自适应数字预失真技术及其FPGA实现

论文摘要

功率放大器是无线通信系统中不可缺少的关键器件,同时也是最主要的功耗器件。其线性度的好坏,直接关系到带外辐射的大小和邻道干扰的强弱;其效率的高低,又直接决定着整个系统的功耗,在电量受限的情况下进而决定着整个通信系统的续航时间。论文分析了功率放大器的特性及其无记忆和有记忆的理论模型,对自适应数字预失真技术中的自适应算法和基于查询表的预失真算法均做了详细介绍。对于硬件实现过程中的极坐标和直角坐标互换、频偏消除、延时补偿问题做了详尽介绍。对于无记忆结构的“直馈式”预失真方案进行了抗噪声性能方面的改进,并进行了性能分析和数学仿真。在此基础上,利用FPGA实现了查询表数字预失真器的设计并进行了实验,结果显示该方案在噪声抑制方面的效果明显;但由于实验条件下功放系统存在一定的记忆性,交调干扰的抑制并不彻底。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 现代通信催生线性化技术
• 1.2 线性化技术的发展
• 1.3 使用FPGA 设计数字电路
• 1.4 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 功率放大器的非线性
• 2.1 功率放大器简介
• 2.1.1 功率放大器的分类
• 2.1.2 功率放大器的非线性
• 2.1.3 功率放大器的记忆性
• 2.2 功率放大器的理论模型
• 2.2.1 功率放大器的无记忆模型
• 2.2.2 有记忆的功率放大器模型
• 第三章 自适应数字预失真技术
• 3.1 自适应算法
• 3.1.1 Rascal 算法
• 3.1.2 Secant 算法
• 3.2 基于查询表的预失真算法
• 3.2.1 映射法
• 3.2.2 复增益法
• 3.2.3 极坐标法
• 第四章 数字预失真技术的FPGA 实现
• 4.1 CORDIC 算法实现直角/极坐标互换
• 4.1.1 CORDIC 算法原理
• 4.1.2 直角坐标转化为极坐标的具体实现
• 4.1.3 极坐标转化为直角坐标的具体实现
• 4.1.4 定点运算实现CORDIC 算法的误差分析
• 4.2 反馈信号的时延和频偏问题
• 4.2.1 时延问题
• 4.2.2 频偏问题
• 4.2.3 时延和频偏问题的解决效果
• 4.3 查询表数字预失真器的实现
• 4.3.1 “直馈”式数字预失真
• 4.3.2 提高抗噪声性能的改进方案
• 4.3.3 实验效果及分析
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果