CN103297214A - 一种多载波复用光载无线链路系统及其数字预失真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通信信号处理技术领域中的一种多载波复用光载无线链路系统及其数字预失真方法。本发明包括对输入信号进行预失真处理的数据处理器、对光载波进行调整的极化控制器、用于将所述数据处理器处理后的信号加载到所述光载波上的电光调制器、用于对所述电光调制器的输出信号进行处理并反馈给所述数据处理器的反馈处理器；所述数据处理器和极化控制器分别与所述电光调制器连接；所述电光调制器与所述反馈处理器连接；所述反馈处理器和数据处理器连接。本发明提高了频分复用信号所有频率分量的传输质量并抑制了邻信道干扰；提高了系统传输信号的动态范围；可用于宽带的射频频分复用光载无线系统中。

Description

一种多载波复用光载无线链路系统及其数字预失真方法

技术领域

本发明涉及通信信号处理技术领域，特别涉及一种多载波复用光载无线链路系统及其数字预失真方法。 

背景技术

光载无线技术融合了无线通信灵活接入以及光纤通信高带宽、低成本、低损耗的优点，被广泛认为是未来无线接入网络最有吸引力的解决方案。光载无线链路可将任意无线信号调制到光载波上，在光纤中传输一段距离后再通过光电转换恢复成为原来的无线信号并直接发射到无线信道中。光纤链路损耗极低，因此所传输无线信号的覆盖范围即可得到极大的延伸。同时，相较传统无线通信系统中所使用的宏基站，基于光载无线技术的无线通信系统的远端天线单元从成本、能耗到体积都有极大的减小。因此光载无线技术的日益成熟为大规模微蜂窝无线通信系统的铺设提供了可能。 

然而，光载无线链路是一个非线性的传输系统。当传输非恒包络信号时（如高阶QAM（数字调制器作为DVB系统的前端设备）调制、OFDM调制信号、频分复用信号等），会对信号产生非线性畸变，引起系统性能恶化。这个问题可用预失真的方法予以缓解。预失真技术的原理是在非线性传输系统前端，人为地加入一个特性与系统非线性失真恰好相反的系统，进行互相补偿。预失真系统的实现方法分为模拟和数字两种。模拟方法使用非线性微波器件对信号进行预失真，例如图1所示方案（IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,VOL.58,NO.11,NOVEMBER2010,pp3327-3335）。该方案使用一对平行二极管，构造可与传输系统的非线性相抵消的非线性传输函数。通过改变加载在两个二极管上的偏压可调节传输函数的非线性系数，以实现对适 应不同的非线性系统。数字预失真的方法是利用FPGA、DSP处理芯片等数字信号处理器在数字域对待传输的信号在引入预失真，如图2所示方案（IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS—I:REGULAR PAPERS,VOL.59,NO.3,MARCH2012pp664-672）。 

相比两种方案，模拟方案可处理信号的带宽较大（7GHz），但处理信号的频点相对固定（3～10GHz）。且实现不同频段的模拟预失真器需采用不同的工艺，因此灵活度较差。相比之下，数字预失真的方案灵活度较高，调节精度高且处理微波频段不受限制。针对不同的非线性系统，数字预失真的方法只需调整数字信号处理的算法即可适用，兼容性极强。因此数字预失真的方案已被广泛应用于各种无线通信系统。然而，数字预失真的方法可处理信号的带宽受限于数字信号处理器以及数模转换器的处理带宽（～100MHz）。如图2所示，现有的数字预失真方案用一套数字信号处理装置（数模/模数转换器，FPGA）对输入信号的整个带宽进行处理。因此可处理信号的带宽就被限制在了100MHz以内，数字预失真技术也就只适用于窄带单信道信号传输的应用场景。 

另一方面，在副载波复用光载无线系统中传输频分复用信号会发生很严重的非线性失真。此时，数字预失真将是解决此问题最灵活有效的方案。但对于信道间隔较大的频分复用信号，尤其是在2G、3G、LTE以及WLAN混合传输这种经典的副载波复用光载无线系统的应用中，复用信号的频率间隔较大，整个系统占用带宽往往为GHz量级。由于现有的商用数字信号处理器及数模转换器的处理带宽仍在百兆量级以下，因此无法实现上述信号的数字预失真，从而无法提高正系统的传输效率和动态范围。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种多载波复用光载无线 链路系统及其数字预失真方法，解决现有光载无线链路系统无法同时处理多种不同带宽信号传输的不足。 

