先進(jìn)數(shù)字預(yù)失真理論及應(yīng)用.pdf

1、功率放大器(Power Amplifier, PA)是無(wú)線通信系統(tǒng)中主要的非線性器件。數(shù)字預(yù)失真(Digital PreDistortion，DPD)以其成本低、編程靈活等優(yōu)點(diǎn)成為目前射頻前端的主流線性化技術(shù)。未來(lái)DPD的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在寬帶應(yīng)用場(chǎng)景下的低復(fù)雜度結(jié)構(gòu)及算法研究。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)是DPD系統(tǒng)反饋回路中功耗較大、成本較高的器件之一。本文圍繞降低ADC量化精度的要

2、求與ADC的采樣速率展開(kāi)研究，前者能降低系統(tǒng)功耗與成本，以應(yīng)對(duì)基站“小型化”，后者則能在降低功耗的同時(shí)降低反饋信號(hào)帶寬，來(lái)應(yīng)對(duì)“大帶寬”的趨勢(shì)。除此之外，本文還會(huì)解決DPD系統(tǒng)中存在的諸多關(guān)鍵問(wèn)題。
　　傳統(tǒng)的DPD系統(tǒng)依賴于帶寬不低于原始信號(hào)5倍且量化精度足夠高的反饋信號(hào)，使得DPD在面向?qū)拵?yīng)用的時(shí)候受到很大限制。本文考慮降低ADC的量化精度降低到極端情況下的1比特，并對(duì)此時(shí)的DPD算法進(jìn)行理論推導(dǎo)，證明單比特DPD系統(tǒng)的可行

3、性。同時(shí)本文對(duì)單比特DPD系統(tǒng)中存在的問(wèn)題逐一提出了解決方案，包括基于單比特采樣數(shù)據(jù)的頻域時(shí)間對(duì)齊算法，迭代步長(zhǎng)的估計(jì)，系統(tǒng)復(fù)雜度的分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證單比特DPD系統(tǒng)的線性化性能。此外本文在此基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的單比特DPD系統(tǒng)，即前向建模輔助的單比特DPD參數(shù)提取方法，也被證明能夠有效對(duì)寬帶功放進(jìn)行線性化。
　　在寬帶場(chǎng)景下一方面DPD系統(tǒng)反饋帶寬受限，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)模型精度的提升也很困難。為此本文闡述一種采用頻譜外推思想的

4、方法，在迭代的過(guò)程中不斷地用降低采樣速率的反饋數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)出真實(shí)的功放輸出，從而能夠進(jìn)一步得到精確的DPD參數(shù)。本文也對(duì)頻譜外推算法的數(shù)值穩(wěn)定性進(jìn)行理論分析，并提出一種提高算法數(shù)值穩(wěn)定性的方法。同時(shí)考慮到硬件實(shí)現(xiàn)成本，本文為降低算法的計(jì)算復(fù)雜度設(shè)計(jì)出一種分段快速傅里葉變換方法來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)算法，極大地提升了計(jì)算效率。
　　本文通過(guò)理論和仿真詳細(xì)分析在基于間接學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的DPD系統(tǒng)中，不同歸一化增益對(duì)DPD性能的影響。隨后以DPD模塊不改變