPD，以及复杂度降低广义记忆多项式模型(CR-GMP)，MIMO子载波Volterra DPD。

4G/5G多波段宽带工作给线性化带来了困难，高带宽需要高采样率。目前已有大量工作致力于采用较小采样带宽的线性化研究。欠采样技术可以减小反馈路径的复杂性，采用极坐标计算模型系数可以减小模型系数计算的复杂性，但基带多频段DPD模型复杂性仍较高，随着频带数的增加，模型系数将大幅增加。采用数模变换(DAC)将射频数字化或在中频数字化，可以在射频或中频进行DPD，而不是在基带实现DPD。已有研究者将MP DPD技术用于多波段载波聚合的LTE的ROF系统中频预失真。

系统复杂性是多波段传输系统面临的挑战之一。把多波段系统看做一个单输入单输出系统，采用传统单波段的记忆多项式DPD模型等建模是常用的方法。由于采样带宽宽，采样间隔小，为了削弱长期记忆效应影响效应的影响，DPD模型所需的记忆深度太长，对于5G这样的宽带系统来说，采样率将更高，建模更复杂。

本发明为一种用于包含RF功率放大器在内的RoF系统线性化技术，采用包络辅助RF/IF数字预失真技术，同时考虑RF和IF包络。宽带多频段光载无线电传输系统的包络辅助RF数字预失真

本发明有如下优点：1.本发明的数字预失真技术有效消除带外非线性和带内非线性2.本发明的数字预失真技术的模型考虑了长期记忆效应和短期记忆效应；3.本发明的数字预失真技术的模型系数数量少，复杂性低，可在不增加模型复杂度的情况下容易地用于两频段以上的射频无线信号。