（二）技术方案 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多载波复用光载无线链路系统，其特征是，该系统包括： 

对输入信号进行预失真处理的数据处理器、对光载波进行调整的极化控制器、用于将所述数据处理器处理后的信号加载到所述光载波上的电光调制器、用于对所述电光调制器的输出信号进行处理并反馈给所述数据处理器的反馈处理器； 

所述数据处理器和极化控制器分别与所述电光调制器连接；所述电光调制器与所述反馈处理器连接；所述反馈处理器和数据处理器连接。 

所述数据处理器包括： 

至少两个对输入信号进行数字预失真和变频的失真变频单元； 

将所述失真变频单元的输出数据进行合并的微波合路单元； 

所述失真变频单元和微波合路单元连接。 

所述数据处理器还包括使得失真变频单元的输出信号实现符号同步的信号同步触发单元；所述信号同步触发单元和失真变频单元连接。 

所述失真变频单元包括： 

对输入信号进行数字预失真的数字预失真模块；将所述数字预失真模块的输出信号转换为数字量的数模转换模块、将所述数模转换模块的输出信号进行变频的变频模块；所述数字预失真模块与所述数模转换模块连接；所述数模转换模块和变频模块连接；所述变频模块和微波合路单元连接。 

所述反馈处理器包括： 

用于将所述电光调制器的输出信息转换为电信号的光电转换单 元、用于从所述光电转换单元的输出信号中提取出与输入信号对应的信号的数据提取单元、将所述数据提取单元的输出信号转换为数字信号的模数转换单元、对所述模数转换单元的输出信号及信号源产生的原始信号进行对比并提取出系统非线性系数的系数提取单元； 

所述光电转换单元分别与所述电光调制器和所述数据提取单元连接；所述数据提取单元和所述模数转换单元连接；所述模数转换单元和所述系数提取单元连接；所述系数提取单元和所述数字预失真模块连接。 

一种数字预失真方法，其特征是，该方法包括以下步骤： 

S1：所述数据处理器对输入信号进行同步处理，将同步处理后的输入信号进行频分复用，并发送给所述电光调制器； 

S2：所述极化控制器对光载波的极化方向进行调整，将调整后的光载波送至所述电光调制器，使电光调制效率达到最高； 

S3：所述电光调制器将频分复用后的所述处理后的输入信号加载到所述调制后的光载波上得到载有频分复用信号的光信号并发送至远端用于无线接入； 

S4：所述反馈处理器在所述光信号未经光纤传输前对所述光信号进行信号提取，并求出光载无线链路的非线性传输系数并发送给所述数据处理器； 

S5：所述数据处理器根据所述光载无线链路的非线性传输系数对所述数据处理器的传递函数进行修改； 

S6：利用更新参数后的数据处理器对输入信号进行同步处理。 

所述步骤S1具体为： 

S11：将信号源产生的输入信号接入到所述数据处理器的失真变频单元； 

S12：所述失真变频单元的数字预失真模块对输入信号进行数字 预失真，将数字预失真后的输入信号发送给所述失真变频单元的数模转换模块； 

S13：所述数模转换模块将所述数字预失真后的输入信号转换成数字信号并发送给所述失真变频单元的变频模块； 

S14：所述变频模块将接收到的所述数字信号进行变频；由信号同步触发单元进行控制，使失真变频单元的输出信号实现符号同步后发送给所述数据处理器的微波合路单元； 

S15：所述微波合路单元将变频后的数字信号合并后发送给所述电光调制器。 

所述步骤S4具体为： 

S41：所述反馈处理器的光电转换单元将所述光信号转换为电信号并发送给所述反馈处理器的数据提取单元； 

S42：所述数据提取单元从所述电信号中提取出与输入信号对应的信号并发送给所述反馈处理器的模数转换单元； 

S43：所述模数转换单元将所述与输入信号对应的信号转换为数字信号并发送给所述系数提取单元； 

S44：所述系数提取单元从步骤S43中的所述数字信号中提取出指定数据对所述数据处理器的数字预失真模块的传递函数进行修改。 

（三）有益效果 

本发明有如下优势： 

1、对频分复用信号经光载无线链路中传输后每个频点上的非线性交调失真分别进行预测，并对分别对每路信号进行数字预失真补偿，提高了频分复用信号所有频率分量的传输质量并抑制了邻信道干扰； 

