基于平台验证的功率放大器数字预失真

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1、电子测量技术第３５卷第４期测试系统与模块化组件ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１２年４月基于平台验证的功率放大器数字预失真邱绕谋吴晓芳（厦门大学信息科学与技术学院厦门３６１００５）摘要：目前大部分数字预失真算法的研究都是基于计算机仿真，而没有在实际功率放大器上面验证，基于此用Ｒ＆Ｓ公司的矢量信号源和频谱分析仪搭建了一个通用的功率放大器数字预失真算法验证平台。介绍了所采用的数字预失真算法，给出该测试平台搭建过程，用平台验证数字预失真算法在实际功率放大器上的性能。通过平台测试表明，功率放大器

2、的邻道功率抑制比ＡＣＰＲ改善了１０ｄＢ以上，从而有效提高了功率放大器的线性度。关键词：数字预失真；功率放大器；平台验证中图分类号：ＴＮ９２文献标识码：ＡＤｉｇｉｔａｌｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｂａｓｅｄｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｖａｌｉｄａｔｉｏｎＱｉｕＲａｏｍｏｕＷｕＸｉａｏｆａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１００５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｍａｎｙｄｉｇｉｔａｌｐｒｅ－ｄｉｓ

3、ｔｏｒｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｎｏｔｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙａｃｔｕａｌｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ．ＳｏａｐｌａｔｆｏｒｍｕｓｅｄｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎＲ＆ＳｓｖｅｒｔｏｒｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒａｎｄＲ＆Ｓｓｓｉｇｎａｌａｎｄｓｐｅｃｒｕｍａｎａｌｙｚｅｒ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｕｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒｉｓ

4、ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｎａｄｅｔａｉｌｄｅｓｃｒｉｂｅｏｆｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｇｏｔ．Ａｔｌａｓｔａｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｂｕｉｌｔｏｎｔｈｉｓｐｌａｔｆｏｒｍ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＡＣＰＲｏｆｓｉｇｎａｌａｆｔｅｒＰＡｉｍｐｒｏｖｅｓｍｏｒｅｔｈａｎ１０ｄＢ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｓｄｅｇｒｅｅｏｆｌｉｎｅａｒｉｔｙｉｓｅｎｈａｎｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；ｐｏｗｅｒａｍ

5、ｐｌｉｆｉｅｒｓ；ｐｌａｔｆｏｒｍｖａｌｉｄａｔｉｏｎ法，查找表方法易于实现，但是存在收敛慢和量化失真问０引言题；基于模型的方法收敛速度快，但是存在结构复杂，辨识无线通信的快速发展面临着用户数量剧增和有限频谱算法复杂等问题。资源之间的矛盾。为了提高频谱效率，现代通信系统广泛Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数模型能精确表达非线性系统特性，然而采用非恒定包络调制方式和多载波传输，发射信号的峰均其实现复杂度，因此Ｗｉｅｎｅｒ模型、Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ模型以及比［１］ＰＡＰＲ（ｐｅａｋｔｏａｖｅｒａｇｅｐｏｗｅｒｒａｔｉｏ）很高，导致功放更

6、记忆多项式模型分别作为Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数模型的一种简化被容易产生非线性失真［２］。提出，这些模型有效的减少了系数的数量，同时预失真求逆［３］功率放大器制约整个通信系统性能，它的非线性失过程也相应地得到简化。式（１）为记忆多项式简化模型［６］真会导致带外频谱扩展，产生邻道干扰；并且产生带内信号的表达式：［４］失真。在宽带通信中功率放大器的记忆效应将不能忽ＫＭｋ－１（１）略，使功放输出频谱不对称。利用功放的线性化技术可以ｙ（ｋ）＝∑∑ｈｋｍｚ（ｋ－ｍ）｜ｚ（ｋ－ｍ）｜ｋ＝１，ｏｄｄｍ＝０解决上述问题。在现有的各种功放线性化

7、技术中，数字预式中：Ｋ代表预失真模型的非线性阶数，Ｍ代表记忆深度。失真ＤＰＤ（ｄｉｇｉｔａｌｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）技术结合了实用性、经济性预失真器的自适应更新采用间接学习结构，如图１所示。与稳定性成为功率放大器线性化的首要选择。间接学习结构好处在于结构简单，预失真器与自适应学习器具有完全相同的结构，不需要先辨识出放大器的模型就１数字预失真算法可以直接辨识出预失真器的模型参数。数字预失真通常有基于查找表［５］和基于模型２类方本文于２０１２年３月收到。·１０２·邱绕谋等：基于平台验证的功率放大器数字预失真第４期图１间接

8、学习预失真结构图２功率放大器Ｒ＆Ｓ仪器测试平台期望线性增益Ｇ取１ｄＢ压缩点最大增益［７］。放大器的３数字预失真仿真与平台测试输出采样ｙ（ｎ）经尺度变换后作为自适应学习器的输入，学习器的输出＾ｚ（ｎ）与放大器的输入采样ｚ（ｎ）进行比较，误差由于功率放大器的非线性主要由３阶和５阶互调失真ｅ（ｎ）＝ｚ（ｎ）－＾ｚ（ｎ）用于