功放數(shù)字預(yù)失真模型與處理算法研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)與信息爆炸時(shí)代的到來，有限的頻譜資源上需要承載越來越大的數(shù)據(jù)流量。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，各種非恒包絡(luò)寬帶調(diào)制技術(shù)陸續(xù)在新一代通信互聯(lián)技術(shù)中被廣泛采用。新一代無線通信信號(hào)與傳統(tǒng)通信信號(hào)相比具有更大的帶寬、更高的峰均功率比，這些特點(diǎn)往往會(huì)造成發(fā)射通路中以功放為代表的模擬器件呈現(xiàn)記憶性與非線性，導(dǎo)致發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生帶內(nèi)失真和帶外頻譜擴(kuò)展，因此功放線性化技術(shù)成為發(fā)射通路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。而基帶數(shù)字預(yù)失真技術(shù)以其設(shè)計(jì)的靈活性與功能的完整性在多種線

2、性化技術(shù)中具有較高性價(jià)比，也成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
　　本文運(yùn)用自動(dòng)控制領(lǐng)域的非線性逆系統(tǒng)理論與信號(hào)處理領(lǐng)域的自適應(yīng)濾波技術(shù)，圍繞非線性行為模型的設(shè)計(jì)和建模展開了深入的研究和具體的探討，主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新如下：
　　1．系統(tǒng)性地歸納和總結(jié)了數(shù)字預(yù)失真領(lǐng)域和非線性行為模型領(lǐng)域的主要理論和技術(shù)以及該領(lǐng)域近期的科研成果。
　　2．以非線性自回歸滑動(dòng)平均模型為例，推導(dǎo)出了基于三種學(xué)習(xí)架構(gòu)的三種參數(shù)提取算法，并通過仿真實(shí)驗(yàn)對預(yù)失真

3、學(xué)習(xí)方法和參數(shù)提取算法進(jìn)行了分析和比對，驗(yàn)證了非線性自回歸滑動(dòng)平均模型的優(yōu)越性能。文中介紹的三種算法基本上可以滿足所有參數(shù)化預(yù)失真器的建模需要，尤其是其中用于直接參數(shù)提取的非線性 X濾波遞推最小二乘算法，該算法具有收斂速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、適用范圍廣、對功放建模精度要求不高等特點(diǎn)。
　　3．將單型規(guī)范分段線性函數(shù)模型引入到功放數(shù)字預(yù)失真領(lǐng)域。文中對該模型的特點(diǎn)和預(yù)失真器的設(shè)計(jì)與辨識(shí)進(jìn)行了大量的分析、實(shí)驗(yàn)與討論，并采用基底擬合的思路在不

4、提高其維度與參數(shù)規(guī)模的情況下首次推導(dǎo)出兩種特殊的復(fù)值單型規(guī)范分段線性函數(shù)模型，從而最終構(gòu)造出能夠描述記憶非線性失真特征的行為模型，使其由一個(gè)單獨(dú)的非線性行為模型拓展為一組具有相同基底構(gòu)成的行為模型類。
　　4．針對多維查找表結(jié)構(gòu)的非線性自回歸滑動(dòng)平均模型的一些局限，綜合非線性自回歸滑動(dòng)平均函數(shù)和特殊復(fù)值單型規(guī)范分段線性函數(shù)的各自特點(diǎn)，提出了一種新的預(yù)失真器實(shí)現(xiàn)架構(gòu)。該架構(gòu)具有多維查找表結(jié)構(gòu)的類似特點(diǎn)，能夠在單FPGA或DSP芯片上

5、實(shí)現(xiàn)，并最終通過一塊FPGA實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的可行性和有效性。
　　5．針對預(yù)失真器實(shí)現(xiàn)過程中必須面對的數(shù)字輸入信號(hào)與輸出反饋數(shù)字信號(hào)的同步問題，設(shè)計(jì)了一種整數(shù)倍延遲時(shí)間估計(jì)+分?jǐn)?shù)倍延遲時(shí)間估計(jì)的環(huán)路延遲估計(jì)方法，該方法可以根據(jù)實(shí)際情況靈活配置，能夠達(dá)到較高的最終估計(jì)精度，文中還通過軟件和硬件環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了環(huán)路延遲估計(jì)和調(diào)整的有效性與可靠性。
　　6．為驗(yàn)證文中所述理論與算法，構(gòu)建了對應(yīng)的軟件仿真和硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境。