2、本发明中信号的处理带宽是由每路信号的带宽决定的，而不是由整个频分复用信号所决定的；可提高系统传输信号的动态范 围； 

3、由于本发明是针对频分复用的每路信号分别进行数字预失真，所以大大降低了数字预失真的硬件设备要求，使低成本的DSP，FPGA以及DAC等器件可用于宽带的射频频分复用光载无线系统中。 

附图说明

图1是模拟预失真电路框图； 

图2是数字预失真框图； 

图3是副载波复用光载无线系统框图； 

图4是基于基带数字预失真的副载波复用光载无线链路框图； 

图5是多信道数字预失真实验系统框图； 

图6是频分复用信号接收频谱图；图6（a）是两路64QAM信号的频谱占用的频点图；图6（b）是对图6（a）中第一信号的ACP（频谱扩展或频谱再生）的抑制了效果图；图6（c）分别是对图6（a）中第二信号的ACP的抑制了效果图； 

图7是本发明方法对64QAM信号的处理效果图；图7（a）是64QAM信号的误差向量幅度图；图7(b)是未对图7（a）中第一信号处理的信号接收的星座图；图7(c)是未对图7（a）中第二信号处理的信号接收的星座图；图7(d)是对图7（a）中第一信号处理后的信号接收的星座图；图7(e)是对图7（a）中第二信号处理后的信号接收的星座图； 

图8是本发明方法的流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

为了解决现有光载无线链路系统无法同时处理多种不同带宽信号传输的不足。本发明提供了一种多载波复用光载无线链路系统及 其数字预失真方法。本发明系统包括： 

对输入信号进行预失真处理的数据处理器、对光载波进行调整的极化控制器、用于将所述数据处理器处理后的信号加载到所述光载波上的电光调制器、用于对所述电光调制器的输出信号进行处理并反馈给所述数据处理器的反馈处理器； 

所述数据处理器和极化控制器分别与所述电光调制器连接；所述电光调制器与所述反馈处理器连接；所述反馈处理器和数据处理器连接。 

所述数据处理器包括： 

至少两个对输入信号进行数字预失真和变频的失真变频单元； 

将所述失真变频单元的输出数据进行合并的微波合路单元； 

所述失真变频单元和微波合路单元连接。 

所述数据处理器还包括使得失真变频单元的输出信号实现符号同步的信号同步触发单元；所述信号同步触发单元和失真变频单元连接。 

所述失真变频单元包括：对输入信号进行数字预失真的数字预失真模块；将所述数字预失真模块的输出信号转换为数字量的数模转换模块、将所述数模转换模块的输出信号进行变频的变频模块；所述数字预失真模块与所述数模转换模块连接；所述数模转换模块和变频模块连接；所述变频模块和微波合路单元连接。 

所述反馈处理器包括：用于将所述电光调制器的输出信息转换为电信号的光电转换单元、用于从所述光电转换单元的输出信号中提取出与输入信号对应的信号的数据提取单元、将所述数据提取单元的输出信号转换为数字信号的模数转换单元、对所述模数转换单元的输出信号及信号源产生的原始信号进行对比并提取出系统非线性系数的系数提取单元； 

所述光电转换单元分别与所述电光调制器和所述数据提取单元 连接；所述数据提取单元和所述模数转换单元连接；所述模数转换单元和所述系数提取单元连接；所述系数提取单元和所述数字预失真模块连接。 

