基于分段多项式的数字预失真方法研究

为了补偿通信系统中功率放大器((PA)的非线性,提出一种基于分段多项式的数字预失真(DPD)方法.通过分析PA的结构,考虑偶数阶非线性的影响,采用包括偶数阶分量的分段多项式DPD模型.最后仿真结果表明所提方法能够快速收敛,对系统的非线性和记忆效应有明显改善.     

面向5G光载通信系统的数字预失真线性化技术应用

随着5G通信技术的迅猛发展,光载无线(Radio-over-Fiber, RoF)通信系统在实现高数据传输率和低延迟方面日益发挥出重要作用。然而,该系统在处理高频宽带5G信号时,常受到射频功率放大器和光电组件非线性特性的影响,导致信号产生失真问题。为解决这一问题,文章深入探讨了数字预失真(Digital Predistortion, DPD)技术在5G RoF通信系统中的应用及其效果。     

基于多路实值时延神经网络的大规模MIMO系统发射机射频失真补偿方案

大规模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统具有频谱效率高、系统容量大的优势。然而由于发射机射频元件存在着技术、工艺等方面的限制,大规模MIMO系统不可避免地存在着多种射频失真问题,成为制约系统性能的重要瓶颈。本文针对大规模MIMO系统中的功率放大器 (Power Amplifier,PA)非线性、同相/正交 (In-phase/Quadrature,I/Q)支路不平衡、射频链路串扰等多种射频失真问题,提出基于多路实值时延神经网络（Real-Valued Timed-Delay Neural Network, RVTDNN）的大规模MIMO系统发射机射频失真补偿方案。该方案使用多个RVTDNN预失真网络对发射信号进行预处理,补偿发射机的射频不理想特性,提高系统性能。此外,本文还提出了基于量子遗传算法的预失真网络超参数优化方案,与传统的基于遗传算法的网络超参数优化方案相比,该方案在种群数较小时可实现超参数优化,从而降低了算法的时间复杂度。      

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...     

基于软件无线电的数字预失真研究

本文针对功率放大器的数字预失真技术进行了研究,主要的内容包括:分析了数字预失真技术的国内外发展现状,衡量功放线性化程度的主要技术指标,描述了功率放大器的无记忆效应和有记忆效应情况下的行为模型.基于16QAM的数据系统,对多种项式的预失真,采用间接学习结构来实现,并基于最小递归二乘RLS算法分别对有记忆多项式预失真进行了仿真分析.仿真的结果表明基于Volterra级数的记忆多项式预失真收敛速度虽一般,却能很有效的改善PA的ACPR值几个dB左右.最后,通过Matlab软件仿真,验证了所设计的数字预失真技术的正确性.     

GFDM系统中基于实部反馈和Levenberg-Marquard算法的自适应预失真方案

为解决广义频分复用(Generalized Frequency Division Multiplexing,GFDM)系统中由于高功率放大器(High Power Amplifier,HPA)引起的非线性失真,在考虑放大器测量噪声的情况下,提出了一种基于实部反馈和列文伯格-马奎尔特算法(Real Valued Feedback Levenberg Marquard Predistortion,R LM PD)的自适应预失真方案。该方案采用记忆多项式模型(Memory Polynomial,MP)模拟HPA的逆函数,只利用输出反馈信号和期望信号的实部分量计算预失真器系数。同时,该方案选择收敛速度快、精确度高的LM算法进行参数辨识。仿真结果表明,该方案相比传统直接学习结构可以减少一个反馈支路,在信噪比为16 dB时,误比特率可达到5.1 ×10 -6 ,归一化均方误差相较无预失真时降低了约 17 dB。 与现有的一些补偿方案相比,该方案具有更好的线性化和抗噪声性能。     

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.     

功放线性化的基带数字预失真方案及其测量电路的实现

数字预失真(Digital Predistortion,DPD)技术是改善高功率放大器(HPA)非线性特性的一种性价比较高的方法.提出了一种查表法实现短波窄带HPA线性化的方案.采用DSP Builder工具及IP核模块,在Matlab/Simulink环境下设计与仿真了基于数字下变频器(DDC)的幅度测量电路,成功估计了信号时延,并在FPGA芯片上进行了硬件测试.     

功率放大器数字预失真技术的研究

在宽带码分多址(WCDMA)等宽带通信系统中,射频功率放大器呈现出严重的电记忆效应和热记忆效应,产生频谱再生和邻道干扰,传统的无记忆预失真技术已经无法消除信号失真而达到理想的线性化效果.针对此类有记忆性的功放,文章提出一种新的记忆多项式预失真器,以跟踪射频功率放大器特性的变化, 并进行非线性补偿.     

