IMT-Advanced系统射频功放的数字预失真技术研究

论文摘要

随着近年来人民生活水平的显著提高，人们对通信要求越来越高，不仅仅要求多元化的通信业务，而且更要求保证高品质的通信质量。人们日益增长的需求必然导致通信系统将更进一步的优化升级。国际电信联盟已经明确规定下一代通信系统命名为IMT-Advanced系统，俗称4G（第四代移动通信系统）。在4G系统中将更多的采用QPSK,64QAM等线性调制技术以及OFDM等多载波调制技术等多种先进技术,以满足人们对通信业务和通信质量的高要求。高效率，高速度，多业务的追求必然要在保证通信质量的前提下进行，这就要求要尽可能的降低系统非线性失真的影响，这将是对射频功率放大器线性度的极大考验。因此对射频功放的线性化技术研究是宽带移动通信系统的关键问题之一。本文主要研究基于IMT-Advanced系统的线性化技术。首先对IMT-Advanced系统性能指标以及功率放大器的非线性失真原因和特性进行了研究讨论。然后阐述了各种常用的线性化技术，比较其优缺点。对IMT-Advanced系统的静态非线性失真和记忆效应引起的动态非线性失真进行了分析研究，分别研究了在静态非线性失真情况下和有记忆效应情况下的预失真技术及其非线性补偿效果，分析了记忆效应对功放非线性的影响，以及适用于有记忆效应非线性失真的功放系统的数字预失真技术，最后在IMT-Advanced系统测试平台上进行了测试验证比较。本文采用的测试信号是由Agilent ADS软件生成，经过严格的削峰处理，完全符合IMT-Advanced系统标准的信号。经过对IMT-Advanced系统的静态非线性失真和由记忆效应引起的动态非线性失真的测试分析得出,记忆效应对IMT-Advanced系统宽带功放的线性化有很大的影响，不可忽略。有记忆效应补偿作用的数字预失真技术，尤其是改进型Hammerstein预失真技术对IMT-Advanced系统宽带功放的非线性失真补偿效果良好，具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 IMT-Advanced 研究进程
• 1.2.2 预失真技术研究进展
• 1.3 主要研究内容和创新
• 2 IMT-Advanced 系统简介
• 2.1 IMT-Advanced 系统简介及主要性能指标
• 2.2 IMT-Advanced 系统的关键技术
• 2.3 本章小结
• 3 射频功率放大器的线性化
• 3.1 射频功率放大器的非线性特性
• 3.1.1 非线性失真
• 3.1.2 AM/AM 和 AM/PM 特性
• 3.1.3 邻信道功率比
• 3.2 射频功放线性化技术
• 3.2.1 功率回退
• 3.2.2 反馈技术
• 3.2.3 前馈技术
• 3.2.4 LINC 技术
• 3.2.5 预失真技术
• 3.2.6 IMT-Advanced 系统线性化技术
• 3.3 数字预失真线性化技术
• 3.4 本章小结
• 4 基于 IMT-Advanced 系统的数字预失真模型研究
• 4.1 无记忆效应数字预失真模型
• 4.2 有记忆效应数字预失真模型研究
• 4.2.1 记忆多项式
• 4.2.2 Hammerstein 预失真模型
• 4.2.3 改进型 Hammerstein 模型
• 4.3 本章小结
• 5 IMT-Advanced 系统测试平台及TD-LTE 测试信号
• 5.1 IMT-Advanced 系统测试平台
• 5.2 TD-LTE 测试信号的生成
• 5.2.1 TD-LTE 信号生成
• 5.2.2 削峰
• 5.3 本章小结
• 6 IMT-Advanced 系统的数字预失真技术及实验验证
• 6.1 信号捕获
• 6.1.1 TD-LTE 信号的帧结构
• 6.1.2 信号提取
• 6.2 实验测试和结果分析
• 6.2.1 静态非线性失真的分析及补偿
• 6.2.2 动态非线性失真的补偿
• 6.3 本章小结
• 7 总结展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 附录A FIR 滤波器系数
• 在学研究成果
• 一、 在学期间参加科研项目
• 二、 在学期间所获的奖励
• 三、 在学期间发表的论文
• 致谢