记忆功放的预失真线性化方案

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1、第３５卷第５期南昌大学学报（理科版）Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．５２０１１年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｏｃｔ．２０１１文章编号：１００６－０４６４（２０１１）０５－０４９０－０５记忆功放的预失真线性化方案赵庆敏，万亮（南昌大学信息工程学院，江西南昌３３００３１）摘要：在多载波宽带发射机中，射频功放存在固有的非线性特性与记忆效应在功放输出产生了ＡＭ／ＡＭ与ＡＭ／ＰＭ失真，进而带来了频谱扩展与带内失真问题，严重影响了通信质量。为了能同时补偿功放的非线性失真与记忆效应，构建了基于间接学习结构的预失真系统，并结合ＬＳ

2、算法辨识预失真器的参数。仿真结果表明该预失真系统能很好地补偿功放的非线性失真及记忆效应失真，提高了功放的线性度与效率。关键词：功率放大器；记忆效应；预失真；间接学习结构中图分类号：ＴＮ９２文献标志码：Ａ［８－１０］为了提高频谱利用率，现代无线通信系统中广项式预失真器形式。文献［１１］采用非线性抽泛采用了非恒包络的线性调制方式和多载波技术。头延时多项式模型的预失真器，并采用基于ＱＲ分在无线通信系统中，功率效率和频谱效率是一对迫解的ＲＬＳ算法计算预失真器的系数。Ｖｏｌｔｅｒｒａ级切需要解决的矛盾，而功放的线性化技术是解决功数，Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ模型，神经网络等可以

3、用于表示放效率和频谱效率矛盾的关键。功率放大器的线性记忆非线性特点的数学形式，都被用于记忆预失真化技术是目前克服功率放大器非线性影响的主流方器的研究［１２］。近年来基于神经网络的自适应预失［１］案。在宽带应用时，功放的特性随着工作频率的真器得到一定的发展，但是神经网络预失真器计算不同而变化。这种功放的非线性特性带宽依赖现象［１３］复杂，精度不够高，实现困难。有记忆预失真技称为记忆效应，因此，这种情况下的功率放大器是存术研究不够深入，因此需要针对有记忆功放系统研［２］在记忆效应的。在宽带应用时，功放的记忆效应［１４－１５］究记忆预失真技术。显著，其ＡＭ／ＡＭ、ＡＭ／

4、ＰＭ特性曲线都呈发散状态，随着信号带宽的增加，功放的记忆效应会显著增１功放的记忆效应［３，５］强。数字预失真是一种有广阔发展前景的功放记忆效应在时域上指功放当前时刻的输出信号线性化技术，它与放大器的模型有着十分密切的关不仅与当前时刻的输入信号有关，而且还与之前时系。数字预失真技术指在功放之前插入同功放相反刻的输入信号有关，在频域上指放大器的幅度和相特性的预失真器，使得预失真器和功放级联后的系位特性依赖于输入信号的包络频率，随着包络频率［４］统总体呈现线性特性。早期的数字预失真技术多变化而变化。功放记忆效应主要表现在两个方面：采用查询表方式，但随着传输信号带宽的不断

5、增加，一是功放ＡＭ／ＡＭ和ＡＭ／ＰＭ失真特性曲线呈现功放的记忆效应显著增加，使得查询表不能准确表模糊或发散的现象（图１）；二是双音测试时，功放输示宽带功放的记忆非线性特性。在宽带应用时，若出信号的频谱出现上下边带不对称的现象（图２）。仍然沿用无记忆预失真技术，则线性化效果急剧下［５］图１显示了放大器的ＡＭ／ＡＭ，ＡＭ／ＰＭ特性降。近年来各种记忆查找表预失真方法层出不［６－７］曲线呈现发散状态。图２显示双音测试输出信号的穷。文献［６］提出了一种简化的滤波查询表预失真方法，该方法由一个无记忆预失真器系统串联一个自适应滤波器子系统构成，能有效解决放大器带来的失真问题。查

6、找表方法是目前数字预失真技术的主流，但存在收敛速度慢的不足。因为查询表难以表示记忆非线性特性，所以人们倾向于记忆多收稿日期：２０１０－１０－２０。作者简介：赵庆敏（１９６４－），女，副教授。第５期赵庆敏等：记忆功放的预失真线性化方案·４９１·图４数字预失真的基本原理为便于分析，设功率放大器特性用三阶多项式模型描述：２３（１）ｙ＝ｂ１ｘｐ＋ｂ２ｘｐ＋ｂ３ｘｐ式（１）中：ｂ１，ｂ２，ｂ３为功放模型参数，为已知参数。频谱出现了奇阶互调分量，其中三阶，五阶互调上下预失真器特性也用三阶多项式模型描述：２３（２）边频出现明显的不对称性。ｘｐ＝ａ１ｘ＋ａ２ｘ＋ａ３ｘ图３显示宽带

7、信号激励下，功放的增益曲线呈式（２）中：ａ１，ａ２，ａ３为预失真器参数，为待求参数。现明显的离散状态。将式（２）代入式（１）得到式（３）：２）ｘ２ｙ＝ｂ１ａ１ｘ＋（ｂ１ａ２＋ｂ２ａ１＋（ｂ１ａ３＋２ｂ２ａ１ａ２３）ｘ３（３）＋ｂ３ａ１如果预失真器收敛，功放输入输出呈线性关系，即有：ｂ１ａ１＝Ｇ烄２（４）烅ｂ１ａ２＋ｂ２ａ１＝０３烆ｂ１ａ３＋２ｂ１ａ１ａ２＋ｂ３ａ１＝０求解式（４），得到预失真器参数为：输入信号功率／ｄＢｍ烄ａ１＝Ｇｂ１图３宽带信号激励下功放增益特性曲线２ｂ２Ｇａ２＝－（５）图１～图３表明功放在宽带应用时存在明显的烅ｂ３１非线性失真及记忆效应。下面内

8、容将构建预