固态功率放大器数字预失真记忆效应补偿技术研究及实现

摘要

功率放大器是现代无线通信系统中非线性较强的器件，其性能的优劣直接影响通信质量的好坏。目前大多数的功放线性化技术都局限于功率放大器模型是无记忆的，但随着宽带信号的应用，功率放大器的记忆效应愈加显著，以致传统的线性化技术补偿功放非线性效果并不理想。因此，考虑功放记忆效应的线性化技术已成为当前国内外研究的热点。
　　本文对固态功率放大器数字预失真记忆效应补偿技术进行了系统的研究。首先，阐述功率放大器的非线性特性及其常见的无记忆模型，进而深入分析功率放大器的记忆效应原理及有记忆模型，并综合比较目前主流的线性化技术，在数字预失真技术的基础上提出基于补偿功放记忆效应的系统设计方案。
　　其次，根据提出的系统设计方案，对其中所涉及的关键算法进行重点研究，具体包括：窄带训练序列对查找表的实时更新；环路时延的估计；横向滤波器抽头系数的自适应更新。使用Matlab/Simulink工具对数字基带系统建模，最终的仿真结果显示：以查找表和自适应滤波器为核心的补偿功放记忆效应的系统方案能够使得经过功放后的宽带信号ACPR改善达到约25dB。
　　最后，在FPGA+DSP的硬件架构上实现所提出的方案。双音和宽带信号的测试结果表明：双音信号的三阶交调可改善约20dB，宽带信号的ACPR可改善约16dB，有效地补偿了功率放大器的记忆效应，达到了预期目标。

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第一章 引言

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究动态

1.3 课题任务及论文创新点

第二章 功率放大器的非线性特性及无记忆模型

2.1 非线性系统

2.2 功率放大器主要的非线性技术参数

2.3 功率放大器的无记忆模型

2.4 本章小结

第三章 功率放大器的记忆效应及有记忆模型

3.1 功率放大器的记忆效应

3.2 功率放大器的有记忆模型

3.3 本章小结

第四章 功放线性化技术及记忆效应补偿方案设计

4.1 功率放大器线性化技术

4.2 数字基带预失真系统的方案设计

4.3 数字基带预失真系统的关键算法的设计

4.4 本章小结

第五章 数字预失真补偿功放记忆效应的Simulink仿真

5.1 Simulink的介绍

5.2 系统的Simulink建模

5.3 系统补偿功放记忆效应的结果分析

5.4 本章小结

第六章 数字预失真补偿功放记忆效应的实现

6.1基带系统的硬件实现

6.2基带系统的DSP软件实现

6.3系统补偿功放记忆效应的实测结果及分析

6.4 本章小结

第七章 总结

致谢

参考文献

在校期间研究成果