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宽带通信中微波功率放大器建模及多项式预失真技术

张晶  
【摘要】: 在通信系统中,功率放大器的非线性引起了信号的带内失真和邻道干扰。面对有限的频谱资源,现代通信系统广泛采用了新的宽带数字传输技术(如OFDM、MC-CDMA和WCDMA等)和高频谱效率的调制方式(如QPSK和M-QAM等)。然而这些高效的基于非恒定包络的多载波/多信道数字调制传输技术导致信号具有很高的峰均比(Peak-to-Average Ratio, PAR),其包络具有较大的动态范围,因此对放大器的线性度提出了更高的要求。功率放大器的设计存在着线性度和效率之间的矛盾。为了在不降低功率放大器性能的同时使其具有较高的工作效率,必须采取放大器的线性化技术。 本论文详细分析了宽带通信中功率放大器的非线性和记忆效应产生的机理及影响。重点研究了功率放大器的记忆多项式模型及参数辨识方法,设计并实现了一种精确、简单的放大器特性测量实验平台。对一基于Freescale-LDMOS晶体管、1dB压缩点处输出功率为35dBm的功率放大器(MHL21336)的测量结果表明,该实验平台能有效地测量放大器的记忆非线性特性。基于此测量结果,建立了该放大器的记忆多项式模型,并将其应用到基带预失真系统的设计。预失真器采用多项式模型和非直接学习结构。实验结果表明,输入为5MHz带宽的单载波WCDMA信号时,该线性化方案使信号的邻信道泄漏比(Adjacent Channel Leakage Ratio, ACLR)性能得到了改善,有效地抑制了信号的带外频谱扩展。


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