本发明方法包括以下步骤： 

S1：所述数据处理器对输入信号进行同步处理，将同步处理后的输入信号进行频分复用，并发送给所述电光调制器； 

此处的输入信号一般为多路，对多路输入信号分别进行同步处理。 

S11：将信号源产生的输入信号接入到所述数据处理器的失真变频单元； 

S12：所述失真变频单元的数字预失真模块对输入信号进行数字预失真，将数字预失真后的输入信号发送给所述失真变频单元的数模转换模块； 

S13：所述数模转换模块将所述数字预失真后的输入信号转换成数字信号并发送给所述失真变频单元的变频模块； 

S14：所述变频模块将接收到的所述数字信号进行变频；由信号同步触发单元进行控制，使失真变频单元的输出信号实现符号同步后发送给所述数据处理器的微波合路单元； 

S15：所述微波合路单元将变频后的数字信号合并后发送给所述电光调制器； 

S2：所述极化控制器对光载波的极化方向进行调整，将调整后的光载波送至所述电光调制器，使电光调制效率达到最高； 

S3：所述电光调制器将频分复用后的所述处理后的输入信号加载到所述调制后的光载波上得到载有频分复用信号的光信号并发送至远端用于无线接入； 

S4：所述反馈处理器在所述光信号未经光纤传输前对所述光信号进行信号提取，并求出光载无线链路的非线性传输系数并发送给 所述数据处理器； 

S41：所述反馈处理器的光电转换单元将所述光信号转换为电信号并发送给所述反馈处理器的数据提取单元； 

S42：所述数据提取单元从所述电信号中提取出与输入信号对应的信号并发送给所述反馈处理器的模数转换单元； 

S43：所述模数转换单元将所述与输入信号对应的信号转换为数字信号并发送给所述系数提取单元； 

S44：所述系数提取单元从步骤S43中的所述数字信号中提取出指定数据对所述数据处理器的数字预失真模块的传递函数进行修改； 

S5：所述数据处理器根据所述光载无线链路的非线性传输系数对所述数据处理器的传递函数进行修改； 

S6：利用更新参数后的数据处理器对输入信号进行同步处理。有新信号时，重复上述步骤。 

以下对本发明进行详细说明：针对传输频分复用微波信号的光载无线链路（副载波复用光载无线链路），本发明在每路信号上变频之前对其数字基带信号进行数字预失真。副载波复用光载无线链路如图3所示。在光载无线系统的中心局（Central Office），多路基带信号分别上变频至不同频段，通过微波合路器合成一路频分复用信号并加载到基于马赫曾德调制器的光载无线链路上。在光载无线链路中，光载波进入马赫曾德调制器前的先通过极化控制器调整，使调制效率达到最高。频分复用信号在马赫曾德调制器中被同时加载在光波上，并通过光纤传输至远端天线单元（RAU）。在天线单元中，光载波输入到光电转换器(PD)中，光电转换器从光载波中提取出频分复用信号。最后，微波信号通过无线接口发送至无线信道中。 

在本系统中，光载无线链路输入的频分复用信号v_in可表示为： 

$v_{\mathrm{in}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i\cos (2\mathrm{\π}{f}_{i}t+{\mathrm{\φ}}_i)---\left(1\right)$

其中： 

X_i为第i个信道上信号的幅度； 

f_i为第i个信道上信号的射频载波的频率； 

φ_i为第i个信道上信号的射频载波的频率的初始相位。 

光电转换器(PD)输出信号则可表示为： 

$v_{\mathrm{out}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_i\cos (2\mathrm{\π}{f}_{i}t+{\mathrm{\φ}}_i)---\left(2\right)$

其中，Y_i是每个输出端每个频率上信号的幅度。 

光载无线链路是一个非线性系统，其传输函数可表示为： 

$v_{\mathrm{out}}=\underset{p}{\mathrm{\Σ}}{K}_p{v_{\mathrm{in}}}^p---\left(3\right)$

K_p是系统第p阶非线性产物的系数。不同频率分量的信号在高阶非线性的作用下会互相影响，产生交调失真，导致信号的传输质量恶化。本发明旨在利用数字预失真方法对原始基带信号进行预处理，使信号在调制前通过一个与光载无线链路传输函数正好相反的传输函数，从而得到整体系统的线性输出，系统框图如图4所示。 

在中心局，N路信号X_i（i=1…N）通过数字的方法产生，并通过多信道数字预失真模块（Multi-channel DPD）预失真成为Z_i（i=1…N）。其中，数字预失真的模型是对每路信号分别进行推导和建立的。推导过程如下：用式（1）中的v_in替换式（3）中的v_in，得到： 

$v_{\mathrm{out}}=\underset{p}{\mathrm{\Σ}}{K}_p{\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i\cos (2\mathrm{\π}{f}_{i}t+{\mathrm{\φ}}_i)\right)}^p---\left(4\right)$

