分裂增强型Hammerstein模型的研究

提出一种带有附加失真路径的分裂增强型Hammerstein模型,使用无记忆多项式和有限冲激响应(FIR)滤波器分别构建该模型中的无记忆子系统和记忆效应子系统。利用飞思卡尔(Freescale)半导体晶体管MRF7S21170进行功放电路设计,从ADS中导出输入输出数据进行模型验证。仿真结果表明,提出的模型性能优于增强型Hammerstein模型,具有较高的精度,能够精确模拟功率放大器的特性,对射频功放行为建模的研究与发展具有重要的参考价值。     

宽带功率放大器PGSC建模方法及预失真研究

针对宽带功率放大器的强记忆效应特性,提出一种功放建模和数字预失真方法——PGSC模型。利用广义记忆多项式(GMP)、特定交叉项(SCT)及记忆时刻信号交叉项(CIMT)3个基函数来构造功放行为模型及数字预失真器,并搭建实际测试平台对模型的精度及线性化效果进行验证。测试结果表明,与PMEC方法相比,PGSC方法建模时的归一化均方误差减少了2.1 dB,数字预失真时输出信号的三阶邻信道功率比降低了4.94/2.03 dB;与GMP方法相比,PGSC方法仅利用73%的系数即可得到更高的模型精度和更好的线性化效果。     

面向TD-LTE通信系统的功放新模型

鉴于参数辨识过程简单的优点,记忆多项式模型已被广泛用于模拟功率放大器的行为。在记忆多项式功放模型的基础上,提出了一种面向TD-LTE通信系统的有理函数功放新模型。该模型通过基于两个记忆多项式模型的比率,在保证模拟小信号输入功放特性的同时还能够对大信号驱动下的功放行为进行准确预测,应用最小二乘法技术提取模型参数。利用NXP功放管设计Doherty功放电路,在ADS环境下导出强非线性输入输出信号数据实现模型性能验证。结果表明,提出的新模型性能优于传统的记忆多项式模型,具有更高精度,能够精确模拟功率放大器特性,对射频功放行为建模的研究与发展具有重要参考价值。     

一种高效的功放自适应预失真器设计

在对高功率放大器(HPA)进行自适应预失真过程中,为提高自适应算法运用的灵活性和自适应的收敛速率,解决幅度自适应预处理过程中对幅度过度压缩而影响功放输出功率和效率的问题,设计出一种高效的HPA自适应预失真器。该方案中幅度、相位预失真器相级联,对幅度预失真器采用间接自适应结构进行训练;相位预失真器直接对功放幅度-相位(AM-PM)特性进行辨识,然后取反得到,AM-PM特性辨识器同时又是相位预失真器,能够提高HPA自适应预失真过程中自适应算法运用的灵活性和自适应收敛速率;幅度预失真器基于正弦函数系模型,自适应预失真过程可以同时兼顾功放效率、输出功率和线性度3项重要指标。最后以M-QAM和双音信号为例进行仿真测试,验证了该方法的优势。     

F-OFDM系统的功率放大器非线性失真优化设计

针对滤波正交频分复用技术(F-OFDM)中功率放大器的非线性失真问题,设计一种基于反馈项的数字预失真联合波峰因子降低技术的新结构对功率放大器的非线性特性进行补偿.波峰因子降低技术采用部分传输序列和压扩变换的融合算法,最大限度的降低输入信号的峰均比,使功放的工作区域无限接近于饱和区.为优化联合结构提出基于反馈项的短期输出信息的多项式模型应用至数字预失真间接学习结构中.仿真结果表明,新结构能够真实的捕捉到功放的非线性特性和记忆效应,有效地减少带外频谱扩展和非线性失真,缓解功率放大器的幅值和相位失真.     

F-OFDM系统的功率放大器非线性失真优化设计

针对滤波正交频分复用技术(F-OFDM)中功率放大器的非线性失真问题,设计一种基于反馈项的数字预失真联合波峰因子降低技术的新结构对功率放大器的非线性特性进行补偿.波峰因子降低技术采用部分传输序列和压扩变换的融合算法,最大限度的降低输入信号的峰均比,使功放的工作区域无限接近于饱和区.为优化联合结构提出基于反馈项的短期输出信息的多项式模型应用至数字预失真间接学习结构中.仿真结果表明,新结构能够真实的捕捉到功放的非线性特性和记忆效应,有效地减少带外频谱扩展和非线性失真,缓解功率放大器的幅值和相位失真.     

