5G宽带功放线性化平台开发与验证

本文完成了基于5G宽带功放线性化平台的在线数字预失真模型测试和实时预失真器验证的功能开发,两种模式可以随时进行切换.该方案抛弃了传统的PC加仪器的测试方式,可在线高效的迭代测试.实时预失真器验证功能是在FPGA中加入一种实时数字预失真硬件结构.我们使用记忆多项式(MP)、分解向量旋转(DVR)和广义记忆多项式(GMP)...     

基于DSP和FPGA的短波功放数字预失真算法实现

介绍了宽带跳频短波电台中功率放大器的线性化技术。针对短波通信中功率放大器的多载波宽带信号失真特性,提出基于二维复数增益补偿的查找表模型数字预失真线性化方案,并且通过TI公司的DSP(TMS320C6455)与Altera公司的FPGA(Cyclone EP4CGX150CF2317)混合平台实现短波功放数字预失真算法及整个环路的实时自适应系统。实验结果表明该方案改善短波功放输出信号的邻道功率比(ACPR)达25dB以上,有效补偿了短波功放的非线性失真,大幅度提高了短波电台的通信质量。     

基于SDR的5G功放数字预失真线性化平台

为了最大化信息吞吐量,信号带宽在不断增长,5G通信中RF发射器面临着一系列不断发展的挑战.对于射频收发链中数字预失真算法的研究,本文提出了一种基于软件定义无线电的功放数字预失真线性化平台,采用了宽带射频收发器ADRV9009和UltraScale+MPSoC,相对于传统的基于矢量信号发生器加矢量信号分析器构建的数字预失...     

基于FPGA的并行MMSA数字预失真器设计与实现

本文设计并实现了并行处理架构的FPGA的M-MSA数字预失真器,并对其硬件资源功耗等参数进行分析。在同一架构上实现的IMSA模型进行FPGA资源对比,MMSA资源占用率更低,其LUT资源减少9%,FF资源减少6%,DSP资源减少28%以及片上总功耗减少1.411W。同时通过FPGA平台采用闭环测试的方法对其进行验证,MMSA上下边带ACPR分别改善了21.35dB和19.42dB。本文成功在FPGA实现了MMSA预失真器,并证明其对非线性失真良好的改善能力以及工程实现的可行性。     

5G宽带功率放大器数字预失真线性化模型验证

在传统无线通信系统中,射频功率放大器的非线性是信号失真与频谱再生的主要原因。目前正在大规模建设的第五代移动通信系统(俗称5G)具有非常宽的调制带宽和非常高的调制度,使功放的非线性失真变得更加严重。因此,宽带功率放大器的线性化问题成为了5G通信系统的研究重点。本文针对5G功放的非线性,分别采用动态偏差减少(Dynamic deviation reduction,DDR)模型、记忆多项式(Memory Polynomial,MP)模型和广义记忆多项式(Generalized Memory Polynomial,GMP)模型对5G宽带射频功放建立数字预失真器。最后,使用100MHz带宽的5G-NR信号,对中心频率3.5GHz的AB类功放进行预失真线性化实验验证。实验结果表明DDR、MP以及GMP三个数字预失真模型均能对5G功放进行线性化,而且被测功放的相邻信道功率比(ACPR)改善最高可达12dB。DDR、MP和GMP数字预失真器对5G功放的非线性具有显著的抑制作用,因此以上三个模型均可应用于5G功放的线性化。     

宽带系统中有记忆大功率功放的数字预失真器研究

针对高峰均比的宽带输入信号,提出了一套联合峰均比抑制技术和基带自适应预失真技术的数字预失真器设计方案,并仿真了峰值抵消算法和自适应预失真算法.结果表明对于峰均比为8.4 dB的输入信号,经过1.5 dB的削峰处理后,预失真器改善带外频谱抑制27 dB,非常有效地补偿了功放的非线性失真,提高了功放效率,对发射机功放线性化技术有一定的实用价值.     

数字预失真器对5G功放记忆效应补偿能力的比较

本文探究了5G系统中射频功率放大器的产生记忆效应的现象及原因,同时分析比较了三种典型的数字预失真模型对功放记忆效应的矫正能力.通过FPGA实验平台的观测与验证,随着基带信号带宽的增加和射频功率放大器的中心频率的提高,功放输出信号的记忆效应更加明显,非线性现象更加严重和复杂;基于查找表(LUT)模型,记忆多项式(MP)、...     

