短波通信系统中的数字预失真实现

发布时间：2017-10-16 13:29

  本文关键词：短波通信系统中的数字预失真实现

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【摘要】：随着短波功率无线通信(1.6MHz~30MHz)对线性指标要求的提高,短波功率放大器作为发射机末端的关键器件,其线性指标对信号质量有重要的影响。目前,功率放大器的线性化技术已经成为研究的热点,其中数字预失真技术由于其成本低,结构灵活,带宽较宽等优点成为了各类线性化技术中较为有前景的一项技术。本文研究了功率放大器的静态特性及其动态特性,分析了各种数字预失真结构的特点,以短波无线通信的特点为应用背景,选择直接学习结构,并对其进行了改进以进一步提高预失真的线性化效果,研究了功率放大器时变特性对预失真的影响,并采用相关算法对其进行了改进。在对数字预失真实现的过程中,本文选取记忆多项式作为本文所述数字预失真器的基本模型,而对于数字预失真的硬件实现,相对传统的通过FPGA单独实现预失真的形式,对本文所述的预失真器采用了分别以FPGA实现预失真结构和DSP实现预失真参数索引及传递的形式进行实现,使数字预失真技术具有更大的适用性和扩展性,提高了预失真器的开发效率。同时对于硬件实现过程汇总的关键技术,如有限字长效应、查找表技术、Cordic求模算法进行了详细的分析。最后在对数字预失真的验证及测试阶段,分析了信号采集的过程中,信道中存在的载波频偏、镜像频率、载波泄漏等因素对信号采集精度的影响,对本文所述的数字预失真技术进行了算法仿真,并通过矢量信号源和频谱分析仪对其进行了结果验证及测试。测试结果表明,本文所述应用于短波通信系统的数字预失真器在系统工作频段内,可以将输出信号的IM3改善20dB以上,部分频点优化改善效果可以达到28dB,使短波通信系统在其整个工作频段内,达到输出信号IM3均小于-50dB的线性程度。结果表明,本文所述的数字预失真技术能够对短波通信系统进行有效的线性化改善。
【关键词】：短波通信 数字预失真实现 FPGA DSP
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 线性化技术概述11-13
• 1.3 本文主要内容及结构13-14
• 第二章 功率放大器非线性特性及数字预失真技术14-32
• 2.1 功率放大器线性度14-16
• 2.1.1 IMD14-15
• 2.1.2 ACPR15
• 2.1.3 NMSE15-16
• 2.1.4 EVM16
• 2.2 功率放大器失真特性16-21
• 2.2.1 非线性特性17-18
• 2.2.2 动态特性18-20
• 2.2.3 测试信号对于特性的影响20-21
• 2.3 数字预失真技术21-23
• 2.4 数字预失真建模模型介绍23-29
• 2.4.1 无记忆模型23-26
• 2.4.2 记忆模型26-29
• 2.5 行为模型的参数识别算法29-30
• 2.5.1 自适应算法29-30
• 2.5.2 LS算法30
• 2.6 本章小结30-32
• 第三章 基于FPGA和DSP的数字预失真实现32-52
• 3.1 传统预失真结构的不足及改进33-38
• 3.1.1 开环预失真结构的不足33-36
• 3.1.2 基于迭代的数字预失真结构36-38
• 3.1.3 时变特性的影响及相关均衡38
• 3.2 数字预失真的FPGA与DSP实现38-42
• 3.2.1 数字预失真模型的选取38-40
• 3.2.2 数字预失真的硬件实现结构40-42
• 3.3 硬件实现结构的关键技术42-47
• 3.3.1 有限字长效应42-43
• 3.3.2 查找表技术43-44
• 3.3.3 Cordic算法44-46
• 3.3.4 FPGA与DSP通信总线46-47
• 3.4 信道均衡47-51
• 3.4.1 DAC前置均衡47-49
• 3.4.2 正交调制均衡49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 数字预失真的测试验证52-66
• 4.1 预失真验证平台52-55
• 4.1.1 数字预失真的信号采集及验证平台52-54
• 4.1.2 测试方案54-55
• 4.2 信道对信号采集的影响55-58
• 4.2.1 载波偏移55-56
• 4.2.2 镜像频率56-57
• 4.2.3 载波泄漏57
• 4.2.4 载波频率的影响57-58
• 4.3 信号采集后的信号预处理58-61
• 4.3.1 采样率变换58-59
• 4.3.2 延时对齐59-61
• 4.4 测试结果61-65
• 4.4.1 仿真结果61-63
• 4.4.2 单频点测试结果63-65
• 4.4.3 全频段测试结果65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 结论与展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士期间取得的成就73-74

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本文编号：1042938