基于改进的稀疏最小二乘双子支撑向量回归的数字预失真技术

为了补偿大容量卫星通信射频前端的功率放大器的非线性,传统的数字预失真(DPD)模型需要更多的系数和更高的阶次,严重影响预失真前馈路径的资源消耗。为了解决这一问题,该文提出一种基于改进的稀疏最小二乘双子支撑向量回归(ISLSTSVR)的低复杂度DPD方法。首先通过构建原空间的决策函数解决最小二乘双子支撑向量回归(LSTSVR)模型解不稀疏的问题;同时引用截断最小二乘损失函数增加模型的鲁棒性;然后采用Nystrom逼近方法得到核矩阵的低秩近似,进一步采用Cholesky分解降低核矩阵的运算复杂度;最后由低秩的核矩阵求得模型稀疏解。实验选用基于单管氮化镓(GaN)器件的宽带AB类功率放大器,以40 MHz的32QAM信号进行激励。预失真实验表明,该方法能在保证模型精度的情况下大幅减少DPD模型系数和计算复杂度,为星载射频前端的预失真技术提供了有效的系数降维思路和方法。     

频率相关的正交调制非平衡的功放线性化技术

考虑系统整体的成本和复杂度的情况下,在5G无线通信系统中装备了大规模的天线和一些低成本的器件,例如功率放大器(PA)和正交调制/解调器(QM/QDM)等。对于这些硬件存在的非平衡影响,即使在考虑到渐近正交性的特性下也不能被忽略。文章针对正交调制/解调器存在非平衡时的数字预失真(DPD)提出了一种精准的模型提取方法。所提方法可以把解调器(QDM)的非平衡从PA的非线性特性中分离出来,因此可以提高求解PA的逆模型的精度。与现有的联合模型先提取然后分解的方法相比,该方法DPD系数的提取中避免了分解操作,更加直接简单。实验测试验证了该方法的线性化性能,并且将所提出的方法进一步推广应用在了多入多出(MIMO)系统中,同样验证了其具有很好的线性化能力。     

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.     

基于RPE算法的记忆多项式数字预失真研究

数字预失真(DPD)是一种能有效地补偿功率放大器(PA)非线性失真的技术.基于记忆多项式预失真的非直接学习结构(ILA),采用RPE(Recursive Predlotion Error)算法构造了非线性PA的自适应预失真模型,推导了该算法在预失真系统中的递推公式,给出了计算机仿真结果,在相同参数下,通过与RLS算法在系统中的仿真结果进行比较,证明了该算法对消除PA非线性失真的有效性.     

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.     

基于分数阶傅里叶变换的多辐射源被动直接定位算法

直接定位(DPD)算法能充分利用观测回波信息,在低信噪比条件下其定位精度一般要高于传统的两步定位算法。为解决多基站无源雷达系统中多个未知线性调频(LFM)信号辐射源的定位问题,该文提出一种基于DPD算法和分数傅里叶变换(FRFT)相结合的多目标定位算法。首先,根据建立的信号模型推导了理论上最优的高维最大似然估计器;其次,由于高维信号参数和目标位置联合估计的计算复杂度限制,利用基于FRFT和基本分类算法的降维策略将多目标定位问题转化为多个单目标定位问题;最后,目标的位置及相应信号参数可通过4维网格搜索得到有效估计。仿真结果表明,相比于已存在的忽略发射信号的DPD算法,该文提出算法定位性能更优。      

基于AD8302的PA非线性补偿方案

正射频功率放大器是发射机系统中非线性最强的器件,特别是为了提高功率效率,射频功放基本工作在非线性状态,因此线性化功率放大器设计技术己成为线性化发射机系统的关键技术。由于调制方式的改变,导致射频发射端PA(Power-Amplifier)要求更高的线性度。由此,引入了DPD(Digital Pre-Distortion)技术来提高PA的AM-AM、AM-PM的线性度。在采用一般的DPD技术时,通常     

纤巧的数字预失真接收器集成了RF、滤波器和ADC

在蜂窝基站中,功率放大器(PA)消耗的电功率比其他任何组件都多,因此就服务提供商而言,PA是增大运营支出的一个重要因素。复杂的数字调制方法要求PA具有极高的线性,因此必须在远低于饱和区的范围内驱动功率放大器。在这个区域内,PA的效率最高。为了提高PA的效率,设计师使用了数字技术,以降低波峰因数,并改善PA的线性度,从而允许PA在靠近饱和区的范围内工作。数字预失真(DPD)是首选的PA线性化方法。数字预失真算法受到了大量关注,不过还有一个关键组件,即RF反馈接收器。     