LEO-5G下行同步算法设计与FPGA实现

针对低轨第五代移动通信技术(5G)协议标准、R16协议标准以及基于5G低地球轨道(LEO)宽带卫星通信系统的终端基带芯片研发的迫切需求,在分析了LEO-5G系统的物理广播信道(PBCH)链路结构和下行时频同步总体架构的基础上,文章提出了一种"两块合并分两段互相关"的主同步信号(PSS)检测算法进行粗频偏估计,通过辅同步...     

基于增强型LSTM神经网络的5G射频功放线性化

本文提出了一种基于增强型LSTM神经网络(A-LSTM)的数字预失真线性化模型,以更好的补偿5G宽带射频功放的动态非线性特性。模型的输入层在引入延迟抽头模拟功放线性记忆效应的基础上,对每一个延迟抽头进行非线性级数展开用于补偿功放的非线性记忆效应,从而更好地抑制功放的动态非线性失真导致的带内失真以及带外频谱扩展等问题。为验证模型的有效性,本文采用100MHz的5GNR信号作为测试信号,对一个中心频率为2.6GHz的5G射频功放进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,基于增强型LSTM神经网络数字预失真器的带外抑制可达16dB,相比于其他几种预失真器展现出更好的线性化效果,验证了基于增强型LSTM神经网络数字预失真器的有效性。     

MD5算法的FPGA实现

文章首先对数字签名算法MD5的流程和应用作了简要介绍,然后详细阐述了用FPGA对MD5算法的硬件设计,给出了FPGA设计的整体结构示意图。     

FPGA Implementation of a Power Amplifier Linearizer for an ETSI-SDR OFDM Transmitter

Most satellite digital radio （SDR） systems use orthogonal frequency-division multiplexing （OFDM） transmission, which means that variable envelope signals are distorted by the RF power amplifier （PA）. It is customary to back off the input power to the PA to avoid the PA nonlinear region of operation. In this way, linearity can be achieved at the cost of power efficiency. Another attractive option is to use a linearizer, which compensates for the nonlinear effects of the PA. In this paper, an OFDM transmitter conforming to European Telecommunications Standard Institute SDR Technical Specifications 2007-2008 was designed and implemented on a low-cost field-programmable gate array （FPGA） platform. A weakly nonlinear PA, operating in the L-band SDR frequency, was used for signal transmission. An adaptive linearizer was designed and implemented on the same FPGA device using digital predistortion to correct the undesired effects of the PA on the transmitted signal. Test results show that spectral distortion can be suppressed between 6-9 dB using the designed linearizer when the PA is driven close to its saturation region.     

SSPA高功率放大器的预失真设计与实现

仿真分析了由于高功率放大器(High Power Amplifier,HPA)的非线性失真对OFDM信号造成的影响,设计了基于清华大学DMB-T高清晰度数字电视标准的SSPA(Solid State Power Amplifier)3 W功放,利用了多项式拟合及FPGA技术,考虑到曲线拟合误差和HPA的特性,采用了分段拟合,硬件实现了SSPA的预失真,可将带外功率失真降低约10 dB左右,在很大程度上抑制了带外及带内失真.     

宽带Chrip信号激励下功放数字预失真补偿

功率放大器(power amplifiers, PAs)会对输入的宽带线性调频信号(linear frequency modulated, LFM)引入幅度失真和相位失真,这将导致接收机脉冲压缩处理后的输出信号主瓣展宽,旁瓣电平抬高,从而恶化雷达距离分辨率甚至产生虚假目标。文中提出采用有限冲击响应滤波器(finite impulse response, FIR)模型对宽带LFM信号激励下的功放进行行为建模和数字预失真(digital predistortion, DPD)补偿。利用宽带测试平台对500 MHz 瞬时带宽LFM信号激励下峰值功率15 W 的S波段功放进行验证。实验结果表明,浅饱和和深饱和情况下FIR模型都能准确建模功放的失真特性,浅饱和情况下DPD能够补偿幅度失真和相位失真,而深饱和情况下只能补偿相位失真,经过DPD补偿脉冲压缩后的峰值旁瓣电平都明显降低。     

