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.     

功率放大器记忆效应分析及有记忆预失真技术

功率放大器是无线通信系统的重要组成部分,然而功率放大器固有的非线性特性和记忆效应导致信号产生严重的失真。目前大多数文献都集中于无记忆功放线性化研究,随着OFDM等宽带无线通信技术的兴起,功放的记忆效应对信号的影响愈加显著。本文从功放记忆效应产生的原因入手,利用双音输入信号对其进行了理论推导和分析,阐述了记忆效应对功放输入信号的严重影响。基于此,本文重点探讨了功放的有记忆预失真技术,对国内外功放有记忆预失真技术进行了综述。     

基于直方图匹配的功放基带预失真方法

传统功放基带预失真方法在系统环路延迟补偿精度下降时性能迅速下降,已有的基于累积分布函数的方法无需精确的环路延迟补偿,但其忽略了功放的相位非线性,应用受到限制。提出了一种基于直方图匹配方法求解功放幅度和相位非线性特性,从而构建基带预失真器的方法。仿真结果证明,该方法能够有效改善功放的幅度和相位非线性,效果优于传统方法,且无需进行环路延迟补偿。     

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.     

模拟预失真射频功率放大器设计

本文介绍了一种WCDMA频段模拟预失真功率放大器的设计。在设计中采用预失真技术对幅度一幅度（AM—AM）和幅度一相位（AM—PM）曲线进行校正,以补偿功率放大器的非线性失真。实现了在输出功率为39dBm时信号带宽内偏离第一个5MHz信道的ACPR值优于-53dB。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

基于数字预失真技术的有记忆功放线性化研究

现代通信系统中,具有较大峰均比和带宽的线性调制信号经过大功率功放会产生非线性失真和记忆效应.针对高峰均比的宽带输入信号,提出一套联合峰均比抑制技术和基带自适应预失真技术来改善功放非线性失真的可行方案.并仿真了峰值抵消算法和自适应预失真算法,结果表明对于峰均比为7.6dB的输入信号,经过1dB的削峰处理后,预失真器改善带外频谱抑制25dB左右,有效的补偿了功放的非线性失真和记忆效应,提高了功放效率,对功放线性化技术有一定的实用价值.     

通信系统中功率放大器记忆效应研究

在研究无线通信系统的射频功率放大器问题中,为了保证通信系统中功率放大器减小记忆效应的影响,通过理论推导分析了双音信号输入情况下记忆效应的存在.在ADS环境下创建数字基带预失真结构电路,分别放入记忆和无记忆功放行为模型进行仿真,结果表明记忆效应的存在限制线性性能改善约8dB.提出了一种记忆补偿电路,同等功放条件下能快速制约记忆效应的恶化高达10dB.可以优化功放记忆效应但不能完全消除记忆效应,通过系统级仿真证实,设计功功率放大器必须考虑记忆效应.     

数字式无线扩音系统研究

利用TMS320VC5402数字信号处理器对语音信号进行数字化处理及无线传输,研制出数字式无线扩音系统,该系统工作稳定可靠,价格低廉。介绍的无线传输技术非常适用于那些要求体积小、低功能、低价格的短距离无线数据传送场合。     

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。     

运用数传模块实现无线语音通信的方案设计

介绍了无线数传模块的工作原理及通信特点,结合实际无线语音保密通信系统,重点分析了数传模块应用中的几个难点,包括半双工通信协议、通信中的同步方法、数据的乒乓存储方式等.其方法对于无线数传模块应用设计具有普遍意义.     

5G无线通信中数字预失真技术研究

基站中,数字预失真(Digital Predistortion,DPD)技术通过功放(PA)线性化技术,提升基站的能量效率。传统数字预失真要求反馈通道中ADC(模数转换器)采样率不低于5倍的信号带宽。2G、3G时代,信号带宽较小,4G、5G时代,信号带宽较大,尤其是5G高达数百兆的信号带宽,如果继续沿用传统DPD实现方法,ADC需要工作在更高的采样频率,造成更高的硬件成本和功耗。基于此,研究5G宽带通信中的显著降低反馈通道ADC采样率的数字预失真实现方法。     

非记忆性功率放大器非线性特性的预失真建模

信号的功率放大是电子通信系统的关键功能之一,其实现模块称为功率放大器。功放的输出信号相对于输入信号可能产生非线性变形,这将带来无益的干扰信号,影响信息的正确传递和接收,此现象称为非线性失真。功放非线性属于有源电子器件的固有特性,研究其机理并采取措施改善,具有重要意义。目前已提出了各种技术来克服改善功放的非线性失真,其中预失真技术是被研究和应用较多的一项新技术,该文通过拟合功放特性改进预失真模型,并使用NMSE和EVM指标评价补偿模型的准确度,实现优化的目的。     

闪光焊机电源的数字化控制设计

介绍了一种以80C196KC单片机为控制核心的闪光焊机电源数字控制系统的软、硬件设计。确定了电源的控制模型和主电路结构形式,以及控制系统的组成,并给出了仿真结果。     

功放预失真系统中嵌入式以太网的设计

针对商用嵌入式TCP/IP协议栈费用昂贵的情况并根据功放预失真系统网络通信特点,提出了基于SOPC技术的嵌入式以太网通信模块设计方案。实现了软核NiosⅡ处理器和实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ为中心的硬件平台和软件驱动的设计、多任务操作系统μC/OS-Ⅱ的移植以及嵌入式TCP/IP协议栈的设计,最终在Stratix EP2S60F1020C4开发板上通过了验证。     

无线传感器网络存活力增强的研究

无线传感器网络是一种能量受限型网络,有效利用能量,增强网络的存活力是无线传感器网络设计的主要目标之一.提出了无线传感器网络等耗能层、节点死亡层、节点死亡系数、网络存活力、耗能场等新概念,阐述了有关多接收站接入、有线无线网络相结合的无线传感器网络存活力增强方面的研究.