基于负载牵引和记忆效应的X参数的功放建模

为了更加快速准确地描述带有记忆效应的射频功率放大器,基于传统的X参数模型,结合负载牵引和功放的记忆效应,提出一种新型X参数功放建模方法。新方案首先引入负载反射系数;然后利用双记忆路径模型提取出表征记忆效应的非线性函数替换核函数,采用幅度、负载反射系数与频率三变量作为输出信号的新型前馈（FF）结构建立X参数模型;最后采用阶跃信号代替原始的双音信号提取模型用以达到简化模型提取方法的目的,进而提高模型提取的可行性。经仿真测试CGH40045F功放的数据,利用提出的新型X参数建模方案对功放进行建模,仿真功放的相对误差与传统X参数模型、FF结构X参数模型、FB结构X参数模型相比,均有所减小;与FF结构模型和反馈（FB）结构模型相比,仿真时间分别减少了4.08 s和1.64 s。实验结果表明,该模型能够更加快速有效地拟合带有非线性记忆效应的射频功率放大器。     

新型功率放大器PLTC行为模型及预失真应用

为提高通信质量,针对功率放大器的记忆效应和动态非线性特征,提出一种新型的三箱PLTC ( parallel-LUT-TMP-CIMT)模型。该模型由查找表、三角记忆多项式和记忆时刻信号交叉项并联构成。 PLTC模型用于功率放大器的行为模型建模以及数字预失真的应用,使用16 QAM信号驱动一个强非线性Doherty功放来验证模型的性能,把PLTC模型应用在预失真中,经过PLTC预失真后,邻信道功率比减少大约22 dB。将PLTC模型与多项式MP模型、一般多项式GMP模型和LMEC模型这3种模型进行精度与计算系数复杂度的比较,结果表明,PLTC模型能够达到较好的精度,同时可以大幅降低计算系数。     

一种记忆功率放大器自适应线性化仿真

为了更好地实现有记忆功率放大器高效率而又高线性的工作.对两种常用的描述功率放大器的记忆效应和非线性特征的模型--W-H模型和记忆多项式模型进行了自适应线性化仿真,采用AM/AM和AM/PM失真特性对由于功放特性不理想而引起的放大信号的振幅畸变及相位偏移进行描述,运用自适应预失真处理方法,进行记忆预失真的模拟,并用误差矢量值(EVM)衡量这种自适应预失真方法的效果.仿真结果表明,文中的自适应预失真方法对上述两种记忆功放模型具有较好的线性化效果.     

基于神经网络的射频功放行为模型研究*

摘要：为了设计和优化高线性功率放大器,在系统级仿真中,构建功率放大器精确的行为模型是极为重要的。本文在ADS中基于飞思卡尔半导体芯片MRF5P21180进行功放电路设计,运用BP和RBF以及在这两种网络的基础上所提出的级联模型BP-RBF对从设计的功放中提取出的电压数据进行MATLAB拟合仿真,通过电压均方根误差（RMSE）大小的比较进行模型精确性的验证,训练次数多少及收敛时间长短进行模型训练速度的对比,最终得出BP-RBF较其他两种模型有更好的拟合功能,对于射频功放行为模型的研究具有重要的参考价值。     

一种最小二乘／奇异值分解算法

针对预失真技术中存在记忆非线性放大器预失真的问题,分析数字预失真器的结构和常用预失真器的识别算法,对经典最小二乘／奇异值分解（LS／SVD）算法进行改进,以较少资源获得较高性能。仿真结果表明,改进的LS／SVD算法能实现记忆非线性放大器的快速、高效线性化,提高记忆非线性放大器的性能。     