用于5G RF PA 线性化的多频段通用数字预失真器

文中提出了一种基于独热编码与长短时期记忆 (LSTM) 神经网络的多频段通用数字预失真非线性 模型,它可以有效地对工作在多个频段的宽带射频功放进行线性化。在训练集中引入表示不同频率信号的不同独 热编码,训练后的神经网络非线性模型可以在不改变网络结构和模型参数的情况下对不同频段的功率放大器进行 预失真线性化。为了验证该方法的有效性,建立了两个分别工作于2. 6 GHz 和4. 9 GHz 的射频功放实验平台,在这 两个频段预失真非线性建模的归一化均方误差(NMSE)均可达到-40 dB,然后使用100 MHz 带宽5G NR 信号,分别 对这两个射频功放进行预失真线性化实验验证。实验结果表明,该多频段通用数字预失真器可以将这两个功放的 邻信道泄漏比(ACLR)在中心频率下偏100 MHz 处分别改善19. 42 dB 和17. 91 dB,在中心频率上偏100 MHz 处分 别改善15. 73 dB 和15. 17 dB,验证了所提非线性模型的有效性。     

微波功率放大器预失真线性化技术分析

给出了两种基本形式的预失真线性化电路,对其工作原理和技术特点进行了分析。     

功率放大器数字基带自适应预失真技术研究进展

阐述了目前国内外功率放大器（PA）线性化技术的研究状况,重点研究了其中最有应用前景的数字基带自适应预失真技术及其最新研究进展,分析并指出了相关方法的优缺点,并对其发展前景进行了展望。     

微波功率放大器互调失真与数字基带预失真线性化技术

针对现代通信信号电磁环境模拟器对谐波和互调失真的战术技术指标要求,介绍了一种用数字基带预失真技术对微波功率放大器进行线性化来有效地抑制信号的二、三次谐波和减小三阶互调分量的新方法,并对数字基带预失真线性化系统的工作原理进行了详尽地论述。分析结果表明,数字基带预失真技术不失为微波功率放大器线性化技术的新方法,完全有可能满足现代通信信号电磁环境模拟器对谐波和互调失真的技术指标要求。     

并发双波段射频功放数字预失真同步性研究

在并发双波段调制信号驱动下,射频功放的非线性更显著和复杂,对其进行线性化将面临新的问题。文中研究了低频波段和高频波段的同步性对线性化的影响,提出同步并发双波段射频信号生成方法,用于解决两频段信号加载时的不同步问题。文中使用1001型(中间两个载波空缺)CDMA2000信号和单载波WCDMA信号分别作为低频段和高频段的测试信号,施加到一个峰值功率为51dBm的Doherty功放上进行实验验证。实验结果表明:两频段不同步将造成无法使用数字预失真方法对功放进行线性化;在同步情况下,采用记忆多项式(MP)可显著提高并发双波段射频功放的线性度。     

宽带OFDM功放自适应数字预失真算法的研究与实现

针对宽带OFDM功放的线性化问题,本文提出了一种基于训练序列的递推最小二乘算法和最小均方算法的组合算法.并将其应用到基于多项式的数字预失真系统中以实现自适应数字预失真滤波器系数的估计和更新.本文首先介绍了整个数字预失真系统的组成架构;然后是自适应数字预失真算法的实现,使用MATLAB软件对其算法进行仿真验证;最后还组建了实验系统,进行了ACLR测试实验.仿真结果和测试结果均表明基于自适应数字顶失真算法的宽带线性化功放具有良好的性能,OFDM功放输出的线性度改善6dB.     

采用辅助转动装置的MIMO 系统双目标DPD 实验研究

文中介绍了一种双目标数字预失真(DPD)方案,并进行了实验研究。不增加系统复杂度的情况下, 可以有效地扩展MIMO 系统的线性化波束宽度。在发射机附近增设一个发射低功率信号的线性辅助转动装置,该 架构实现了MIMO 系统主波束线性化。实验平台由发射机系统和一个辅助转动装置组成,发射机天线阵列为1×4。 输入信号采用两个20 MHz 带宽峰均比分别为5. 7 dB 和5. 6 dB 的正交频分复用(OFDM)信号。实验研究结果表明, 采用了辅助转动装置的双目标DPD 方法后,邻信道功率比(ACPR)达到-50 dBc 以下的主波束线性化宽度可以扩展 到22°,同时信号归一化均方误差(NMSE)平均数值为-40 dB。该方案有效地拓宽了MIMO 系统线性化波束宽度。