稀疏的归一化功放模型及预失真应用*

针对射频功放的非线性特性进行了研究,提出一种新的稀疏化的Volterra级数模型。该模型基于压缩感知算法,将稀疏系统的辨识等效为信号的重构问题,利用正则正交匹配（ROMP）算法对核系数进行稀疏化并选择出活跃的核系数。将提出的模型与记忆多项式（MP）模型、通用记忆多项式（GMP）模型进行比较,较MP模型的建模精度提升10.7dB,模型系数减少25%,较GMP模型的建模精度提升3.9dB,但模型系数减少84.58%。仿真结果表明：提出的方法实现良好的预失真线性化性能,极大地降低模型系数,优于传统的功放行为模型。由此验证对功放的线性化技术发展具有参考价值。     

新型功率放大器PLTC行为模型及预失真应用

为提高通信质量,针对功率放大器的记忆效应和动态非线性特征,提出一种新型的三箱PLTC ( parallel-LUT-TMP-CIMT)模型。该模型由查找表、三角记忆多项式和记忆时刻信号交叉项并联构成。 PLTC模型用于功率放大器的行为模型建模以及数字预失真的应用,使用16 QAM信号驱动一个强非线性Doherty功放来验证模型的性能,把PLTC模型应用在预失真中,经过PLTC预失真后,邻信道功率比减少大约22 dB。将PLTC模型与多项式MP模型、一般多项式GMP模型和LMEC模型这3种模型进行精度与计算系数复杂度的比较,结果表明,PLTC模型能够达到较好的精度,同时可以大幅降低计算系数。     

基于多项式模型的功率放大器非线性特性和预失真分析

信号在功放过程中,会产生非线性失真.因此对信号首先进行预失真处理是改善功放的非线性失真一种重要技术手段.对无记忆和有记忆的功放模型和预失真模型进行建模.利用多项式模型对功放模型进行建模,利用多项式模型和有约束优化问题来对预失真模型进行建模.对于无记忆信号,最终得到一个7次多项式的功放模型和7次多项式的预失真模型,线性化后最大可能的幅度放大倍数为1.83.对于有记忆信号,得到一个次数为5、记忆长度为3的多项式功放模型和次数为5、记忆长度为3的多项式预失真模型,线性化后最大可能的幅度放大倍数为9.48.     

基于数字预失真技术的功放线性化研究

无线通信系统中,由于功放本身的非线性失真,导致信号带外产生频谱,限制了数据速率和频谱利用率。通过分析功放非线性原理,针对无记忆和记忆两种功放行为模型,提出分别采用查找表算法和最小二乘与最小均方误差相结合的算法进行线性优化。在Matlab环境下创建数字基带预失真链路模型。仿真结果表明,预失真器对两种模型中功率谱密度的改善分别达到39dB和15dB,提高了功放效率,降低了邻道干扰。针对不同功放类型的线性化进行对比研究讨论,并选择出适合不同功放的最优算法,具有较好的预失真效果,为设计实际功放线性化电路具有指导意义。     

一种记忆功率放大器自适应线性化仿真

为了更好地实现有记忆功率放大器高效率而又高线性的工作.对两种常用的描述功率放大器的记忆效应和非线性特征的模型--W-H模型和记忆多项式模型进行了自适应线性化仿真,采用AM/AM和AM/PM失真特性对由于功放特性不理想而引起的放大信号的振幅畸变及相位偏移进行描述,运用自适应预失真处理方法,进行记忆预失真的模拟,并用误差矢量值(EVM)衡量这种自适应预失真方法的效果.仿真结果表明,文中的自适应预失真方法对上述两种记忆功放模型具有较好的线性化效果.     

组合结构设计的双频带数字预失真方法

双频带射频功放的数字预失真技术(DPD)要求支持更宽的带宽.为了保证功放输出的线性指标并降低预失真系统的实现开销,设计一种组合结构的双频带宽带数字预失真方法.该方法采用一维整频带数字预失真模型与四个一维分频带数字预失真模型的组合结构来综合处理双频带的发射信号.仿真实验结果表明,采用90 MHz的双频带LTE信号,临道泄露比(ACLR)指标较改进的二维记忆多项式DPD有1 dB提升,与二维DPD有0.5 dB差别,满足系统指标要求.     

