CN117941326A - 一种频率预失真装置和频率预失真方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种频率预失真装置和频率预失真方法，能够基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号，然后，分别基于前述主失真信号和辅失真信号对第二基带信号进行预失真处理得到第一预失真信号和第二预失真信号，并将第一预失真信号和第二预失真信号合成为第三预失真信号。由于，第三预失真信号中位于干扰频段的信号分量经过射频放大器后能够在非线性失真的作用下抵消，以使得该射频放大器提供给天线的射频信号中没有位于干扰频段的信号，而仅有位于主频段的信号。
Description
本申请实施例涉及通信领域，尤其涉及一种频率预失真装置和频率预失真方法。
射频功率放大器(radio frequency power amplifier，RF PA)，简称射频放大器，是无线发射机的重要组成部分，主要负责将调制振荡电路产生的小功率射频信号放大到足够的射频功率，以使得提供给天线的射频信号的功率能够达到天线的辐射功率。
然而，该射频放大器(或包含射频放大器的射频链路)可能产生非线性失真，导致提供给天线的射频信号中不仅包含有用信号的频率分量，还产生了其他频率分量，进而对无线通信设备产生较大的干扰。
传统技术中，通过在射频放大器中增设预失真装置以缓解非线性失真。然而，传统的预失真装置仅考虑了对射频信号的主频段的非线性失真进行校正，并没有给出消除因非线性失真而产生其他频段的频率分量的方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种频率预失真装置和频率预失真方法，用于消除射频信号中因非线性失真而产生其他频段的频率分量。
第一方面，本申请提供了一种频率预失真装置，该频率预失真装置应用于发射系统中，该频率预失真装置包括：
频率分段模块，用于基于第一射频信号获取位于干扰频段的辅失真信号，该第一射频信号为第一基带信号经上变频和射频放大而获得的非线性失真射频信号，该第一基带信号位于主频段，该第一射频信号位于该主频段和该干扰频段，该第一射频信号位于干扰频段的信号分量是该第一基带信号位于主频段的信号分量因该非线性失真而产生；
第一预失真模块，用于基于第二基带信号和该辅失真信号生成第一预失真信号，该第二基带信号位于主频段，该第一预失真信号位于该干扰频段，该第一预失真信号用于抵消经射频放大而产生的位于该干扰频段的信号分量，以使得经射频放大后的信号不包含位于该干扰频段的信号分量。
其中，第一基带信号可以理解为历史某一时刻基带信号生成模块产生的基带信号。第二基带信号是当前时刻基带信号生成模块产生的基带信号，是需要进行预失真处理的基带信号。
本实施方式中，频率分段模块能够从第一射频信号中获得位于干扰频段的即辅失真信号，并基于该辅失真信号和该第二基带信号进行预失真处理以获得第一预失真信号。由于，第一预失真信号经过射频放大器后能够在非线性失真的作用下抵消，以使得该射频放大器 提供给天线的射频信号中没有位于干扰频段的信号。因此，有利于准确地消除提供给天线的射频信号中位于干扰频段的信号分量。
在一种可能的实施方式中，该频率分段模块，还用于基于该第一射频信号获取位于该主频段的主失真信号；
该频率预失真装置还包括：第二预失真模块和合入模块；
其中，第二预失真模块，用于基于该第二基带信号和该主失真信号生成第二预失真信号，该第二预失真信号位于该主频段；
其中，合入模块，用于基于该第一预失真信号和该第二预失真信号生成第三预失真信号，该第三预失真信号位于该主频段和该干扰频段，该第三预失真信号经射频放大而获得的第二射频信号位于该主频段。
其中，位于干扰频段的辅失真信号是基于第一射频信号位于干扰频段的信号分量确定的，位于主频段的主失真信号是基于第一射频信号位于主频段的信号分量确定的。
本实施方式中，频率预失真装置能够基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号，然后，分别基于前述主失真信号和辅失真信号对第二基带信号进行预失真处理得到第一预失真信号和第二预失真信号，并将第一预失真信号和第二预失真信号合成为第三预失真信号。由于，第三预失真信号中位于干扰频段的信号分量经过射频放大器后能够在非线性失真的作用下抵消，以使得该射频放大器提供给天线的射频信号中没有位于干扰频段的信号，而仅有位于主频段的信号。
在一种可能的实施方式中，该频率分段模块，包括至少一个滤波器；该至少一个滤波器中的第一滤波器，用于从第一模拟信号中滤除位于该主频段的模拟信号分量，得到该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量；其中，该第一模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号；或者，该第一模拟信号为该第一射频信号。
本实施方式中，提出频率分段模块中包含第一滤波器，该第一滤波器能够在模拟信号阶段将第一模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量滤除，保留第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量。此外，还提出可以先进行下变频操作，再进行滤波操作；也可以先进行滤波操作，再进行下变频操作。
在一种可能的实施方式中，该至少一个滤波器中的第二滤波器，用于从第二模拟信号中滤除位于该干扰频段的模拟信号分量，得到该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量；其中，该第二模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号；或者，该第二模拟信号为该第一射频信号。
本实施方式中，提出频率分段模块中包含第二滤波器，该第二滤波器能够在模拟信号阶段将第二模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量滤除，保留第二模拟信号中位于主频段的模拟信号分量。此外，还提出可以先进行下变频操作，再进行滤波操作；也可以先进行滤波操作，再进行下变频操作。
在一种可能的实施方式中，该频率分段模块，还包括：第一模数转换模块，用于对该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量进行采样，得到该辅失真信号；第二模数转换模块，用于对该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量进行采样，得到该主失 真信号。
本实施方式中，由于预失真模块(例如，第一预失真模块和第二预失真模块)是对数字信号进行预失真处理，因此，位于干扰频段的模拟信号分量和位于主频段的模拟信号分量需要进行模数转换，已获得辅失真信号和主失真信号。
在一种可能的实施方式中，该频率分段模块，还包括：第一模数转换模块，用于对该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量进行采样，得到该辅失真信号；第二模数转换模块，用于对该第一射频信号经下变频获得的信号进行采样，得到该主失真信号。
在一种可能的实施方式中，该频率分段模块，还包括：第一可变增益放大器，用于放大输入该第一模数转换模块的该第一模拟信号位于该干扰频段的模拟信号分量；第二可变增益放大器，用于放大输入该第二模数转换模块的该第二模拟信号位于该主频段的模拟信号分量；其中，该第二可变增益放大器的放大比例与该第一可变增益放大器的放大比例不同。
可选的，第二可变增益放大器的放大比例小于第一可变增益放大器的放大比例。
本实施方式中，提出在两条支路上新增可变增益放大器，以放大进入第一模数转换模块的信号的功率，保证进入第一模数转换模块的信号和进入第二模数转换模块的信号的功率是相同或相近的。
在一种可能的实施方式中，该频率分段模块，还包括：第一可变增益放大器，用于放大输入该第一模数转换模块的该第一模拟信号位于该干扰频段的模拟信号分量；第二可变增益放大器，用于放大输入该第二模数转换模块的基于第一射频信号经下变频获得的信号；其中，该第二可变增益放大器的放大比例与该第一可变增益放大器的放大比例不同。
