寬帶無線通信數(shù)字預(yù)失真器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中，射頻功率放大器是發(fā)射機(jī)中的關(guān)鍵部件，存在固有的非線性特性，也是系統(tǒng)中最主要的非線性源。功放非線性特性會(huì)導(dǎo)致輸出信號的帶內(nèi)失真和帶外頻譜再生，嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的性能。為了獲得更大的系統(tǒng)容量和更高頻譜效率，現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)普遍采用了QPSK和M-QAM等調(diào)制方式以及WCDMA、OFDM等寬帶數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，這使得信號具有高峰均功率比(Peak-to-AveragePowerRatio，PAPR)，信號更容易受到非線性特性的影

2、響，對射頻功率放大器的線性度提出了更高的要求，通過傳統(tǒng)的功率回退提高功率放大器線性度的方法已經(jīng)不能滿足通信系統(tǒng)的需求，因此功放的線性化處理技術(shù)成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　數(shù)字預(yù)失真技術(shù)以其高性能、低成本、低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的特點(diǎn)已成為當(dāng)前主流的功放線性化技術(shù)解決方案。本文對數(shù)字預(yù)失真技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，分析研究了研究數(shù)字預(yù)失真器結(jié)構(gòu)和常見的數(shù)字預(yù)失真器設(shè)計(jì)方案，綜合評估選取了基于查找表的記憶多項(xiàng)式方案進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，方案結(jié)合了查找表和記

3、憶多項(xiàng)式法的優(yōu)點(diǎn)，提高電路補(bǔ)償效率并降低系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)的硬件開銷。系統(tǒng)參數(shù)估計(jì)算法直接求解記憶多項(xiàng)式參數(shù)，采用奇異值分解(SVD)算法直接求取多項(xiàng)式的廣義逆矩陣，不同于常用的LMS算法和RLS算法，避免了多次迭代運(yùn)算。
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)在Matlab/Simulink、XilinxISE/EDK開發(fā)環(huán)境完成，在系統(tǒng)測試時(shí)引入了硬件協(xié)仿真的測試方法，利用SystemGenerator工具創(chuàng)建DPD系統(tǒng)硬件協(xié)仿真模塊，基于XilinxML60

4、5FPGA開發(fā)板對系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行測試和驗(yàn)證，測試信號采用由MATLAB生成的5M和10M帶寬的16QAM信號，功放選用研究室自行設(shè)計(jì)的2.4GHz的WLAN集成功率放大器，測試結(jié)果表明DPD系統(tǒng)針對Simulink功放模型輸出信號的ACPR指標(biāo)改善達(dá)到30dB。
　　DPD系統(tǒng)性能需要實(shí)際的硬件上進(jìn)行測試，因此在Simulink仿真環(huán)境設(shè)計(jì)了基于測量儀器的數(shù)字預(yù)失真半實(shí)物仿真測試平臺(tái)，利用SCPI編程實(shí)現(xiàn)了測量儀器控制，將