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数字预失真参数提取技术及硬件实现

叶敏  
【摘要】:近几年来,无线通信领域发展异常迅速,无线通信用户数量急剧增加,频谱资源尤为宝贵。目前,3G、LTE以及4G系统中广泛应用QAM、QPSK、OFDM等调制方式,带来了信号的高峰均功率比(PAR),这就对功率放大器的效率和线性度提出更高要求。数字预失真技术是改善未来宽带通信系统中射频功率放大器线性度的最有效的线性化技术之一。 本论文通过研究最小均方误差法(LMS)、递归最小二乘法(RLS)、矩阵奇异值分解(SVD)和基于QR分解的RLS算法(QR-RLS)四种数字预失真参数提取算法,决定采用基于QR-RLS算法的脉动阵列来提取数字预失真参数。首先讨论功率放大器的非线性特性以及数字预失真线性化技术,然后详细阐述传统脉动阵列和改进型脉动阵列的基本原理和实现方法,完成对射频输入输出信号的延时估计和校正,增加该算法的准确性。设计中采用Altera公司的Stratix 2 DSP开发板,数字预失真参数提取技术的实验验证平台包括Agilent公司的频谱分析仪(PSD E4445A),矢量信号发生器(VSG,Agilent E4438C)等设备,测试信号选用双载波WCDMA和三载波CDMA2000信号。通过Nios 2来实现程序的调试和编译,求解出二维非线性模型的参数,将提取的参数输入到预失真器,验证实际的预失真效果。 测试结果表明,本文设计实现的数字预失真参数提取算法能使功放的交调失真降低15dB左右,性能良好,为下一步预失真系统的整体实现打下基础。


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