在一种可能的实施方式中，该合入模块包括数字信号合入器；该数字信号合入器，用于将该第一预失真信号和该第二预失真信号合成为预失真基带信号，该预失真基带信号的频率范围包括该主频段和该干扰频段，该第三预失真信号为该预失真基带信号经数模转换和上变频而获得的信号。
本实施方式中，在数字信号阶段进行合入处理，有利于保证合入操作的精度，有利于节省数模转换器、混频器。
在一种可能的实施方式中，该合入模块包括模拟信号合入器和第三滤波器；该第三滤波器，用于从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号，该第三模拟信号为基于该第二预失真信号经数模转换而得的模拟信号；该模拟信号合入器，用于基于该降噪的第三模拟信号和第四模拟信号生成预失真模拟信号，该第四模拟信号为基于该第一预失真信号经数模转换而得的模拟信号，该第三预失真信号为基于该预失真模拟信号经上变频而获得的射频信号。
本实施方式中，先进行数模转换再进行合入处理，并且，在合入处理之前采用滤波器滤除第三模拟信号中位于该干扰频段的噪声，有利于降低待合入的中频信号的噪声，进而降低合入后的信号的噪声。另外，先进行数模转换和合入处理再进行上变频处理，即在中频信号阶段进行合入处理，有利于降低模拟合入器的复杂度，降低对用于进行合入处理的模拟合入器的要求。另外，有利于节约混频器，降低进行上变频处理的难度。
在一种可能的实施方式中，该合入模块包括模拟信号合入器和第三滤波器；该第三滤波器，用于从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号，该第三模拟信号为基于该第二预失真信号经数模转换而得的模拟信号；该模拟信号合入器，用于基于第三射频信号和第四射频信号生成该第三预失真信号，该第三射频信号为基于该降噪的第三模拟信号经上变频而获得的射频信号，该第四射频信号为基于第四模拟信号经上变频而获得的射频信号，该第四模拟信号为基于该第一预失真信号经数模转换而得的模拟信号。
本实施方式中，先进行数模转换和上变频处理再进行合入处理，并且，在合入处理之前采用滤波器滤除第三射频信号中位于该干扰频段的噪声，有利于降低待合入的射频信号的噪声，进而降低合入后的信号的噪声。另外，先进行上变频处理再进行合入处理，即在射频信号阶段进行合入处理，有利于提高合入操作的精度。
在一种可能的实施方式中，该合入模块还包括：至少一个可变增益放大器，用于调整输入该模拟信号合入器的该降噪的第三模拟信号的功率和该第四模拟信号的功率之间的比例；或者，该至少一个可变增益放大器，用于调整输入该模拟信号合入器的该第三射频信号的功率和该第四射频信号的功率之间的比例。
本实施方式中，增设至少一个可变增益放大器以调整输入模拟合入器的信号的功率比，以使得输出的第三预失真信号中位于主频段的信号分量的功率与位于干扰频段的信号分量的功率之比等于第一射频信号中位于主频段的信号分量的功率与位于干扰频段的信号分量的功率之比，有利于保证预失真校正的准确率。
在一种可能的实施方式中，该辅失真信号和该第一基带信号用于训练第一预失真模型，该第一预失真模型用于根据该第二基带信号生成该第一预失真信号，该第一预失真模型位于该第一预失真模块中；该主失真信号和该第一基带信号用于训练第二预失真模型，该第二预失真模型用于根据该第二基带信号生成该第二预失真信号，该第二预失真模型位于该第二预失真模块中。
在一种可能的实施方式中，该主频段的频率值大于该干扰频段的频率值。
在一种可能的实施方式中，该主频段为无线通信频段，该干扰频段为卫星频段。
本实施方式中，当主频段为无线通信频段且干扰频段为卫星频段时，由于频率预失真装置分别设置了卫星频段反馈采样通道和无线通信频段反馈采样通道，分别对位于不同频段的信号进行预失真处理，然后进行合入处理。有利于消除信号中位于卫星频段的信号分量，能够实现卫星频段杂散抑制作用。
第二方面，本申请提供了一种频率预失真方法，该方法应用于发射系统中，例如，NR高频发射系统中。在该方法中，频率预失真装置获取第一射频信号并基于该第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号；然后，分别基于该位于该辅失真信号和该主失真信号对该第二基带信号进行预失真处理，得到第一预失真信号和第二预失真信号，该第一预失真信号位于该干扰频段，该第二预失真信号位于该主频段；然后，基于该第一预失真信号和该第二预失真信号合成第三预失真信号，该第三预失真信号位于该主频段和该干扰频段，该第三预失真信号经射频放大而获得的第二射频信号位于该主频 段。
其中，该第一射频信号为第一基带信号经上变频和射频放大而获得的非线性失真射频信号，该第一基带信号位于主频段，该第一射频信号位于该主频段和干扰频段，该第一射频信号位于干扰频段的信号分量是该第一基带信号位于主频段的信号分量因该非线性失真而产生。
在一种可能的实施方式中，该基于该第一射频信号获取位于该主频段的主失真信号和位于该干扰频段的辅失真信号，包括：
从第一模拟信号中滤除位于该主频段的模拟信号分量，并对获得的该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量进行模数转换，得到该主失真信号；其中，该第一模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号，或者，该第一模拟信号为该第一射频信号。
从第二模拟信号中滤除位于该干扰频段的模拟信号分量，并对获得的该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量进行模数转换，得到该辅失真信号；其中，该第二模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号，或者，该第二模拟信号为该第一射频信号。
在一种可能的实施方式中，在进行模数转换之前，该方法还包括：调整该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量的第一功率和该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量的第二功率，以使得该第一功率与该第二功率的差值小于预设值。
在一种可能的实施方式中，该基于该第一预失真信号和该第二预失真信号合成第三预失真信号，包括：采用数字信号合入器将该第一预失真信号和该第二预失真信号合成为预失真基带信号；对该预失真基带信号进行数模转换和上变频处理，得到该第三预失真信号。
本实施方式中，在数字信号阶段进行合入处理，有利于保证合入操作的精度，有利于节省数模转换器、混频器。
在一种可能的实施方式中，该基于该第一预失真信号和该第二预失真信号合成第三预失真信号，包括：分别对该第一预失真信号和第二预失真信号进行数模转换，得到第三模拟信号和第四模拟信号；从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号；基于该降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行合入处理，得到预失真模拟信号；对该预失真模拟信号进行上变频处理，得到该第三预失真信号。
可选的，基于降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行合入处理之前，该方法还包括：调整降噪的第三模拟信号的功率和第四模拟信号的功率之间的比例。
在一种可能的实施方式中，该基于该第一预失真信号和该第二预失真信号合成第三预失真信号，包括：分别对该第一预失真信号和第二预失真信号进行数模转换，得到第三模拟信号和第四模拟信号；从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号；分别对该降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行上变频处理，得到第三射频信号和第四射频信号；基于第三射频信号和第四射频信号进行合入处理得到该第三预失真信号。
可选的，基于第三射频信号和第四射频信号进行合入处理之前，该方法还包括：调整 第三射频信号的功率和第四射频信号的功率之间的比例。