一种有效的基于宽带功率放大器强记忆效应特性的PMEC预失真方法

针对宽带功率放大器的强记忆效应特性,论文提出了一种新的预失真方法PMEC (Parallel MP-EMP-CIMT),该方法基于记忆多项式(MP),包络记忆多项式(EMP)及记忆时刻信号交叉项(CIMT)3个基函数构造预失真器。与传统混合记忆多项式(HME)方法相比,PMEC方法增加了记忆时刻信号间的交叉相乘项,此外,为了解决系统复杂度高的问题,对EMP子预失真器进行了简化并截断了CIMT子预失真器的高阶非线性项。实际测试结果表明,PMEC方法比MP方法和HME方法能带来更好的线性化效果,与MP方法相比,PMEC方法将输出信号的三阶邻信道功率比(ACPR)降低了1.07 dB/1.32 dB,预失真系数量节省了18.75%;与HME方法相比,PMEC方法利用79.59%的预失真系数将输出信号的三阶ACPR降低了0.2 dB/0.99 dB。     

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。     

预失真技术在数字电视发射机中的应用研究

根据数字电视OFDM信号对电视发射机功率放大器线性的要求,介绍了一种可识别功放记忆效应的数字预失真器的结构和特点。经过计算机仿真表明,记忆效应预失真结构应用在数字电视发射机功放的线性化中可以取得令人满意的效果。     

Multi-Lookup Table FPGA Implementation of an Adaptive Digital Predistorter for Linearizing RF Power Amplifiers With Memory Effects

This paper presents a hardware implementation of a digital predistorter (DPD) for linearizing RF power amplifiers (PAs) for wideband applications. The proposed predistortion linearizer is based on a nonlinear auto-regressive moving average (NARMA) structure, which can be derived from the NARMA PA behavioral model and then mapped into a set of scalable lookup tables (LUTs). The linearizer takes advantage of its recursive nature to relax the LUT count needed to compensate memory effects in PAs. Experimental support is provided by the implementation of the proposed NARMA DPD in a field-programmable gate-array device to linearize a 170-W peak power PA, validating the recursive DPD NARMA structure for W-CDMA signals and flexible transmission bandwidth scenarios. To the best of the authors' knowledge, it is the first time that a recursive structure is experimentally validated for DPD purposes. In addition to the results on PA efficiency and linearity, this paper addresses many practical implementation issues related to the use of FPGA in DPD applications, giving an original insight on actual prototyping scenarios. Finally, this study discusses the possibility of further enhancing the overall efficiency by degrading the PA operation mode, provided that DPD may be unavoidable due to the impact of memory effects.     

基于SWIPT的Polar编码协作码的设计与系统性能研究

极化（Polar）编码协作可同时获得编码增益与分集增益,实现可靠通信。为了解决中继能量受限问题,本文研究了基于无线信息与能量同传（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer, SWIPT）技术的Polar编码协作系统。首先,建立了基于SWIPT的Polar编码协作系统模型。其次,鉴于Polar码的Plotkin构造方法将一个长码分裂成两个短码,非常适用于编码协作场景,使用Plotkin构造方法联合设计信源节点和中继节点Polar码,并在目的节点对其进行联合串行相消（Successive Cancellation, SC）译码。相比传统点对点系统,基于SWIPT的Polar编码协作系统使得系统中断概率大幅度降低;与随机低密度奇偶校验（Low Density Parity Check, LDPC）编码协作系统相比,在译码迭代次数低时所提方案误码性能更佳。      

面向6G低轨卫星物联网的能效优先的多波束鲁棒预编码设计

如今,物联网已经应用在经济社会的各个领域,但是由于空间、环境等限制,地面物联网在一些应用场景中表现出了服务能力严重不足的问题。针对这个问题,第六代移动通信技术（6th generation mobile networks,6G）,提出将卫星通信与地面通信融合,从而实现全球无缝覆盖。对于卫星通信,卫星通常由太阳能供电,导致能量有限,因此想要实现大规模设备高质量的通信,卫星的能量效率设计非常必要。本文为6G低轨（low earth orbit,LEO）卫星物联网（Internet of Things,IoT）设计了一个能量有效的非正交多址接入（non-orthogonal multiple access,NOMA）框架,以支持广域分布设备的大规模机器通信（massive machine-type communications,mMTC）。考虑到LEO卫星的能量有限性和信道状态信息（channel state information,CSI）不准确,本文建立了一个在功率和信干噪比（signal-tointerference-plus-noise ratio,SINR）约束下最大化能效的优化问...     

