功放的数字基带预失真系统研究与仿真

为了克服功率放大器的非线性失真和满足制定的功率谱密度要求,数字基带预失真技术以其良好的线性度、宽带宽、高效率和全自适应性等优点成为解决功率放大器非线性失真的问题.文中在详细地分析数字基带预失真系统原理和单位延迟抽头多项式模型的基础上,提出了具有记忆效应的数字基带预失真电路,并在ADS环境中实现了系统级仿真.仿真结果表明,系统对功率谱密度的改善最大能达到30dBm,具有很好的预失真效果.故构建的系统级仿真电路对实际的数字预失真系统设计起着重要的指导作用.     

数字基带自适应预失真算法设计及仿真实现

从算法的递归方式、收敛速度和三阶互调失真改善效果方面考虑,对各种自适应算法做了详细的分析,完成了数字基带自适应预失真算法的设计。Matlab仿真结果表明,以自适应预失真算法为核心的数字基带预失真功放较线性化之前三阶互调失真改善12dB。     

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.     

自适应宽带数字预失真理论分析和仿真

研究优化宽带性能问题,在多载波调制系统中,具有较大峰均比的宽带线性调制信号经过射频功率放大器会产生非线性失真和记忆效应.为了消除功放非线性带来的影响,提出了宽带自适应数字预失真技术,采用间接学习结构设计预失真系统,记忆多项式模型进行功放辨识,并运用递推最小二乘算法更新预失真器参数.仿真结果表明,预失真器改善带外频谱抑制25dB左右,有效地补偿了功放的非线性失真和记忆效应,提高了功放效率,对通信传输质量有了提高,并为优化设计提供了参考.     

带记忆效应的射频功放数字基带预失真

在无线通信系统中，射频大功率器是产生非线性失真的主要器件，预失真技术因其成本低廉、自适应能力强、效率高等优势成为最有发展潜力的线性化技术。本文介绍了射频功放的记忆效应及用于识别HPA记忆效应的数字预失真器的结构和特点,提出了基于Wiener模型预失真器的相关算法。通过计算机仿真验证了该算法的有效性以及基于Wiener模型的数字预失真技术能够有效改善记忆功放的线性化，从而提高发射机的整体性能。     

短波大功率放大器的预失真技术

分析了几种主要的预失真结构,发现这些预失真结构均不适用于多通道宽频带短波通信中大功率放大器的线性化。针对短波通信系统的特点和对邻道干扰以及功率放大器工作效率的要求,提出了一种新的数字射频预失真方案,并采用通用的数字信号处理器和FPGA在硬件上实现了一个预失真线性化模型。仿真和实验结果表明,在短波通信系统采用这种方案,可以在很大程度上改善功率放大器的线性度。     

基于SOPC的数字预失真器设计与实现

目前数字预失真技术的研究多偏重在不同算法的仿真方面,对具体实现技术的研究较少。为此,设计一种基于可编程片上系统(SOPC)的自适应数字预失真器。采用多项式查找表电路来实现预失真功能,用现场可编程门阵列(FPGA)内的EDK工程完成系数计算,以避免全硬件实现带来的复杂性。以IP核的形式下载到Xilinx FPGA上,并在测试平台对其进行验证,结果表明,该预失真器能改善功放的线性度,对于8MHz带宽的OFDM信号和doherty结构的GaN功放,ACPR可改善8dB,并且具备自适应功能,可较好地应用到实际工作环境中。     

插入式短波预失真器的设计与实现

在已有带预失真的短波发信系统中,预失真处理通常与激励器基带信号处理部分高度融合,无法直接应用于已有的短波通信系统,或者需要对已有系统进行大幅修改。针对该问题,提出一种插入式预失真技术,并利用DSP+FPGA硬件平台,设计一种插入式短波预失真器。插入式短波预失真器级联在激励器与功放之间,DSP控制整个系统以及预失真算法部分。FPGA完成正常通信与测量2种模式下的数字混频数字滤波以及预失真补偿,利用ARM控制板集成的以太网功能实现PC与插入式短波预失真器的网口通信。实验结果表明,该插入式短波预失真器可有效改善功放互调失真指标,由仅1/3频点达标改善为全频段抑制至-36 dB以下,达到了预设指标要求。     

OFDM系统中基带预失真技术研究

本文针对无线OFDM系统中功放非线性的影响,提出了基于基带预失真技术的解决方案.通过计算机仿真考查其对不同功放特性的自适应有效性,结果表明该基带预失真技术对OFDM系统的功放非线性恶化改善明显.     

数字基带预失真系统中环路延迟估计的FPGA实现

基于FPGA芯片Stratix Ⅱ EP2S60F672C4设计实现了数字基带预失真系统中的环路延迟估计模块.该模块运用了一种环路延迟估计新方法,易于FPGA实现.同时,在信号失真的情况下也能给出正确的估计结果.Modelsim SE 6.5c的时序仿真结果和SignalTaps Ⅱ的硬件调试结果验证了模块的有效性.     

