基于偏最小二乘的低复杂度数字预失真

在宽带场景下,传统的数字预失真(DPD)模型需要更高的阶次和更多的系数来校正功率放大器(PA)强非线性和记忆效应,这就会导致极高的计算复杂度和解算系数时的病态问题。文章围绕复杂DPD模型参数辨识和低复杂度DPD算法实现展开深入研究,提出了一种新的基于偏最小二乘(PLS)的低复杂度DPD方法。所提方法根据PA的前逆输入输出特性来获得常数转换矩阵,生成新的基函数矩阵实现模型系数降维。与现有的DPD系数降维方法相比,该方法能在几乎不损失性能的情况下大幅减少DPD模型系数维度和计算复杂度。实验验证了新方法能大幅降低复杂度且具有很好的线性化性能。     

基于QRD-RLS的数字预失真算法的研究

文章对数字预失真(DPD)算法进行了研究,提出了一种采用QR分解来实现3G无线通信中宽带码分多址(wCDMA)射频功率放大器线性化的DPD算法,该算法能够自适应地改变滤波器的系数以达到补偿功放的非线性,仿真结果表明了其有效性和实用性.     

无线通信中有记忆功率放大器的一种预失真方法

在WCDMA等宽带通信系统中,射频功率放大器记忆效应明显,传统的无记忆预失真技术无法达到理想的线性化效果.分析功放的记忆效应,并提出一种适合于有记忆射频功率放大器的顸失真方法.该方法首先基于记忆多项式构造预失真器,然后采用间接学习结构设计预失真系统,并运用限定记忆递推最小二乘算法更新预失真器参数,以跟踪放大器特性的变化.仿真结果表明,该方法能较好地补偿射频功放的非线性失真和记忆效应.     

一种低复杂度的自适应并行两箱预失真方法

自适应预失真方法能自适应调节阈值,仅对调制信号中大幅值分量进行预失真处理,有效降低了预失真算法复杂度,但由于该方法仍采用正交记忆多项式进行预失真处理,算法复杂度仍旧较高。围绕如何进一步降低预失真处理算法复杂度,引入信号并行处理思想和递推最小二乘算法,提出了一种低复杂度的自适应并行两箱预失真方法。结合调制信号的解析信号表达式,利用算法复杂度更低的递推最小二乘算法分支路对实部和虚部进行预失真处理,有效降低了预失真算法复杂度。理论分析和仿真结果表明,在保证系统误码性能正常的前提下,与并行两箱预失真方法和自适应预失真方法相比,所提算法复杂度分别降低约93%和27.62%。     

广义改进型Hammerstein预失真器的实现方法及验证

射频功率放大器与生俱来的非线性是无线通信前端设计需要解决的核心问题之一。根据广义改进型Hammerstein功率放大器非线性模型,提出一种应用于射频功放线性化的新型数字预失真器——广义改进型Hammerstein(Generalized Augmented Hammerstein, GAH)预失真器,并给出了该预失真器的实现方法。另外,为了精确分析GAH 预失真器的性能,采用实际功放的输入输出数据进行仿真和实验。被测功放为中心频率1960 MHz,带宽40 MHz, 输出功率45 dBm的Doherty功放。仿真和实验证明：提出的数字预失真器不仅计算复杂度远低于记忆多项式（Memory Polynomial,MP）和分数阶记忆多项式（Fractional Memory Polynomial, FMP）预失真器,而且其线性化能力也强于AH、MP及FMP等预失真器。     

一种模拟预失真自适应线性化方法

针对射频功率放大器的非线性问题,提出一种基于两个复量多项式的模拟预失真电路,并根据射频功率放大器的响应用LMS(最小均方)算法自适应优化多项式的系数,从而使功率放大器的线性性能达到最佳。该预失真器的优点是电路简单,运算量少,适用于宽带通信。基于双频信号和WCDMA(宽带码分多址)信号对该预失真器进行了仿真测试。实验结果表明,该预失真线性化方法对交调失真分量抑制效果明显,ACPR(邻信道功率比)可改善至56.1dB,对功率放大器的非线性具有良好的补偿效果。     

数字预失真功放EVM特性分析与实验验证

推导了无线通信系统误差向量幅度(EVM)与邻道功率比(ACPR)指标的相互关系,得出了通过功放线性化改善ACPR使得系统EVM减小的结论。随后采用具备结构简单、处理速度快、实时性好等优点的查找表(LUT)方法设计数字预失真器(DPD),数字预失真器用FPGA方式实现。对该数字预失真器进行了仿真分析,验证了理论推导结论,最后给出DPD功率放大器试验测试数据,与仿真结果吻合良好。     

