OFDM系统线性功率放大器基带自适应预失真研究

论文摘要

放大器是通信与雷达系统的主要器件,由于线性调制技术的发展,非恒包络调制技术（如QAM,QPSK,OFDM等）的采用,对功率放大器的线性度提出了更高的要求。本文就是针对由OFDM调制的系统,采用基带自适应预失真技术来改善功率放大器的非线性而做的一些算法研究和仿真工作。首先对以往文献提出的基于SALEH和反正切两类函数的非线性功率放大器模型,进行了一些改进和系数的优化工作,利用这些模型的仿结果和已知的功率放大器的非线性特点进行了比较。其次利用改进的逐次迭代的预失真算法使邻道抑制比ACPR达到-57.594dB,比原算法改善1.1013dB ,同时误差向量幅度、幅度误差都有比较明显的改善。再利用QR分解的RLS预失真算法对载波分别为2009.5MHz和2010.5MHz的双音信号进行了交调产物和邻道抑制比ACPR仿真,此算法下三阶交调产物抑制了16dB、五阶交调产物抑制了6dB、七阶交调产物抑制了3dB,邻道抑制比ACPR比没有使用预失真算法改善21.27dB。最后分别在几种条件下进行了系统仿真,在加逐次迭代预失真和不考虑调制器误差情况下三阶交调改善21dB、五阶交调改善8dB、七阶交调改善5dB,加逐次迭代预失真和考虑调制器误差情况下三阶交调改善27dB、五阶交调改善13dB、七阶交调改善7dB,、加QR分解的RLS预失真和不考虑调制器误差情况下三阶交调改善26dB、五阶交调改善12dB、七阶交调改善6dB,加QR分解的RLS预失真和考虑调制器误差情况下三阶交调改善30dB、五阶交调改善16dB、七阶交调改善10dB;系统邻道抑制比ACPR在不考虑调制解调误差加自适应预失真情况下比没有加预失真算法的情况下改善15dB、在考虑调制解调误差加逐次迭代自适应预失真情况下比没有加预失真算法的情况下改善17dB、在考虑调制解调误差加QR分解的RLS自适应预失真情况下比没有加预失真算法的情况下改善20dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 OFDM 技术的发展
• 1.2 线性化技术的发展
• 1.3 OFDM 系统中功率放大器的线性化
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 OFDM 系统及其相关问题
• 2.1 引言
• 2.2 OFDM 的基本原理
• 2.3 OFDM 的 FFT 实现
• 2.4 OFDM 信号的峰平比
• 2.5 本章小结
• 第三章 功率放大器非线性模型研究
• 3.1 引言
• 3.1.1 RF 功率放大器的非线性描述
• 3.1.2 RF 功率放大器的非线性特性参数
• 3.1.3 功率放大器非线性模型和分析方法
• 3.1.4 RF 功率放大器非线性的经典模型
• 3.2 基于 SALEH 的正交带通模型
• 3.2.1 RF 功率放大器的正交非线性带通模型
• 3.2.2 RF 功率放大器的带通模型的仿真和分析
• 3.2.3 结论
• 3.3 基于反正切函数的非线性模型
• 3.3.1 反正切函数的非线性模型的提出
• 3.3.2 反正切函数的非线性模型的数学表示
• 3.3.3 仿真结果与分析
• 3.3.4 结论
• 3.4 基于反正切函数的正交带通模型
• 3.4.1 基于方正切函数正交带通模型的数学表达式
• 3.4.2 仿真与分析
• 3.4.3 本节结论
• 3.5 本章小结
• 第四章 功率放大器线性化技术
• 4.1 引言
• 4.2 功率回退法
• 4.3 负反馈法
• 4.4 前馈法
• 4.5 预失真法
• 4.6 本章小结
• 第五章 自适应算法研究
• 5.1 引言
• 5.2 自适应方法
• 5.2.1 割线法
• 5.2.2 牛顿切线法
• 5.2.3 逐次迭代法
• 5.2.4 最小均方误差法
• 5.2.5 递归最小二乘法算法
• 5.3 本章小结
• 第六章 数字自适应预失真技术
• 6.1 引言
• 6.2 查找表技术预失真
• 6.2.1 基于查找表的技术的基带预失真系统
• 6.2.1.1 映射预失真技术
• 6.1.1.2 复增益预失真技术
• 6.2.1.3 极坐标预失真技术
• 6.2.1.3.1 预失真调节原理
• 6.2.1.3.2 预失真结构表
• 6.2.1.3.3 自适应收敛原理
• 6.2.2 简单表项索引技术研究
• 6.2.3 最优压缩函数
• 6.3 查找表索引技术
• 6.3.1 基本技术原理
• 6.3.2 自适应改进方案
• 6.3.3 自适应刷新算法研究
• 6.4 多项式技术
• 6.4.1 常规多项式技术
• 6.4.2 基于RLS 算法的多项式预失真技术
• 6.5 本章小结
• 第七章 数字自适应预失真方法仿真
• 7.1 引言
• 7.2 基于查表法的基带预失真器的仿真
• 7.2.1 仿真系统方案
• 7.2.2 预失真器功能
• 7.3 改进迭代算法的仿真
• 7.3.1 改进迭代算法的理论分析
• 7.3.2 改进算法的仿真与分析
• 7.4 基于QR 分解的RLS 自适应预失真算法
• 7.4.1 基于QR 分解的RLS 算法
• 7.4.2 计算机仿真与分析
• 7.5 本章小结
• 第八章 调制解调未对准误差分析
• 8.1 引言
• 8.2 包括预失真器和调制器的放大器模型
• 8.2.1 放大器模型
• 8.2.2 预失真电路
• 8.3 理想预失真的条件
• 8.4 调制器的载波泄露效应以及微分相位和微分增益效应
• 8.4.1 失配效应
• 8.4.2 载波泄露效应
• 8.4.3 微分增益和微分相位效应
• 8.5 频谱考虑
• 8.5.1 数字调制的基本问题
• 8.5.2 线性调制
• 8.6 本章小结
• 第九章 系统仿真
• 9.1 引言
• 9.2 系统仿真
• 9.2.1 系统仿真条件设置
• 9.2.2 仿真及分析
• 9.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历