文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
射频功放数字预失真技术的设计与实现
姓名:吴刚
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:李平安
20090501
摘要功率放大器是无线通信发射机的关键部件,由于功率放大器固有的非线性特性会引起失真,造成接收机带外干扰和误码率的增高。因此,功率放大器的设计好坏直接影响到整个射频系统的性能。为了解决这个问题,我们一般采用功放线性化技术校正功放的非线性特性,提高功放效率、降低功耗、改善功放线性度、降低邻道功率比。随着数字处理技术和数字处理器技术的发展,数字预失真成为这些线性化技术当中性价比最好的一种。因此,数字预失真日益成为射频通信以及信号处理领域的研究热点。本文提出一种有效的数字预失真方案,并通过仿真和实际硬件平台设计实现,验证方案的可行性及有效性。本文首先介绍了评价射频功放性能的关键参数,然后从非线性的产生和表现等方面详细描述了功放的非线性特性,特别是功放的记忆非线性。作为研究基础,本文进一步简介了一种间接学忆模型和记忆模型。基于间接学习结构的数字预失真基理,本文设计了一种基于级数的数字预失真训练跟踪算法,进一步设计了一个以为核心的硬件平台,采用所提出的预失真训练跟踪算法,实现了一种记忆非线性预失真方案。整体系统的性能先通过编程进行了仿真检验,并最终通过设计的实验平台进行了验证。仿真及实验结果表明,所设计的系统能有效消约邻信道干扰,显著改善功放的线性度,从而提高了功放的效率。相对已经投入实际运用的数字预失真系统,本方案的优点在于所提出的跟踪算法简单有效,并且将数字预失真完全实现在一块里,同数字中频技术较好的融合,而不需要外挂芯片辅助处理,降低了系统复杂度,能有效降低系统成本。关键词:数字预失真;记忆非线性;级数;武汉理工大学硕士学位论文
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签名。斗聃:到乙研究生┟.妥哪别¨签名九编鸣聃独创性声明学位论文使用授权书本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,。可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑服务。
第绪论课题背景随着移动通信技术的飞速发展,除了现有的低惩猓髦中滦臀尴通信系统不断涌现,比如琓甋,龋晕尴咄ㄐ畔低车各个部分的性能提出了更高的要求。作为无线通信系统的基本保障部分的射频功放模块,由于其使用量大,应用范围广,大功率器件昂贵,功耗大等因素影响,研究一种性能良好,效率较高的功率放大器成为基站放大设备厂商的一项重要课题。功率放大器是将直流输入功率转化为射频/微波输出功率的一种电路。它应用于几乎所有的无线发射系统,频率范围从几囊羝敌藕诺郊赴貵的微波信号。其基本工作原理是将已调的频带信号放大到所需要的功率值,送到天线中发射,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平。功率放大器是射频系统中最重要的非线性器件,非线性会引起失真,造成带内误码率的增高和带外干扰。因此,功率放大器的设计好坏以及采用的技术直接影响到整个射频系统的性能。在系统中,由于捎肎髦疲湫藕藕獍纾话闵淦的块使用大功率功放器件,采用回退算法,使发射模块仅工作在有限的线性区域,可以回避功放非线性问题。然而随着频谱资源日渐紧张,第贫ㄐ偶际普遍采用了幌嘁萍线性调制方法来提高传输速率和频谱效率,在—杏旨尤肓薗,等方案,这些调制方法同时对载波的相位和幅度进行了调制,因此会产生具有较高峰均比的调制信号。在处理这类速率较高的非恒包络信号时,若依然采用回退方法,将需要超大功率的放大器来达到目的,效率和线性度无法兼顾。为了解决这个问题,我们一般采用功放线性化技术,运用适当的外围电路来校正功放的非线性特件,既提高功放效率,节约能源,又改善了功放线性度,降低了诘拦β时。武汉理工大学硕士学位论文
、—/。如图,设放大器的增益曲线为偃缥颐强梢栽谛藕沤牍线性化技术有多种,但适合宽带应用而性价比较高的是预失真技术。由于放前经过