功放的数字基带预失真技术研究

     摘　要:在射频通信中,大功率放大器是无线通信系统中的必要组成部分,它的非线性失真除了会造成信号带外的频谱扩展,引起临道干扰外,还会造成带内信号失真,提高误码率。因此,如何克服功放的非线性就成了通信领域的一个重要课题和研究热点。本文采用基于查找表的自适应算法,设计了自适应数字基带预失真器并进行了仿真和综合。结果表明自适应数字基带预失真方法可有效地提高功放线性度,从而提高系统性能。

　　在无线通信系统中,为达到发射要求,信号需具有较高的功率,因此需要通过高功率放大器对射频信号进行放大,以得到高的信号功率,为提高射频功放的功率,功放往往工作在非线性状态,会出现非线形失真。

　　功率放大器具有幅度/ 幅度和幅度/ 相位失真特性,这种非线性产生的失真严重地影响了通信的质量,当今移动通信系统中,为了增加传输速率和信道容量,采用了复杂的具有高频谱利用率的数字调制格式。采用这些数字调制格式,信号包络的变化产生了记忆效应,这种记忆效应引入了更大的带外扩散,增加邻道干扰,同时也产生了带内失真。因此,误比特率更加严重。在设计射频功放时,除了满足功放输出功率的要求外,效率和线性度是必须考虑的两个因素,但功放的效率和线性度是相互对立的。

　　改善射频功率放大器线性度的线性化技术中预失真技术具有稳定、高效、宽带宽与自适应等优势。数字预失真技术采用了DSP 技术,提供了更好的互调失真压缩,性能更优。数字基带预失真在基带进行信号处理,不依赖于系统的工作频率自适应技术能够容易地应用到数字预失真结构中。

　　1 　数字基带预失真技术

　　近年来随着数字信号处理器(DSP) 技术飞速发展,体积小、高速、低功耗的DSP 不断涌现,数字基带自适应预失真技术发展得到了有力的硬件环境的支持,数字基带预失真技术应用范围越来越广。它也是通过在放大器前构造功放非线性失真的逆特性来达到线性化的目的,并通过系统输出与期望响应的差值来自适应更新逆模型的参数来补偿放大器的非线性漂移,锁定不同功放的传递特性。

　　在预失真调整阶段,无线信号经星座点映射,再经脉冲整形滤波、过采样等处理后,产生预失真器的输入信号:同相正交的数据组In 、Qn ,经过预失真校正后,预失真器输出数据为^I n 、^Qn ,该调整过的数据经历D/ A 转换、调制、放大后送到天线进行传输;在自适应阶段,取功率放大器的输出信号经过解调,然后进行采样,再将其与输入信号相比较,并采用一定的自适应算法,用于预失真器的自适应调整,确定对下数据的“预失真校正程度”。这就是比较完整的工作过程。

图1 　预失真原理图

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