由于在实际光载无线链路中，偶次非线性产物不会落在信号频段内，而大于三阶的非线性失真影响相比三阶失真可以忽略，因此 我们仅用一阶和三阶产物对系统进行建模。 

将式（4）的一阶和三阶项，即p=1和p=3的项展开，并假设各信道的初始相位随机，可得到副载波光载无线链路的传输方程： 

其中： 

X_l、X_m和X_n分别代表载波频率f_l、f_m、f_n上承载的信号，f_l、f_m、f_n需满足±f_l±f_m±f_n=f_i。 

从式（5）中可提取出输出端每路信号的幅度： 

$Y_i=K_1{X}_i-K_3\sqrt{\underset{{\±f}_l{\±f}_m{\±f}_n=f_i}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{1}{4}{X}_l{X}_m{X}_n\right)}^2}(i,l,m,n=1~N)---\left(6\right)$

当整个预失真系统的第i路输入信号为X_i时，理想的线性输出应为： 

${\tilde{Y}}_i=K_1{X}_i---\left(7\right)$

我们用式（7）所示的理想输出替换式（6）的输出，而将X_i替换为未知数Z_i，得到方程组： 

$K_1{X}_i=K_1{Z}_i-K_3\sqrt{\underset{{\±f}_l{\±f}_m{\±}_n=f_i}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{1}{4}{Z}_l{Z}_m{Z}_n\right)}^2}---\left(8\right)$

其中： 

Z_l、Z_m和Z_n分别是第l,m,n路输入信号预失真后的输出； 

当系统传输N路信号时，此方程组包含N个方程和N个未知数Z_i，i=1…N。则我们即可以通过求解方程组（8）来获得数字预失真模块的输出Z_i，i=1…N。Z_i，i=1…N即为预失真后的副载波光载无线系统各载波上承载的信号。接下来，对Z_i，i=1…N，进行数模变换并上变频至不同频点f_i（i=1…N）后进行相加，形成频分复用信号： 

$v_{\mathrm{in}-\mathrm{DPD}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{Z}_i\cos (2\mathrm{\π}{f}_{i}t+{\mathrm{\φ}}_i)---\left(9\right)$

将（9）代替（1）作为光载无线链路的输入，将在远端RAU中得到X_i，i=1…N的线性输出Y_i，i=1…N。 

对于方程（8）中K₁和K₃的提取是本发明的关键一步，决定了对光载无线链路建模的准确性和数字预失真的效果。因此，本法明在电光转换后设置反馈回路，通过对已知输入信号Z_i及其反馈信号Y_i的对比获得K₁和K₃的值，如图4所示。为了在本发明所述多信道数字预失真技术实施以前获得K₁和K₃的值，我们先对光载无线链路输入未经预失真的原始信号，即令Z_i=X_i,(i=1～N)，然后通过最小均方法求解K₁和K₃。最小均方法可用下式表示： 

$k={\left(Z^{H}Z\right)}^{-1}{Z}^{H}y---\left(10\right)$

其中： 

k=[K₁,K₃]^T为待求系数组成的数组； 

y=[Y_i(0),Y_i(1),...,Y_i(L)]^T是输出信号第i个频点上所携带信 

号的信号的第0到第L个采样点。 

$Z=\left[\begin{array}{c}{Z}_i\left(0\right),\sqrt{\underset{{\±f}_l{\±f}_m{\±f}_n{=f}_i}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{1}{4}{Z}_l\left(0\right)Z_m\left(0\right)Z_n\left(0\right)\right)}^2;}\\ Z_i\left(1\right),\sqrt{\underset{{\±f}_l{\±f}_m{\±f}_n{=f}_i}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{1}{4}{Z}_l\left(1\right)Z_m\left(1\right)Z_n\left(1\right)\right)}^2;}\\ ...;\\ Z_i\left(L\right),\sqrt{\underset{{\±f}_l{\±f}_m\±f_n{=f}_i}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{1}{4}{Z}_l\left(L\right)Z_m\left(L\right)Z_n\left(L\right)\right)}^2}\end{array}\right]$

Z是由长度为L的光载无线链路输入信号Z_i组成的矩阵；(·)^H表示矩阵的共轭转置，(·)^T表示矩阵的转置。将输入信号矩阵Z，反馈输出信号序列y代入（10），即可求出K₁和K₃。此时，可将K₁和K₃ 代入（8）中，用于多信道预失真值的求解。注意到，由于光载无线链路的非线性特性是一个慢变的过程，因此每次对K₁和K₃的求解值可在较长一段时间内保持精确。具体的求解间隔根据不同系统和对信号传输要求而定。同样的，用于求解K₁和K₃的采样点数L的设置也是通过具体系统要求的而不同设定的。 

