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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:
" B7 k( E) L  l/ Z+ b% l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! h* G5 h" d  ]2 y3 J4 q" S
器(PA,Power Amplifier),简称功放。为了提高功率放大器的效率,通常又要4 ^" B# \3 H9 {5 j- A! ?: V9 d2 o
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- \( @8 ~* y2 s6 O" \3 G, L
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# ]; w$ U& e- q2 j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0 O" n4 n$ ]* n
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0 x, P( ]3 U. ]1 K, T
预失真技术中的功放模型的建立及预失真算法的研究。
* Y$ t" A- U+ Z6 v* H2 g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  r) `. D% E) e/ |
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/ u0 ?8 u! N  k; V: c6 j
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
; L; P; Z! ?8 s$ m# f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* B7 c9 F& m( D' Q8 |- k; O' y
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* A. V9 X. @" u' h
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,1 ]' i, j/ b) X( R9 y6 V& w
性能有所改善,NMSE=-42.6dB(图4.8)。
/ j7 N+ |- u+ D7 F3 J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
' e1 T: y% i" }5 _4 T) f& ]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# Q; h# N' ?& E9 k" b1 H$ Q
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. R2 _) ]* H7 `0 O) }( [
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,
) W$ q# D# i* o1 J  n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
( p! q7 ?9 b6 i$ n0 [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。: g) N3 {; L+ K
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
: [. |0 h- ?; b' ~4 w: A0 k  b! i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
3 j+ V( ]5 }) Q# |0 u+ 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' L' V: x- B% M  p: g, Y2 \! ]: d
式”模型的阶数K=3 ,记忆深度M=5,此时NMSE=-45.05dB。
4 t" p% k7 o2 @/ B- b2) |; ?- o3 S  _( N; h" B3 v
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,
' F6 A' P; L& A( R0 U; o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+ @+ o- n6 g( d+ X% P2 u
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。
8 i  i: C: h4 v$ I) u. L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
* F5 V! p. v% e" G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
5 l8 g: L, S1 a4 |1 k8 ]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
( u% x( h& F- i$ B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$ I) H6 ?5 ~: W( `! I
学习结构图(图4.15),求得NMSE=-44.1dB、g  9.456。
* U) ]: a! N$ S2 \3 H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
. o5 @" q0 c5 P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2 h& F+ S' j3 j, P) s5 n
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/ X1 |# G; y2 [, x
ACPR=-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
: I# l% B6 f) _4 R: f5 x比分别为ACPR=-52.2dB、ACPR=-50.1dB。比较ACPR 可以直观的发现,采用8 ~( W1 {: G" Q$ {
预失真补偿的功率放大器的频谱泄露明显减小。
3 J4 O3 l6 o" ~5 @2 b
) X! N: I& Q( A( D; C, q

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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