基于伏特拉级数的功放线性化技术研究
发布时间：2022-01-04 02:10
随着现代移动通信的高速发展,频谱资源和传输信道日趋紧张,而提倡高效率、低能耗和低成本通信方式的绿色通信理念必将得到广泛重视和大力推广。射频功率放大器（Power Amplifier,PA）作为现代移动通信系统的核心部件,其线性度的提高对于提升整个通信系统通信质量、传输效率和降能耗降成本影响重大。在通信系统中通常采用前馈、负反馈和预失真等技术手段提升功放的线性度,其中数字预失真（Digital Predistortion,DPD）技术最具发展前景和工程应用价值。基于伏特拉（Volterra）级数的功放建模及预失真方法作为数字预失真技术中的一个重要分支,因其具有线性化性能优异、支持宽带场景、易于实现等诸多方面优势,在功放的线性化中得到了较为广泛的应用。结合国内外功放线性化技术的研究现状,本论文总结阐述了F类射频功率放大器的非线性特点及线性化技术的基本原理,对基于Volterra级数的功放典型行为模型进行了重点研究分析,从经典Volterra级数出发引入了一种新的输出补偿记忆多项式（OCMP）模型,在研究对比现有预失真系统学习结构特点的基础上,引入迭代学习控制（ILC）数字预失真结构,并进一...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有记忆效应功放的AM-AM和AM-PM特性
第二章基于伏特拉级数的F类功率放大器线性化11图2-4数字预失真系统原理图图2-4中首先输入信号经过编码调制和波形成形滤波后产生数字基带信号，对该数字基带信号进行预畸变，预失真处理主要在数字域内完成。经过PD预失真处理后，整个系统的输出将会是线性的。因此，预失真会使整个功放系统的线性度得到提高。PDPAPD+PA数字预失真器PD功率放大器PA输入信号x预失真器输出y输出信号zxyzyzx+=（a）（b）（c）图2-5数字预失真系统输入输出信号关系图图2-5中从功放系统信号处理的角度直观的反应了数字预失真处理的过程。由于功放固有的非线性特性，在没有引入预失真时会产生如图2-5（b）所示的增益
第二章基于伏特拉级数的F类功率放大器线性化13有记忆功放模型对其进行建模。由于Volterra级数包含项较多，理论上讲使用完整的Volterra级数可以模拟任何非线性系统，但是由于系数数量庞大，实现起来难度较大。完整Volterra级数系数个数表示如式（2-8）所示：N0i221))(i(i!)(M!1)i(M]i)![(M（2-8）可以看出完整Volterra级数随着非线性阶数的增加，系数数量大幅增多，因此在实际应用中，通常根据具体功放的不同特点，可以对Volterra级数进行裁剪，选取合适的核函数既可以准确表述功放的行为特性，又可降低数字预失真实现的复杂度。选取Volterra级数的对角项，得到了记忆多项式模型（MP模型），MP模型可以表征功放的弱非线性特性。当功放的非线性特性较强时，MP模型无法准确模拟功放的行为特性，美国学者DennisR.Morgan在MP模型的基础上提出了广义记忆多项式模型（GMP模型）。Andingzhu等人将功放非线性特性分为静态非线性和动态非线性，基于此提出了动态偏差减少的DDR模型，这些都是基于Volterra级数比较经典的功放模型。这里首先重点对基于Volterra级数的MP模型、GMP模型和DDR模型的特点进行研究分析。2.3.1MP模型MP（MemoryPolynomial）模型，即记忆多项式模型。由于完整Volterra级数系数数量庞大，实现起来困难，在Volterra级数的基础上去掉不同延时的交叉项，只保留对角项部分，使得模型系数大大减少，MP模型原理图如图2-6所示。图2-6MP模型框图MP模型是对Volterra级数模型的有效精简，对于具有弱非线性特性的功放，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Volterra级数理论研究进展与展望[J]. 彭志科,程长明. 科学通报. 2015(20)
博士论文
[1]射频功放数字预失真线性化技术研究[D]. 詹鹏.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]双带并发功率放大器的线性化研究[D]. 翁建业.电子科技大学 2019
