短波功放非线性特性及预失真矫正技术研究

摘要

随着无线通信技术的飞速发展，短波通信已从传统的恒包络调幅方式发展到具有更高频谱利用率的非恒包络单边带调制技术，但该调制方式对功放的非线性非常敏感，会产生严重的非线性失真。因此，在保持功放高效率工作的同时，对其线性度要求更加严格。目前，常用的线性化技术主要有前馈法、负反馈法以及预失真法，随着大规模数字逻辑器件的出现以及数字信号处理技术的长足发展，数字预失真技术已成为功放线性化研究的热点。
　　本文主要针对短波功率放大器的非线性进行数字预失真矫正技术的研究及实现。首先，本文对短波功放的非线性特性及其主要技术指标作了详细分析，然后根据输入信号带宽不同而导致功放非线性特性发生改变这一现象，文章描述了功放的无记忆行为模型和记忆行为模型，并对各个模型的原理和特征进行详细阐述。
　　其次，本文深入研究了数字预失真的基本原理及其关键技术，重点对功放线性度检测、时延估计与调整及预失真参数提取等技术做了细致分析。其中，采用两步时延调整法来消除环路延时，通过互相关检测技术计算延迟时间，并利用拉格朗日插值法提高时延估计的精度，接着详细阐述了查找表模型和增强型Hammerstein模型的参数计算方法。
　　最后，设计并实现了基于查找表的数字预失真矫正系统，系统采用DSP与FPGA相结合的硬件开发平台，其中DSP主要完成自适应预失真补偿参数的提取，FPGA主要完成数字下变频模块、预失真器模块、数据捕获模块以及通信接口模块的设计。然后搭建了短波功放数字预失真硬件实验平台进行预失真效果验证，实验结果表明：在3KHz的信道带宽模式下，采用双音信号作为激励，且短波功放工作在125W的输出功率时，其三阶互调指标改善超过14dB；同样在24KHz的信道带宽模式下，功放三阶互调指标改善超过10dB，测试效果达到了预期目标。

目录

声明

引言

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要内容与安排

2.1 功率放大器非线性特性

2.2 功放非线性的技术指标

2.3 无记忆功率放大器模型

2.4 记忆性功率放大器模型

2.5 本章小结

3.1 数字预失真原理

3.2 功放输出线性度检测

3.3 延时估计与调整

3.4 数字预失真参数提取方案

3.5 本章小结

4 自适应数字预失真矫正系统设计与实现

4.1 整体系统方案设计

4.2 主要硬件模块介绍

4.3 DSP自适应参数提取模块设计

4.4 查找表数字预失真的FPGA实现

4.5 本章小结

5.1 硬件平台搭建

5.2 实验结果与分析

5.3 本章小结

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

在 学 研 究 成 果

致谢