無線通信中射頻功率放大器預失真技術研究.pdf

1、正交頻分復用（OFDM）技術由于具有頻譜利用率高、抗多徑能力強等突出優(yōu)點，因此在高速無線通信領域得到了廣泛的應用。但是，OFDM信號具有較高的峰平比（PAPR），受功率放大器（簡稱功放）非線性效應的影響，產(chǎn)生信號帶內(nèi)失真和帶外頻譜擴展，從而導致系統(tǒng)性能下降。因此，功放線性化技術，對于無線通信技術的發(fā)展具有重要的意義。其中，數(shù)字預失真技術以其準確性、復雜度、自適應性等方面良好的綜合性能，已經(jīng)成為最具發(fā)展?jié)摿Φ墓Ψ啪€性化技術。本文深入研究了

2、適用于無線通信OFDM系統(tǒng)的數(shù)字預失真技術，研究內(nèi)容主要涉及：功率放大器預失真模型構造、預失真模型參數(shù)辨識、OFDM系統(tǒng)預失真方案設計等方面。 本文主要研究工作與創(chuàng)新點總結如下： 1．針對現(xiàn)有無記憶多項式預失真器在輸出回退（OBO）減小時的性能受限問題，基于分段非線性補償?shù)乃枷耄岢隽艘环N動態(tài)系數(shù)多項式預失真方法。動態(tài)系數(shù)多項式具有多組系數(shù)，隨著輸入信號幅度的變化，多項式選取不同的系數(shù)組合，從而降低非線性補償?shù)恼`差；文中

3、討論了動態(tài)系數(shù)多項式模型的構造方法，并且給出了基于直接學習結構的簡化遞歸系數(shù)估計算法。理論分析與性能仿真表明，該預失真器在提高預失真性能的同時，可以有效降低對多項式階數(shù)的要求，提高了設計的靈活性，降低了對其后置低通濾波器的設計要求。 2．提出了一種基于廣義歸一化梯度下降（GNGD）算法的預失真方法。該算法的優(yōu)點在于其學習速率可以補償歸一化最小均方算法（NLMS）的假設前提，增加系數(shù)估計的穩(wěn)健性；并且進一步給出了復數(shù)域GNGD算法

4、的理論推導與相應的系統(tǒng)硬件構架。理論分析與性能仿真表明，該預失真器非常穩(wěn)健，能夠有效解決NLMS算法在系數(shù)估計中對參數(shù)初始值敏感的問題，可以得到更好的線性化效果，而且其實現(xiàn)復雜度遠低于最小二乘（LS）算法。 3．針對現(xiàn)有記憶多項式和廣義記憶多項式預失真器存在的性能受限和功放模型選擇性問題，提出了一種基于分數(shù)階記憶多項式預失真器方法。分數(shù)階多項式的優(yōu)點是有限階時可以提高逼近的精度和平滑度。研究分析表明，該預失真器不僅解決了已有預失

5、真器對記憶多項式功放和Wiener-Hammerstein模型的選擇性問題，而且可以進一步提高預失真性能。 4．在數(shù)字預失真中，多項式模型由于其簡單、易于實現(xiàn)而被普遍使用。然而多項式有效階的確定，關系到預失真器后低通濾波器的設計和線性化的效果，因此具有非常重要的作用。針對間接結構多項式預失真器，本文提出了一種預失真多項式有效階估計的方法。該方法通過奇異值（SVD）分解，根據(jù)歸一化奇異值得到多項式的有效階。文中對有效階估計的算法做