基于新型二维核函数动态X参数的功放建模

为了更准确地描述带有记忆效应的射频（RF）功放特性,基于传统的动态X参数模型,结合功放长期记忆效应以及短期记忆效应机理,提出一种新型动态X参数功放建模方法。新模型保留X参数模型的静态核函数,利用双记忆路径模型提取出表征记忆效应的非线性函数,替换动态核函数。采用输出信号为幅度与频率双变量的新型反馈（FB）结构,引入时变频率变量而简化动态核函数为二维核函数。使用MW6S010N设计功放并建模,由仿真可知,新模型在单音大信号及码分多址（CDMA）信号激励下,均能正确表征功放特性,归一化均方误差（NMSE）较静态X参数模型、传统动态X参数模型以及前馈（FF）结构X参数模型分别减少8.0 dB、6.3 dB、2.5 dB。结果表明该模型能够更加准确拟合带有非线性记忆效应功率放大器的特性。     

自适应加权全变分的低剂量CT统计迭代算法

针对低剂量计算机断层扫描（LDCT）重建图像时出现条形伪影和脉冲噪声的现象,提出一种自适应加权全变分的LDCT统计迭代重建算法。该算法克服了传统全变分（TV）算法在去除条形伪影的同时引入阶梯效应的缺点,把基于加权方差的加权因子与TV模型相结合提出自适应加权全变分模型,然后再把新模型应用到惩罚加权最小二乘（PWLS）重建算法中,这样就可以对图像的不同区域进行不同强度的去噪,从而取得噪声抑制和边缘保持的良好效果。采用Shepp-Logan模型和数字骨盆体模来验证算法的有效性,实验结果表明,所提算法的归一化均方距离和归一化平均绝对距离均比滤波反投影（FBP）、PWLS、惩罚加权最小二乘的中值先验（PWLS-MP）以及惩罚加权最小二乘的全变分（PWLS-TV）算法的值小,且可分别获得40.91 dB和42.25 dB的峰值信噪比。实验结果表明,该算法重建出的图像在有效去除条形伪影的同时对图像的边缘和细节起到很好的保护作用。     

用于自动语音识别系统的切换语音功率谱估计算法

针对语音识别系统在噪声环境下不能保持很好鲁棒性的问题,提出了一种切换语音功率谱估计算法。该算法假设语音的幅度谱服从Chi分布,提出了一种改进的基于最小均方误差（MMSE）的语音功率谱估计算法。然后,结合语音存在的概率（SPP）,推导出改进的基于语音存在概率的MMSE估计器。接下来,将改进的MSME估计器与传统的维纳滤波器结合。在噪声干扰比较大时,使用改进的MMSE估计器来估计纯净语音的功率谱,当噪声干扰较小时,改用传统的维纳滤波器以减少计算量,最终得到用于识别系统的切换语音功率谱估计算法。实验结果表明,所提算法相比传统的瑞利分布下的MMSE估计器在各种噪声的情况下识别率平均提高在8个百分点左右,在去除噪声干扰、提高识别系统鲁棒性的同时,减小了语音识别系统的功耗。     

A simplified adaptive sparse digital pre‐distorter for joint mitigation of frequency‐dependent transmitter impairments

The interplay between the unavoidable various nonlinearities of the direct conversion transmitter, such as local oscillator leakage, power amplifier (PA) nonlinearities, and in‐phase and quadrature (I/Q) branch imbalance, and so forth will degrade the communication system performance seriously. To overcome these nonlinear interactive effects, an accurate adaptive sparse behavioral model is proposed for the joint compensation of the transmitter impairments in this article. First, a three‐input nonlinear joint compensation model, which is composed of the nonlinear frequency‐dependent cross terms between the I and Q branches as well as the magnitudes of the input signal, is developed. Second, to prune the redundant terms and reduce the computational complexity of the full three‐input model, an efficient robust quasi‐newton–based adaptive greedy algorithm is developed. To verify the performance of the proposed method, the different imperfect transmitters based on single‐device GaN Class‐F PA and GaN Doherty PA are used for experimental verification and analysis. Experiment results show that the proposed method can efficiently construct a sparse joint compensation model with improved modeling and distortion mitigation capability than the reported I/Q imbalance model, where nonlinear distortion and I/Q imbalance characteristics in the transmitter can be almost completely removed.     