本发明对一个双信道的副载波复用光载无线系统中的非线性失真进行了补偿。接收信号的EVM、邻信道泄露功率（ACP）以及动态范围都得到了大幅度提高。图5是系统的实验框图： 

两路随机的64QAM信号（符号速率20MSym/s，比特速率120Mbps）在MATLAB中产生，并进行数字预失真处理。经过数字预失真的64QAM信号被输入两个矢量信号发生源（VSG）中，实现数模转换及上变频。VSG的作用是做数模转换器和变频器。因此将两个VSG同步可保证输出的射频信号上所携带的符号是严格同步的。接下来只需要保证从两个VSG到微波合路器的连接线长度相等，即可保持符号同步不受破坏。两个VSG之间通过10MHz的reference和trigger信号相连以实现严格的符号同步。符号同步，即两个变频失真单元的输出符号一一对应关系与输入相同，且输出的两路符号的上升沿（或下降沿）同时出现。 

在本例中，我们将两个VSG上变频的频率设置为5GHz和5.5GHz。接下来，我们用给一个微波合路器将两个VSG输出的不同频率的射频信号合路，形成频分复用信号，并加载到基于马赫增德尔调制器（MZM）的ROF链路上。在ROF链路的输出端，一个光电探测器（PD）频分复用信号从光波中提取出来后输入一个矢量信号分析仪（VSA）。VSA提供了信号接收，解调以及将模数转换后的信号回传电脑以提取ROF链路的非线性系数。我们采用L=100个采样点，通过式（10）对K₁和K₃进行求解，求得K₁=0.038和 K₃=-0.00026。将K₁和K₃代入式（8），得到数字预失真单元的传递函数为： 

$X_i=Z_i-\frac{0.00026}{0.038}\sqrt{\underset{{\±f}_l\±f_m\±f_n{=f}_i}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{1}{4}{Z}_l{Z}_m{Z}_n\right)}^2}---\left(11\right)$

接下来，在数字预失真模块中可通过对（11）进行求解，即可获得各个信道预失真后的幅度Z_i,(i=1～N)。 

图6是ROF系统接收信号的频谱图。由图6（a）所示两路64QAM信号的频谱分别占用了5GHz和5.5GHz的频点。因此此副载波复用光载无线系统的带宽大于500MHz，这是传统DPD技术无法处理的带宽。然而采用实验组提出的多信道DPD技术，信号的ACP得到了极大的抑制。如图6（b），（c）所示，经过DPD的两路信号的ACP分别被抑制了16dB和15dB。 

同时，我们还利用VSA解出了64QAM信号的误差向量幅度EVM图和星座图，如图7所示。可见，经过我们本发明处理过的信号接收到的EVM要比未处理的信号好很多。其中在输入功率为8dBm时，经过本发明处理的两路64QAM信号的接收EVM分别为1.72%和1.71%，未经过处理的接收信号的EVM分别为4.51%和4.36%。从星座图中也可看出，图7（a）是 

经过本发明处理的信号星座图：图7(d)和图7(e)要远远好于未经过处理的信号接收的星座图：图7(b)和图7(c)。 

本发明对频分复用信号经光载无线链路中传输后每个频点上的非线性交调失真分别进行预测，并对分别对每路信号进行数字预失真补偿。因此，本发明所需的数字信号处理设备，包括数模/模数转换器，数字信号处理器等，处理带宽是由每路信号的带宽决定的，而不是由整个频分复用信号所决定的。因此可极大地降低数字信号处理的带宽，以降低数字预失真设备的成本。对于现有商用无线信号，本发明要求的处理带宽不超过100MHz。 

区别于传统数字预失真方案，本发明将频分复用信号作为一个整体进行预失真处理，本发明分别对频分复用信号上变频及频分复用之前的基带信号分别进行数字预失真处理，而忽略了频分复用后各路信号间的空白频段。因此在本发明中，数字预失真的处理带宽和数模转换器（DAC）的带宽仅仅取决于每路信号的基带带宽而不是整个频分复用信号的带宽。本发明提出的预失真方法可预测每路信号上来自其他频率分量的交调失真分量，并可对其进行补偿。 

