寬帶通信中數(shù)字預(yù)失真技術(shù)研究與驗(yàn)證.pdf

1、功率放大器作為通信系統(tǒng)的核心單元，其性能一直是研發(fā)人員重要的關(guān)注點(diǎn)。在通信信號(hào)帶寬持續(xù)增長(zhǎng)的背景下，功放的非線(xiàn)性失真問(wèn)題將愈加嚴(yán)重。目前，數(shù)字預(yù)失真技術(shù)已經(jīng)成為補(bǔ)償功放非線(xiàn)性失真的主流技術(shù)。本文主要圍繞寬帶通信中數(shù)字預(yù)失真技術(shù)展開(kāi)，包括功率放大器的行為模型提取和數(shù)字預(yù)失真模型修剪兩個(gè)方面。
　　對(duì)于寬帶通信中功率放大器的行為模型提取，本文搭建了一個(gè)單輸入單輸出射頻器件特征提取平臺(tái)。整個(gè)平臺(tái)使用了16位1Gbps采樣率的DAC和14

2、位250Mbps采樣率的ADC，可工作在400MHz-4GHz頻率范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基帶帶寬達(dá)125MHz。文中使用ADI公司的FMCOMMS1射頻評(píng)估板和Xilinx公司的高性能FPGA開(kāi)發(fā)板VC707實(shí)現(xiàn)了一個(gè)寬帶高效的零中頻收發(fā)單元，并對(duì)其發(fā)射和接收通路中存在的本振泄露和I/Q不平衡問(wèn)題，以及行為模型建立時(shí)存在的延時(shí)對(duì)齊問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析，并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的補(bǔ)償。
　　寬帶通信中功放建模需要更多的非線(xiàn)性項(xiàng)，這會(huì)導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度的增加。

3、本文使用OMP（Orthogonal Matching Pursuit，正交追蹤基）算法和VS-SAMP（Variable Step-size Sparsity Adaptive Matching Pursuit，變步長(zhǎng)稀疏度自適應(yīng)匹配追蹤）算法對(duì)功放行為模型進(jìn)行修剪。通過(guò)仿真可以看到，OMP和VS-SAMP均可在保證功放建模精度的情況下有效地減少模型系數(shù)個(gè)數(shù)，即使在功放模型的系數(shù)個(gè)數(shù)（稀疏度）未知的情況下，VS-SAMP辨識(shí)算法仍能通

4、過(guò)變步長(zhǎng)的方式，使用盡可能少的系數(shù)滿(mǎn)足功放建模精度的要求。
　　最后，本文使用VS-SAMP算法實(shí)現(xiàn)了數(shù)字預(yù)失真器，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其對(duì)混合類(lèi)功放失真的改善效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在使用20M和40M LTE信號(hào)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，功率放大器輸出信號(hào)的ACLR（Adjacent Channel Leakage Ratio，鄰信道泄露功率比）可改善16dB，達(dá)到-45dBc以下，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。相比于傳統(tǒng)的LS辨識(shí)算法，VS-SAMP算法使用了更少