文档介绍：射频功率放大器的数字预失真技术研究

重庆大学硕士学位论文
(学术学位)

学生姓名:唐可然
指导老师:陈世勇讲师
专业:电路与系统
学科门类:工学

重庆大学通信工程学院
二〇一三年四月
Study on Digital Pre-distortion Technology
for RF Power Amplifier

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Tang Keran

Supervised by Chen Shiyong
Specialty: Circuit and System

College munication Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
April 2013
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

现代移动通信技术的高速发展使得无线通讯的传输信道和频谱资源日益紧
张。拥有高速率数据传输和较高频谱利用率的 QAM、OFDM 等非恒定包络的调制
技术得到广泛运用。射频功率放大器作为无线通信系统中的关键器件,由于其非
线性特性,会导致调制信号产生带内失真和带外频谱扩展。带内失真使系统误码
率增加,降低系统传输性能;带外频谱扩展会产生严重的邻信道干扰,降低频谱
的利用率。因此对功率放大器的线性化技术研究成为当代通信技术的一个重要方
向。
针对功放的非线性特性重点研究了具有线性度良好、效率高、全自适应等诸
多优点的数字预失真技术。首先全面、详细地研究了功率放大器的非线性特性包
括:谐波失真、互调失真、AM/AM 失真和 AM/PM 失真,讨论了功放的几个重要
性能指标。分析了功率放大器的记忆效应,如产生热记忆效应和电记忆效应的原
因。详细研究了功率放大器的几种无记忆型行为模型和有记忆型行为模型。然后
研究了数字预失真技术的实现方法。分析了映射查找表、复数增益查找表、极坐
标查找表的原理,讨论了直接学习结构和间接学习结构的多项式预失真技术,简
单分析了基于神经网络算法的预失真系统。基于查找表法和多项式法分别设计了
两种数字预失真方案。其中查找表法选择极坐标查找表和 Saleh 功放模型,自适应
算法采用 LMS 和 NLMS 算法,通过仿真分析了部分参数对算法性能的影响。结果
表明,预失真方案对系统线性度有明显改善,LMS 和 NLMS 算法中的步长参数、
迭代次数都会对算法造成影响,在相同参数条件下 NLMS 算法比 LMS 算法收敛速
率更快。基于多项式法的数字预失真方案,考虑到功放具有的记忆效应,使用记
忆多项式作为功放和预失真器的模型,利用间接学习结构,分析了基于仿射投影
算法和 RLS 算法的预失真系统。仿真结果对比了预失真前后功放的非线性失真,
分析了多重约束数对仿射投影算法以及指数加权因子对 RLS 算法的影响,然后在
不同条件下比较了两种算法的性能。
最后,对研究内容和经验进行了总结,指出了研究中的不足以及未来的研究
工作方向。

关键词:功率放大器,数字预失真,查找表,多项式,自适应算法
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

With the rapid development of modern munication technology, the
transmission channel and frequency spectrum resource of munications
e very finite. The non-constant envelops modulation techniques, such as QAM
and OFDM, have been widely applied, which usually have fast transmission rate and
high frequency spectrum utilization. One of the ponents of wireless
communication system is RF power amplifier. Its nonlinear characteristic