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。     

基于压缩采样和DWPT的认知无线电频谱感知方案

认知无线电频谱感知技术要求能够快速、准确地对高达上千兆赫兹的带宽进行频谱感知,它需要很高速率的模数转换器（A/D）,这对传统的工作在Nyquist采样率下的频谱估计方法提出了很大的挑战。利用实际信号频谱在开放式频谱接入环境中的稀巯性,提出了基于压缩采样和小波包分解的宽带频谱感知方案。通过SIMULINK仿真表明,该方法对宽带信号能以远远低于Nyquist采样率的速率采样,并且能够精确地估计出可用信道列表。     

双踪示波器设计中的采样率自适应分配技术

基于奈奎斯特采样定理和FPGA器件设计了一款采样率自适应分配的双踪数字示波器。采用双通道共享双A/D,按照输入信号带宽比自适应分配二通道采样率的方案,有效地解决了传统模式下二通道采样率无法相互调剂的弊端,从而显著提高了示波器的带宽上限和采样效率。在总采样率约束下,较传统采样模式,带宽上限提高近2倍,对高斯分布下的信号带宽采样效率提高约1.5倍。     

基于四路ADC芯片交替采样的宽带信号采集系统设计

高速高精度大带宽的信号采集系统是宽带成像雷达的重要组成部分.针对单片高精度ADC的采样率无法满足大带宽成像雷达中频直接采样的问题,文中采用多路ADC芯片交替采样的方法,在保持采样精度不变的条件下提升系统采样率.设计了一种基于4片ADC12DJ3200交替采样的宽带信号采集系统,该系统中ADC单片采样率为3.4 GS·s...     

基于随机解调器压缩采样的宽带频谱检测方法

宽带频谱检测的目的是完成对宽频段内信号的检测。在Nyquist采样理论下,为瞬时覆盖这么宽的带宽会对模数转换器（ADC,analog—to-digital）的采样率提出过高要求。研究了基于随机解调器压缩采样的宽带频谱检测方法。该方法能够以低于Nyquist采样率的速率完成对宽频段的采样,降低了ADC的负担。仿真结果表明,在频谱满足稀疏性的条件下,所研究的方法能够较准确检测宽频段内的各个信号。     

多带通信号直接均匀欠采样技术

该文讨论了宽带数字接收机中对多个复或实的带通信号的直接均匀采样。对这多个通带位置及带宽均是任意的实或复的带通信号给出了采样率应满足的关系,用此采样率采样使输入数据得到有效的压缩,同时结合滤波器将频谱进行搬移,最后给出了实例。     

双路异频欠采样压缩感知信号处理基本理论研究

压缩感知理论是一种充分利用信号稀疏性或者可压缩性的全新的信号采样理论。欠采样是其中关键的一部分,它对于采样率的选取、信号的压缩、及信号的精确恢复以均有重要意义。压缩感知会使信号估计频谱发生混叠,大多数运用中国余数定理来解模糊;由此看来中国余数定理为一种很好的解模糊方法,但是并不是所有的欠采样混叠现象全部都能用中国余数定理进行解模糊。本文基于中国余数定理提出双路异频欠采样压缩感知信号处理理论,论证了双路异频欠采样求解信号频谱位置所要满足的条件,双频采样的二复正弦信号频谱恢复条件以及双频采样多窄带信号频谱恢复条件。最后并对其进行了仿真验证说明理论的正确性。      

基于Landweber迭代算法的欠采样恢复数字预失真技术

传统宽带数字预失真(DPD)为了更好地矫正功率放大器(PA)非线性特性,通常要求反馈通道带宽达到发送信号带宽的5倍,相应地要求更高采样率的模数转换器(ADC),这将导致数字预失真系统面临着硬件成本和能耗问题.针对这一问题,该文提出一种基于Landweber迭代算法的欠采样恢复(USR)数字预失真(Landweber-USR DPD)技术.这种以内外循环的方式进行处理,可将反馈通道带宽从理论要求的5倍降低至2倍,以良好的质量从欠采样的功放输出信号中恢复全频带的输出信号,使还原出的数据更接近真实的功放输出信号,以实现更好的预失真效果.实验选用基于单管氮化镓(GaN)器件的宽带F类功率放大器,在1.8 GHz工作频点下用5 MHz的长期演进(LTE)信号激励,反馈ADC速率分别设置为全采样速率(40 Msps)和欠采样速率(10 Msps).实验结果充分证明了Landweber迭代算法恢复功放数据的可靠性以及Landweber-USR DPD技术的有效性,为宽带通信系统中数字预失真技术的工程实现提供了有效降低ADC采样率的思路和方法.     

