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通信中射频功率放大器数字预失真的研究

作　者: 张华良
导　师: 贾宝富
学　校: 电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 射频功率放大器记忆效应数字预失真查找表现场可编程门阵列
分类号: TN722.75
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 233次
引　用: 2次
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内容摘要

现代无线通信系统采用了频谱效率高的非恒包络的数字调制方式,这对电路特别是功率放大器的非线性非常敏感。放大器失真引起输入信号的频谱再生,这对相邻信道中的通信产生了干扰。放大器非线性还引起带内失真,这损坏了发射信号的完整性,导致接收机端出现高误码率。为了在不损失效率的条件下降低功率放大器的非线性失真现在广泛采用了线性化技术。在所有线性化技术中,数字预失真是种非常有效的方式。对于无记忆效应的功率放大器,如基于单个查找表的无记忆预失真器可以很好的补偿非线性并被广泛研究。然而,并不是所有功率放大器都可以被当成无记忆效应的,特别是对宽带应用,如WCDMA,TD-SCDMA等现在被广泛采用的通信系统,功率放大器的记忆效应将不能被忽略。为了解决带记忆效应功率放大器的线性化问题,本文采用了基于记忆多项式(MP)的数字预失真器,MP是Volterra多项式的特殊情形,具有预失真参数易于提取且性能良好的特点。在过去二十多年,可编程器件技术(FPGA)得到了迅猛发展。快速、高集成度、大量的支持工具及容易使用的IP核,使它成为很多高速数字信号处理算法实现的优先选择。本文将首先分析射频功率放大器的记忆效应,在此基础上建立射频功率放大器记忆多项式功率放大器数字预失真器的相关模型及进行相关算法的研究,最后介绍记忆多项式数字预失真器的FPGA实现,构建了完整的测试环境,并给出实验结果,结果很好的验证了该方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-13
  1.1 射频功率放大器数字预失真器的研究意义  10-11
  1.2 国内外的研究现状  11-12
  1.3 论文的内容安排及创新点  12-13
第二章功率放大器非线性的基本理论  13-26
  2.1 功率放大器的非线性  13-21
    2.1.1 非线性放大器的串行表示  13-14
    2.1.2 功率放大器非线性效应和非线性量度  14-16
    2.1.3 功放双音和非线性测试  16-18
    2.1.4 调制信号的非线性测量  18-21
  2.2 线性度和效率的折中  21-22
  2.3 PA 的记忆效应  22-25
  2.4 总结  25-26
第三章功率放大器行为模型  26-35
  3.1 介绍  26-28
  3.2 PA 无记忆行为模型  28-29
    3.2.1 Saleh 模型  28-29
    3.2.2 无记忆多项式模型  29
  3.3 PA 记忆行为模型  29-33
    3.3.1 Wiener 模型  29-30
    3.3.2 Hammerstein 模型  30
    3.3.3 并联Hammerstein 模型  30-31
    3.3.4 并联Wiener 模型  31
    3.3.5 RBFNN 模型  31-33
    3.3.6 记忆多项式模型  33
  3.4 总结  33-35
第四章自适应记忆多项式数字预失真器设计  35-49
  4.1 简介  35-36
  4.2 记忆多项式数字预失真器及查找表规划  36-41
    4.2.1 记忆多项式数字预失真器  36-37
    4.2.2 查找表规划  37-41
  4.3 预失真器参数确定及自适应更新  41-43
  4.4 反馈检测环路延时误差的校正  43-48
    4.4.1 延时误差估算和校正原理  44
    4.4.2 延时误差ε的提取  44-46
    4.4.3 内插插值过程的控制  46
    4.4.4 内插滤波器实现  46-47
    4.4.5 延时误差提取和校正系统仿真分析  47-48
  4.5 总结  48-49
第五章自适应记忆多项式数字预失真器的实现  49-66
  5.1 介绍  49-50
  5.2 基带部分实现  50-57
    5.2.1 预失真器的FPGA 实现  50-52
    5.2.2 数据捕获与预失真器参数计算  52
    5.2.3 自适应控制  52-56
    5.2.4 数字预失真器顶层模块及端口描述  56-57
  5.3 RF 部分实现  57
  5.4 试验结果  57-64
    5.4.1 载波配置  58-59
    5.4.2 静态测试  59-61
    5.4.3 动态测试  61-64
  5.5 功率消耗  64-65
  5.6 总结  65-66
第六章结束语  66-67
  6.1 本论文工作总结  66
  6.2 后期工作展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录A LS 算法提取预失真器系数代码  72-75
附录B RF 部分电路原理图  75-79
攻硕期间取得的研究成果  79-80

通信中射频功率放大器数字预失真的研究

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