在一种可能的实施方式中，该分别基于该位于该辅失真信号和该主失真信号对该第二基带信号进行预失真处理，得到第一预失真信号和第二预失真信号，包括：根据该第二基带信号和第一预失真模型生成该第一预失真信号，该第一预失真模型是采用该辅失真信号和该第一基带信号训练获得；根据该第二基带信号和第二预失真模型生成该第二预失真信号，该第二预失真模型是采用该主失真信号和该第一基带信号训练获得。
在一种可能的实施方式中，该主频段的频率值大于该干扰频段的频率值。
在一种可能的实施方式中，该主频段为无线通信频段，该干扰频段为卫星频段。
第三方面，本申请提供了一种发射系统，该发射系统包括射频放大器和如第一方面任意一种实施方式所介绍的频率预失真装置。可选的，该发射系统还包括基带信号生成模块。其中，基带信号生成模块用于生成基带信号。频率预失真装置对该基带信号进行预失真处理，得到经过预失真处理的信号。射频放大器用于经过预失真处理的信号进行放大，在射频放大器的非线性失真作用下，该射频放大器传输至天线的信号不存在非线性失真。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中，频率预失真装置能够基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号，然后，分别基于前述主失真信号和辅失真信号对第二基带信号进行预失真处理得到第一预失真信号和第二预失真信号，并将第一预失真信号和第二预失真信号合成为第三预失真信号。由于，第三预失真信号中位于干扰频段的信号分量经过射频放大器后能够在非线性失真的作用下抵消，以使得该射频放大器提供给天线的射频信号中没有位于干扰频段的信号，而仅有位于主频段的信号。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1A为本申请中频率预失真装置适用的系统架构图；
图1B为本申请中非线性失真的信号的频率普的一个示例图；
图2为本申请中频率预失真装置的一个实施例示意图；
图3A为本申请中位于干扰频段的信号分量的一个示例图；
图3B为本申请中位于主频段的信号分量的一个示例图；
图4A为本申请中频率预失真装置中的频率分段模块的一个实施例示意图；
图4B为本申请中频率预失真装置中的频率分段模块的另一个实施例示意图；
图4C为本申请中频率预失真装置中的频率分段模块的另一个实施例示意图；
图4D为本申请中频率预失真装置中的频率分段模块的另一个实施例示意图；
图5A为本申请中频率预失真装置中的合入模块的一个实施例示意图；
图5B为本申请中频率预失真装置中的合入模块的另一个实施例示意图；
图5C为本申请中频率预失真装置中的合入模块的另一个实施例示意图；
图6A为本申请中频率预失真装置的另一个实施例示意图；
图6B为本申请中频率预失真装置的另一个实施例示意图；
图7为本申请中频率预失真方法的一个流程图。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为便于理解，下面先对本申请涉及的专业术语进行介绍：
非线性失真：指经过非线性系统的输出信号相比于输入信号产生非线性变化的现象。该非线性失真不仅包括信号的功率和幅值的非线性变化，还包括信号所在的频段的非线性变化。其中，信号所在的频段的非线性变化指输出信号相比于输入信号新增位于新的频段的信号分量。例如，输入信号位于频段A，而该输出信号不仅包含位于频段A的信号分量还包含位于频段B的信号分量，其中，位于频段B的信号分量即为新增的位于新的频段的信号分量。其中，输入信号原本所在的频段(例如，示例中的频段A)是有用的或有效的频段，而输出信号中新增的频段(例如，示例中的频段B)是不需要的或作为干扰的频段。为便于介绍，称前述输入信号原本所在的频段为主频段，输出信号中新增的频段为干扰频段。应注意，本申请中的非线性失真可以是仅由射频放大器引起的非线性失真，也可以是由数模转换器、混频器(例如，上变频器)和射频放大器等装置组成的射频放大链路引起的非线性失真，具体此处不做限定。
数字预失真(digital Pre-Distortion)：指在将输入信号输入到射频放大器之前对该输入信号进行的失真处理过程。该失真过程一般在数字信号阶段进行。该预失真的目的是使得经过预失真处理的输入信号能够在某个方向发生失真，而前述某个方向与射频放大器(或射频链路)的失真方向相反。也就是说，输入信号在预失真处理阶段产生了一次失真，获得预失真信号，该预失真信号在经过射频放大器(或射频链路)又产生了一次失真，获得输出信号。前述两次失真的方向相反，失真的程度相同，因此，预失真处理过程能够对冲或抵消该射频放大器(或射频链路)对信号的非线性失真作用。
可变增益放大器(variable gain amplifier，VGA)：通过调整电压来放大信号的功率，也可以通过调整电压来缩小信号的功率，放大和缩小的比例是可调整的。
模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)：对模拟信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号。采样率越高，生成的数字信号越准确。
数模转换器(digital to analog converter，DAC)：将数字信号转换为模拟信号。
本申请提供的频率预失真方法可以应用在第五代(5th generation，5G)通信技术或新无线(new radio，NR)高频场景。例如，无线通信频段(例如，26GHz频段)的信号在非线性失真作用下产生卫星频段(例如，23.6GHz～24GHz频段)的信号分量的场景。基于本申请提供的频率预失真方法，可以有效降低无线通信频段的信号在卫星频段上的非线性失真信号分量。可以理解的是，本申请提供的频率预失真方法还可以用于降低其他频段的信号在主频段以外的非线性失真信号分量，具体此处不做限定。
本申请提供的频率预失真方法可以应用在如图1A所示的发射系统，也可以应用于其他可能产生非线性失真的发射系统中，具体此处不做限定。图1A所示的发射系统中，基带信号生成模块02生成的基带信号经过数模转换、上变频等处理之后传输至射频放大器PA 03中。如图1B所示，输入射频放大器PA 03之前的信号位于主频段；在射频放大器PA 03的非线性失真作用下，从射频放大器PA 03输出的信号不仅在主频段有信号分量，在干扰频段也存在信号分量。然而，干扰频段的信号分量并非需要的信号，可能会对通信产生干扰。应理解，从射频放大器PA 03输出的信号还可能受到射频放大链路上的数模转换器(图未示)或混频器(图未示)的非线性失真作用。
应理解，干扰频段和主频段是相对的概念。其中，主频段指原本需要的频段；干扰频段指原本不需要的频段。
本申请通过在射频放大器之前设置频率预失真装置，例如图1A所示，在基带生成模块02和射频放大器PA 03之间设置频率预失真装置01，通过分频率进行预失真处理的方式，消除射频信号中因非线性失真而产生的其他频段的频率分量。
下面将结合图2对频率预失真装置进行详细介绍：
如图2所示，为本申请提供的频率预失真装置的一种结构示意图。该频率预失真装置01包括：频率分段模块011、第一预失真模块012、第二预失真模块013以及合入模块014。
其中，频率分段模块011，用于基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号。其中，第一射频信号为第一基带信号经上变频和射频放大而获得的非线性失真射频信号，该第一射频信号位于主频段和干扰频段。第一基带信号是历史某一时刻基带信号生成模块02产生的基带信号。该第一基带信号位于主频段。其中，该第一射频信号位于干扰频段的信号分量是该第一基带信号因非线性失真而产生的。
示例性的，终端设备与网络设备之间进行通信的频段为26GHz，终端设备中产生的射频信号为26GHz。理论上，若不产生非线性失真，经射频放大器处理之后从天线发射出的信号仅包含26GHz的信号。然而，实际上，经射频放大器处理之后从天线发射出的信号不仅包含26GHz的信号，还增添了24GHz的信号。其中，24GHz是卫星频段，终端设备与网络设备之间的通信不需要24GHz的信号。在该示例中，26GHz可以理解为是前述主频段，24GHz可以理解为是前述干扰频段。