一种新型射频功放建模结构LMEC研究及预失真应用

针对现代无线通信系统中射频功率放大器的强非线性特征, 提出了一种高精度、低复杂度的LMEC（LUT-MP-EMP-CIMT）模型。该模型由查找表（LUT）、记忆多项式（MP）、包络记忆多项式（EMP）及记忆交叉项（CIMT）并联构成。与并联双非线性两箱模型（PTNTB）相比, LMEC模型增加了EMP子模型和CIMT子模型。实验结果表明, LMEC模型能带来更好的建模精度和线性化效果, 较MP模型的建模精度提升了2. 9 dB, 邻信道功率比（ACPR）值降低约5 dB; 较PTNTB模型精度提升了1. 1 dB, ACPR值降低约3 dB; 与通用记忆多项式模型（GMP）相比性能相近, 但减少了50%的系数。     

一种具有普适性的功放线性化预失真方案

为解决功率放大器的非线性问题,提高功放效率,提出了一种能够应用于多种类型功放的间接结构多项式数字基带预失真方案。采取间接预失真结构规避了功放的辨识过程,选择记忆多项式模型作为预失真器能够线性化多种类型的功放,同时采用改进的抑制牛顿算法减少了参数的迭代次数和运算量。以64QAM信号作为输入,对几种典型的功放模型进行数字预失真处理,通过MATLAB仿真分析预失真前后信号的功率谱变化以及ACPR值的改变,表明该方案能够取得比较理想的预失真效果,同时证明了此预失真方案具有一定的普适性。     

基于分段线性函数的功放模型及数字预失真应用

为了克服通信系统中功率放大器的非线性和记忆效应,数字预失真技术成为研究的热点。提出一种基于分段线性函数的多项式模型,与广义记忆多项式模型相比,我们把多项式中的高阶项转换为分段求和项,消除了高阶相乘带来的不稳定性,同时由于分段阈值的存在,该模型的适用性和稳定性均有所提高。把功放模型应用于数字预失真结构中的实验结果表明:与广义记忆多项式模型相比,分段线性函数模型所需系数要少40%,邻信道功率比提高约1dB,归一化均方误差提高约8dB,因此该模型在数字预失真方面具有较好的效果。     

基于MATLAB和ADS的数字预失真系统仿真

介绍了数字预失真的基本原理,设计了1个预失真系统,并进行了MATLAB和ADS联合仿真,验证了系统的线性化程度.根据软件仿真,预失真系统改善输出信号的ACPR达20dB以上,设计的数字预失真模块对功放的线性度改善效果明显.     

基于QR-RLS算法的预失真模型

讨论一种基于正交递归最小二乘法(QR-RLS)的功率放大器行为模型。该模型采用Gives旋转提高QR-RLS算法的运算效率,能够提升数字预失真模型的系数更新速度,更快地实现数字预失真模型的收敛。测试一个44 dBm的两载波WIMAX功率放大器,并基于测试数据建立动态数字预失真模型。分析结果表明,该模型能校正宽带功率放大器的非线性特性,并快速实时地获得模型参数。     

基于新型二维核函数动态X参数的功放建模

为了更准确地描述带有记忆效应的射频（RF）功放特性,基于传统的动态X参数模型,结合功放长期记忆效应以及短期记忆效应机理,提出一种新型动态X参数功放建模方法。新模型保留X参数模型的静态核函数,利用双记忆路径模型提取出表征记忆效应的非线性函数,替换动态核函数。采用输出信号为幅度与频率双变量的新型反馈（FB）结构,引入时变频率变量而简化动态核函数为二维核函数。使用MW6S010N设计功放并建模,由仿真可知,新模型在单音大信号及码分多址（CDMA）信号激励下,均能正确表征功放特性,归一化均方误差（NMSE）较静态X参数模型、传统动态X参数模型以及前馈（FF）结构X参数模型分别减少8.0 dB、6.3 dB、2.5 dB。结果表明该模型能够更加准确拟合带有非线性记忆效应功率放大器的特性。     

