Doherty功放数字预失真线性化技术研究

摘要

随着无线通信系统的基带带宽需求越来越宽，信号的峰均比也急剧增加，这就要求作为无线通信系统基础的射频功率放大器有较高的回退区且保持高效率。为了解决这些问题，出现了异相技术、包络跟踪和Doherty等功率放大器结构。其中Doherty因其结构简单、成本低、易于实现和便于改进等特点，成为当前功率放大器设计的主流。而与功率放大器通信质量息息相关的数字预失真技术也愈发受到重视。
　　本文主要内容是对Doherty功率放大器的数字预失真技术进行研究。本文选取了1.8-2.6GHz的双带Doherty功率放大器作为研究对象，首先分析其非线性特性，然后对放大器行为模型和数字预失真算法进行分析讨论。同时，引入了一种基于记忆多项式模型(Memory Polynomial,MP)的改进模型--加权记忆多项式模型(Weighted Memory Polynomial,WMP)，该模型可以应用于射频功率放大器的行为建模和预失真。加权记忆多项式模型在记忆多项式模型的静态和动态项上，引入了依赖于即时功率的权重函数，本文所用的权重函数是双曲正切函数。同时本文基于WMP模型，实现了WMP模型的多步迭代预失真器，可以获得更好的线性化效果。
　　为了更好的验证本文提出的基于WMP模型的多步迭代数字预失真结构的有效性和优越性，作者利用实验室现有仪器搭建了验证平台，并对平台可能造成的非线性失真进行了讨论分析和校准。
　　本文以20MHz LTE(长期演进技术)信号，对放大器模型的建模和预失真进行了实验验证，并以输出信号的ACPR(Adjacent Channel Power Ratio,相邻信道功率比)作为衡量功率放大器线性度的标准。将实验结果与传统的记忆多项式模型和广义记忆多项式模型进行对比从而评估新模型。结果表明，本文使用的双带Doherty功率放大器在未进行预失真处理时，在其1.9GHz和2.6GHz的ACPR分别为-26.08dBc/-28.67dBc、-28.88dBc/-28.87dBc，而经过基于WMP模型的多步迭代数字预失真处理后，ACPR至少可以改善26.19dBc，达到预期目标-52dBc以下。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文结构

第二章 Doherty功率放大器非线性特性分析

2.1 功率放大器概述

2.2 Doherty功放的非线性特性研究

2.3数字预失真关键技术

2.4 本章小结

第三章 加权记忆多项式预失真算法仿真实现

3.1 传统记忆多项式模型

3.2 一种基于加权的记忆多项式

3.3 加权记忆多项式的系数求解

3.4 加权记忆多项式与传统记忆多项式的仿真比较

3.5 基于加权记忆多项式的多步迭代预失真结构

3.6本章小结

第四章 预失真的实验验证

4.1 实验平台

4.2实验仪器校准

4.3 Doherty功放预失真效果验证

4.4 本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献