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摘 要
ABSTRACT
目 录
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表目录
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文内容及结构安排
第二章 功放模型和基带数字预失真技术介绍
2.1 射频功率放大器的失真特性
2.1.1 射频功率放大器的非线性失真特性
图2-1 射频功放非线性失真AM/AM和AM/PM曲线图
图2-2 1dB压缩点示意图
2.1.2 射频功率放大器的记忆失真特性
图2-3 射频功放记忆性失真AM/AM和AM/PM曲线图
2.2 射频功率放大器常见的行为模型
2.2.1 射频功率放大器的Volterra级数模型
2.2.2 射频功率放大器的记忆多项式模型
2.2.3 射频功率放大器的Hammerstein模型介绍
图2-4 Hammerstein模型框图
2.2.4 射频功率放大器的Wiener模型介绍
图2-5 Wiener模型框图
2.3 数字预失真关键技术介绍
2.3.1 数字预失真基本原理
图2-6 数字预失真技术的原理
表2-1 几种线性化技术对比情况表
2.3.2 数字预失真的学习结构
2.3.2.1 数字预失真的直接学习结构
2.3.2.2 数字预失真的间接学习结构
2.3.2.3 数字预失真的基于模型辨识的学习结构
2.3.3 数字预失真算法
2.3.3.1 自适应辨识系统的原理
2.3.3.2 最小均方误差算法(LMS)
2.3.3.3 最小二乘算法(LS)
2.3.3.4 递归最小二乘算法(RLS)
2.4 本章小结
第三章 基带数字预失真需求分析与方案设计
3.1 基带数字预失真系统的评价指标
3.1.1 归一化均方误差NMSE
3.1.2 邻道泄漏比ACLR
3.1.3 误差矢量幅度EVM
3.2 基带数字预失真方案的指标确定
3.2.1 中频的指标需求
表3-1 DAC芯片和ADC芯片的技术参数
3.2.2 整体的指标需求
表3-2 基带数字预失真总体设计方案的整体指标
3.3 预失真器参数及预失真算法的确定
3.3.1 射频功率放大器的行为模型
3.3.2 确定预失真器的参数
表3-3 记忆深度为3时非线性阶数对预失真的效果
表3-4 非线性阶数为5时记忆深度对预失真的效果
3.3.3 确定基带数字预失真算法
图3-1 LS算法和LMS算法的收敛性以及性能对比1
图3-2 LS算法和LMS算法的收敛性以及性能对比2
3.3.4 确定LMS算法的步长因子
3.4 软核的基本介绍
3.4.1 SOPC、DSP简介和设计方法的确定
3.4.2 软核的基本介绍
图3-3 软核内部结构图
3.4.3 软核联合FPGA设计的开发流程
图3-4 软核联合FPGA实现基带数字预失真技术的开发流程图
3.5 查找表技术原理及参数的确定
3.5.1 查找表技术代替记忆多项式的原理
图3-5 查找表技术运算过程
3.5.2 查找表参数的确定
表3-5 查找表长度对预失真的改善效果对比
3.6 实现基带数字预失技术的总体设计方案
3.6.1 基带数字预失真技术的总体设计方案
图3-6 实现基带数字真预失真技术的方案总体设计图
3.6.2 FPGA部分总体设计方案
图3-7 FPGA部分的总体方案设计方案图
3.6.3 软核部分总体设计方案
图3-8 软核部分的总体设计方案图
3.7 本章小结
第四章 基带数字预失真技术的具体实现
4.1 基带数字预失真技术总体设计方案
图4-1 实现基带数字预失真技术的设计方案总框图
4.2 实现基带数字预失真技术总体设计方案的FPGA部分
4.2.1 时钟生成模块
图4-2 时钟模块
4.2.2 信号源产生模块
图4-3 信号源模块
表4-1 信号源模块的端口信息
4.2.3 幅度增益模块
图4-4 增益控制模块
表4-2 增益控制模块的端口信息
4.2.4 预失真器模块
图4-5 预失真器设计原理图
图4-6 预失真器模块接口
表4-3 预失真器模块的端口信息
4.2.4.1 幅度计算子模块
4.2.4.2 查找表子模块
4.2.4.3 乘法器累加子模块
4.2.5 数字上采样、下采样模块
图4-11 上采样、下采样原理
图4-12 上采样信号的功率谱图
图4-13 抗镜像频率滤波器的参数配置
图4-14 上采样、下采样处理后信号的功率谱图
4.2.6 正交调制、正交解调模块
4.2.6.1 正交调制和解调模块原理
4.2.6.2 正交调制子模块
4.2.6.3 正交解调子模块
4.2.7 数据采集模块
图4-20 数据采集模块接口图
表4-9 数据采集模块的端口信息
4.2.8 软核接口模块
图4-21 MicroBlaze接口模块接口图
表4-10 MicroBlaze接口模块的端口信息
4.3 实现基带数字预失真技术总体设计方案的软核部分
4.3.1 基带数字预失真技术总体设计方案的软核实现框图
图4-22 软核部分实现框图
4.3.2 软核工作流程
图4-23 软核工作流程图
图4-24 软件程序代码中各个函数之间的关系情况
4.3.3 发送数据采集指令模块
4.3.4 取数模块
4.3.5 对齐模块
表4-11 数据对齐模块中函数之间关系以及函数意义说明
4.3.6 最小均方误差算法模块
4.3.6.1 采用最小均方误差算法计算预失真参数的具体流程
4.3.7 制表送表模块
4.4 MicroBlaze系统的基本配置
4.4.1 MicroBlaze的内存配置
图4-26 软核的内存配置示意图
4.4.2 MicroBlaze的外设配置
图4-27 软核的外设配置示意图
4.4.3 MicroBlaze的处理器配置
图4-28 MicroBlaze的配置接口图
表4-13 MicroBlaze处理器配置的端口信息
4.4.4 MicroBlaze中断的配置
4.4.5 MicroBlaze链接文件的配置
图4-29 MicroBlaze链接文件的配置
4.5 本章小结
第五章 测试与分析
5.1 测试环境与平台介绍
图5-1 硬件测试平台示意图
图5-2 实际工程中的测试平台
表5-1 Doherty功率放大器参数
5.2 测试与分析
5.2.1 预失真算法模块测试与分析
表5-2 软核与Matlab计算得到的预失真参数对比
表5-3 软核与Matlab改善结果对比
5.2.2 预失真器模块测试与分析
表5-4 预失真器参数固定后评价指标的改善值对比
图5-3 软核与Matlab改善结果对比
5.2.3 基带数字预失真技术的全链路测试与分析
5.2.3.1 数字回环测试与分析
5.2.3.2 中频回环测试与分析
5.2.3.3 射频回环测试与分析
5.2.4 LMS算法和LS算法改善效果对比
图5-12 LMS算法和LS算法持续运行时输出信号的NMSE值曲线
图5-13 LMS算法收敛时测试链路输出信号的AM-AM图
图5-14 LS算法收敛时测试链路输出信号的AM-AM图
图5-15 LMS算法收敛时测试链路输出信号的频谱图
图5-16 LS算法收敛时测试链路输出信号的频谱图
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 下一步工作建议
致 谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
电子科技大学;
