射频功放的数字基带预失真技术的研究

在现代通信中，发射机的射频功放大多是非线性的，而且这往往就是系统非线性的主要来源。功放的非线性会给系统带来很多负面的影响，使整个系统的性能降低很多，因此，现代的调制技术对系统的线性化程度要求也越来越高，如何克服功放的非线性，提高系统的线性化程度，就成了通信领域的一个重要课题和研究热点。提高系统线性有很多方法，预失真技术是当前，实现最方便，成本最低也是发展最快、最有前途的技术之一。预失真技术是通过在功放前构造非线性失真的逆特性，来实现线性化的目的;并通过比较系统输出和理想期望响应之间的差值，来自适应更新逆模型的参数，从而更好的调试功放的输出，以适应功放的非线性漂移。随着预失真理论研究的深入和数字技术的不断成熟，数字预失真技术的发展非常迅速。本文论述了功放的非线性和预失真技术的理论，重点研究了适用于该场合的自适应算法，并对算法进行了仿真;用verilog设计了自适应数字基带预失真器，写出了寄存器传输级代码，并进行了仿真和综合。本文第一章简要介绍了预失真技术的相关背景;第二章论述了功放非线性的相关内容;第三章归纳了克服功放非线性的多种方法，重点介绍了预失真的技术和理论，给出了相关算法，并通过matlab仿真验证了自适应算法的正确性和预失真的有效性，这是本文的理论基础和依据;第四章数字基带预失真技术，并对此做了概括说明;第五章详细阐述了重点模块的总体设计思想、电路组成结构、实现技巧和实现的关键点等，这是全文的重点;给出了仿真结果和综合结果，并在此基础上作出了结论。本文设计的预失真器具有以下特点：流水线设计，使得系统可以在较高的频率稳定的工作。最高工作频率可达153MHz。支持基带输入信号有正有负，最多可带8位小数（二进制），即精度可以达到2561。资源节省，普通FPGA即可支持。从仿真结果和综合结果可以看出，本文所设计的预失真器，功能正确，实际效果也比较理想，同时兼顾了资源和速度的平衡，系统的各项性能指标均达到了一定的实际应用的要求。