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基于查找表的数字预失真算法研究及系统仿真

作　者: 杨俊
导　师: 申东娅
学　校: 云南大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 线性化数字预失真查找表(LUT) LMS算法 M-QAM调制 OFDM
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在欧洲第三代移动通信(3G)已经慢慢融入人们的生活,中国的第三代移动通信3G也已指日可待。第三代移动通信系统需要支持各种大量的业务类型,让用户能够在任何地方、任何时间向任何人进行通信,这就要求必须具备优良的网络传输结构及较大的数据传输量。这样一来,新型的宽带传输技术(如OFDM、WCDMA等)和高频谱效率的调制方式(如QPSK,M-QAM等)正获得越来越广泛的应用。但这些基于非恒定包络的多载波及多信道数字调制传输技术对于射频功率放大器的线性度具有很高的要求,经过非线性射频系统会产生众多的互调失真分量,形成对邻近信道的干扰。为了解决这一问题,我们通常采用线性化的方法来对失真信号进行校正。数字预失真技术由于其精度高,适应性强,实现也相对简单,成为所有线性化技术中性价比最好的一种线性化技术。本文主要对非线性功率放大器的预失真算法进行了研究并提出了新的改进方法,并就改进的算法进行了系统仿真。主要工作包括:(1)对非线性系统进行了分析,对常用的线性化方法进行了分析和比较,介绍了功率放大器主要技术指标。分析了几种常用的功率放大器数学模型,并以直观的方式给出了各种模型的框架图。从算法入手对自适应数字预失真方案进行分析。主要针对多项式技术和查找表方式的自适应数字预失真算法进行了分析。重点研究了LMS,RLS和离散Newton迭代法等算法从而解决功放所带来的非线性幅度相位失真问题。(2)运用ADS对所提出的改进查找表的预失真系统进行了仿真,管子采用的是摩托罗拉的MRF21125,功放的工作频率为2.14Ghz。(3)运用matlab软件对提出的改进的查找表方法进行了16-QAM,64-QAM调制信号的预失真仿真,同时在此基础上并对WCDMA信号的进行QAM调制和预失真处理仿真,并与没采用预失真和其他采用预失真后的相关仿真相比效。(4)运用matlab软件在所提出的查找表方法的基础上对载波数数为128,信噪比为20dB,FFT长度采用128的OFDM系统进行了仿真。并和其他预失真方法的仿真结果进行比较,从而验证了这一设计方案的可行性,取得了预期的效果。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 引言  10-16
  1.1 课题的研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 论文主要贡献  13-14
  1.4 论文结构和内容安排  14-16
2 线性化相关理论介绍  16-32
  2.1 非线性系统介绍  16-19
    2.1.1 非线性失真  16-17
    2.1.2 功率放大器的种类及性能评估  17-19
  2.2 线性化常用技术  19-25
    2.2.1 前馈线性化技术  19-20
    2.2.2 功率回退技术  20
    2.2.3 负反馈法（Feedback）  20-21
    2.2.4 非线性器件法  21-22
    2.2.5 预失真技术  22-25
  2.3 功率放大器的非线性特性  25-31
    2.3.1 AM 一AM 特性和AM 一PM 特性  25-27
    2.3.2 1dB 压缩点（P1dB）  27
    2.3.3 饱和点  27-28
    2.3.4 交调失真（IMD）  28-29
    2.3.5 三阶截点（IP3）  29
    2.3.6 邻道功率比(ACPR)  29-30
    2.3.7 误差矢量幅度(EVM)  30-31
  2.4 本章小结  31-32
3 功率放大器的数学模型分析  32-40
  3.1 无记忆效应功放模型  32-33
  3.2 记忆效应功放模型  33-39
    3.2.1 Wiener 模型和并行Wiener 模型  33-35
    3.2.2 Hammerstein 模型  35-36
    3.2.3 Volterra 级数模型  36
    3.2.4 Saleh 模型  36-37
    3.2.5 记忆效应Saleh 模型  37-38
    3.2.6 多项式模型  38-39
  3.3 本章小结  39-40
4 自适应数字预失真算法研究  40-49
  4.1 基于多项式的自适应算法  41-43
    4.1.1 LMS 算法  42-43
  4.2 基于查找表的自适应算法  43-48
    4.2.1 迭代法  46
    4.2.2 二分法  46
    4.2.3 Newton 算法  46-47
    4.2.4 割线法  47-48
  4.3 本章小结  48-49
5 算法改进及基于改进算法的系统仿真  49-73
  5.1 基于查找表的改进算法  49-53
  5.2 16-QAM 调制信号的matlab 仿真  53-57
  5.3 64-QAM 调制信号的matlab 仿真  57-61
  5.4 OFDM 系统的预失真matlab 仿真  61-63
  5.5 查找表数字预失真系统的ADS 仿真  63-72
  5.6 本章小结  72-73
6 全文总结与展望  73-75
  6.1 全文总结  73-74
  6.2 今后进一步研究工作  74-75
参考文献  75-79
致谢  79-80
论文发表及参加科研情况  80

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