改进的动态记忆多项式功放模型及预失真应用

针对无线通信系统中射频功放的强非线性、强记忆效应特征,提出一种改进的多支路组合模型——改进的动态记忆多项式(G-DMP)模型。该模型以动态记忆多项式模型为基础,引入记忆时刻输入信号包络对当前输入信号的影响项和当前输入信号包络对记忆时刻输入信号的影响项,更灵活地对功放强记忆效应建模。同时采用改进的RLS_LMS联合算法对G-DMP模型进行自适应预失真系统仿真。结果表明:G-DMP模型比DMP模型精度优于0.5dB时,系数减少14.29%,邻信道功率比(ACPR)改善了4dB,由此可知,G-DMP模型能获得更好的建模精度和线性化效果。     

基于调制域分析的功放线性化测量验证

针对目前功率放大器(Power Amplifier,PA)线性化测量验证方案需要较多的软硬件资源且测试效率低的问题,提出了一种适用于卫星通信领域的PA线性化测量与验证方法.该方法基于信号的调制域分析,首先信源端生成循环I/Q数据,然后经调制域分析仪进行信号采集后,由所提算法进行非线性特性提取,最后进行数字预失真(Digital Pre-distortion,DPD)算法验证.从仿真及测试结果来看,该测量验证方法对P A的非线性建模准确,最小二乘算法DP D效果明显.误差矢量幅度由11.17％降至5.49％,邻信道功率比由-31.75 dBc降低至-42.43 dBc,较好地补偿了PA的非线性特性.测量验证方案平台硬件资源简易,能够便捷获取高阶调制信号激励下的PA非线性测量以及有潜力验证各类DP D算法.     

战术跳频系统智能抗干扰决策

作为一种有效的抗干扰方法,跳频（Frequency hopping, FH）技术已被广泛应用于战术通信系统来提高在强对抗环境下军事通信网络的可靠性。跳频通信网络面临的主要威胁是具有灵敏的频谱侦察和频率捷变能力的跟踪干扰机。为提高战术跳频通信系统在跟踪干扰攻击环境中的抗脆性和吞吐量,本文提出了一种基于双深度Q网络（Double deep Q-network, DDQN）的功率和跳速联合抗干扰决策方法。该算法将战术电台发射机与跟踪干扰机之间的对抗建模为马尔可夫决策过程（Markov decision process, MDP）,其中干扰器通过调整频谱扫描速率提高干扰效能,战术电台终端则将接收状态反馈信息作为算法输入,根据决策网络的输出调整数据传输的发射功率和跳频速率。该算法模型在未知环境状态和干扰参数的情况下,通过与环境的交互学习更新网络参数,逐渐收敛于最佳功率和跳速联合控制策略,以使跳频通信系统的平均吞吐量最大化。仿真结果表明,相比传统的无模型抗干扰方法,本文所提算法在跟踪干扰环境下能够更有效改善跳频系统的抗干扰性能。     

基于多色LED的可见光通信联合调制技术

提出了一种针对广义色移键控(CSK)调制RGB 3色发光二极管(LED)的可见光通信(VLC)星座图设计方法。为了实现通信与照明的结合,考虑了一些照明条件的约束:首先,LED产生的颜色和强度被限制以达到照明要求;其次,为了减小非线性效应的影响,每盏LED灯的功率被限制在线性范围;最后,利用奇异值分解(SVD)的预均衡来消除多径效应的影响和颜色间的干扰。仿真结果表明,相比较于每路LED分别采用开关键控(OOK)调制的误码率,优化的星座图性能更优。     

Performance improvement for a WCDMA radio over fiber system using digital pre-distorter

In this paper, a Radio Over Fiber (ROF) system with a Digital Pre-Distorter (DPD) for WCDMA signal transmission is investigated. A Look-Up Table (LUT) based DPD and a Memory Polynomial (MP) DPD are applied in the ROF link so as to suppress the out-of-band spurious spectrum and improve the transmission performance. The experimental results show that the out-of-band emission due to existence of the third-order Inter-Modulation Distortion (IMD3) is obviously suppressed by these two DPD. An Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) improvement of 8 dB is obtained for a single-carrier WCDMA signal transmission. These two DPD have equal ability in linearization of the ROF system for a three-carrier WCDMA signal transmission. There is no apparent memory effects exist in the ROF link.