研究动态本文的主要内容第二章功率放大器非线性理论功率放大器非线性功放的静态非线性功放的动态非线性压缩点功率放大器的失真谐波失真特性互调失真特性交调失真特性测量功放失真的指标本章小结第三章功率放大器模型分析功率放大器行为模型无记忆模型模型模型无记忆多项式模型记忆模型模型记忆多项式模型目录广义多项式模型和并联模型和并联模型模型复值神经网络模型分段模型建模理论基础静态非线性建模建模仿真实例模型参数辨识算法模型系列参数辨识复值神经网络模型参数辨识功放模型仿真实例模型在不同非线性阶数和记忆深度下建模性能测试不同功放模型建模测试不同功放模型建模测试不同功放模型建模测试本章小结第四章功率放大器数字预失真削峰削峰技术简介削峰技术方案削峰算法实例数字预失真方案数字预失真基本原理数字预失真系统框图预失真器的学习结构数字预失真实现方案数字预失真仿真实例级联削峰处理的预失真测试信号预失真测试双载波信号预失真测试目录数字预失真平台测试离线测试平台简介实际功放测试本章小结第五章双频带功率放大器非线性和行为模型载波聚合简介载波聚合的模式载波聚合发射系统拓扑结构双章功率放大器数字预失真削峰削峰技术简介削峰技术方案削峰算法实例数字预失真方案数字预失真基本原理数字预失真系统框图预失真器的学习结构数字预失真实现方案数字预失真仿真实例级联削峰处理的预失真测试法模型系列参数辨识复值神经网络模型参数辨识功放模型仿真实例模型在不同非线性阶数和记忆深度下建模性能测试不同功放模型建模测试不同功放模型建模测试不同功放模型建模测试本章小结第四和并联模型和并联模型模型复值神经网络模型分段模型建模理论基础静态非线性建模建模仿真实例模型参数辨识算本章小结第三章功率放大器模型分析功率放大器行为模型无记忆模型模型模型无记忆多项式模型记忆模型模型记忆多项式模型目录广义多项式模型研究动态本文的主要内容第二章功率放大器非线性理论功率放大器非线性功放的静态非线性功放的动态非线性压缩点功率放大器的失真谐波失真特性互调失真特性交调失真特性测量功放失真的指标,目录目录第章绪论功率放大器建模和数字预失真的课题背景和研究意义功率放大器建模和数字预失真的,目录目录第章绪论功率放大器建模和数字预失真的课题背景和研究意义功率放大器建模和数字预失真的研究动态本文的主要内容第二章功率放大器非线性理论功率放大器非线性功放的静态非线性功放的动态非线性压缩点功率放大器的失真谐波失真特性互调失真特性交调失真特性测量功放失真的指标本章小结第三章功率放大器模型分析功率放大器行为模型无记忆模型模型模型无记忆多项式模型记忆模型模型记忆多项式模型目录广义多项式模型和并联模型和并联模型模型复值神经网络模型分段模型建模理论基础静态非线性建模建模仿真实例模型参数辨识算法模型系列参数辨识复值神经网络模型参数辨识功放模型仿真实例模型在不同非线性阶数和记忆深度下建模性能测试不同功放模型建模测试不同功放模型建模测试不同功放模型建模测试本章小结第四章功率放大器数字预失真削峰削峰技术简介削峰技术方案削峰算法实例数字预失真方案数字预失真基本原理数字预失真系统框图预失真器的学习结构数字预失真实现方案数字预失真仿真实例级联削峰处理的预失真测试信号预失真测试双载波信号预失真测试目录数字预失真平台测试离线测试平台简介实际功放测试本章小结第五章双频带功率放大器非线性和行为模型载波聚合简介载波聚合的模式载波聚合发射系统拓扑结构双频带功率放大器的非线性和行为模型双频带功放的系统结构双频带功放非线性失真双频带模型建模双频带模型建模基于反馈迭代的双带预失真双频带功放预失真结构反馈迭代法求逆实验平台测试双频带测试平台简介信号双频带建模信号双频带预失真本章小结第六章结论与展望致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果第章绪论第章绪论功率放大器建模和数字预失真的课题背景和研究意义随着移动通信系统的构建和商用，无线通信系统历经了重大变革，从到,移动通信标准在不断演进，数据传输率从提升到，业务范围也从致力于全球语音通话到提供多媒体通讯和多网融合等服务。射频功率放大器在每代移动通信系统中都是非放大器的建模，可以将这些电记忆效应和热记忆效应统称记忆效应。如图所示，当采用宽带信号激励非线性记忆功放时，记忆功放的动态非线性曲线和曲线表现出明显的发散性，输出和输入已经不是映射的关系，而是与历史输入有关。曲线曲线图记忆功放的动态非线性曲线和曲线压缩点为了对功率放大器的非线性特征进行定量分析，如图上表征了些常用的参考点，例如压缩点，平均输入功率点，饱和点其中是指功率放大器的输出功率比理想的线性增益低的位置。为了高效率利用功放，功率回退会依据饱和点对应的输入功率和激励信号值来操作，回退电子科技大学硕士学位论文值般是信号的值。因为功放的输出大部分是在饱和区附近，线性度会很差，此时可以结合预失真来优化系统线性指标。图功率放大器的非线性指标功率放大器的失真谐波失真特性谐波失真是非线性系统的个显著特征，其输出信号中会包含激励信号以及激励信号的倍频信号，倍频信号也就是谐波信号。