具体地，频率分段模块011接收来自射频放大器PA 03的第一射频信号，并且，基于第一射频信号或基于第一射频信号经下变频的信号获取位于干扰频段的信号分量(例如，图3A所示的信号分量)和位于主频段的信号分量(例如，图3B所示的信号分量)；然后，该频率分段模块011分别对前述位于主频段的信号分量和位于干扰频段的信号分量进行适 当处理，以获得基于位于干扰频段的信号分量生成的辅失真信号和基于位于主频段的信号分量生成的主失真信号。
其中，位于干扰频段的信号分量可以是射频信号或中频信号，位于主频段的信号分量可以是射频信号或中频信号。示例性的，若频率分段模块011先对第一射频信号进行下变频处理，然后，将第一射频信号经下变频的信号进行频率分段处理，则位于干扰频段的信号分量和位于主频段的信号分量是中频信号。具体请参阅后文图4B相关的介绍。示例性的，若频率分段模块011直接对第一射频信号进行频率分段处理，则位于干扰频段的信号分量和位于主频段的信号分量是射频信号。当然，频率预失真装置01中的其他模块或器件会对位于干扰频段的射频信号和位于主频段的射频信号分别进行下变频处理，具体请参阅后文图4C相关的介绍。
应注意，频率预失真装置01在处理信号的过程中会对信号进行上变频、下变频或其他变频操作。因此，在不同的信号处理阶段位于主频段的信号的频率值是不同的，在不同的信号处理阶段位于干扰频段的信号的频率值也是不同的。示例性的，以第一射频信号包含位于26GHz的信号分量和位于24GHz的信号分量为例。若下变频操作将位于26GHz的信号分量搬移到0GHz，将位于24GHz的信号分量搬移到-2GHz，那么，位于26GHz的信号分量和经下变频后位于0GHz的信号分量都是位于主频段的信号分量，位于24GHz的信号分量和经下变频后位于-2GHz的信号分量都是位于干扰频段的信号分量。因此，本申请并不限定干扰频段的具体的频率值，也不限定主频段的具体的频率值。此外，在同一信号处理阶段，主频段的频率值一般大于干扰频段的频率值。例如，若主频段为无线通信频，干扰频段为卫星频段，则在同一信号处理阶段，无线通信频段的频率值一般大于卫星频段的频率值。
此外，频率预失真装置01中的第一预失真模块012和第二预失真模块013将分别基于辅失真信号和主失真信号对第二基带信号进行处理。其中，第一预失真模块012，用于基于该第二基带信号和该辅失真信号生成第一预失真信号，该第一预失真信号位于该干扰频段。第二预失真模块013，用于基于该第二基带信号和该主失真信号生成第二预失真信号，该第二预失真信号位于该主频段。
其中，第二基带信号是当前时刻基带信号生成模块02产生的基带信号，是需要进行预失真处理的基带信号。该第二基带信号位于主频段。
具体地，第一预失真模块012可以基于第一基带信号和辅失真信号训练第一预失真模块012中的第一预失真模型，该第一预失真模型用于根据该第二基带信号生成该第一预失真信号。第二预失真模块013可以基于第一基带信号和主失真信号训练第二预失真模块013中的第二预失真模型，该第二预失真模型用于根据该第二基带信号生成该第二预失真信号。
随后，该频率预失真装置01中的合入模块014，用于基于该第一预失真信号和该第二预失真信号生成第三预失真信号，该第三预失真信号位于该主频段和该干扰频段，该第三预失真信号经射频放大而获得的第二射频信号位于该主频段。可以理解为，该第三预失真信号为能够抵消射频放大器PA 03的非线性失真作用的信号，将该第三预失真信号输入射频放大器PA 03之后获得的第二射频信号将仅包含位于主频段的信号，不会产生位于干扰 频段的信号。
本实施例中，频率预失真装置01能够基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号，然后，分别基于前述主失真信号和辅失真信号对第二基带信号进行预失真处理得到第一预失真信号和第二预失真信号，并将第一预失真信号和第二预失真信号合成为第三预失真信号。由于，第三预失真信号中位于干扰频段的信号分量经过射频放大器后能够在非线性失真的作用下抵消，以使得该射频放大器提供给天线的射频信号中没有位于干扰频段的信号，而仅有位于主频段的信号。
应注意，本申请中的频率预失真装置是按频率划分信号，不同于传统技术中按幅值或功率划分信号的方案。传统技术中按幅值或功率划分信号并分别进行预失真处理的方案，无法解决抑制干扰频段的信号分量的问题。
特别地，当主频段为无线通信频段且干扰频段为卫星频段时，由于频率预失真装置分别设置了卫星频段反馈采样通道和无线通信频段反馈采样通道，分别对位于不同频段的信号进行预失真处理，然后进行合入处理。有利于消除信号中位于卫星频段的信号分量，能够实现卫星频段杂散抑制作用。
下面将对前述图2中的频率分段模块011进行进一步介绍：
具体地，频率分段模块011包括至少一个滤波器。该频率分段模块011可以通过一个滤波器或多个滤波器，在模拟信号阶段对第一射频信号(或第一射频信号经下变频的信号)按频率分段，以获得如图3A所示位于干扰频段的信号分量和如图3B所示位于主频段的信号分量。
在一种可能的实施方式中，如图4A所示，该频率分段模块011包括第一滤波器101和第二滤波器102，第一滤波器101和第二滤波器102并联。其中，第一滤波器101用于从第一模拟信号中滤除位于该主频段的模拟信号分量，得到该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量。第二滤波器102，用于从第二模拟信号中滤除位于该干扰频段的模拟信号分量，得到该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量。
其中，该第一模拟信号为基于第一射频信号进行下变频而获得的信号；或者，该第一模拟信号为该第一射频信号；该第二模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号；或者，该第二模拟信号为该第一射频信号。也就是说，频率分段模块011可以先对第一射频信号进行下变频处理，再按照频率分段；也可以先按照频率分段，再将位于主频段的信号分量和位于干扰频段的信号分量分别进行下变频处理。
在一种可选的实施方式中，频率分段模块011先对第一射频信号进行下变频处理，再按照频率进行分段处理。示例性的，频率分段模块011可以采用如图4B所示的实现方式。其中，第一滤波器101靠近射频放大器的一侧设置有混频器301，该第二滤波器101的靠近射频放大器的一侧设置有混频器302。此时，第一模拟信号为基于第一射频信号进行下变频而获得的信号，且，第二模拟信号也为基于第一射频信号进行下变频而获得的信号。也就是说，第一射频信号分别传输至混频器301和混频器302，并分别进行下变频处理，得到由混频器301输出的第一模拟信号和由混频器302输出的第二模拟信号。此时，第一 模拟信号和第二模拟信号可以不是同一个信号，因为，第一模拟信号的下变频程度与第二模拟信号的下变频程度不一定相同。
应理解，下变频可以理解为将高频或射频信号调制为数模转换器可接受的采样频段。下变频可以是将位于26GHz的信号调制到0GHz，将位于24GHz的信号调制到-2GHz；也可以是将位于26GHz的信号调制到2GHz，将位于24GHz的信号调制到0GHz；还可以将位于26GHz的信号和位于24GHz的信号调制到其他频段，具体此处不做限定。
在另一种可选的实施方式中，频率分段模块011先按照频率分段，再将位于主频段的信号分量和位于干扰频段的信号分量分别进行下变频处理。示例性的，频率分段模块011可以采用如图4C所示的实现方式。其中，第一滤波器101远离射频放大器的一侧设置有混频器301，该第二滤波器102远离射频放大器的一侧设置有混频器302。此时，第一模拟信号和第二模拟信号均为第一射频信号。也就是说，第一射频信号分别传输至第一滤波器101和第二滤波器102，然后，混频器301对位于干扰频段的信号分量进行下变频处理，混频器302对位于主频段的信号分量进行下变频处理。
