零中频通信系统中功放数字预失真技术研究与实现

发布时间：2020-05-27 00:50

【摘要】：随着用户对无线通信系统高数据率,便携性以及低功耗性能的需求不断上升,零中频技术直接由基带信号调制到射频,降低了电路系统的复杂度、成本和功耗,零中频技术已经得到越来越多的研究和应用。本文利用实验室项目的基于Virtex-6 FPGA芯片的数字基带处理器,与AD9361的零中频收发模块级联,以及基于ARM的辅助控制系统组成了用于本文验证和实验的零中频收发器系统,并在其上研究与实现数字预失真技术。同时,射频功率放大器是直接影响移动通信设备性能的重要器件,为提高其工作效率常常会工作在非线性区,这样会造成带内信号的失真、带外信号频谱展宽以及误码率上升等问题。数字预失真(Digital Pre-Distortion)技术是一种应对功放非线性的普遍有效方法,具有线性化能力好,便于工程实现的特点。本文介绍了常用的功率放大器非线性模型,并对经典的自适应模型参数求取算法进行了介绍,对这些算法进行仿真比较其性能;然后介绍了得到广泛应用的预失真方案,通过仿真分析这些方案的优势与不足,结合查找表方案和多项式方案的各自优势,提出了节省储存资源又有较好线性化效果的多项式/线性自适应滤波器联合方案,并进行仿真以验证其有效性。由于通信系统带宽逐渐增加,传统数字预失真技术为了应对非线性造成的频谱展宽效应,至少要求反馈通道带宽是原信号带宽的5倍,使得系统对ADC采样率需求很高,带来成本的上升的问题。同时,本文使用的硬件电路平台使用的ADC芯片采样率低于系统带宽的5倍,为使本硬件平台的功放输出线性化,本文提出一种带限数字预失真方案,并对该方案进行仿真和验证,证明了这种窄带反馈通路数字预失真系统的有效性。
【图文】：

２－１中可以看出，只考虑功放的非线性特性时，当输入信号归出信号的幅度值基本随着输入信号增加而呈线性增长，相位；但是随着输入信号的增大，功放的工作区域来到非线性区，渐减小，，而相位偏离也越来越明显［ｉｓ］。逡逑１，，＾，＿＿‘…存丨灥梭嘴，＿＿，＿＿，＿＿逡逑0．邋０．Ｂ邋－逡逑｜０６邋Ｘ逡逑Ｚ邋０．４邋－逡逑／逡逑0＾－￣￣＇逦１逦１逦１逦１逦１逦＞逦＇逦＊逦逡逑０逦０．２逦０．４逦０．６逦０．８逦１逦１．２逦１．４逦１．６逦１．８逦２逡逑Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ邋ｉｎｐｕｔ邋ｐｏｗｅｒ逡逑

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【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN722.75;TN929.5

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本文编号：2682674