宽带非线性功放的基带数字预失真系统研究与实现

摘要

现代移动通信中射频功放固有的非线性特性对无线发射机的整体性能有着重大的影响。为了解决功放天然具有的线性度与效率之间的矛盾，人们展开了广泛的研究。而数字预失真因其灵活而低成本的优势从众多线性化技术中脱颖而出，成为了许多商用发射机采用的一个主流线性化技术。
　　本文的主要内容包括了数字预失真算法研究、仿真验证以及FPGA实现。在详细分析了各种模型以及算法之后，围绕低复杂度的实现技术展开了研究。
　　首先，论文针对各种功放模型，采用记忆多项式预失真模型，应用RLS、LMS、NLMS等预失真处理算法，结合削峰处理技术完成了预失真处理仿真，并进行了性能评估，提出了新的时延矫正算法。
　　其次，重点研究了基于欠采样的宽带数字预失真技术，并进行了仿真分析。与其他宽带数字预失真系统相比，本文的基于欠采样的处理方法能极大的降低反馈回路对ADC的速率要求，从而达到减少硬件开销，降低成本的作用。
　　再次，搭建了VSG-FSA（矢量信号发生器和矢量信号分析仪）半实物验证平台，采用WCDMA和LTE信号以及功放进行性能验证。
　　最后在FPGA中进行了实现技术研究。采用System Generator的FPGA开发方式搭建了基于查找表和NLMS算法的预失真系统，并在Simulink环境下验证了效果；同时还搭建了基于记忆多项式和多通道数字上变频的预失真系统，在FPGA中进行了实物验证。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2数字预失真研究概况

1.3本文内容与章节安排

第二章功放特性与数字预失真

2.1通信系统信号特性以及参数指标

2.2 功放的行为特性

2.3数字预失真原理

2.4 功放的行为模型

2.5数字预失真学习结构

2.6模型参数识别算法

2.7 本章小结

第三章 数字预失真的仿真与验证

3.1时延估计与矫正

3.2波峰因子削减

3.3基于记忆多项式的数字预失真仿真

3.4 基于欠采样的宽带数字预失真仿真

3.5本章小结

第四章 基带数字预失真系统的FPGA实现

4.1 基于System Generator 的设计

4.2 记忆多项式模型的实现

4.3 多通道数字上变频模块

4.4基于查找表的数字预失真设计

4.5本章小结

第五章 数字预失真的调试与验证

5.1功放数字预失真测试平台

5.2 VSG-FSA离线测试

5.3预失真系统的硬件调试与测试

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

个人简介及攻读硕士学位期间成果