论文部分内容阅读
近十年来随着无线通信技术的高速发展,宽带无线通信已经是无线通信发展的必然趋势,更高通信容量的第三代无线通信(3rd generation,3G)与第四代无线通信(4th generation,4G)已经广泛应用,诸如多输入多输出(Multi Input Multi Outpu,MIMO)、正交频分复用等新的技术业已广泛地应用在了无线通信的各个领域。而作为无线通信系统中必不可少的模块的高频功率放大器(High Power Amplifier,HPA),在面对更大带宽、更高的峰均比的信号的情况下,其固有的非线性性和记忆性等特点严重的影响了通信的质量,导致频谱扩展、带内信号失真。如何有效提高、改善HPA的线性化也成为了研究热点。传统的功放线性化技术如前馈法、功率回退法和中频预失真法等有着难以实现、难以调节、应用不灵活和自适应特性差等缺点,而近年数字预失真技术(Digital Pre-distortion,DPD)由于其应用在基带,使用灵活且自适应能力强、成本低等特点则成为了研究的热点。本文在介绍数字预失真技术的工作原理的基础上,以记忆多项式模型为数学模型对数字预失真系统进行建模和仿真,并利用自适应滤波算法对模型进行辨识与参数提取。在满足数字预失真系统的功能需求和评估资源消耗量的基础上,设计硬件并在硬件上实现,最终结合计算机图形界面与硬件系统对数字预失真系统进行测试与验证。首先,在MATLAB中按照功率放大器的行为模型建立数学模型,并结合间接学习结构和最小均方法(Least Mean Square,LMS)、递归最小二乘法(Recursive Least Square,RLS)、最小二乘法(Least Square,LS)多种自适应滤波技术对模型进行辨识与结果分析。随后,根据系统仿真的结果分析资源消耗情况,结合数字预失真系统整体需求设计硬件并调试硬件系统,在硬件上利用Xilinx EDK的开发方法实现数字预失真器,在Power PC处理器中实现自适应滤波算法并与上位机进行通信。最终,结合上位机界面的控制与监视功能,针对三载波WCDMA信号对FPGA内数字功放进行测试与分析,评估算法效果。