通常情况下，非线性系统的输入输出可以用幂级数多项式表征式中，是系统的输入，是系统的输出，是各项的系数。假设输入信号是单音信号，令，输出表达式为从式子中分析出，输出信号含直流分量，基波，二次和三次谐波成分，直流分量可以通过隔直电容滤除，因为谐波信号般远离有用信号的频带，可用利用滤波器滤除。但由于移动通信中各个频段相互间隔很近，发射系统中产生谐波信号，将会严重干扰其他频段的通信，因此谐波作为非线性成分的类，是要考虑在内的。仿真模拟单音信号经过式后的输出，如图所示对比可以看出输出信号频谱中零频，二倍频以及三倍频处产生了新的频率分量。第二章功率放大器非线性理论输入信号频谱输出信号频谱图单音信号的谐波失真频谱对比互调失真特性通过对单音信号经过非线性系统后频谱的简单分析，可以了解到谐波失真对输出信号的影响。而当输入信号为双音信号或多音信号时候，输出信号中就不仅仅只有频率的谐波成分，而会产生两个频率的信号各种组合后的信号，由此产生的影响称之为互调失真。它们对系统产生的干扰称之为互调干扰。互调干扰分量，特别是三阶互调量，靠近有用信号，对发射机系统或者接收机系统造成严重的信号失真。假设输入是双音信号，同样代入非线性幂级数多项式中，为简化数学处理，令，输出表达式为将上式展开并整理，其中第二项可以展开为其中第三项可以展开为电子科技大学硕士学位论文综合三项的输出分析可得，输出项中新增了直流分量二次谐波三次谐波以及频率组合为的互调分量，其中频率组合为三阶互调分量离基频信号和最近，不容易被滤波器滤掉，因此要采用其他方法降低它的影响，否则这将严重影响带内信号质量。仿真双音信号的互调失真，归化输入频率为和，如图所示，观察到输出频谱中从到,每间隔都会有个频率分量，这也和理论分析刚好吻合。输入信号频谱输出信号频谱图双音信号的互调失真频谱对比交调失真特性非线性电路中，基带调制信号对载波的调制部分转移到另个信号的过程称为交叉调制。交叉调制会产生新的调制频率分量。假设输入是，其中为调制信号，和为载波，为载波幅度，同样代入非线性幂级数多项式中，为简化数学处理，令，得到交叉调制项为从上式可以看出，输出信号中产生了调制信号和载波信号的新调制分量。仿真交叉调制失真，其中归化输入频率为和,令幅度调制的直流偏量为零，即输入为。如图所示，可以发现交叉调制的影响使调制信号上下边带变得不平衡，同时也在处产生了新的调制信号。第二章功率放大器非线性理论输入信号频谱输出信号频谱图单音信号的交叉调制失真频谱对比测量功放失真的指标双音信号的三阶互调失真定义为三阶互调产物功率和主信号功率之比。对于当前和演进中的信号制式和等的测量不足以表征宽带信号的失真程度。因此使用邻道功率比，来衡量宽带非线性系统中信号传输对邻近信道干扰的程度，定义为相邻或者相隔信道指定带宽信号与带内信号功率的比值。信号带宽大小和信道位置要根据实际信号的标准来取值，如下表表各信号的测量带宽和位置信号制式类型主信道测量带宽邻信道测量位置频率偏移邻信道测量带宽隔信道测量位置频率偏移隔信道测量带宽图是的频谱图，按照上表所示的标准，邻道功率比就是或中虚线区域频带内的功率与频带中虚线部分的功率之比。隔道功率比就是或中虚线区域频带内的功率与频带中虚线区电子科技大学硕士学位论文域的功率之比。其数学公式为其中是信号的功率，计算有效带宽内的功率值。为测量频移。图信号的测量示意图误差矢量幅度，是用来衡量发射机性能和调制精度的测量指标。标准定义的为“误差矢量信号平均功率和理想参考信号平均功率比值的均方根”。其中，误差矢量是指在理想参考信号和实际信号的矢量差值。相位误差幅度误差误差矢量参考信号测量信号图测量信号和参考信号的误差第二章功率放大器非线性理论图给出了误差矢量信号的示意图测量时，参考信号和实际信号要先经过带宽为,滚降系数的升余弦滤波器，然后再选频相位和幅度调整同步等操作使误差矢量最小。的数学表达式为式中，是参考信号，是测量信号。实际通信系统中，有线和无线信道会对调制信号产生影响，造成恶化，主要的因素有直流偏移幅度相位不平衡和噪声干扰等。特别等非恒定包络调制信号采用多种数字调制方式如对信号精度要求很高，例如标准中对物理下行共享信道在不同调制方式下信号的指标限制要求如下表格表不同调制信号的传输指标调制方式归化均方误差，测量同信号源激励下模型输出的信号和实际系统输出的信号误差值。用来描述信号失真的程度，可以作为衡量功率放大器模型建模精确度的个指标。其中为实际测量信号数据，为模型输出信号数据。为确保功率放大器工作在线性区域，要对功率放大器的输入功率进行功率回退，而回退值的大小是要参考信号的峰值平均功率比。定义为信号的峰值功率和平均功率的比值，而互补累计分布函数是从统计特性上对值做了步的描述，它定义为多载波传输系统中信号的值超过门限值的电子科技大学专业学位硕士学位论文论文题目功率放大器行为模型研究专业学位类别工程硕士学号作者姓名李永松指导教师陈客松副教授分类号密级注学位论文功率放大器行为模型研究题名和副题名李永松作者姓名指导教师陈客