Ka/W波段双频毫米波测云仪发射系统

文中介绍了Ka/W双频毫米波测云仪的发射系统。该试验样机是由一台Ka波段发射机和一台W波段发射机组成。文中详细描述了选用的发射管和配套的电源调制模块的设计,最后给出了发射系统的测试数据,主要包括功率、带宽、频谱等。     

理想低通欠采样定理的结合应用分析

通过分析模拟频率与数字频率的对应关系,对含低频和不交叠窄带频率成分的信号推导得出对该类信号采样所需的最低采样率,提出了确定采样频率最小值的方法,改进了数字滤波器所对应的奈氏带宽。该方法可在不失真的情况下降低采样率,减少信号处理时间。     

基于数/模混合预失真技术的功放线性化北大核心CSCD

随着移动通信信号带宽的增加,传统功率放大器数字预失真线性化技术越来越受到采样率的限制。为了使线性化效果更好,文中提出了一种数字预失真和模拟预失真相结合的混合预失真器,利用模拟预失真宽带宽的特点和数字预失真线性化能力强的优势,把模拟预失真和数字预失真融合在一起,共同补偿功放的非线性。由于受实验设备采样率的限制,文中采用了带宽为60 MHz的5 G NR信号对一个中心频率为3.5 GHz的射频功放进行实验验证。实验结果表明:提出的混合预失真器不仅优于单独的数字预失真器和模拟预失真器的非线性矫正性能,而且还能改善数字预失真因采样率限制无法改善的带外互调失真。     

A Method to Reduce Sampling Rate of the ADC in Feedback Channel for Wideband Digital Predistortion

This paper presents a new digital predistortion (DPD) solution for wideband signals with low feedback sampling rate. To reduce the minimum sampling rate of the analog-to-digital converter (ADC) for wideband digital predistortion, the proposed method uses a bandpass filter to form a narrowband signal before the ADC. Then, a deconvolution operation is performed to recover the original wideband signal from the ADC samples. The proposed method is evaluated with an international mobile telecommunication-advanced signal with 100 MHz bandwidth. The simulation results show that the recovered signal of the proposed method closely approximates to the original signal in the passband of the filter, and the mean square error of the deconvolution decreases as the signal-to-noise ratio increases. The proposed algorithm can reduce the sampling rate of the ADC from 1105.92 million samples per second (MSPS) to 368.64 MSPS, and improve the adjacent channel power ratio more than 20 dB, which is merely 5.6 dB less than the conventional DPD with 1105.92 MSPS sampling rate.     

一种基于维度加权盲K近邻算法的数字预失真技术

传统的数字预失真(DPD)模型通常在所有的输入信号功率上采用单一多项式模型和单一记忆深度对功率放大器(PA)进行线性化矫正。然而,功率放大器在不同的功率水平下会呈现出不同的非线性特性,并产生不同的记忆效应。针对这一问题,该文提出一种基于维度加权盲K近邻(KNN)算法的数字预失真模型,所提模型根据功放当前输入信号以及记忆输入信号的幅度进行维度加权的KNN分类,组成维度加权盲KNN记忆多项式(WKMP)模型,并为每一类输入信号序列建立子模型。所提方法用Doherty功率放大器进行实验验证,使用带宽为30 MHz、频点为2.2 GHz的3载波长期演进(LTE)信号作为输入,反馈端使用122.88 MHz的采样率进行采样。实验结果表明,所提维度加权盲KNN分类方法与记忆多项式(MP)模型结合时,功放正向建模效果和数字预失真效果均超过了广义记忆多项式(GMP)模型,并远超记忆多项式模型的效果,实验结果验证了所提模型的优良性能。     

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。     

Dual-band bandpass tunable microwave photonic filter based on stimulated Brillouin scattering

A dual-band bandpass microwave photonic filter(MPF) based on stimulated Brillouin scattering(SBS) is theoretically analyzed and experimentally demonstrated. Two separated tunable laser sources(TLSs) are employed to generate two passbands by implementing phase modulation to amplitude modulation conversion by using SBS induced sideband amplification. The center frequencies of both passbands can be independently tuned ranging from 1 GHz to 19 GHz. High resolution with 3 d B bandwidth less than 30 MHz and large out-of-band rejection about 40 d B under 25 m W optical pump power are achieved.     

