共时双频预失真线性化方法研究

发布时间：2020-07-07 05:15

【摘要】：面向无线移动通信系统多频多模的现状,可支持两个不同频段同时工作的共时双频器件与系统备受关注。而在共时双频通信系统中,功率放大器线性度的好坏直接影响着整个系统的传输性能。为了保证双频通信系统的效率和线性度,需要采用线性化技术对功率放大器产生的非线性失真进行补偿。而共时双频数字预失真技术能很好地补偿此类非线性失真,并且已成为国内外研究的热点。本文主要针对低复杂度共时双频预失真模型和共时近频带间隔双频信号的频带间互调失真抑制方法进行研究,主要内容和创新点包括以下几个方面:1.提出了共时双频平方根记忆多项式模型(Square Root-Based Memory Polynomial Model,2D-RSBMP)。由于该模型将三次内嵌求和降低为二次内嵌求和,大大降低了模型系数量和实现复杂度。同时通过数学理论推导证明2D-RSBMP可包含2D-DPD(2-D Digital Predistortion)模型的所有失真项,保证了模型的非线性补偿性能。测试结果表明,提出的2D-RSBMP模型与2D-DPD模型相比,模型系数量减少66%以上,邻信道功率比(Adjacent Channel Power Ratio,ACPR)性能提升约2-4dBc,归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)性能提升约11dB;与2D-SOC模型相比,2D-RSBMP模型系数量减少50%,ACPR性能提升约2-4dBc,NMSE性能提升约14dB;与2D-MMP模型相比,在其他性能指标一样的情况下,2D-RSBMP模型需要的运行时间更短。2.针对两个频段距离比较近时,带间失真、带内失真、交调失真相互混叠的现象,提出了应用于近频带间隔信号的共时双频平方根记忆多项式模型(Concurrent Dual-Band Square Root-Based Model Based on Memory Polynomial for Closely Spaced Signals,2D-CSSMP)。该模型在表达式中同时考虑了带内失真项和带外失真项,因此能有效的抑制因为双频信号频带间隔近而产生的失真混叠。测试结果表明,提出的2D-CSSMP模型与2D-DPD模型相比,使ACPR降低了 15dBc,NMSE降低15dB;与单频记忆多项式(Memory Polynomial,MP)模型相比,提出的2D-CSSMP模型可以达到相似的非线性补偿性能,并且采样率降低为单频MP模型的1/4,但复杂度会提高。
【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
【图文】：

阶数,模型系数,数量比,模型

注：Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ邋Ｏｒｄｅｒ：非线性阶数。Ｔｈｅ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｏｆ邋ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：系数数量。逡逑２．４邋２Ｄ－ＳＲＢＭＰ模型的性能验证逡逑本文采用图２－４所示共时双频预失真测试平台，并用该测试平台测试逡逑２Ｄ－ＳＲＢＭＰ模型、２Ｄ－ＤＰＤ模型、２Ｄ－ＭＭＰ模型、２Ｄ－Ｓ０Ｃ模型的非线性补偿性逡逑能。该测试平台由Ｎ５１８２Ａ矢量信号发生器、Ｅ８２６７矢量信号发生器、Ｎ５１０６基逡逑带信号发生器、Ｎ９０３０Ａ矢量信号分析仪、测试用功率放大器、电脑等必须组件逡逑饥成。其中，所使用的电脑里需安装ＭＡＴＬＡＢ软件来进行模型系数量的运算和逡逑数字信号的产生。如图２－４中所示，四个仪器之间连接了一条用来同步相位的信逡逑号线，该同步线传输的是ｌ0ＭＨｚ参考时钟信号。首先，使用ｍａｔｌａｂ软件生产所逡逑需信号的数字复信号，通过网线下载到Ｎ５１０６基带信号发生器，在Ｎ５１０６里分逡逑别产生一组丨路和Ｑ路信号，并分别传输到Ｅ８２６７和Ｎ５１８２Ａ中，需注意的是，逡逑两个仪器接受的信号分别为Ｉ和Ｑ两路信号。其次，在两个仪器里分别对丨／Ｑ逡逑两路信号进行调制和上变频到射频领域，然后进行信号的输出，输出的信号首先逡逑经过合路器完成信号的合路

