如何實現(xiàn)射頻功率放大器的基帶自適應(yīng)預(yù)失真技術(shù)

　　功率放大器是通信系統(tǒng)中最重要的器件，存在固有的非線性。非線性導(dǎo)致了信號帶寬之外的頻譜再生或擴展，對鄰近信道造成干擾。同時，這種非線性在信號帶寬內(nèi)也造成失真，惡化了接收機的比特誤碼率。新型的傳輸格式，比如寬帶碼分多址（WCDMA）和正交頻分復(fù)用（OFDM），由于具有較高的峰均功率比（PAPR）尤其容易受到非線性失真的影響，造成功率放大器記憶效應(yīng)的產(chǎn)生，使功率放大器的特性發(fā)生變化，互調(diào)產(chǎn)物發(fā)生不平衡，同樣引起失真。如果我們?yōu)榱双@得功率放大器所需的線性度，僅僅采用簡單地回退方法，那么功率放大器的效率在高峰均功率比情況下將會是非常小。 為了獲得高效率同時線性度比較好的功率放大器，通常可以采用線性化的方法來實現(xiàn)。數(shù)字預(yù)失真是所有線性化技術(shù)中性價比最好的一種，因此我們主要研究目標是數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的實現(xiàn)。為了研究數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)，需要對功率放大器的非線性特性及其記憶效應(yīng)有非常深入的理解，同時為了進行數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的仿真，需要構(gòu)建準確的功率放大器行為模型。本文就是對寬帶功率放大器的非線性特性、記憶效應(yīng)、行為模型以及數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)進行逐步展開研究的。 本文對功率放大器的非線性特性及其引起的失真、記憶效應(yīng)的產(chǎn)生及其消除、行為模型的構(gòu)建以及數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)仿真實現(xiàn)進行了全面的描述與研究。功率放大器非線性特性部分主要闡述了非線性特性的描述、非線性特征參數(shù)、非線性產(chǎn)生的失真產(chǎn)物、非線性分析方法等;功率放大器記憶效應(yīng)部分主要分析了記憶效應(yīng)的識別、產(chǎn)生的原因，給出了記憶效應(yīng)消除的方法;功率放大器的行為模型部分主要對當前提出的典型行為模型進行的分析和比較;數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)與仿真實現(xiàn)部分主要分析了當前主要的線性化技術(shù)并進行了比較，對數(shù)字射頻預(yù)失真系統(tǒng)和數(shù)字基帶預(yù)失真系統(tǒng)在MATLAB環(huán)境下進行了系統(tǒng)構(gòu)建并進行了仿真。 本文的主要工作在于： 1.分析了功率放大器的非線性特性以及產(chǎn)生失真的情況，即隨著輸入功率的增加，互調(diào)產(chǎn)物失真增大，頻譜惡化，分析了功率放大器記憶效應(yīng)的存在。闡述了預(yù)失真技術(shù)的原理，著重研究了基于查詢表的預(yù)失真器實現(xiàn)方法。 2.提出了基于簡化Volterra級數(shù)的查詢表放大器預(yù)失真線性化方法。一般形式的Voiterra模型由于參數(shù)數(shù)量龐大，很難直接用于高階有記憶預(yù)失真器設(shè)計。本文由簡化的Volterra級數(shù)導(dǎo)出了一種查找表的構(gòu)建方法。該方法首先結(jié)合放大器自身的特性，對一般形式的Volterra模型進行簡化，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建查找表預(yù)失真器。預(yù)失真系統(tǒng)的實現(xiàn)采用間接學習結(jié)構(gòu)，并運用歸一化最小二乘算法更新預(yù)失真器參數(shù)，以提高線性化系統(tǒng)實時跟蹤功放特性變化的能力，減小在線辨識所需的數(shù)據(jù)存儲空間和計算量。最后，通過計算機仿真，驗證了所建立的預(yù)失真方法的有效性。

　　功率放大器是通信系統(tǒng)中最重要的器件，存在固有的非線性。非線性導(dǎo)致了信號帶寬之外的頻譜再生或擴展，對鄰近信道造成干擾。同時，這種非線性在信號帶寬內(nèi)也造成失真，悉化了接收機的比特誤碼率。新型的傳輸格式，比如寬帶碼分多址（WCDMA）和正交頻分復(fù)用（OFDM），由于具有較高的峰均功率比（PAPR）尤其容易受到非線性失真的影響，造成功率放大器記憶效應(yīng)的產(chǎn)生，使功率放大器的特性發(fā)生變化，互調(diào)產(chǎn)物發(fā)生不平衡，同樣引起失真。如果我們?yōu)榱双@得功率放大器所需的線性度，僅僅采用簡單地回退方法，那么功率放大器的效率在高峰均功率比情況下將會是非常小。

　　為了獲得高效率同時線性度比較好的功率放大器，通?？梢圆捎镁€性化的方法來實現(xiàn)。數(shù)字預(yù)失真是所有線性化技術(shù)中性價比最好的一種，因此我們主要研究目標是數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的實現(xiàn)。為了研究數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)，需要對功率放大器的非線性特性及其記憶效應(yīng)有非常深入的理解，同時為了進行數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的仿真，需要構(gòu)建準確的功率放大器行為模型。本文就是對寬帶功率放大器的非線性特性、記憶效應(yīng)、行為模型以及數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)進行逐步展開研究的。

　　本文對功率放大器的非線性特性及其引起的失真、記憶效應(yīng)的產(chǎn)生及其消除、行為模型的構(gòu)建以及數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)仿真實現(xiàn)進行了全面的描述與研究。功率放大器非線性特性部分主要闡述了非線性特性的描述、非線性特征參數(shù)、非線性產(chǎn)生的失真產(chǎn)物、非線性分析方法等；功率放大器記憶效應(yīng)部分主要分析了記憶效應(yīng)的識別、產(chǎn)生的原因，給出了記憶效應(yīng)消除的方法；功率放大器的行為模型部分主要對當前提出的典型行為模型進行的分析和比較；數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)與仿真實現(xiàn)部分主要分析了當前主要的線性化技術(shù)并進行了比較，對數(shù)字射頻預(yù)失真系統(tǒng)和數(shù)字基帶預(yù)失真系統(tǒng)在MATLAB環(huán)境下進行了系統(tǒng)構(gòu)建并進行了仿真。本文的主要工作在于：

　　1.分析了功率放大器的非線性特性以及產(chǎn)生失真的情況，即隨著輸入功率的增加，互調(diào)產(chǎn)物失真增大，頻譜惡化，分析了功率放大器記憶效應(yīng)的存在。闡述了預(yù)失真技術(shù)的原理，著重研究了基于查詢表的預(yù)失真器實現(xiàn)方法。

　　2.提出了基于簡化Velterra級數(shù)的查詢表放大器預(yù)失真線性化方法。一般形式的Voiterra模型由于參數(shù)數(shù)量龐大，很難直接用于高階有記憶預(yù)失真器設(shè)計。本文由簡化的Volterra級數(shù)導(dǎo)出了一種查找表的構(gòu)建方法。該方法首先結(jié)合放大器自身的特性

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