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。 

Claims (8)

1.一种多载波复用光载无线链路系统，其特征是，该系统包括：

对输入信号进行预失真处理的数据处理器、对光载波进行调整的极化控制器、用于将所述数据处理器处理后的信号加载到所述光载波上的电光调制器、用于对所述电光调制器的输出信号进行处理并反馈给所述数据处理器的反馈处理器；

所述数据处理器和极化控制器分别与所述电光调制器连接；所述电光调制器与所述反馈处理器连接；所述反馈处理器和数据处理器连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述数据处理器包括：

至少两个对输入信号进行数字预失真和变频的失真变频单元；

将所述失真变频单元的输出数据进行合并的微波合路单元；

所述失真变频单元和微波合路单元连接。

3.如权利要求2所述的系统，其特征是，所述数据处理器还包括使得失真变频单元的输出信号实现符号同步的信号同步触发单元；所述信号同步触发单元和失真变频单元连接。

4.如权利要求3所述的系统，其特征是，所述失真变频单元包括：

对输入信号进行数字预失真的数字预失真模块；将所述数字预失真模块的输出信号转换为模拟量的数模转换模块、将所述数模转换模块的输出信号进行变频的变频模块；所述数字预失真模块与所述数模转换模块连接；所述数模转换模块和变频模块连接；所述变频模块和微波合路单元连接。

5.如权利要求4所述的系统，其特征是，所述反馈处理器包括：

用于将所述电光调制器的输出信息转换为电信号的光电转换单元、用于从所述光电转换单元的输出信号中提取出与输入信号对应的信号的数据提取单元、将所述数据提取单元的输出信号转换为数字信号的模数转换单元、对所述模数转换单元的输出信号及信号源产生的原始信号进行对比并提取出系统非线性系数的系数提取单元；

所述光电转换单元分别与所述电光调制器和所述数据提取单元连接；所述数据提取单元和所述模数转换单元连接；所述模数转换单元和所述系数提取单元连接；所述系数提取单元和所述数字预失真模块连接。

6.一种利用权利要求1所述系统的数字预失真方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

S1：所述数据处理器对输入信号进行同步处理，将同步处理后的输入信号进行频分复用，并发送给所述电光调制器；

S2：所述极化控制器对光载波的极化方向进行调整，将调整后的光载波送至所述电光调制器，使电光调制效率达到最高；

S3：所述电光调制器将频分复用后的所述处理后的输入信号加载到所述调制后的光载波上得到载有频分复用信号的光信号并发送至远端用于无线接入；

S4：所述反馈处理器在所述光信号未经光纤传输前对所述光信号进行信号提取，并求出光载无线链路的非线性传输系数并发送给所述数据处理器；

S5：所述数据处理器根据所述光载无线链路的非线性传输系数对所述数据处理器的传递函数进行修改；

S6：利用更新参数后的数据处理器对输入信号进行同步处理。

7.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述步骤S1具体为：

S11：将信号源产生的输入信号接入到所述数据处理器的失真变频单元；

S12：所述失真变频单元的数字预失真模块对输入信号进行数字预失真，将数字预失真后的输入信号发送给所述失真变频单元的数模转换模块；

S13：所述数模转换模块将所述数字预失真后的输入信号转换成数字信号并发送给所述失真变频单元的变频模块；

S14：所述变频模块将接收到的所述数字信号进行变频；由信号同步触发单元进行控制，使失真变频单元的输出信号实现符号同步后发送给所述数据处理器的微波合路单元；

S15：所述微波合路单元将变频后的数字信号合并后发送给所述电光调制器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征是，所述步骤S4具体为：

S41：所述反馈处理器的光电转换单元将所述光信号转换为电信号并发送给所述反馈处理器的数据提取单元；

S42：所述数据提取单元从所述电信号中提取出与输入信号对应的信号并发送给所述反馈处理器的模数转换单元；

S43：所述模数转换单元将所述与输入信号对应的信号转换为数字信号并发送给所述系数提取单元；

S44：所述系数提取单元从步骤S43中的所述数字信号中提取出指定数据对所述数据处理器的数字预失真模块的传递函数进行修改。

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