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宽带无线通信系统预失真器研究

作　者: 李仁鹏
导　师: 葛建华
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 宽带无线通信数字预失真辨识算法正交多项式反馈回路欠采样
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

正交频分复用(OFDM)技术由于具有频谱利用率高、抗多径能力强等突出优点,在宽带无线通信领域得到了广泛的应用。但是,OFDM信号具有较高的峰平比(PAPR)的特点,受功率放大器(简称功放)非线性效应的影响,容易产生信号带内失真和带外频谱扩展,从而导致系统性能下降。因此,功放线性化技术对于无线通信技术的发展具有重要的意义。其中,数字预失真技术的辨识准确性高,复杂度低,自适应性强,因此已经成为最具发展潜力的功放线性化技术。本文深入研究了适用于宽带无线通信系统的数字预失真技术,主要研究工作:1.介绍了现今主流的功率放大器的模型,并分析了有记忆非线性放大器模型的AM-AM、AM-PM特性;2.介绍了传统有记忆预失真器的系统结构,其中包括直接学习结构和间接学习结构,并比较两种结构的优缺点;介绍了预失真器参数辨识算法,其中包括LS算法、LMS算法、NLMS算法和GNGD算法,通过仿真,从复杂度、收敛速度、MMSE收敛值和稳定性等方面对以上算法进行比较;针对噪声对预失真器矫正准确性的影响,对GNGD算法进行改进,仿真表明与传统的GNGD算法相比,在信噪比为30dB时,改进算法收敛速度加快1/3,MMSE收敛值低1dB;3.针对系数矩阵维数增大导致矩阵条件数急剧增加的问题,研究了基于正交多项式的预失真模型,介绍了多种正交多项式的构造方法,并将其中一种适用于OFDM系统信号分布的正交多项式应用于预失真系统,通过仿真说明该模型大大降低了系数矩阵的条件数;4.针对系统带宽增加要求采样率提高的问题,研究了在反馈回路欠采样的基础上预失真的方法,对现有的插零法进行改进,提出反馈回路滤波法预失真,仿真表明其性能优于插零法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 论文背景  7-8
  1.2 预失真技术研究现状  8-10
  1.3 本文工作和内容安排  10-11
第二章功率放大器数学模型  11-21
  2.1 无记忆功放模型  11-12
  2.2 放大器记忆效应的种类及产生  12-14
  2.3 有记忆功放模型  14-21
第三章有记忆预失真器系统结构及算法  21-39
  3.1 有记忆预失真技术  21-22
  3.2 直接学习结构与间接学习结构  22-25
    3.2.1 直接学习结构  22-23
    3.2.2 间接学习结构  23
    3.2.3 直接学习结构与间接学习结构比较  23-25
  3.3 间接学习结构预失真器参数辨识算法  25-33
    3.3.1 LS算法  25-26
    3.3.2 RLS算法  26-28
    3.3.3 LMS算法与NLMS算法  28-31
    3.3.4 GNGD算法  31-33
  3.4 针对噪声本文改进的GNGD算法  33-39
    3.4.1 改进算法描述  33-34
    3.4.2 算法稳定性分析  34-35
    3.4.3 仿真与分析  35-39
第四章基于正交多项式模型的预失真器  39-51
  4.1 传统多项式预失真模型的数值稳定问题  39-40
  4.2 正交多项式模型  40-46
    4.2.1 几种常用正交多项式构造方法  40-43
    4.2.2 适用于宽带系统预失真器的正交多项式  43-46
  4.3 正交多项式预失真器结构与仿真  46-51
第五章反馈回路欠采样预失真  51-65
  5.1 反馈回路欠采样预失真简介  51-53
  5.2 欠采样参数辨识可行性仿真分析  53-56
    5.2.1 单频信号欠采样矫正  54-55
    5.2.2 窄带信号低采样校正  55-56
  5.3 反馈回路欠采样预失真方法  56-62
    5.3.1 插零法  57-59
    5.3.2 滤波法  59-62
  5.4 仿真与分析  62-65
第六章结束语  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-74

宽带无线通信系统预失真器研究

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