功率放大器的数字基带预失真系统研究

论文摘要

功率放大器是通信系统中最重要的器件,存在固有的非线性。非线性导致了信号带宽之外的频谱扩展,对邻近信道造成干扰。同时也会产生带内失真,增加误码率。因此,功放的线性化技术尤为重要。在各种线性化技术中,数字基带预失真以其良好的线性度、宽带宽、高效率和全自适应性等优点而成为克服功率放大器非线性失真的首选。目前研究中,数字预失真技术的应用大都是基于不带记忆效应的非线性失真。随着信号带宽的增加,功放的记忆效应体现出来了。对于此类功放,不带记忆效应的数字预失真系统线性度补偿必然受到限制。因此,数字预失真系统也必须具备记忆效应的结构。本文在详细地分析数字基带预失真系统原理和记忆多项式模型的基础上,提出了具有记忆效应的数字基带预失真电路并在ADS环境中实现了系统级仿真。仿真结果表明,该系统具有很好的预失真效果。故构建的系统级仿真电路对实际的数字预失真系统设计起着重要的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 功率放大器的研究背景及意义
• 1.2 功率放大器的研究内容及进展
• 1.3 本文的重点和主要创新
• 1.4 论文的主要工作和内容安排
• 2 功率放大器的非线性特性及仿真
• 2.1 非线性参数及失真
• 2.1.1 非线性参数
• 2.1.2 非线性失真
• 2.2 非线性分析方法
• 2.2.1 幂级数分析
• 2.2.2 Volterra 级数分析
• 2.2.3 谐波平衡分析
• 2.3 本章小结
• 3 功率放大器的线性化技术
• 3.1 反馈线性化技术
• 3.1.1 反馈技术理论
• 3.1.2 反馈技术的局限性
• 3.2 前馈线性化技术
• 3.2.1 前馈技术理论
• 3.2.2 前馈技术的优缺点
• 3.3 预失真线性化技术
• 3.3.1 射频和中频预失真
• 3.3.2 基带预失真
• 3.4 本章小结
• 4 功率放大器的行为模型
• 4.1 无记忆效应的功放模型
• 4.1.1 极坐标下的无记忆功放模型
• 4.1.2 笛卡尔坐标下的无记忆功放模型
• 4.1.3 Taylor 多项式模型
• 4.1.4 Saleh 多项式模型
• 4.2 功率放大器的记忆效应
• 4.3 带记忆效应的功放模型
• 4.3.1 Wiener 模型
• 4.3.2 Hammerstein 模型
• 4.3.3 Wiener-Hammerstein 模型
• 4.3.4 并联Hammerstein（PH）模型
• 4.3.5 并联多级Wiener 模型
• 4.3.6 Volterra 模型
• 4.3.7 记忆多项式模型
• 4.4 本章小结
• 5 功放的数字基带预失真系统及仿真
• 5.1 预失真实现方法与结构
• 5.1.1 基带预失真实现方法
• 5.1.2 预失真结构
• 5.2 自适应算法研究
• 5.2.1 基于方程的自适应算法
• 5.2.2 基于最小均方的自适应算法
• 5.3 数字基带预失真系统实现
• 5.3.1 系统工作原理
• 5.3.2 系统关键模块研究
• 5.4 仿真结果与分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 6.1 课题总结
• 6.2 下一步工作展望与设想
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文