此外，该频率分段模块011还包括模数转换模块(analog-to-digital converter，ADC)。具体地，该频率分段模块011还包括第一模数转换模块ADC 201和第二模数转换模块ADC 202。其中，第一ADC 201，用于对该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量进行采样，得到该辅失真信号。第二ADC 202，用于对该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量进行采样，得到该主失真信号。
本实施方式中，在模拟信号处理阶段，采用不同的滤波器分别对第一模拟信号和第二模拟信号进行过滤，得到第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量和第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量。然后，将前述两个信号分量分别进行模数转换以获得辅失真信号和主失真信号，以便于第一预失真模块012和第二预失真模块013分别进行预失真处理。由于，针对不同频段的失真信号分别进行预失真处理，即分别对位于主频段的信号分量和位于干扰频段的信号分量进行预失真处理，因此，在预失真处理过程中不会受到其他频段的信号分量的干扰，例如，在对位于主频段的信号分量进行预失真处理时不会受到干扰频段的信号分量的影响，在对位于干扰频段的信号分量进行预失真处理时不会受到主频段的信号分量的影响。因此，有利于保证生成的预失真信号的准确率。
应注意，当位于干扰频段的信号分量的功率远小于位于主频段的信号分量的功率时，获取主失真信号的链路上可以不用设置用于过滤位于干扰频段额信号分量的滤波器(例如，前述图4A、图4B以及图4C中的第二滤波器102)。此时，该频率分段模块101包含用于滤除位于主频段的信号分量的第一滤波器101。当不设置第二滤波器102时，第一射频信号经混频器302进行下变频处理之后输入到第二ADC 202中。由于，位于干扰频段的信号分量的功率远小于位于主频段的信号分量的功率，经第二ADC 202的模数转换后的信号可以视作仅有大功率的主失真信号，或者，经第二ADC 202的模数转换后的信号中的小功率的辅失真信号几乎不对后续计算第二预失真信号造成影响。
此时，第一模数转换模块ADC 201，用于对该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量进行采样，得到该辅失真信号；第二模数转换模块ADC 202，用于对该第一射频 信号经下变频而获得的信号进行采样，得到该主失真信号。
在前述实施方式的基础上，该频率分段模块011中还可以设置可变增益放大器VGA，用于放大输入模数转换模块ADC的信号的功率，以使得模数转换模块ADC在采样时能够达到满幅采样，有利于提高采样精度，有利于提高模数转换的准确度。
应理解，可变增益放大器VGA和射频放大器PA均具有放大功率的作用，但是，可变增益放大器放大程度小，工作在线性区域，射频放大器放大程度大，工作在非线性区域。
在一种可能的实施方式中，如图4D所示，该频率分段模块011还包括第一可变增益放大器VGA 401和第二可变增益放大器VGA 402。第一VGA 401位于第一滤波器101和第一ADC 201之间，第二VGA 402位于第二滤波器102和第二ADC 202之间。当频率分段模块011中未设置第二滤波器102时，第二VGA位于第二ADC 202和混频器302之间。其中，第一VGA 401，用于放大输入该第一ADC 201的第一模拟信号位于该干扰频段的模拟信号分量；第二VGA 402，用于放大输入该第二ADC 202的第二模拟信号位于该主频段的模拟信号分量。
应理解，图4D所示的实施方式是在图4B所示的实施方式的基础上增加的第一VGA 401和第二VGA 402；本申请也可以在图4C所示的实施方式的基础上增加前述第一VGA 401和第二VGA 402，具体此处不予赘述。
可选的，由于经滤波器或混频器处理之后的位于不同频段的信号的功率不一定相同，前述频率分段模块011中设置的两个VGA的放大比例也一般不同。
可选的，若分别与前述两个VGA连接的ADC的配置相同，则可以根据位于不同频段的信号的功率的比值来设置两个VGA的放大比例，以使得经放大处理之后的位于不同频道的信号的功率相同或相近。有利于简化频率预失真装置01，也有利于使得两个ADC在对信号进行采样时能够达到满幅采样，提升信号采样的信噪比，提升后续模数转换的转换效率。
例如，若图4D所示的第一ADC 201和第二ADC 202的配置相同，则第二VGA 402的放大比例与该第一VGA 401的放大比例可以基于位于干扰频段的信号分量(例如，第一模拟信号位于该干扰频段的模拟信号分量)的功率和位于主频段的信号分量(例如，第二模拟信号位于该主频段的模拟信号分量)的功率确定。
示例性的，若位于干扰频段的信号分量(例如，第一模拟信号位于该干扰频段的模拟信号分量)的功率小于位于主频段的信号分量(例如，第二模拟信号位于该主频段的模拟信号分量)的功率，则可以设置第二VGA 402的放大比例小于第一VGA 401的放大比例，以使得进入第一ADC 201的信号的功率与进入第二ADC 202的信号的功率相近。
本实施方式中，由于可以放大原本功率比较小的信号分量，即位于干扰频段的信号分量，有利于使第一ADC 201达到满幅采样，提升对位于干扰频段的信号采样的信噪比，提高对位于干扰频段的信号进行预失真校正的动态范围，提高位于干扰频段的信号分量进行模数转换的准确度，有利于提高输出的辅失真信号的准确度。可选的，当干扰频段为卫星频段且主频段为无线通信频段时，有利于提升卫星频段预失真校正的动态范围。
此外，本申请中合入模块014可以有多种实现方式，该合入模块014可以在数字信号处理阶段将位于干扰频段的预失真数字信号(例如，前述第一预失真信号)和位于主频段的预失真数字信号(例如，前述第二预失真信号)进行合入处理，也可以在模拟信号处理阶段将位于干扰频段的预失真模拟信号(例如，前述第一预失真信号经数模转换等处理的模拟信号)和位于主频段的预失真模拟信号(例如，前述第二预失真信号经数模转换等处理的模拟信号)进行合入处理。下面分别进行介绍：
在一种可能的实施方式中，合入模块014在数字信号处理阶段进行合入处理，此时，该合入模块014包括数字信号合入器。该数字信号合入器，用于将该第一预失真信号和该第二预失真信号合成为预失真基带信号，该预失真基带信号位于主频段和干扰频段。该预失真基带信号进行数模转换和上变频处理之后，可以获取前述第三预失真信号。该第三预失真信号是射频信号，该第三预失真信号经射频放大器的非线性失真作用之后，获得的第二射频信号位于主频段，该第二射频信号不包含位于干扰频段的信号。
示例性的，该合入模块014可以采用如图5A所示示例实现。该合入模块014包括数字信号合入器。可选的，该合入模块014还包括第一DAC 501和混频器303。其中，该数字信号合入器将该第一预失真信号和该第二预失真信号合成为预失真基带信号；第一DAC 501将从数字信号合入器接收的预失真基带信号转换为预失真模拟信号；混频器303将从第一DAC 501获得的预失真模拟信号进行上变频处理，以获得第三预失真信号。
本实施方式中，在数字信号阶段进行合入处理，有利于保证合入操作的精度，有利于节省数模转换器、混频器。
在另一种可能的实施方式中，合入模块014在模拟信号处理阶段进行合入处理，此时，该合入模块014包括模拟信号合入器。该模拟信号合入器，用于位于干扰频段的预失真模拟信号和位于主频段的预失真模拟信号进行合入处理，然后，将合入处理后获得的预失真模拟信号进行上变频处理获得前述第三预失真信号。
可选的，在进行合入操作之前，还可以设置滤波器，用于滤除待合入的位于主频段的预失真模拟信号中的噪声和/或位于干扰频段的预失真模拟信号中的噪声。可选的，可以设置滤波器滤除位于主频段的预失真模拟信号中位于干扰频段的噪声，有利于使得合入操作后获得的预失真信号更准确，进而使得第三预失真信号输入射频放大器后更准确地抵消位于干扰频段的信号分量，以使得输出的第二射频信号中不包含位于干扰频段的信号分量。
