如何實現射頻功率放大器的基帶自適應預失真技術

　　功率放大器是通信系統中最重要的器件，存在固有的非線性。非線性導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的產生，使功率放大器的特性發生變化，互調產物發生不平衡，同樣引起失真。如果我們為了獲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。數字預失真是所有線性化技術中性價比最好的一種，因此我們主要研究目標是數字預失真系統的實現。為了研究數字預失真系統，需要對功率放大器的非線性特性及其記憶效應有非常深入的理解，同時為了進行數字預失真系統的仿真，需要構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、行為模型以及數字預失真系統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、記憶效應的產生及其消除、行為模型的構建以及數字預失真系統仿真實現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、非線性產生的失真產物、非線性分析方法等;功率放大器記憶效應部分主要分析了記憶效應的識別、產生的原因，給出了記憶效應消除的方法;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;數字預失真系統與仿真實現部分主要分析了當前主要的線性化技術并進行了比較，對數字射頻預失真系統和數字基帶預失真系統在MATLAB環境下進行了系統構建并進行了仿真。 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生失真的情況，即隨著輸入功率的增加，互調產物失真增大，頻譜惡化，分析了功率放大器記憶效應的存在。闡述了預失真技術的原理，著重研究了基于查詢表的預失真器實現方法。 2.提出了基于簡化Volterra級數的查詢表放大器預失真線性化方法。一般形式的Voiterra模型由于參數數量龐大，很難直接用于高階有記憶預失真器設計。本文由簡化的Volterra級數導出了一種查找表的構建方法。該方法首先結合放大器自身的特性，對一般形式的Volterra模型進行簡化，并在此基礎上構建查找表預失真器。預失真系統的實現采用間接學習結構，并運用歸一化最小二乘算法更新預失真器參數，以提高線性化系統實時跟蹤功放特性變化的能力，減小在線辨識所需的數據存儲空間和計算量。最后，通過計算機仿真，驗證了所建立的預失真方法的有效性。

　　功率放大器是通信系統中最重要的器件，存在固有的非線性。非線性導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的產生，使功率放大器的特性發生變化，互調產物發生不平衡，同樣引起失真。如果我們為了獲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。數字預失真是所有線性化技術中性價比最好的一種，因此我們主要研究目標是數字預失真系統的實現。為了研究數字預失真系統，需要對功率放大器的非線性特性及其記憶效應有非常深入的理解，同時為了進行數字預失真系統的仿真，需要構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、行為模型以及數字預失真系統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、記憶效應的產生及其消除、行為模型的構建以及數字預失真系統仿真實現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、非線性產生的失真產物、非線性分析方法等；功率放大器記憶效應部分主要分析了記憶效應的識別、產生的原因，給出了記憶效應消除的方法；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；數字預失真系統與仿真實現部分主要分析了當前主要的線性化技術并進行了比較，對數字射頻預失真系統和數字基帶預失真系統在MATLAB環境下進行了系統構建并進行了仿真。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生失真的情況，即隨著輸入功率的增加，互調產物失真增大，頻譜惡化，分析了功率放大器記憶效應的存在。闡述了預失真技術的原理，著重研究了基于查詢表的預失真器實現方法。

　　2.提出了基于簡化Velterra級數的查詢表放大器預失真線性化方法。一般形式的Voiterra模型由于參數數量龐大，很難直接用于高階有記憶預失真器設計。本文由簡化的Volterra級數導出了一種查找表的構建方法。該方法首先結合放大器自身的特性

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