基于低采样率数模转换器和模数转换器的太赫兹发射机线性化

太赫兹(THz)频率高、带宽大,是6G移动通信中极具优势的潜在无线频谱资源。然而太赫兹器件的非线性失真,限制了功率转换效率与通信传输距离。若采用传统数字预失真(DPD)技术对其进行非线性校正,通常要求数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)的采样速率达到信号带宽的5倍,对于太赫兹频段难以应用。因此,该文提出一种低速率DAC和ADC的DPD算法对太赫兹发射机的非线性进行校正。该方法主要分为3个步骤:首先利用低采样率ADC获取的观测数据进行上采样,恢复出带宽受限的高采样率的观测信号,此时信号采样率为信号带宽的5倍,可以有效表征出5阶非线性失真;然后建立带宽受限的DPD模型,采用最小二乘算法提取DPD校正系数;最后对校正后的信号进行下采样送往DAC以校正发射通道的非线性失真。仿真结果表明,当DAC和ADC工作在1.25倍基带信号速率的采样率条件下,对于64-QAM调制信号,该方法可以把误差矢量幅值(EVM)从8.46%降低到2.27%,从而可以支持更高阶的调制方式。     

CMOS单片光接收机的带宽设计

设计了一个由调节型级联跨阻抗放大器(TIA)和双光电二极管(DPD)构成的光电集成接收机.给出了DPD小信号电路模型和单片集成光接收机的带宽设计方法,给出限制DPD和光接收机带宽的重要因素,分析和模拟了这个光电集成接收机的带宽,用低成本的0.6μm CMOS工艺设计出1.71GHz带宽和49dB跨阻增益的接收机,并给出测试结果.     

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.     

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.     

Behavioral modeling of RF power amplifiers based on pruned volterra series

Behavioral modeling techniques provide a convenient and efficient means to predict system-level performance without the computational complexity of full circuit simulation or physics-level analysis of nonlinear systems, thereby significantly speeding up the analysis process. General Volterra series based models have been successfully applied for radio frequency (RF) power amplifier (PA) behavioral modeling, but their high complexity tends to limit their applications to "weakly" nonlinear systems. To model a PA with strong nonlinearities and long memory effects, for example, the general Volterra model involves a great number of coefficients. In this letter, we propose a new simplified Volterra series based model for RF power amplifiers by employing a "near-diagonality" pruning algorithm to remove the coefficients which are very small, or else not sensitive to the output error, therefore dramatically reducing the complexity of the behavioral model.     

分布式信源数据域直接位置估计方法

针对目前信号数据域直接位置估计方法对分布式信号源进行直接定位存在精度下降问题,该文提出分布式信源数据域直接位置估计方法。首先构建分布式信源直接位置估计模型,然后分别基于最大似然准则和特征结构分解思想给出分布式信源高精度直接位置估计的两种方法分布源最大似然估计方法和广义子空间方法。最后通过多维搜索完成对于分布式信源的直接位置估计。仿真分析表明,该文算法对分布式信源进行直接位置估计的精度较传统直接位置估计算法明显提升,能够在较低信噪比下逼近克拉美罗界;分布源最大似然估计方法在低信噪比下定位精度优于广义子空间方法,而广义子空间方法复杂度更低。     

多基站非圆信号直接定位：降维PM与泰勒补偿

针对现有多阵列非圆(NC)信号直接定位方法(DPD)谱峰搜索计算复杂度高,对基站的位置比较敏感,没有考虑信号在空间中传播时的损耗差异,导致估计性能不稳定的问题,提出一种联合降维传播算子与泰勒补偿(JRT-PM)的非圆信号直接定位算法。首先根据非圆信号的椭圆协方差信息扩展阵列孔径,通过降维方法消除非圆相位搜索维度进行粗估计降低计算复杂度,然后联合所有基站的信息进行泰勒补偿提升算法估计性能。仿真实验表明,相比于传统到达角K均值聚类(AOA-clustering)两步定位算法、最小均方无畸变响应(MVDR)直接定位算法、子空间数据融合(SDF)直接定位算法,所提算法在提升定位精确度的同时可以估计更多目标;与非圆传播算子(NC-PM)直接定位相比,所提算法在保证估计性能的同时显著降低了计算复杂度。     

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。     

一种基于窄带信号多普勒频率测量的运动目标直接定位方法

相比于常规的两步定位方法,目标直接定位方法具有更高的定位精度,但现有的直接定位方法主要是针对静止目标所提出的,并具有较大的运算量.本文提出了一种针对匀速运动目标的多普勒频率直接定位方法.文中首先基于最大似然准则推导了直接估计目标初始位置和运动速度的优化模型,针对该优化模型是以矩阵特征值的形式给出而难以数值求解的问题,提出了一种基于矩阵特征值扰动定理的Newton型迭代算法,该算法可以避免多维参数网格搜索所导致的庞大运算量.此外,文中还推导了关于目标初始位置、运动速度以及运动航迹估计的克拉美罗界的闭式表达式.数值实验表明新方法的目标位置估计方差可以达到克拉美罗界,并且具有较少的运算量.     

基于整数小波变换的Wiener插值算法

小波变换中高低分辨率子带之间的相似性使得利用小波变换进行图像插值的方法成为可能.根据数字图像信号的特点,分析了小波变化后各个子带信号的特点,提出了基于整数小波变换的Wiener插值算法.用Wiener自适应滤波器训练得到插值滤波系数,同时结合既符合图像性质又能减小运算量的整数双正交小波基对图像插值.结果得到较高的信噪比和较好的主观视觉效果.平均峰值信噪比比传统的双线性插值法提升了2.4dB.