示例性的，该合入模块014可以采用如图5B所示示例实现。该合入模块014包括模拟信号合入器和第三滤波器202。可选的，与第三滤波器202相连的模块或器件还有：第二DAC 502、第三DAC 503和混频器304，该第二DAC 502、第三DAC 503和混频器304可以理解为是合入模块014中的一部分。其中，第二DAC 502基于第二预失真信号经数模转换获得第三模拟信号，该第三模拟信号传输至第三滤波器202，该第三滤波器202从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号。与此同时，第三DAC 503基于第一预失真信号经数模转换获得第四模拟信号，该第四模拟信号传输至模拟信号合入器中。该模拟信号合入器，用于基于该降噪的第三模拟信号和第四模拟信号生成预失真模拟信号，该第三预失真信号为基于该预失真模拟信号经上变频而获得的射频信号。
本示例中，先进行数模转换再进行合入处理，并且，在合入处理之前采用滤波器滤除第三模拟信号中位于该干扰频段的噪声，有利于降低待合入的中频信号的噪声，进而降低合入后的信号的噪声。另外，先进行数模转换和合入处理再进行上变频处理，即在中频信号阶段进行合入处理，有利于降低模拟合入器的复杂度，降低对用于进行合入处理的模拟合入器的要求。另外，有利于节约混频器，降低进行上变频处理的难度。
示例性的，该合入模块014可以采用如图5C所示示例实现。该合入模块014包括模拟信号合入器和第三滤波器202。可选的，与第三滤波器202相连的模块或器件还有：第二DAC 502、第三DAC 503、混频器305和混频器306，该第二DAC 502、第三DAC 503、混频器305和混频器306可以理解为是合入模块014中的一部分。其中，第二DAC 502基于第二预失真信号经数模转换获得第三模拟信号，该第三模拟信号传输至第三滤波器202，该第三滤波器202从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号。然后，混频器305对降噪的第三模拟信号进行上变频处理，得到位于主频段的第三射频信号。与此同时，第三DAC 503基于第一预失真信号经数模转换获得第四模拟信号，该第四模拟信号传输至模拟信号合入器中。然后，混频器306对第四模拟信号进行上变频处理，得到位于干扰频段的第四射频信号。该模拟信号合入器基于第三射频信号和第四射频信号生成该第三预失真信号。
本示例中，先进行数模转换和上变频处理再进行合入处理，并且，在合入处理之前采用滤波器滤除第三射频信号中位于该干扰频段的噪声，有利于降低待合入的射频信号的噪声，进而降低合入后的信号的噪声。另外，先进行上变频处理再进行合入处理，即在射频信号阶段进行合入处理，有利于提高合入操作的精度。
可选的，若第一射频信号中位于干扰频段的信号分量的功率与位于主频的信号分量的功率不同，则可以在模拟合入器之前设置至少一个可变增益放大器，以调整输入模拟合入器的信号的功率比。
示例性的，如图5B所示，在模拟合入器之前设置第三VGA 403和第四VGA 404，用于调整输入模拟信号合入器的降噪的第三模拟信号的功率和第四模拟信号的功率之间的比例。例如，若第一射频信号中位于干扰频段的信号分量的功率小于位于主频的信号分量的功率，则第三VGA 403和第四VGA 404用于调整第四模拟信号的功率小于降噪的第三模拟信号的功率。例如，若第一射频信号中位于干扰频段的信号分量的功率与位于主频的信号分量的功率之比为1:5，则第三VGA 403和第四VGA 404用于调整第四模拟信号的功率与降噪的第三模拟信号的功率之比为1:5。
应理解，在调整的过程中，第三VGA 403可能起到放大功率的作用，也可能起到缩小功率的作用；第四VGA 404可能起到放大功率的作用，也可能起到缩小功率的作用。例如，当第三滤波器202输出的降噪的第三模拟信号的功率等于第四模拟信号的功率时，可以设置第三VGA适当缩小第四模拟信号，也可以设置第四VGA适当放大降噪的第三模拟信号，具体此处不做限定。
示例性的，如图5C所示，在模拟合入器之前设置第三VGA 403和第四VGA 404，用于调整输入模拟信号合入器的第三射频信号的功率和第四射频信号的功率之间的比例。例 如，若第一射频信号中位于干扰频段的信号分量的功率小于位于主频的信号分量的功率，则第三VGA 403和第四VGA 404用于调整第四射频信号的功率小于第三射频信号的功率。例如，若第一射频信号中位于干扰频段的信号分量的功率与位于主频的信号分量的功率之比为1:6，则第三VGA 403和第四VGA 404用于调整第四射频信号的功率与第三射频信号的功率之比为1:6。
应理解，在调整的过程中，第三VGA 403可能起到放大功率的作用，也可能起到缩小功率的作用；第四VGA 404可能起到放大功率的作用，也可能起到缩小功率的作用。例如，当第三滤波器202输出的第三射频信号的功率等于第四射频信号的功率时，可以设置第三VGA适当缩小第四射频信号，也可以设置第四VGA适当放大第三射频信号，具体此处不做限定。
应注意，前述图5B和图5C所示示例中，第三DAC 503可以是较高频率的数模转换器，第三DAC 503也可以是较低频率的数模转换器。当第三DAC 503可以是较低频率的数模转换器时，可以在第三DAC 503之后设置用于调高频率的调制解调器(modem，Mod)，以降低对第三DAC 503的频率要求。
应理解，本申请所提及的合入模块014仅是为了便于介绍而基于逻辑功能划分的模块，该合入模块可以理解为包含合入器和其他相关结构或器件，也可以不将除了合入器之外的其他相关结构或器件划入合入模块014中，具体本申请不做限定。
应理解，图5A、图5B以及图5C中任意一种实现方式均可以与前述图2结合，图4A、图4B、图4C以及图4D中任意一种实现方式可以与前述图2结合。
示例性的，若频率分段模块011采用图4D所示示例实现，合入模块014采用图5A所示示例实现，则该频率预失真装置01的结构可以如图6A所示。关于图6A中各模块的功能请参阅前文中的相关介绍，此处不予赘述。
示例性的，若频率分段模块011采用图4D所示示例实现，合入模块014采用图5B所示示例实现，则该频率预失真装置01的结构可以如图6B所示。关于图6B中各模块的功能请参阅前文中的相关介绍，此处不予赘述。
此外，基于前述实施方式的结合，还可以有多种实现方式，此处不再一一列举。
如图7所示，本申请还提供了一种频率预失真方法，在该方法中，频率预失真装置可以执行如下步骤：
步骤701，获取第一射频信号。
其中，第一射频信号为第一基带信号经上变频和射频放大而获得的非线性失真射频信号。该第一基带信号位于主频段，该第一射频信号位于该主频段和干扰频段。该第一射频信号位于干扰频段的信号分量是该第一基带信号位于主频段的信号分量因该非线性失真而产生。
可选的，该主频段的频率值大于该干扰频段的频率值。可选的，该主频段为无线通信频段，该干扰频段为卫星频段。具体地，请参阅前文图2对应实施例中的相关介绍。
步骤702，基于该第一射频信号获取位于该主频段的主失真信号和位于该干扰频段的 辅失真信号。
在一种可能的实施方式中，频率预失真装置可以先基于第一射频信号进行滤波操作，以获得第一射频信号中位于主频段的信号分量和第一射频信号中位于干扰频段的信号分量。此时，主失真信号可以理解为基于第一射频信号中位于主频段的信号分量进行下变频、模数转换等一系列处理而获得的信号。辅失真信号可以理解为基于第一射频信号中位于干扰频段的信号分量进行下变频、模数转换等一系列处理而获得的信号。
在另一种可能的实施方式中，频率预失真装置可以先基于第一射频信号进行下变频处理，再进行滤波操作，以获得第一射频信号经下变频而获得的信号中位于主频段的信号分量和第一射频信号经下变频而获得的信号中位于干扰频段的信号分量。此时，主失真信号可以理解为基于第一射频信号经下变频而获得的信号中位于主频段的信号分量进行模数转换等一系列处理而获得的信号。辅失真信号可以理解为基于第一射频信号经下变频而获得的信号中位于干扰频段的信号分量进行模数转换等一系列处理而获得的信号。
具体地，频率预失真装置从第一模拟信号中滤除位于该主频段的模拟信号分量，并对获得的该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量进行模数转换，得到该主失真信号。与此同时，从第二模拟信号中滤除位于该干扰频段的模拟信号分量，并对获得的该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量进行模数转换，得到该辅失真信号。其中，该第一模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号，或者，该第一模拟信号为该第一射频信号；该第二模拟信号为基于该第一射频信号进行下变频而获得的信号，或者，该第二模拟信号为该第一射频信号。