基于低通滤波匹配网络的双频功率放大器设计

提出了一种基于低通滤波匹配网络的高效率并发双频功率放大器设计方法。将连续F 类与连续逆F 类功放模式相结合,在保证效率的前提下拓展了阻抗设计空间,同时在谐波范围内引入多个传输零点,完成低通滤 波匹配网络的设计,对谐波进行抑制。为验证设计方法的合理性,设计制造了一款工作于1. 6 GHz 与2. 4 GHz 且带 宽超过200 MHz 的并发高效率功率放大器,在两频带内具有超过66%的功率附加效率以及超过40 dBm 的输出功 率,其相邻信道泄漏比也优于-25 dBc。     

DC-10 GHz数字瞬时测频接收机设计

在射频前端宽开的条件下,为了实现DC-10GHz带宽范围内的信号频率瞬时测量,采用基于多速率欠采样信号处理的超宽带数字测频接收机方案设计,并运用Matlab对三个不同采样率情况下的频率求解算法进行仿真。算法仿真结果显示：当输入信号的信噪比为0dB、每个采样通道对应的FFT运算点数均为1 024时,测频精度可达±3 MHz,测频出错的概率小于3×10-5。克服了直接运用奈奎斯特采样进行DC-10GHz信号频率瞬时测量的困难。     

Low sampling rate technique based frequency-domain random demodulation for broadband digital predistortion

This paper proposes a combination technique of the frequency-domain random demodulation (FRD) and the broadband digital predistorter (DPD). This technique can linearize the power amplifiers (PAs) at a low sampling rate in the feedback loop. Based on the theory of compressed sensing (CS), the FRD method preprocesses the original signal using the frequency domain sampling signal with different stages through multiple parallel channels. Then the FRD method is applied to the broadband DPD system to restrict the sampling process in the feedback loop. The proposed technique is assessed using a 30 W Class-F wideband PA driven by a 20 MHz orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal, and a 40 W GaN Doherty PA driven by a 40 MHz 4-carrier long-term evolution (LTE) signal. The simulation and experimental results show that good linearization performance can be achieved at a lower sampling rate with about 24 dBc adjacent channel power ratio (ACPR) improvement by applying the proposed combination technique FRD-DPD. Furthermore, the performance of normalized mean square error (NMSE) and error vector magnitude (EVM) also has been much improved compared with the conventional technique.     

基于压缩采样结构的盲多带信号预失真模型

针对在支撑集未知的情况下重构多频带信号的问题,本文提出了一种基于压缩采样结构的盲多带信号预失真模型,即将多频输出信号视为单个宽带信号,经下变频和低通滤波器处理后,送入A-MWC (Alternate Modulated Wideband Converter)结构进行盲压缩采样,而后通过基于随机支撑挑选的变步长稀疏度自适...     

基于Landweber迭代算法的欠采样恢复数字预失真技术

传统宽带数字预失真(DPD)为了更好地矫正功率放大器(PA)非线性特性,通常要求反馈通道带宽达到发送信号带宽的5倍,相应地要求更高采样率的模数转换器(ADC),这将导致数字预失真系统面临着硬件成本和能耗问题。针对这一问题,该文提出一种基于Landweber迭代算法的欠采样恢复(USR)数字预失真(Landweber-USR DPD)技术。这种以内外循环的方式进行处理,可将反馈通道带宽从理论要求的5倍降低至2倍,以良好的质量从欠采样的功放输出信号中恢复全频带的输出信号,使还原出的数据更接近真实的功放输出信号,以实现更好的预失真效果。实验选用基于单管氮化镓(GaN)器件的宽带F类功率放大器,在1.8 GHz工作频点下用5 MHz的长期演进(LTE)信号激励,反馈ADC速率分别设置为全采样速率(40 Msps)和欠采样速率(10 Msps)。实验结果充分证明了Landweber迭代算法恢复功放数据的可靠性以及Landweber-USR DPD技术的有效性,为宽带通信系统中数字预失真技术的工程实现提供了有效降低ADC采样率的思路和方法。