Analysis and improvement of PSRR in an envelope‐tracking power amplifier using a common‐drain amplifier topology

A common‐drain power amplifier (PA) for envelope tracking systems is presented. In envelope tracking, the main PA operates mostly in compression and the power supply rejection ratio (PSRR) is not high. Furthermore, the output noise of the supply modulator can be mixed with the RF signal and generates out‐of‐band emissions. In this article, instead of using a common‐source topology, the PSRR of the envelope tracking PA is inherently improved by utilizing a common‐drain topology. A comprehensive analysis shows that the common‐drain topology is less sensitive to the supply noise, as compared to the conventional common‐source topology. The proposed common‐drain PA is implemented using a discrete LDMOS PD20010‐E RF transistor. Measurement results show that the PSRR of the proposed common‐drain PA is improved by up to 7 dB as compared to that of the common‐source PA. For a two‐tone input with 10 MHz bandwidth at the center frequency of 700 MHz, the power added efficiency (PAE) and IM3 of the envelope tracking common‐drain PA are 20% and ? 28 dBc, respectively, at an average output power of 33.4 dBm. The amplifier also shows a 12.4 dB power gain. Moreover, by utilizing the envelope tracking, the PAE is improved by more than 5%.     

不完全量测下的水下纯方位系统目标跟踪算法

针对观测器探测概率小于1的不完全量测情况下的水下纯方位系统的目标跟踪问题,提出了不完全量测下的基于扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法。首先,建立不完全量测情况下的水下纯方位目标跟踪数学模型;其次,在数据出现不完全量测时,采用前一次的更新值对缺失数据进行弥补并完成滤波;最后,采用最优理论性能下界(CRLB)和均方根误差(RMSE)这两种评价准则对此算法进行评估。仿真实验结果表明:在不完全量测下的水下纯方位系统的目标跟踪问题中,所提出的基于扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法在保证预期跟踪精度的前提下,具有较高的实时性。     

Behavioral modeling for concurrent dual‐band power amplifiers using 2D hammerstein/wiener models

Behavioral modeling for the concurrent dual‐band power amplifier (PA) is a critical problem in practical applications. The nonlinear distortion in the concurrent dual‐band PA is quite different from that in the conventional single‐band PA. This article analyzes the nonlinearities in the concurrent dual‐band PA and reveals that both input signals in the dual bands are important for the behavioral modeling. The 2D Hammerstein model and 2D Wiener model are proposed for the first time for the concurrent dual‐band PA. They are extended versions of conventional Hammerstein and Wiener structures used in the single‐band PA by including the cross‐band intermodulation in the static nonlinearity block. The proposed 2D models require much less coefficients than the original work of the 2D‐DPD model. Experiments were carried out for an 880 MHz/1960 MHz concurrent dual‐band Doherty PA to demonstrate the effectiveness of the proposed models. The results clearly show that less than ?40 dB normalized mean square errors (NMSEs) are obtained in the dual bands in the behavioral modeling. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE 23: 646–654, 2013.     

数字化仪表着陆系统发射通道校准算法

在对仪表着陆系统（ILS）的数字化改造中,针对仪表着陆系统采用振幅式测角体制,对发射信号的幅度失真敏感的问题,提出了一种数字化仪表着陆系统发射通道校准算法。首先,建立了仪表着陆系统发射端的数学模型,仿真研究了发射通道非线性对仪表着陆系统测角性能的影响;其次,提出了一种在数字化仪表着陆系统发射机中引入反馈回路的发射机结构;最后,通过在基带利用最小均方（LMS）算法求解发射通道的逆模型,并利用该逆模型补偿发射通道的非线性失真,实现了发射通道的校准。仿真结果表明,该算法可以在噪声条件下快速估计出发射通道的逆模型,具有良好的校准性能。     

有线数字广播中高阶QAM信号的载波同步与均衡器设计

针对ITU-T J.83标准,结合有线数字广播的信道特征,提出一种适用于高阶QAM信号的载波同步与自适应均衡的联合设计方案。该方案在均衡部分采用常模数算法(CMA)和最小均方误差算法(LMS)的双模均衡算法。通过算法的切换达到快速收敛和降低均方误差(MSE)的目的;针对高阶QAM信号,载波同步环路首先选用极性判决算法,并采用带宽较大的环路滤波器系数,使环路能在短时间内进行大范围频偏捕获。然后调低环路滤波器系数,减小环路带宽,进而降低稳态抖动。环路最后切换到判决指示算法,使相位均方差降至最低。整个方案通过算法验证并在Altera Stratix Ⅱ系列EP2S130F1020C5型现场可编程门阵列(FPGA)上完成了布局布线。最高工作频率为90.47MHz。