可选的，频率预失真装置在进行模数转换操作之前，可以先调整该第一模拟信号中位于该干扰频段的模拟信号分量的第一功率和该第二模拟信号中位于该主频段的模拟信号分量的第二功率，以使得该第一功率与该第二功率的差值小于预设值。
步骤703，分别基于该位于该辅失真信号和该主失真信号对该第二基带信号进行预失真处理，得到第一预失真信号和第二预失真信号。
其中，第一预失真信号位于干扰频段，第二预失真信号位于主频段。
具体地，频率预失真装置可以基于第一基带信号和辅失真信号训练第一预失真模型，该第一预失真模型用于根据该第二基带信号生成该第一预失真信号。此外，频率预失真装置还可以基于第一基带信号和主失真信号训练第二预失真模型，该第二预失真模型用于根据该第二基带信号生成该第二预失真信号。
步骤704，基于该第一预失真信号和该第二预失真信号合成第三预失真信号。
其中，该第三预失真信号位于该主频段和该干扰频段，该第三预失真信号经射频放大而获得的第二射频信号位于该主频段，该第二射频信号不包含位于干扰频段的信号分量。可以理解为，该第三预失真信号为能够抵消射频放大器的非线性失真作用的信号，将该第三预失真信号输入射频放大器之后获得的第二射频信号将仅包含位于主频段的信号，不会产生位于干扰频段的信号。
具体地，该频率预失真装置可以采用如下任意一种实施方式生成前述第三预失真信号：
在一种可选的实施方式中，频率预失真装置采用数字信号合入器将第一预失真信号和 第二预失真信号合成为预失真基带信号，然后，对该预失真基带信号进行数模转换和上变频处理，得到该第三预失真信号。
本实施方式中，在数字信号阶段进行合入处理，有利于保证合入操作的精度，有利于节省数模转换器、混频器。
在另一种可选的实施方式中，频率预失真装置分别对该第一预失真信号和第二预失真信号进行数模转换，得到第三模拟信号和第四模拟信号。然后，从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号。然后，基于该降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行合入处理，得到预失真模拟信号。然后，对该预失真模拟信号进行上变频得到该第三预失真信号。
可选的，在基于所述降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行合入处理之前，该频率预失真装置还可以调整所述降噪的第三模拟信号的功率和所述第四模拟信号的功率之间的比例，以使得该降噪的第三模拟信号的功率与该第四模拟信号的功率之比等于第一射频信号中位于主频段的信号分量的功率与位于干扰频段的信号分量的功率之比。
本实施方式中，先进行数模转换再进行合入处理，并且，在合入处理之前采用滤波器滤除第三模拟信号中位于该干扰频段的噪声，有利于降低待合入的中频信号的噪声，进而降低合入后的信号的噪声。另外，先进行数模转换和合入处理再进行上变频处理，即在中频信号阶段进行合入处理，有利于降低模拟合入器的复杂度，降低对用于进行合入处理的模拟合入器的要求。另外，有利于节约混频器，降低进行上变频处理的难度。
在另一种可选的实施方式中，频率预失真装置分别对该第一预失真信号和第二预失真信号进行数模转换，得到第三模拟信号和第四模拟信号。然后，从第三模拟信号中滤除位于该干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号。然后，分别对该降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行上变频处理，得到第三射频信号和第四射频信号。然后，基于该第三射频信号和该第四射频信号进行合入处理，得到该第三预失真信号。
可选的，在基于所述第三射频信号和所述第四射频信号进行合入处理之前，该频率预失真装置还可以调整所述第三射频信号的功率和所述第四射频信号的功率之间的比例，以使得该第三射频信号的功率与该第四射频信号的功率之比等于第一射频信号中位于主频段的信号分量的功率与位于干扰频段的信号分量的功率之比。
本实施方式中，先进行数模转换和上变频处理再进行合入处理，并且，在合入处理之前采用滤波器滤除第三射频信号中位于该干扰频段的噪声，有利于降低待合入的射频信号的噪声，进而降低合入后的信号的噪声。另外，先进行上变频处理再进行合入处理，即在射频信号阶段进行合入处理，有利于提高合入操作的精度。
本实施例中，频率预失真装置能够基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号，然后，分别基于前述主失真信号和辅失真信号对第二基带信号进行预失真处理得到第一预失真信号和第二预失真信号，并将第一预失真信号和第二预失真信号合成为第三预失真信号。由于，第三预失真信号中位于干扰频段的信号分量经过射频放大器后能够在非线性失真的作用下抵消，以使得该射频放大器提供给天线的射频信号中没有位于干扰频段的信号，而仅有位于主频段的信号。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (25)
- 一种频率预失真装置，其特征在于，包括：频率分段模块，用于基于第一射频信号获取位于主频段的主失真信号和位于干扰频段的辅失真信号，所述第一射频信号为第一基带信号经上变频和射频放大而获得的非线性失真射频信号，所述第一基带信号位于所述主频段，所述第一射频信号位于所述主频段和所述干扰频段，所述第一射频信号位于干扰频段的信号分量是所述第一基带信号位于主频段的信号分量因所述非线性失真而产生；第一预失真模块，用于基于第二基带信号和所述辅失真信号生成第一预失真信号，所述第一预失真信号位于所述干扰频段；第二预失真模块，用于基于所述第二基带信号和所述主失真信号生成第二预失真信号，所述第二预失真信号位于所述主频段；合入模块，用于基于所述第一预失真信号和所述第二预失真信号生成第三预失真信号，所述第三预失真信号位于所述主频段和所述干扰频段，所述第三预失真信号经射频放大而获得的第二射频信号位于所述主频段。
- 根据权利要求1所述的频率预失真装置，其特征在于，所述频率分段模块，包括至少一个滤波器；所述至少一个滤波器中的第一滤波器，用于从第一模拟信号中滤除位于所述主频段的模拟信号分量，得到所述第一模拟信号中位于所述干扰频段的模拟信号分量；其中，所述第一模拟信号为基于所述第一射频信号进行下变频而获得的信号；或者，所述第一模拟信号为所述第一射频信号。
- 根据权利要求2所述的频率预失真装置，其特征在于，所述至少一个滤波器中的第二滤波器，用于从第二模拟信号中滤除位于所述干扰频段的模拟信号分量，得到所述第二模拟信号中位于所述主频段的模拟信号分量；其中，所述第二模拟信号为基于所述第一射频信号进行下变频而获得的信号；或者，所述第二模拟信号为所述第一射频信号。
- 根据权利要求3所述的频率预失真装置，其特征在于，所述频率分段模块，还包括：第一模数转换模块，用于对所述第一模拟信号中位于所述干扰频段的模拟信号分量进行采样，得到所述辅失真信号；第二模数转换模块，用于对所述第二模拟信号中位于所述主频段的模拟信号分量进行采样，得到所述主失真信号。
- 根据权利要求2所述的频率预失真装置，其特征在于，所述频率分段模块，还包括：第一模数转换模块，用于对所述第一模拟信号中位于所述干扰频段的模拟信号分量进行采样，得到所述辅失真信号；第二模数转换模块，用于对所述第一射频信号经下变频获得的信号进行采样，得到所述主失真信号。
- 根据权利要求4所述的频率预失真装置，其特征在于，所述频率分段模块，还包括：第一可变增益放大器，用于放大输入所述第一模数转换模块的所述第一模拟信号位于 所述干扰频段的模拟信号分量；第二可变增益放大器，用于放大输入所述第二模数转换模块的所述第二模拟信号位于所述主频段的模拟信号分量；其中，所述第二可变增益放大器的放大比例与所述第一可变增益放大器的放大比例不同。