改进并行粒子群算法优化RBF神经网络建模

针对已有神经网络功放建模的建模精度不高,易陷入局部极值等问题,提出一种新的改进并行粒子群算法（Improved Parallel Particle Swarm Optimization,IPPSO）。该算法在并行粒子群算法的基础上引入自适应变异操作,防止陷入局部最优;在微粒的速度项中加入整体微粒群的全局最优位置,动态调节学习因子与线性递减惯性权重,加快微粒收敛。将该改进算法用于优化RBF神经网络参数,并用优化的网络对非线性功放进行建模仿真。结果表明,该算法能有效减小建模误差,且均方根误差提高19.08%,进一步提高了神经网络功放建模精度。     

Hybrid harmonic‐intermodulation distortion behavioral model for shortwave power amplifiers

In this article, a hybrid harmonic‐intermodulation distortion (HHIMD) behavioral model is proposed for imitating the shortwave power amplifier (SWPA) behavioral distortion, that is, harmonic distortion, intermodulation distortion, and memory effect. The proposed model is composed of an intermodulation distortion module, a quadrature digital up‐converter module and a harmonic distortion module. To demonstrate the modeling accuracy, the proposed model and measured SWPA are compared in the time domain and spectrum domain. It is shown that the proposed model can imitate the SWPA not only harmonic and intermodulation distortion, but also memory effect. The modeling normalized mean squared error between the HHIMD and measured SWPA output is lower than ?44‐dB.     

基于功放记忆效应的动态X参数模型的研究*

为了更加准确的表征功放的记忆效应,本文提出了一种新的功放模型——动态X参数模型。一方面,充分利用X参数可以精确表征功放工作在大信号,调制信号下出现非线性的特性。另一方面,通过模拟记忆效应产生的机制,构建功放模型中的记忆核函数,进而降低了功放模型的复杂度。将二者结合在一起,进而对功放进行精确的建模。相比传统的建模方案,本文所提出的动态X参数模型不仅仿真精度高,而且仿真速度快。经仿真测试NPT1004功放的数据,利用本文所提出的新的动态X参数模型对功放建模,结果证明了本模型仿真功放的ACPR的误差减小了3dB。从而验证了该模型的可行性,对今后利用动态X参数对功放的建模具有参考价值。     

一种噪声优化的900MHz低噪声放大器设计

设计了一种900MHz的低噪声放大器,采用新的优化方法,同时获得了功率匹配和噪声匹配,在工作电流3．4mA时,得到了0．2dB的噪声系数,20dB的增益以及良好的隔离度和线性度。     

压缩感知框架下宽带功放预失真模型

射频功放的非线性特性是一个重要的研究方向,针对预失真系统采样率过高的问题,提出一种新的宽带功放预失真模型,即在反馈回路采用基于正弦调频(SFM)信号的调制宽带解调(MWC)对信号进行采样,再用变步长广义自适应匹配追踪(VS-GSAMP)算法对信号进行重构,降低反馈回路采样速率,提升线性化效果。实验结果表明,在提高信号重构精度的同时,NSME(normalized mean squared error)显示较MP、GMP模型提升了2~3 d B,ACPR(adjacent channel power radio)约改善了21 d B,该方法能够使系统在较低的采样率下获得良好的线性性能。     

改进特征样本方法的KPCA变压器故障检测模型

针对核主元分析（KPCA）监控模型由于建模样本不纯而导致故障检测失效问题,提出基于改进特征样本方法的KPCA故障检测模型并应用于变压器故障检测中。利用特征值变化信息,设计出异常样本剔除算法以避免异常样本被选入特征样本集;采用特征样本方法提取建模样本集,建立KPCA监控模型,采用复合统计量对变压器运行状态进行检测,实验结果验证了改进特征样本算法的有效性,表明提出的方法具有较高的故障敏感性和检测效率。