预失真,测试平台,双频

逦１１逡逑Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ邋Ｏｒｄｅｒ邋（Ｎ）逡逑图２－３四种模型在不同非线性阶数和记忆深度情况下的模型系数数量比较逡逑注：Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ邋Ｏｒｄｅｒ：非线性阶数。Ｔｈｅ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｏｆ邋ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：系数数量。逡逑２．４邋２Ｄ－ＳＲＢＭＰ模型的性能验证逡逑本文采用图２－４所示共时双频预失真测试平台，并用该测试平台测试逡逑２Ｄ－ＳＲＢＭＰ模型、２Ｄ－ＤＰＤ模型、２Ｄ－ＭＭＰ模型、２Ｄ－Ｓ０Ｃ模型的非线性补偿性逡逑能。该测试平台由Ｎ５１８２Ａ矢量信号发生器、Ｅ８２６７矢量信号发生器、Ｎ５１０６基逡逑带信号发生器、Ｎ９０３０Ａ矢量信号分析仪、测试用功率放大器、电脑等必须组件逡逑饥成。其中，所使用的电脑里需安装ＭＡＴＬＡＢ软件来进行模型系数量的运算和逡逑数字信号的产生。如图２－４中所示，四个仪器之间连接了一条用来同步相位的信逡逑号线，该同步线传输的是ｌ0ＭＨｚ参考时钟信号。首先，使用ｍａｔｌａｂ软件生产所逡逑需信号的数字复信号，通过网线下载到Ｎ５１０６基带信号发生器，在Ｎ５１０６里分逡逑别产生一组丨路和Ｑ路信号，并分别传输到Ｅ８２６７和Ｎ５１８２Ａ中，需注意的是，逡逑两个仪器接受的信号分别为Ｉ和Ｑ两路信号。其次，在两个仪器里分别对丨／Ｑ逡逑两路信号进行调制和上变频到射频领域

频谱图,输出信号,功率放大器,频谱图

（ｂ）逡逑－５信号一n,试功率放大器输出信号的频谱图：（ａ）低频段（ｂ）ＦＰ，Ｔｊ＾邋－ｏ—ｗ／ｏＤＰＤ邋■逡逑－１０逦：逦Ｌ逦Ｅ逦＂＾￣２Ｄ－ＤＰＤ逦＿逡逑Ｉ逦－０—２Ｄ－ＳＯＣ逡逑ｔ逦—７—２Ｄ－ＭＭＰ逡逑？２0＿逦逦１逦—ｏ—邋Ｐｒｏｐｏｓｅｄ邋￣逡逑＾邋，邋，逡逑｜邋－３０——：逦＾…十…ｑ…逦卜？一逡逑ｒｎ逦＊逦Ｉ逦？逦Ｉ）逦？逡逑Ｓ逦Ｊ逦＼逦：逡逑Ｑ邋＿４0－ｌ—邋ｔ．逦逦逡逑ＣＯ逦１逦Ｐ逦＊逦＼逡逑＾逦：逦４邋：逦：逦ｉ逡逑－５０邋－逦￣逦－邋－邋—邋ｊｒ邋ｔ邋＊逦—ｆ－逦逦逡逑＾邋＼逡逑－６０邋邋邋，邋．邋＿邋－邋—邋ｒ邋邋逦－ｖ逦逦逦ｔ邋邋邋＜——逡逑ｉ逦Ｉ逦拿逦Ｉ逦ｔ逡逑＇逦Ｉ逦＇逦！逦■逦１逦Ｉ逦＇逦邋１逡逑２．１６逦２．１８逦２．２０逦２．２２逦２．２４逡逑Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＧＨｚ）逡逑

【相似文献】