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《基于查詢表數(shù)字基帶預失真算法探究和改進》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、基于查詢表數(shù)字基帶預失真算法探究和改進 摘要功率放大引起的非線性失真可以通過數(shù)字預失真技術(shù)進行補償，在基于查詢表的數(shù)字基帶預失真算法研究中，可以通過二元函數(shù)微分法對非線性的輸入和誤差函數(shù)進行近似的線性表達，從而降低了運算的復雜度并提升了收斂效果?！娟P(guān)鍵詞】非線性失真查詢表數(shù)字預失真1引言隨著數(shù)字電視進入千家萬戶，QAM調(diào)制解調(diào)中由于功率放大引起的非線性失真現(xiàn)象得到了越來越多的重視，是當前系統(tǒng)線性化技術(shù)的重要課題之一。運用數(shù)字預失真技術(shù)可以有效彌補QAM調(diào)制器內(nèi)部對MER造成的影響，解決了信號在相位和幅度上的失真。目前在數(shù)字基帶預失真（Digit
2、alPre-distortion，DPD）構(gòu)架中可以使用查詢表（LUT）方式，采用自適應反饋技術(shù)，對基帶信號進行預擾動，實現(xiàn)系統(tǒng)的線性化特性。本文提出了一種改進的自適應查詢表算法進行預失真，主要解決算法的復雜度和自適應收斂速度慢等問題。2系統(tǒng)模型和改進算法2.1數(shù)字預失真基本原理5預失真技術(shù)通過在放大器前插入與其幅度和相位特性相反的預失真器，來校正放大器的非線性失真。信號預先人工地產(chǎn)生了擴展的非線性失真，通過功率放大器的壓縮實現(xiàn)功率放大器的線性化目標。預失真器可以放置在不同的位置，根據(jù)位置的不同可以分為三種，分別是射頻預失真技術(shù)、中頻預失真技術(shù)、
3、基帶預失真技術(shù)，本文主要談論基帶預失真技術(shù)?；鶐ьA失真技術(shù)主要在低頻區(qū)域?qū)π盘栠M行處理，非常適合于數(shù)字信號處理技術(shù)的運用，且使用范圍較廣，可采用增大量化階數(shù)和增加采樣率來抵消高階互調(diào)失真現(xiàn)象。但放大器對信號幅度壓縮和相位的偏移不僅僅是輸入信號功率的即時函數(shù)，還一定程度上取決于上一個短暫的歷史包絡電平，所以存在著一定的記憶效應，這一點在實現(xiàn)時必須加以考慮。2.2基于查詢表的系統(tǒng)模型基于查詢表的非線性系統(tǒng)預失真技術(shù)[2]是通過把輸入功率與復增益預調(diào)整值一一對應存儲在RAM表匯總，當系統(tǒng)進行線性化預失真處理時，可以把輸入信號作為索引指標，找到對應的復增
4、益預調(diào)整值，并把該值輸出給后繼電路，實現(xiàn)系統(tǒng)的線性化。在本文中采用復增益形式的預失真器來對查詢表法進行改進。其中自適應的收斂目標函數(shù)為：（式1）5式中為非線性功放傳輸特性，為預失真器的傳輸特性。為達到目標函數(shù)要求，必須使：（式2）式中，（式3）是功率放大器輸出函數(shù)的自變量，也代表預失真表中第n個存儲單元值。在求解的過程中，可以采用二分法和線性迭代結(jié)合的自適應算法求解比較理想，可以在確定目標解的大致范圍后使用收斂因子跟蹤精確解，獲得穩(wěn)定且性能良好的預失真器。2.3改進的查詢表算法假設基帶信號的輸入為，預失真后的輸出為經(jīng)過功放的輸出為聯(lián)立式5和式6，
5、輸出對一個N維的表格，把輸入信號幅度歸一化后在分為N個區(qū)間，把增益系數(shù)和相移系數(shù)都儲存在每個區(qū)間里，預失真的增益函數(shù)為：對調(diào)制信號進行幅度和相移調(diào)整后的輸出可表示為：則功放在查詢表里的誤差函數(shù)可表示為：其中是數(shù)學期望函數(shù)，是輸入信號幅度的包絡概率密度函數(shù)（pdf）。5通過IMD可以有效說明系統(tǒng)的非線性程度和預失真的效果，從式11可以看出，IMD主要受到非線性傳輸函數(shù)、輸入信號的pdf、表格的存儲間隔等影響，可以把IMD作為一個無約束的優(yōu)化問題來看待，表示如下：為了實現(xiàn)優(yōu)化目標，可以采用的方法很多，如柯西—牛頓算法、線性查找法、割線法等，這些方法都
6、存在運算復雜和迭代次數(shù)過多等缺點。綜合考慮運算復雜度和收斂速度兩個指標，可以采取二元函數(shù)微分法近似誤差函數(shù)，式中和為理想預失真與實際預失真之間的幅度和相位差值。通過公式13可以使誤差函數(shù)從非線性轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)，減少了求導次數(shù)，大大降低了運算的復雜度，取得較好地運算速度。3實驗仿真及結(jié)果分析為了檢驗改進的基于查詢表的基帶數(shù)字預失真算法，采用MATLAB工具進行了對比仿真試驗。采用16QAM調(diào)制信號配合高斯白噪（AMGN）信道，分別采取割線法和改進的LUT預失真法進行數(shù)字預失真處理，計算得到兩種方法的均方誤差（MSE），畫出曲線圖如圖所示：5可以清楚
7、看到改進的LUT方法的收斂速度要快于割線法，在迭代次數(shù)處于2到8時，兩者的收斂誤差值差距明顯。通過實驗對比，改進的查詢表方法使得預失真的誤差得到有效提高，收斂速度和效果有所提升。4總結(jié)本文提出了一種改進的查詢法自適應數(shù)字預失真方法，通過采用二元函數(shù)微分近似地思路，對輸出函數(shù)和誤差函數(shù)進行了線性近似處理，大大降低了功放的IMD和運算的復雜度，提高了收斂效果，為優(yōu)化預失真系統(tǒng)提供了參考方向。參考文獻[1]張小梅，胡方明，任愛鋒.基于數(shù)字預失真技術(shù)的功放線性化研究[J].計算機仿真，2012（7）.[2]楊俊.基于查找表的數(shù)字預失真算法研究及系統(tǒng)仿真[
8、D].云南大學，2010.[3]汪琳娜.數(shù)字預失真QAM調(diào)制下的MER研究[J].科技風，2013（7）.作者簡介1.楊新，男，碩士學位