[2]基于FPGA的宽带功放数字预失真技术研究与实现[D]. 李光.电子科技大学 2019
[3]S波段谐波控制类高效率微波功率放大器的研究[D]. 罗文.电子科技大学 2018
[4]F类Doherty功率放大器及毫米波天线研究[D]. 范凯凯.杭州电子科技大学 2017
[5]基于多项式求逆的数字预失真技术研究和测试验证[D]. 马岳林.电子科技大学 2011
本文编号：3567443
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有记忆效应功放的AM-AM和AM-PM特性
第二章基于伏特拉级数的F类功率放大器线性化11图2-4数字预失真系统原理图图2-4中首先输入信号经过编码调制和波形成形滤波后产生数字基带信号，对该数字基带信号进行预畸变，预失真处理主要在数字域内完成。经过PD预失真处理后，整个系统的输出将会是线性的。因此，预失真会使整个功放系统的线性度得到提高。PDPAPD+PA数字预失真器PD功率放大器PA输入信号x预失真器输出y输出信号zxyzyzx+=（a）（b）（c）图2-5数字预失真系统输入输出信号关系图图2-5中从功放系统信号处理的角度直观的反应了数字预失真处理的过程。由于功放固有的非线性特性，在没有引入预失真时会产生如图2-5（b）所示的增益
第二章基于伏特拉级数的F类功率放大器线性化13有记忆功放模型对其进行建模。由于Volterra级数包含项较多，理论上讲使用完整的Volterra级数可以模拟任何非线性系统，但是由于系数数量庞大，实现起来难度较大。完整Volterra级数系数个数表示如式（2-8）所示：N0i221))(i(i!)(M!1)i(M]i)![(M（2-8）可以看出完整Volterra级数随着非线性阶数的增加，系数数量大幅增多，因此在实际应用中，通常根据具体功放的不同特点，可以对Volterra级数进行裁剪，选取合适的核函数既可以准确表述功放的行为特性，又可降低数字预失真实现的复杂度。选取Volterra级数的对角项，得到了记忆多项式模型（MP模型），MP模型可以表征功放的弱非线性特性。当功放的非线性特性较强时，MP模型无法准确模拟功放的行为特性，美国学者DennisR.Morgan在MP模型的基础上提出了广义记忆多项式模型（GMP模型）。Andingzhu等人将功放非线性特性分为静态非线性和动态非线性，基于此提出了动态偏差减少的DDR模型，这些都是基于Volterra级数比较经典的功放模型。这里首先重点对基于Volterra级数的MP模型、GMP模型和DDR模型的特点进行研究分析。2.3.1MP模型MP（MemoryPolynomial）模型，即记忆多项式模型。由于完整Volterra级数系数数量庞大，实现起来困难，在Volterra级数的基础上去掉不同延时的交叉项，只保留对角项部分，使得模型系数大大减少，MP模型原理图如图2-6所示。图2-6MP模型框图MP模型是对Volterra级数模型的有效精简，对于具有弱非线性特性的功放，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Volterra级数理论研究进展与展望[J]. 彭志科,程长明. 科学通报. 2015(20)
博士论文
[1]射频功放数字预失真线性化技术研究[D]. 詹鹏.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]双带并发功率放大器的线性化研究[D]. 翁建业.电子科技大学 2019
[2]基于FPGA的宽带功放数字预失真技术研究与实现[D]. 李光.电子科技大学 2019
[3]S波段谐波控制类高效率微波功率放大器的研究[D]. 罗文.电子科技大学 2018
[4]F类Doherty功率放大器及毫米波天线研究[D]. 范凯凯.杭州电子科技大学 2017
[5]基于多项式求逆的数字预失真技术研究和测试验证[D]. 马岳林.电子科技大学 2011
本文编号：3567443
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