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标题: 功率放大器非线性特性及预失真建模 [打印本页]
作者: madio    时间: 2014-8-30 18:00
标题: 功率放大器非线性特性及预失真建模
摘 要：
; T2 a$ H% P! I0 b- F$ q, z- u- H7 [信号的功率放大是电子通信系统的关键功能之一，其实现模块称为功率放大
5 j+ b1 g2 w( i$ o) B$ D器（PA，Power Amplifier），简称功放。为了提高功率放大器的效率，通常又要! z' w, k* }+ Y
求其工作在饱和状态，这必然就会带来严重的非线性。功放的非线性失真会使得' i* J2 y! u4 Y( I/ q+ w4 b) s
原始信号的频谱扩展，从而对邻近信道造成较大的干扰。功率放大器的线性化，
% v) N0 G: P; B2 M0 ?是解决其效率和线性度矛盾的有效方法，能够使功放在输出高功率和高效率的同
2 p6 t. s) l# n3 L时，保持良好的线性度。常用预失真技术[1](Predistortion)。本文主要研究对象为
1 C) b" J+ m' M; u0 j预失真技术中的功放模型的建立及预失真算法的研究。2 k& }- X1 k  \  i2 l6 ?
对于问题一，我们首先建立了无记忆功放的泰勒级数模型，利用最小二乘估
5 ?$ h9 Y) U3 V计得到不同阶数的NMSE 指标（图4.1），综合考虑选取阶数为10，此时9 A" l% z) d% ~' {9 c
NMSE=-94.5dB 。为了解决最小二乘估计阶数增加后的不稳定性，将观测矩阵正1 c0 t: K' T2 D
交化后，采用最小二乘估计得到不同阶数对应的NMSE 指标（图4.3），阶数为9 n3 Q# j) N# u5 G8 V# c
10 时，NMSE=-97.5dB。为了避免求逆运算，采用LMS 自适应算法来求解，由
3 Z' F! t- R2 L5 A于数据有限，无法达到收敛，性能比较差（图4.7），但重复利用数据40 次后，( F) ~, p. m7 @0 `
性能有所改善，NMSE=-42.6dB（图4.8）。; K1 h& T% W1 T  i
对于无记忆预失真器同样建立泰勒级数模型，由于数据有限，自适应算法很2 t  b' F: {! f. x: D' k  }. b
难收敛，所以采用直接学习结构，将功率放大器的输出减小g 倍后作为输入，g
5 S4 Q- @% X5 @0 c$ w9 O为理想的线性放大倍数，功率放大器的输入作为输出，通过拟合得到的系统即为
8 q' m  F; V1 x预失真器。对于模型的求解，分别使用了最小二乘估计，施密特正交化后求解，
0 l( e, o, A; \4 R+ i8 g* Z估计出预失真器参数。最后用NMSE 评价预失真系统，预失真器在10 阶时，可8 B0 U6 Q& i6 }: u7 D' E
以达到NMSE=-59.03dB。此时线性化放大倍数可以达到理论最大值gmax 1.8265。9 a2 D6 t# f+ l& o
对于问题二，首先建立了有记忆功放的“和记忆多项式”模型，它是在无记
7 Z) I# o" W9 \" X忆泰勒级数的基础上加入了时延项，利用最小二乘估计得到在不同阶数K，记忆
8 j* G+ _  d/ x深度M 下，NMSE 的变化曲线图（图4.14）。我们选取有记忆功放“和记忆多项+ G; ]& C3 _- a, B  A5 M3 L+ T" k* ^
式”模型的阶数K=3 ，记忆深度M=5，此时NMSE=-45.05dB。' P8 ]5 k5 j' R- K& @& v
2
. }/ t$ S2 z# @6 p+ G0 y8 w0 F在有记忆预失真的建模中，预失真器的模型同样为“和记忆多项式”模型，
' O0 w! U& b+ |" V* W依据计算量和NMSE 的变化情况，我们首先确定有记忆功放的模型参数为阶数3 {+ w1 C$ N) I4 N) _5 i
K=3，记忆深度M=5。我们分别使用直接学习法和间接预失真学习法求解模型。& h1 e8 X, A9 o$ J) a4 b% i
我们得出了预失真器在不同阶数K，记忆深度M 下，预失真补偿后系统的NMSE$ B5 N. u) T1 d0 j, i
的变化曲线图（图4.17、图4.19）。对于直接学习法，最佳的阶数和记忆深度为2 E: L: U0 i" U9 w7 a$ u% I5 }, l- X6 h
K=3、M=5，此时NMSE=-45.4dB，线性化放大倍数g=9.4528；对于间接预失真
6 {# c* [& n, f5 D: g) P1 ^学习法，最佳的阶数和记忆深度为K=4、M=4，我们提出一种改进的间接预失真0 c  O# v# l8 `) [
学习结构图（图4.15），求得NMSE=-44.1dB、g  9.456。
; q4 t# f; ^  q# h  x3 _/ U对于问题三，我们利用直接法求信号的功率谱密度函数，得到输入信号、无0 L0 s5 i5 w" ?0 l: U
预失真补偿的功率放大器输出信号、采用预失真补偿的功率放大器输出信号的功8 e# {6 R# Q( ]3 n5 p
率谱图，并计算各自的ACPR。输入信号ACPR=-78.5dB，无预失真输出信号
, X9 b7 v. J6 F( r& @/ _( k! K5 QACPR=-37.3dB，直接学习法和间接学习法的有预失真输出信号的相邻信道功率
  E( \5 @8 x' L: R) }9 |/ d比分别为ACPR=-52.2dB、ACPR=-50.1dB。比较ACPR 可以直观的发现，采用1 c! [( Z7 ~" j9 f2 p
预失真补偿的功率放大器的频谱泄露明显减小。7 V; a5 c- L: }$ t# Q

, \0 h  K* M' q' S# f

B解放军信息工程大学90005013队.pdf

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作者: 夏朗的芒果    时间: 2014-8-31 09:12
谢谢楼主分享。。。。学习ing
作者: 鹏程万里2014    时间: 2014-9-1 22:24
有体力了，下来看看
作者: caiyuhao007    时间: 2014-9-3 09:28
谢谢楼主分享
作者: 123jw    时间: 2014-9-4 16:53
非常感谢楼主哈
作者: 123jw    时间: 2014-9-4 16:54
希望楼主能继续提供好的资料
作者: 奥霸马2014    时间: 2014-9-5 06:43
顶一个。。。。。。。。。。。
作者: wwyapple    时间: 2014-9-5 10:29
谢谢楼主分享。。。。学习ing
作者: 1224017485    时间: 2014-9-6 14:15
不错哦，可惜没有体力值唉



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