双频数字预失真技术的研究与FPGA实现
发布时间：2020-12-21 11:13
随着通信技术的高速发展,无线通信在整个通信领域的地位变得越来越重要,这也促使无线通信技术不断进步。移动通信多标准并存的现状仍将持续,无线通信环境需要同时满足各种制式的传输需求。为了迎合多标准的需求,多频通信尤其是共时双频通信技术成为研究重点。为了提高双频功率放大器（Power Amplifier,PA）的效率,多种性线化方案被提出,其中数字预失真技术以其不受频段限制,数字信号容易实现且更加高效、便捷等优点得到了广泛应用。因此,本文选择共时双频数字预失真技术作为功放线性化的方式并进行研究。本文对共时双频数字预失真技术在FPGA（Field Programmable Gate Array）上的设计和实现进行研究,包括预失真器的实现和优化,系数估算的实现和优化,并进一步探讨影响预失真器及系数估算性能的主要因素,最后给出性能测试结果。本文的主要研究内容和创新点如下:1.在双频预失真器的FPGA实现中,提出了双频对称共用查找表与FIR（Finite Impulse Response）滤波器串联结构。传统共时双频数字预失真器实现是按照频段来划分,双频模型就需要两个独立的预失真器模块。为了减少硬件资...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１双频预失真系统框图??其预失真过程可分为以下步骤：??
进行乘方运算，乘方运算可以通过级连的乘法器实现。每一级乘法器输出再与本??频段的输入做复数乘法运算。运算结果再与系数构成滤波器结构，做最后的乘加??运算并输出最终结果，单记忆深度结构可用图２－２表示，记忆项实现结构相同。??０￣?，ｒ?ＸＭ?ｃ〇１??￣￣ｊ?－ｋＳｈＱ—ｋＲ）—??—＾｝｜?３）?Ｘ?／??－＞＜８）?兮—??ＸＬ?Ｃ０Ｔ??图２－２基于逻辑资源实现的２Ｄ－ＳＲＢＭＰ单记忆深度结构??由图２－２可见，同一级记忆深度需要两次求模，ｒ－ｉ次实数乘法，２７次复??数乘法，一次实数加法和ｒ－１次复数加法。复数运算需要分解为实数运算，同一??级记忆深度的计算量为９Ｔ－１次实数乘法和８ｒ－ｉ次实数加法运算。考虑到记忆??深度，一个频段的计算量为（９ｒ－ｌ）Ｍ次实数乘法运算和（８ｒ－７）Ｍ次实数加法运??算。实验中ｒ取７，?Ｍ取３可以得到较好的效果，因此两个频段共需要３７２次实??数乘法运算和２９４次加法运算。??９??
２，?４为模型系数，／为非线性阶数。｜ｘ１（？－ｍ）｜和｜ｘ２（／７－ｍ）｜为输??入信号的模值，即根据两路输入信号的模值索引２Ｄ－ＬＵＴ。??使用２Ｄ－ＬＵＴ结构实现２Ｄ－ＳＲＢＭＰ模型时，其结构变得非常简单，如图２－３??如示。??＇（？）???ｋ，（？）｜?????？求模??？?＾??ｘ，（？）??１?Ｋ（ｗ）｜?ｌｕｔｗ［．］??—１——？求模一—ｒ，?Ｈ??ｆ＼??ｉ???＇（？）＼??－Ｈｉ?：?ｌｕｔｕ［．］?—??＾?ｌｕｔｕ［．］?—??—＾?＾?ＬＵＩ＾?［．］?—＾??ｄ??Ｈ?ＩＴ??ｘｘ（ｎ－Ｍ?＋?１）??图２－３基于二维查找表的双频预失真器２Ｄ－ＳＲＢＭＰ模型低频段??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Low-cost FPGA implementation of 2D digital pre-distorter for concurrent dual-band power amplifier[J]. Zeng Guang,Yu Cuiping,Li Shulan,Liu Yuan’an. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2016(01)
[2]一种低复杂度的并发双频数字预失真模型[J]. 杨光,李凌黎,王昊禹,刘发林. 微波学报. 2014(05)
[3]一种有效的基于宽带功率放大器强记忆效应特性的PMEC预失真方法[J]. 都天骄,于翠屏,刘元安,高锦春,黎淑兰. 电子与信息学报. 2012(02)
博士论文
[1]宽带/双频数字预失真研究[D]. 杨光.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]基于FPGA的双频数字预失真器设计与实现[D]. 曾光.北京邮电大学 2016
[2]宽带自适应数字预失真技术的研究与FPGA实现[D]. 李哲.北京邮电大学 2015
[3]基于预失真的功率放大器线性化技术研究[D]. 季军.电子科技大学 2009
[4]功率放大器线性化方法研究[D]. 何泽.国防科学技术大学 2007
本文编号：2929732
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１双频预失真系统框图??其预失真过程可分为以下步骤：??
进行乘方运算，乘方运算可以通过级连的乘法器实现。每一级乘法器输出再与本??频段的输入做复数乘法运算。运算结果再与系数构成滤波器结构，做最后的乘加??运算并输出最终结果，单记忆深度结构可用图２－２表示，记忆项实现结构相同。??０￣?，ｒ?ＸＭ?ｃ〇１??￣￣ｊ?－ｋＳｈＱ—ｋＲ）—??—＾｝｜?３）?Ｘ?／??－＞＜８）?兮—??ＸＬ?Ｃ０Ｔ??图２－２基于逻辑资源实现的２Ｄ－ＳＲＢＭＰ单记忆深度结构??由图２－２可见，同一级记忆深度需要两次求模，ｒ－ｉ次实数乘法，２７次复??数乘法，一次实数加法和ｒ－１次复数加法。复数运算需要分解为实数运算，同一??级记忆深度的计算量为９Ｔ－１次实数乘法和８ｒ－ｉ次实数加法运算。考虑到记忆??深度，一个频段的计算量为（９ｒ－ｌ）Ｍ次实数乘法运算和（８ｒ－７）Ｍ次实数加法运??算。实验中ｒ取７，?Ｍ取３可以得到较好的效果，因此两个频段共需要３７２次实??数乘法运算和２９４次加法运算。??９??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Low-cost FPGA implementation of 2D digital pre-distorter for concurrent dual-band power amplifier[J]. Zeng Guang,Yu Cuiping,Li Shulan,Liu Yuan’an. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2016(01)
[2]一种低复杂度的并发双频数字预失真模型[J]. 杨光,李凌黎,王昊禹,刘发林. 微波学报. 2014(05)
[3]一种有效的基于宽带功率放大器强记忆效应特性的PMEC预失真方法[J]. 都天骄,于翠屏,刘元安,高锦春,黎淑兰. 电子与信息学报. 2012(02)
博士论文
[1]宽带/双频数字预失真研究[D]. 杨光.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]基于FPGA的双频数字预失真器设计与实现[D]. 曾光.北京邮电大学 2016
[2]宽带自适应数字预失真技术的研究与FPGA实现[D]. 李哲.北京邮电大学 2015
[3]基于预失真的功率放大器线性化技术研究[D]. 季军.电子科技大学 2009
[4]功率放大器线性化方法研究[D]. 何泽.国防科学技术大学 2007
本文编号：2929732
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