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数字预失真短波功率放大器线性化研究

作　者: 万亮
导　师: 赵庆敏
学　校: 南昌大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 短波功率放大器非线性记忆效应预失真记忆多项式模型
分类号: TN722.75
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为了提高频谱利用率,现代无线短波通信广泛采用了非恒包络的线性调制方式和多载波技术,这对短波功率放大器的线性度提出了很高的要求。而为了提高功放效率,一般让短波功率放大器工作在接近饱和点,而此时功放非线性现象变得十分严重,产生谐波失真、互调交调失真。要解决功率效率和频谱效率间的矛盾,线性化技术十分关键。在宽带通信系统中,短波功率放大器的记忆效应显著,传统的无记忆建模和预失真技术,很难获得理想的效果。本论文运用非线性系统的相关理论和方法,对宽带通信系统中,有记忆功放的建模和预失真方法进行了研究,主要内容如下：(1)首先搭建测试平台,采用单音、双音输入信号对不同的功率放大器非线性和记忆效应进行测量；分析短波功率放大器的非线性特性,记忆效应；阐述功率放大器建模的基本理论；根据测量与分析结果,选取合适的功放模型。(2)阐述了预失真技术的原理,着重研究了基于查询表和基于工作函数的预失真器实现方法,并对二者的特点进行了比较。(3)采用了一种预失真方法。首先该方法采用记忆多项式构造预失真器,然后采用间接学习结构设计预失真系统。仿真结果表明,该方法能较好地补偿功率放大器的非线性失真和记忆失真。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章引言  8-13
  1.1 研究背景  8-9
    1.1.1 短波通信及其发展  8
    1.1.2 短波功率放大器  8-9
  1.2 国内外相关研究现状  9-11
    1.2.1 功放建模的研究现状  9-10
    1.2.2 预失真线性化技术的研究  10-11
    1.2.3 其他线性化技术的研究  11
  1.3 课题来源  11
  1.4 研究的目的  11-12
  1.5 论文的组织结构与研究方法  12-13
    1.5.1 论文的组织结构  12
    1.5.2 本课题的研究方法  12-13
第2章短波功率放大器非线性特性  13-20
  2.1 非线性失真  13-15
    2.1.1 幅度失真  13-14
    2.1.2 相位失真  14
    2.1.3 谐波失真  14
    2.1.4 互调失真  14-15
  2.2 功放非线性的技术指标  15-17
    2.2.1 1dB压缩点  16
    2.2.2 三阶截断点  16
    2.2.3 功率放大器的功率增益  16
    2.2.4 功率放大器的效率  16-17
    2.2.5 邻近信道功率比  17
  2.3 功率放大器的无记忆模型  17-19
    2.3.1 Saleh模型  18
    2.3.2 Rapp模型  18
    2.3.3 幂级数模型  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章功率放大器的记忆效应  20-32
  3.1 引言  20
  3.2 记忆效应  20-23
    3.2.1 记忆效应的定义及测量  20-22
    3.2.2 记忆效应产生的原因  22-23
  3.3 功放记忆模型  23-27
    3.3.1 广义Saleh模型  23-24
    3.3.2 Volterra级数模型  24-25
    3.3.3 Wiener模型  25
    3.3.4 Hammerstein模型  25
    3.3.5 Wiener-Hammerstein模型  25-26
    3.3.6 并联Hammerstein模型  26
    3.3.7 记忆多项式模型  26-27
  3.4 记忆效应分析方法  27-29
  3.5 基于记忆多项式模型的仿真  29-31
  3.6 本章小结  31-32
第4章功率放大器线性化技术  32-41
  4.1 功率放大器线性化技术概述  32-36
    4.1.1 功率回退法  32-33
    4.1.2 负反馈  33-34
    4.1.3 前馈  34
    4.1.4 动态偏置  34-35
    4.1.5 包络对消和恢复法  35
    4.1.6 非线性器件的线性放大法  35-36
  4.2 预失真基本原理  36-37
  4.3 查找表法  37-39
    4.3.1 复增益查找表  37-39
    4.3.2 映射查找表  39
  4.4 工作函数法  39-40
  4.5 本章小结  40-41
第5章预失真线性化系统及仿真实现  41-51
  5.1 预失真器构造  41-42
  5.2 预失真器参数的辨识算法  42-43
    5.2.1 最小均方误差算法  42
    5.2.2 递归最小二乘算法  42-43
  5.3 预失真线性化实现方案  43-48
    5.3.1 直接学习结构  43-44
    5.3.2 间接学习结构  44-48
  5.4 预失真系统整体性能分析  48-50
    5.4.1 多音测试仿真分析  48-49
    5.4.2 双音测试仿真分析  49
    5.4.3 系统抗噪性仿真分析  49
    5.4.4 带限噪声测试仿真分析  49-50
  5.5 本章小结  50-51
第6章结论与展望  51-52
  6.1 结论  51
  6.2 下一步工作的方向  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
攻读学位期间的研究成果  56

数字预失真短波功率放大器线性化研究

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