移动通信系统中数字预失真技术的研究与实现

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1、申请上海交通大学硕士学位论文移动通信系统中数字预失真技术的研究与实现学校：上海交通大学院系：电子信息与电气工程学院班级：B1003494班学号：1100349165硕士生：彭彪专业：电子与通信工程导师：归琳上海交通大学电子信息与电气工程学院2012年12月万方数据ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHANDIMPLEMENTATIONONDIGITALPREDISTORTIONTECHNOLOGYINMOBILECOMMUNICATIONAuthor:BiaoPengSpeci

2、alty:ElectronicandcommunicationengineeringAdvisor:Prof.LinGuiSchoolofElectronicsandElectricEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaDecember,2012万方数据万方数据万方数据摘要移动通信系统中数字预失真技术的研究与实现摘要移动通信系统为了达到较高的频谱利用率，往往会使用非恒定包络的调制方式，如M-QAM、QPSK、OFDM等等。这些调制方式会导致信号峰均比(PAPR)变大，这给射频段的功率放大器(PA)带来了很大的压力。当功放输

3、入信号的幅度超过其线性工作区时，功放将进入饱和区，此时输出信号会产生非线性失真。这种非线性失真会带来误码率的增加。同时非线性失真还会导致频谱能量泄露到临近信道，对临近信道产生干扰。随着通信系统带宽的不断增加，功放本身的记忆效应也会变得越来越明显，甚至对信号的影响会超过它本身的非线性作用。因此功放的线性化和预失真技术受到了越来越多的关注和研究，从传统的功放线性化技术到数字预失真技术，人们已经研究出了许多方案来解决功放的线性化问题。随着数字信号处理(DSP)技术和器件的发展，数字预失真技术因其简单可靠，花费小，易于实现，效果好等特点成为了当前一种十分主流的功放线性化技术。它的主要原理是通过在数字部

4、分加入一块非线性模块来抵消功放本身的非线性特性，从而达到线性化功放的目的。本文对数字预失真技术中的几个关键性问题进行了研究。我们首先对已存的相关算法进行了总结，并利用实际的功放输入输出进行了仿真。在此基础上我们提出了相应的改进算法，并对其中一种预失真算法进行了FPGA代码的逻辑设计和仿真。我们的主要工作集中于数字预失真技术中的三个关键问题，即环路第I页万方数据摘要大延时的估算、功率放大器的行为建模以及预失真系统的构建。随着通信系统带宽的不断增加，功放本身的记忆效应也会变得越来越明显，甚至对信号的影响会超过它本身的非线性作用。因此针对强记忆效应的功放数字预失真研究将会变得十分有价值。关键词：PA

5、，非线性失真，数字预失真，记忆效应，FPGA第II页万方数据ABSTRACTRESEARCHANDIMPLEMENTATIONONDIGITALPREDISTORTIONINMOBILECOMMUNICATIONABSTRACTInordertoachievehighspectrumefficiency,non-constantenvelopemodulationschemes,suchasM-QAM,QPSKandOFDMareoftenusedinmobilecommunicationsystems.ThisleadstothehighPeaktoAveragePowerRatiochar

6、acteristicofthesignal.PoweramplifierisverysensitivetothePAPRcharacteristic.WeknowthatwhentheamplitudeoftheinputsignalexceedsPA’slinearworkingregion,itwillenterthesaturationregion.Thiswillgeneratenonlineardistortion.Whichwillresultintersymbolinterferenceandadjacentchannelinterference.Asthebandwidthgo

7、eswider,PA’smemoryeffectbecomesmoreandmoreobvious.ThedistortioncausedbymemoryeffectmayevenexceedwhichcausedbyPA’nonlinearity.Alotofachievementshavebeenmadeonresearchoflinearizationtechnology.Andanumbe