频域选择性压缩采样的数字预失真计算优化

为了节省数字预失真的计算量提高迭代速度,提出一种基于频域选择性压缩采样的数字预失真计算量优化方法,降低数字预失真的矩阵计算部分计算量,使数字预失真单次迭代速度显著提升。仿真中使用10 MHz正交频分复用（OFDM）信号通过快速傅里叶变换FFT进行数据可用带宽的稀疏压缩采样,然后再进行参数提取,矩阵计算部分的计算量可优化到60%,而且数字预失真迭代效果与压缩采样前保持一致。     

用于功放线性化的自适应预失真可变索引方法研究及实现

该文提出了一种用于功放线性化的预失真查找表（LUT）的可变索引方法及其实现。在这种方法中,查找表项的密度与功率放大器非线性程度成比例,与传统LUT地址寻址方法相比,这种方法具有简单、灵活、自适应、易于实现等特点,并在FPGA中成功实现。实现结果表明,这种方法是切实可行的。     

基于人工神经网络的地形线性化方法

地形线性化方法对地形辅助导航系统性能有重要的影响。本文采用人工神经网络这一新技术来分块记忆地形数据，给出数字地图上任意位置的线性化参数，并用于系统状态的扩展卡尔曼滤波，与其他传统地形线性化方法相比，用人工神经网络来处理地形函数，系统滤波性能得到改善，提高了导航精主工，并可减少地图的存贮量，适用并行处理。     

磁浮列车的非线性控制问题研究

建立了磁浮列车悬浮系统模型, 针对模型的非线性问题, 利用反馈线性化技术, 将系统的输入-状态线性化, 设计出一个P控制器和一个非线性补偿器, 得到了良好的仿真结果. 在此基础上, 进行了数字控制实验, 比较了仿真和实验结果. 实验表明反馈线性化技术可以解决磁浮列车非线性模型的控制问题.     

OFDM-ROF系统中峰均比抑制及预失真技术的研究

针对OFDM-ROF链路中各器件非线性分别分析的复杂性,就OFDM-ROF系统提出了基于MATLAB的联合仿真系统分析,采用了峰值抵消法和记忆多项式预失真技术;最终的AM/AM特性、频谱、星座图和收敛误差仿真结果显示该系统较原来的系统有很大的改进,说明了对OFDM-ROF系统采用峰均比抑制以及预失真技术的可行性。     

自适应稀疏重构的双频预失真结构

针对双频功放预失真系统采样率过高的问题,提出一种基于压缩感知的自适应稀疏预失真结构,先通过基于分段多项式模型的记忆效应补偿器,再将信号融合理解为压缩感知采样重构问题,即在预失真反馈回路,利用自适应稀疏算法高精度重构遗失的五阶及高阶交调信号,使系数权值的最小均方解逼近最优,降低采集误差提升线性化效果。实验结果表明,在提高系统稳定性的同时,NMSE显示较2D-MP、2D-CPWL提高了约2~3 dB,ACPR大约改善20 dBc。对降低双频带预失真采样率同时提升功放线性度具有重大意义。     

预失真多合体功率放大器ACLR与反馈通道带宽的关系

针对TI公司数字预失真芯片GC5322和Xilinx公司的数字预失真知识产权核(IP Core),考虑输入九载波TD-SCDMA信号,测试了数字预失真多合体功率放大器的反馈通道带宽与邻道及次邻道泄漏功率比(ACLR)的关系。测试结果表明,当反馈通道带宽大于信号带宽1.7倍时,再增加反馈通道带宽,ACLR的改善量变化不明显,在±1.3 dB范围内波动;当反馈通道带宽小于信号带宽1.7倍以下时,再降低反馈通道带宽,ACLR的改善量恶化明显。该结果对工程实现时选取最低反馈通道带宽,降低系统对模数转换器(ADC)的指标要求和器件成本,具有重要的参考和应用价值。     

Ka频段GaN功放的预失真线性化器设计

基于满足目前高效复杂的调制技术对功率放大器线性化度越来越高的需求的目的,采用模拟预失真技术设计了一种线性化器,用来改善Ka频段氮化镓(GaN)固态功放的非线性化失真。通过改进传统的并联式二极管预失真电路,采用开环技术,将两个肖特基二极管并联。改变二极管的偏置状态,得到不同的改善程度的预失真信号。结合使用专用电磁仿真软件ADS2013做电路仿真,通过参数扫描得到二极管偏置状态的初始值,为实物调试提供理论基础。通过对已加工的实物测试,结果表明：增益幅度补偿达到6.4dB,相位补偿达到28°。     

Some qualitative properties of multirate digital control systems

The authors consider multirate digital control systems which consist of an interconnection of a continuous-time nonlinear plant (described by ordinary differential equations), a digital controller (described by ordinary difference equations) which has quantizers (but is otherwise linear), along with the required interface elements (A/D and D/A converters). The input to the digital controller consists of the multirate sampled output of the plant. In the present paper, the authors show that when quantizer nonlinearities are neglected, then under reasonable conditions (which exclude the critical cases), the stability properties (in the Lyapunov sense) of the trivial solution of a nonlinear multirate digital control system can be deduced from the stability properties of the trivial solution of its linearization. For such systems we also present a result concerning the existence and construction of stabilizing multirate-output digital controllers. In the present paper, the authors also show that the solutions of a multirate digital feedback control system with nonlinear plant and quantizers are uniformly ultimately bounded if the trivial solution of the corresponding linear system consisting of the linearization of the plant and with the quantization removed from the digital controller is asymptotically stable. We also provide a result which compares the response of multirate digital control systems with nonlinear plant and quantizers in the controller with the response of the corresponding nonlinear multirate digital control systems without quantizers in the digital controller     

Digital adaptive control of a winged rocket applicable to abort flight

Since reusable launch vehicles (RLVs) operate in a wide range of flight conditions, the values of the parameters of the dynamic equations are not constant. Therefore, some adaptive control methods for RLVs have been proposed, and digital control systems which are suitable for digital computers. However, the control performance decreases when the nonlinearity strengthens, although linear adaptive control gives an excellent performance when the nonlinearity of the control system can be disregarded. In this article, we apply a digital adaptive feedback linearization control method with time-scale separation to a winged rocket in an abort case. The simulation results show the effectiveness of the control system.