- 根据权利要求1至6中任意一项所述的频率预失真装置，其特征在于，所述合入模块包括数字信号合入器；所述数字信号合入器，用于将所述第一预失真信号和所述第二预失真信号合成为预失真基带信号，所述预失真基带信号的频率范围包括所述主频段和所述干扰频段，所述第三预失真信号为所述预失真基带信号经数模转换和上变频而获得的信号。
- 根据权利要求1至6中任意一项所述的频率预失真装置，其特征在于，所述合入模块包括模拟信号合入器和第三滤波器；所述第三滤波器，用于从第三模拟信号中滤除位于所述干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号，所述第三模拟信号为基于所述第二预失真信号经数模转换而得的模拟信号；所述模拟信号合入器，用于基于所述降噪的第三模拟信号和第四模拟信号生成预失真模拟信号，所述第四模拟信号为基于所述第一预失真信号经数模转换而得的模拟信号，所述第三预失真信号为基于所述预失真模拟信号经上变频而获得的射频信号。
- 根据权利要求1至6中任意一项所述的频率预失真装置，其特征在于，所述合入模块包括模拟信号合入器和第三滤波器；所述第三滤波器，用于从第三模拟信号中滤除位于所述干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号，所述第三模拟信号为基于所述第二预失真信号经数模转换而得的模拟信号；所述模拟信号合入器，用于基于第三射频信号和第四射频信号生成所述第三预失真信号，所述第三射频信号为基于所述降噪的第三模拟信号经上变频而获得的射频信号，所述第四射频信号为基于所述第四模拟信号经上变频而获得的射频信号，所述第四模拟信号为基于所述第一预失真信号经数模转换而得的模拟信号。
- 根据权利要求8或9所述的频率预失真装置，其特征在于，所述合入模块还包括：至少一个可变增益放大器，用于调整输入所述模拟信号合入器的所述降噪的第三模拟信号的功率和所述第四模拟信号的功率之间的比例；或者，所述至少一个可变增益放大器，用于调整输入所述模拟信号合入器的所述第三射频信号的功率和所述第四射频信号的功率之间的比例。
- 根据权利要求1至10中任意一项所述的频率预失真装置，其特征在于，所述辅失真信号和所述第一基带信号用于训练第一预失真模型，所述第一预失真模型用于根据所述第二基带信号生成所述第一预失真信号，所述第一预失真模型位于所述第一预失真模块中；所述主失真信号和所述第一基带信号用于训练第二预失真模型，所述第二预失真模型用于根据所述第二基带信号生成所述第二预失真信号，所述第二预失真模型位于所述第二预失真模块中。
- 根据权利要求1至11中任意一项所述的频率预失真装置，其特征在于，所述主频段的频率值大于所述干扰频段的频率值。
- 根据权利要求1至12中任意一项所述的频率预失真装置，其特征在于，所述主频段为无线通信频段，所述干扰频段为卫星频段。
- 一种频率预失真方法，其特征在于，包括：获取第一射频信号，所述第一射频信号为第一基带信号经上变频和射频放大而获得的非线性失真射频信号，所述第一基带信号位于主频段，所述第一射频信号位于所述主频段和干扰频段，所述第一射频信号位于干扰频段的信号分量是所述第一基带信号位于主频段的信号分量因所述非线性失真而产生；基于所述第一射频信号获取位于所述主频段的主失真信号和位于所述干扰频段的辅失真信号；分别基于所述位于所述辅失真信号和所述主失真信号对所述第二基带信号进行预失真处理，得到第一预失真信号和第二预失真信号，所述第一预失真信号位于所述干扰频段，所述第二预失真信号位于所述主频段；基于所述第一预失真信号和所述第二预失真信号合成第三预失真信号，所述第三预失真信号位于所述主频段和所述干扰频段，所述第三预失真信号经射频放大而获得的第二射频信号位于所述主频段。
- 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一射频信号获取位于所述主频段的主失真信号和位于所述干扰频段的辅失真信号，包括：从第一模拟信号中滤除位于所述主频段的模拟信号分量，并对获得的所述第一模拟信号中位于所述干扰频段的模拟信号分量进行模数转换，得到所述主失真信号；其中，所述第一模拟信号为基于所述第一射频信号进行下变频而获得的信号，或者，所述第一模拟信号为所述第一射频信号；从第二模拟信号中滤除位于所述干扰频段的模拟信号分量，并对获得的所述第二模拟信号中位于所述主频段的模拟信号分量进行模数转换，得到所述辅失真信号；其中，所述第二模拟信号为基于所述第一射频信号进行下变频而获得的信号，或者，所述第二模拟信号为所述第一射频信号。
- 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在进行模数转换之前，所述方法还包括：调整所述第一模拟信号中位于所述干扰频段的模拟信号分量的第一功率和所述第二模拟信号中位于所述主频段的模拟信号分量的第二功率，以使得所述第一功率与所述第二功率的差值小于预设值。
- 根据权利要求14至16中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一预失真信号和所述第二预失真信号合成第三预失真信号，包括：采用数字信号合入器将所述第一预失真信号和所述第二预失真信号合成为预失真基带信号；对所述预失真基带信号进行数模转换和上变频处理，得到所述第三预失真信号。
- 根据权利要求14至16中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一预失真信号和所述第二预失真信号合成第三预失真信号，包括：分别对所述第一预失真信号和第二预失真信号进行数模转换，得到第三模拟信号和第四模拟信号；从第三模拟信号中滤除位于所述干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号；基于所述降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行合入处理，得到预失真模拟信号；对所述预失真模拟信号进行上变频处理，得到所述第三预失真信号。
- 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述基于所述降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行合入处理之前，所述方法还包括：调整所述降噪的第三模拟信号的功率和所述第四模拟信号的功率之间的比例。
- 根据权利要求14至16中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一预失真信号和所述第二预失真信号合成第三预失真信号，包括：分别对所述第一预失真信号和第二预失真信号进行数模转换，得到第三模拟信号和第四模拟信号；从第三模拟信号中滤除位于所述干扰频段的噪声，输出降噪的第三模拟信号；分别对所述降噪的第三模拟信号和第四模拟信号进行上变频处理，得到第三射频信号和第四射频信号；基于所述第三射频信号和所述第四射频信号进行合入处理，得到所述第三预失真信号。
- 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述基于所述第三射频信号和所述第四射频信号进行合入处理之前，所述方法还包括：调整所述第三射频信号的功率和所述第四射频信号的功率之间的比例。
- 根据权利要求14至21中任意一项所述的方法，其特征在于，所述分别基于所述位于所述辅失真信号和所述主失真信号对所述第二基带信号进行预失真处理，得到第一预失真信号和第二预失真信号，包括：根据所述第二基带信号和第一预失真模型生成所述第一预失真信号，所述第一预失真模型是采用所述辅失真信号和所述第一基带信号训练获得；根据所述第二基带信号和第二预失真模型生成所述第二预失真信号，所述第二预失真模型是采用所述主失真信号和所述第一基带信号训练获得。
- 根据权利要求14至22中任意一项所述的方法，其特征在于，所述主频段的频率值大于所述干扰频段的频率值。
- 根据权利要求14至23中任意一项所述的方法，其特征在于，所述主频段为无线通信频段，所述干扰频段为卫星频段。
- 一种发射系统，其特征在于，包括：射频放大器和如权利要求1至13中任意一项所述的频率预失真装置。
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