基于IPLS的记忆功放数字预失真技术

针对现有方法普遍存在的预失真算法效率低、难以有效抑制记忆功放的互调失真等缺点,在传统预失真技术的基础上,提出了一种基于内点最小二乘(IPLS,Interior Point Least Squares)法的数字预失真技术。该方法利用内点最小二乘思想来解决预失真问题,避免了传统RLS算法中对其自相关矩阵的求逆运算,提高了数值的稳定性,降低了运算的复杂度,有效提高了运算的收敛速度和收敛精度。计算机仿真分析表明,该算法对互调失真的抑制有着非常好的效果。     

毫米波大规模MIMO系统中低复杂度混合预编码方法

针对毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统混合预编码方案设计的难点,提出了一种低复杂度混合预编码方法。首先基于奇异值分解,构造初始射频(RF)预编码矩阵,然后构造数字预编码矩阵。进而将残差矩阵最大左奇异矢量构造的矢量添加到RF矩阵的最后一列,以更新初始RF矩阵。经过多次迭代,从而形成最终RF预编码矩阵。最后基于最小二乘准则设计数字预编码矩阵。理论分析和仿真结果表明,相比于基于正交匹配追踪(OMP)算法的混合预编码设计方法,该方法在计算复杂度大幅下降的同时,其性能远远优于基于OMP算法的混合预编码方法,同时在数据流数相对较小时,其性能接近最优的全数字预编码设计方法。     

数字预失真系统反馈通道增益平坦度的补偿

针对数字预失真系统对反馈链路平坦度的要求,提出一种在不断开模拟链路的前提下,采用单音测量WCD．MA＆LTE混模基站射频拉远单元反馈链路的增益平坦度,并采用最小二乘法,分别拟合射频、本振和中频的增益的方法。采用MATLAB工具产生滤波器系数,在基本不增加复杂度的基础上,通过DPD软件离线补偿中频的增益不平坦度。实际应用取得良好的补偿效果。     

一种求解支持向量回归波束形成的算法

在对传统求解支持向量回归算法研究与分析的基础上,针对支持向量回归模型,结合支持向量回归的波束形成技术,提出了一种利用迭代重加权最小二乘支持向量回归波束形成的算法,并对具有严重干扰的接收信号进行了数值仿真试验和对比分析。结果表明：基于迭代重加权最小二乘支持向量回归波束形成的算法不同于传统的标准二次型算法,收敛速度快,干扰抑制强,计算量小,降低了计算复杂度,避免了二次规划技术的高计算成本,提高了算法效率,并保持了良好的泛化能力,具有一定的参考价值。     

基于坐标变换的射频功放预失真参数估计方法

在低中频预失真器构架的基础上,提出了一种基于坐标变换的预失真参数估计方法,从而降低了传统数字基带预失真系统的硬件成本和数值计算量。算法将传统算法中的复数乘法转换为极坐标中的幅度乘法和相位加法,使同样的计算步骤所消耗的乘法和加法次数分别降低了75%和50%。算法由通用的通带Volterra非线性模型进行推导得出,适用于当前的任意系统模型。对实际射频功放的测试实验结果验证了其有效性。     

基于EMD-LSSVM的多尺度混合建模方法及其应用

激光陀螺漂移时间序列具有非平稳和非线性的特点,单一预测模型难以准确跟踪其变化趋势。研究了基于经验模态分解（EMD）和最小二乘支持向量机（LSSVM）的多尺度混合建模方法及在激光陀螺漂移预测中的应用。首先,利用经验模态分解将漂移时间序列分解为多个本征模式分量,在采用具有适当核函数的最小二乘支持向量机分别对这些分量进行预测后,以加权集成方式得到最终预测结果。最后,将该方法用于激光陀螺的随机漂移预测中,仿真结果表明:该方法能够准确预测激光陀螺漂移值,取得了比单一模型更好的预测效果,能够为激光陀螺的漂移补偿、故障预报和可靠性诊断提供参考。     

5G 功放DPD 的FPGA 宽带实现及自动优化

5G 宽带功放数字预失真器(DPD)的FPGA 实现过程中,常遇到数字处理带宽不够和资源有限问题,对 此,文中提出一种基于双路并行数据流的数字预失真带宽扩展方法和基于Zynq Ultrascale+ MPSoC 的自动化模型优化 验证方法,可快速实现对5G 宽带功放线性化方案的优化。使用该并行处理结构的数字预失真器,克服了数字电路最 大时钟频率造成的对FPGA 线性化带宽的限制,使得数字预失真电路在每个时钟周期内可以处理更多的数据,不仅有 效地增加了数字处理带宽,而且降低了DPD 的功耗。然而,这种带宽增加以消耗更多硬件资源为代价,对此,文中同时 提出了对预失真非线性模型的在线自动优化方法,以简化非线性模型、降低DPD 的硬件资源开销。最后,在Zynq Ultrascale+ FPGA 实验平台上实现了具有两路并行数据处理的I-MSA 自优化数字预失真电路,采用100 MHz 的5G 新无 线电(NR)信号在2. 6 GHz 功率放大器上进行线性化实验验证,获得了满意的预失真性能,验证了所提方法的有效性。     

