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记忆功率放大器数字预失真技术研究

佀秀杰  
【摘要】:功率放大器(PA)是无线通信系统发射机中的关键部件,为了提高功率效率,通常工作在接近饱和点的非线性区。为了克服PA的非线性失真,线性化技术得到广泛的研究,其中预失真技术是最具发展前景的线性化技术之一。目前,以补偿带记忆效应PA的非线性失真为研究内容的预失真技术(即记忆预失真技术),成为研究的热点。 本文以基于Hammerstein模型的记忆预失真技术为研究对象,主要研究了Hammerstein预失真器中线性子系统的实现形式,以及适合直接应用高效最小二乘算法辨识Hammerstein预失真器参数的预失真结构。具体地讲,本文主要完成了以下工作。 (1)提出了改进的查找表方法。在Hammerstein预失真器中,非线性子系统常采用查找表作为其实现形式。针对查找表方法中存在的小信号区域量化误差大的问题,综合考虑均匀量化方法的优点以及PA在大信号区域非线性强的特点,本文采用分区域进行均匀量化的方法对查找表的表项索引技术进行了改进,仿真结果验证了该方法的有效性。 (2)给出了采用部分修正最小均方(PU-LMS)算法辨识Hammerstein预失真器中线性子系统参数的方法。针对传统Hammerstein预失真器需要辨识的线性子系统参数较多的问题,本文采用了PU-LMS算法对线性子系统参数进行更新,即采用将参数分组进行更新的策略,减少了每次迭代的参数个数,降低了辨识算法的计算量。 (3)提出了一种新的Hammerstein预失真器。为了更好地描述了PA的逆记忆特性,考虑到PA的记忆效应本质上是器件跟不上信号的快速变化而产生的一种延迟反应,以及PA的记忆效应在不同输入功率情况下表现不同的特点,提出采用二维滤波器查找表作为Hammerstein预失真器线性子系统的实现形式,即通过定义的滤波器查找表的第二维索引变量反映了输入信号包络在时域上的变化速度。理论分析和仿真结果均表明,本文提出的Hammerstein预失真器能有效地提高对带记忆效应PA的线性化性能。 (4)提出了适合直接应用高效最小二乘算法辨识Hammerstein预失真器参数的预失真结构。针对应用高效最小二乘算法辨识Hammerstein预失真器时存在的算法复杂度高以及两个子系统的参数相互干扰的问题,提出了新的预失真结构,并通过公式推导证明了该结构中提取到的误差信号等效于Hammerstein预失真器两个子系统的理想误差,使得高效最小二乘算法能够直接对Hammerstein预失真器的参数进行自适应更新。理论分析和仿真结果均表明,本文提出的自适应结构可使Hammerstein预失真器高效地补偿带记忆效应PA的非线性失真。


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