基于Volterra级数的射频功放数字预失真技术研究

摘要

随着移动通信的飞速发展，为了提高有限频谱资源的利用率，现代通信往往采用非恒包络调制方式和传输技术。因为具有这些调制方式的信号包络波动大，峰均比高，通过功率放大器(Power Amplifier, PA)的放大后产生大量失真成分，所以就需要很好地提高功率放大器的线性度。同时，现代通信系统带宽逐渐扩展，记忆效应的影响更加显著，为提高无线通信质量及功放效率，需要对功放进行线性化处理。目前，最具有发展潜力的功率放大器线性化技术是基于Volterra级数的预失真技术。与其他线性化技术相比，这种技术具有线性化性能好、支持宽带、稳定性高、适应性强、结构简单、成本低等多方面优势。
　　本论文主要研究了基于Volterra级数的射频功放建模及预失真方法，主要工作和创新点包括以下三个方面。
　　首先，文章介绍了课题研究的背景和意义，阐述了预失真技术的基本原理和主要分类，总结了现有功放的典型行为模型，并对预失真系统的学习结构进行了介绍。
　　其次，提出了一种新的有效的改进动态偏差（Dynamic Deviation Reduction， DDR）模型。提出该模型的思路是结合记忆多项式（Memory Polynomial, MP）模型和DDR模型的优点。仿真和实验结果表明提出的改进DDR模型可通过调整模型的参数利用更少的系数获得更高的模型准确度和更好的预失真效果。
　　最后，分析了传统Volterra级数模型以及简化Volterra级数（ Simplified Volterra，SV）模型在系数数量和复杂度方面的优点和不足。依据功率放大器的无记忆非线性部分和有记忆效应的非线性部分对模型的性能有不同的影响，对这些不同的非线性成分进行分开辨识。构建了一种新的高鲁棒性的简化Volterra级数模型即（Modified Simplified Volterra，MSV）模型。实验结果证明了该MSV模型在系数数量，准确度和线性化效果上都具有明显优势。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 预失真技术研究现状和发展趋势

1.3 论文主要研究内容和章节安排

2 预失真研究的关键技术

2.1 预失真技术原理

2.2 预失真技术的分类

2.3 功率放大器数学模型

2.4 预失真系统的学习结构

2.5 本章小结

3 宽带功放改进动态偏差建模方法

3.1 MP模型和DDR模型

3.2 改进DDR模型的提出

3.3 改进DDR模型的系数提取

3.4 改进DDR模型性能的仿真与测试

3.5 本章小结

4 简化Volterra级数模型的改进及预失真方法

4.1 改进的简化Volterra级数模型的提出

4.2 MSV模型的辨识方法

4.3 MSV模型的性能验证及对比分析

4.4 MSV模型线性化性能对比验证

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

参考文献

个人简历及研究成果

致谢