Frequency selective digital predistortion for harmonic rejection

In recent wireless communications, spectrally flexible transmissions such as carrier aggregation and cognitive radio pose severe challenges for the high-efficient radio-frequency power amplifier (PA) design. The non-linear characteristics of PAs may yield substantial unwanted emissions that can violate the emission limits, thus interfere with other communication systems within the frequency vicinity. Furthermore, in frequency-division duplexing systems, if the unwanted emissions happen to fall into the intended receiver band, it may cause severe receiver desensitisation. In this paper, we present a novel digital predistortion (DPD) technique based on a frequency selective architecture, which is aimed at reducing the unwanted harmonic emissions at any pre-specified frequency and linearising the fundamental signal at the same time. The method can simplify the predistortion structure compared with the whole spurious suppression DPD method and thus reduce the computational complexity of the predistortion process. Furthermore, the identification of the DPD coefficients is based on a breeding particle swarm optimisation algorithm, which can enhance the calculation flexibility as well accelerate the convergence speed compared with traditional gradient methods. Both simulation and measurement results demonstrate sufficient spur suppression at the target frequency.     

An Approximation of Volterra Series Using Delay Envelopes, Applied to Digital Predistortion of RF Power Amplifiers With Memory Effects

In this letter, a new model for digital predistortion (DPD) of radio frequency power amplifiers for wide-band applications is proposed. The model is based on a spline approximation of Volterra series by considering second-order cross-terms. The advantage of the spline cross-term model is a reduction in the number of model parameters. We further reduce the model order by operating on delayed envelope samples, rather than the complex baseband samples. A block of wide-band code-division multiple access signal is sent through a 90 W class-AB power amplifier, based on the freescale LDMOS output device, and the input/output baseband samples were used to identify the DPD parameters.     

基于最小二乘支持向量机的图像边缘检测研究

本文研究了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的图像边缘检测技术,利用LS-SVM对图像像素邻域的灰度值进行曲面拟合,通过采用多项式核函数、高斯核函数推导出图像的梯度和零交叉算子,并结合梯度算子和零交叉算子实现了图像边缘定位.通过实验获取了不同核函数的最佳卷积核的大小,同时采用遗传算法对不同核函数的参数进行寻优以获得最佳的边缘检测性能.通过与Canny方法的实验比较,验证了本文提出的边缘检测方法是有效的.     

A Strong Anti-Jamming Algorithm Based on FPGA for Estimating Loop Delay in Digital Predistortion System

At present what are the key points focused in the research of loop-delay estimation for the digital predistorter in the radio frequency (RF) power amplifier system is reducing its complexity of engineering realization and improving anti-jamming ability and computational speed. Besides, opening up its application scope should be contained. For these targets, a novel method including integer loop delay estimation and fractional part is proposed. The integer part applies amplitude-difference summation function and the fractional one adopts the method of finite impulse response (FIR) linear interpolation. The algorithm finds wide applications. What is more, strong anti-jamming ability and low complexity are also its merits. Simulation results support the above opinion. Digital predistortion (DPD) system based on this algorithm achieves good performance.     

Digital predistortion for concurrent dual-band transmitter using a 2D-LUT based Hammerstein architecture

Digital predistortion has been proved to be an effective remedy for the nonlinear distortion in radio-frequency power amplifier. Unfortunately, conventional digital predistorters (DPDs) developed for single-band transmitters can not be directly applied to concurrent dual-band. To solve the problem, DPDs with two dimensional memory polynomials were then proposed. Although they can provide good performance, its computational complexity is high for the estimation of polynomial coefficients. Look-up-table (LUT) based DPDs, developed for single-band transmitters, can effectively solve the problem. However, there are limited studies about LUT based DPDs for concurrent dual-band transmitters. In this paper, we propose a two-dimensional LUT based Hammerstein DPD to solve the problem. Analyzing the signals on both bands, we propose a new adaptive algorithm with the gradient-descent and recursive-least-squares (RLS) methods to train the DPD iteratively. With the proposed method, the computational complexity in the identification of the DPDs can be significantly reduced. Finally, simulations and experiments are conducted to demonstrate that the performance of the proposed DPD is comparable to that of the polynomial based DPD.     

一种用于射频功率放大器的新型预失真器的设计

预失真技术是功率放大器线性化的主要技术之一。分析了传统预失真器不能消除其输出端所产生双音基频分量的特点,提出一种新的预失真器,并利用它改善射频功率放大器的非线性失真。仿真结果表明,该方法可以明显改善射频功率放大器的三阶交调非线性失真。