射频功放的立方预失真线性化技术
射频功率放大器的线性化研究
射频功率放大器的线性化研究一、前言射频功率放大器是无线通信系统的重要组件之一。
但是，射频功率放大器存在线性度差、效率低的问题。
为了解决这个问题，研究人员们提出了很多线性化技术。
本文将介绍射频功率放大器的线性化研究，包括研究背景、研究方法、研究成果等内容。
二、研究背景由于现实中的信号都具有时间变化性，因此大多数信号都无法实现理想线性变化。
在通信系统中，如果传输的信号不是理想线性变化，会引起谐波和干扰，从而影响通信质量。
因此，研究线性度差的问题对于实现高质量的无线通信非常重要。
射频功率放大器是无线通信系统中功率极大的器件之一。
由于射频功率放大器存在非线性失真、功率效率低等问题，传统的射频功率放大器不能满足无线通信系统对高质量的要求。
为了解决这个问题，近年来出现了很多针对射频功率放大器线性化的研究。
三、研究方法传统的射频功率放大器线性化技术包括预失真技术、反馈线性化技术、自适应控制技术等。
在这些技术中，预失真技术被广泛应用，具有良好的线性化效果。
预失真技术是指在输入射频功率放大器之前，通过对输入信号进行处理，使其在经过射频功率放大器后能够得到一个更加线性的输出。
预失真技术可以分为基于硬件和基于数字信号处理的两种类型。
基于硬件的预失真技术是指将一个预先设计好的线性度补偿电路加入到功率放大器的电路中。
这种预失真电路还可以通过标定算法进行校正，使其在不影响整个系统输出功率的情况下，最大程度上地提高系统的线性度。
基于数字信号处理的预失真技术是指通过数字信号处理技术在数字信号的系统中实现预失真。
这种方法可以采用许多不同的技术，包括迭代算法、自适应滤波算法、神经网络等。
在这种技术中，输入信号被数字化后，在数字信号处理器中经过预失真处理，然后被输送到功率放大器中。
四、研究成果随着线性化技术的研究不断深入，越来越多的研究成果在无线通信系统中广泛应用。
下面列举一些射频功率放大器线性化研究的典型成果。
1、基于神经网络的预失真技术基于神经网络的预失真技术可以通过训练神经网络模型实现预失真，从而提高射频功率放大器的线性度。
射频功率放大器线性化技术分析
射频功率放大器线性化技术分析摘要：在射频功率放大器应用中，将面临非线性失真的问题，导致通信质量下降。
因此为提升通信质量，满足社会需求，本文将射频功率放大器作为切入点，对其存在的非线性失真进行分析，并围绕线性化技术的应用展开研究，以期可以为从业人员提供相应启示。
关键词：射频功率放大器；通信质量；线性化技术引言：在无线通信技术持续发展的背景下，群众开始追求高功率效率和高频谱利用。
基于此，射频功率放大器的应用率正不断增加。
但射频功率放大器在应用过程中很可能出现非线性失真的问题，从而造成不良后果。
因此为应对上述问题，需要加大研究，认识到线性化技术的重要性，并对其进行规范使用，以满足社会需求，该点对推动通信领域发展具有重要意义。
1.射频功率放大器的特征和非线性失真1.1.特征在分析无线发射机的使用后，可发现射频功率放大器在其中具有重要作用。
在发射机前级电路内，合理调控振荡电路后，将获取射频功率放大器信号，但该种信号的能量相对较低。
在信号功耗较低的情况下，其必须通过相应处理，以此才能形成可以使用的信号，而该种信号可以通过天线传输。
此外，在发送上述信号的过程中，必须针对信号采取有效的管控措施，防止相邻的信道受到不良影响。
在使用射频功率放大器时，需要对输出功率和效率进行充分结合，依照其具有的差异，以实施种类的区分，并依据具体种类，以此对主要特性进行确定，提高射频功率放大器的应用效果。
1.2.非线性失真在理论层面上分析射频功率放大器后，可发现其属于线性，群时延和可以放大的倍数均具有固定性，但在实际应用中，可发现其性能属于非线性。
在非线性系统内，若放大的频率较高，则其将与线性产生一定程度的偏差，而该种偏差即非线性失真。
在射频功率放大器内，非线性失真属于常见问题。
通常情况下，其常见的形式主要有谐波失真和互调失真，由于其处在运行状态时将保持高信号状态，故而其出现非线性失真的可能性较大。
此外，射频功率放大器不具有可靠的运行状况，且非线性和线性放大将随时发生工作状态的转变。
射频功率放大器的自适应前馈线性化技术
射频功率放大器的自适应前馈线性化技术1 引言常用的线性化技术有反馈法、预失真法、前馈法、笛卡尔环、非线性部件实现线性化（LINC）等。
预失真法是最常用的，其工作函数预失真器有2个显著的特点：线性修正是在功率放大器之前，其插入损耗小；修正算法带宽限制小。
数字预失真技术复杂度高能提供较好的IMD压缩，但由于DSP运算速度使其带宽小。
笛卡尔反馈复杂度想对低，能提供合理的IMD压缩，但存在稳定性问题且带宽限制在几百kHz。
LINC 法将输入信号变成2个恒包络信号，由2个C类放大器放大，然后合成，但对元件的漂移敏感。
前馈技术为另一类线性化技术，他提供了闭环系统的线性化精度，开环系统的稳定性及带宽。
目前仅有前馈技术才能满足现代多载波通信基站功率放大器的性能指标。
前馈技术起源于“反馈”，应该说他是一种老技术，除了校准（反馈）是加于输出之外，概念上是“反馈”，不过是不同的执行方法。
前馈克服了延迟带来的影响。
他提供了反馈的优点，但没有不稳定和带宽受限的缺点。
本文讨论自适应前馈线性化技术的原理、实现方法及其仿真结果。
2 自适应前馈法线性化原理图1所示是基本的前馈环框图。
未失真的抽样信号经延迟后与主放大器放大的信号经过适当的衰减耦合后在0°～180°合成器中比较。
如果主放大器无增益和相位失真，合成器产生零输出。
若主放大器有任何增益和相位失真、压缩或AM-PM效应，合成器输出端就会有小的RF误差信号，输入到误差放大器放大到输出抽样信号的电平，主信号经延迟并补偿误差放大器的延迟后与误差放大器的输出合成校准后输出。
必须强调，相位与振幅的校准——加或减，全都在RF下进行，而不是在视频或基带进行。
即校准在最终带宽内进行。
最终带宽由系统各种元件的相位、振幅的跟踪特性决定。
这种系统的工作原理很好理解，定量分析则要深入讨论，主要包括主功率放大器和误差功率放大器功率容量的分析，误差放大器的非线性贡献；不完善的增益、相位跟踪特性的影响等。
射频功率放大器预失真技术研究
１．３主要内容
ｆ，
本文主要内容是进行模拟预失真线形化技术的研究，针对射频功率放大器
的非线性特性，研究和探讨可行和有效的模拟预失真技术，以提高射频功率放
大器的线形度。
。：
论文的结构安排如下：第一章介绍了应用线形化技术的意义及其发展史和
发展现状，并简述了本文的主要内容：第二章分析了射频功率放大器的非线形
ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｇａｉｎ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｉｎ ａ
Ｄｏｈｅｒｔｙ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｃｈａｐｔｅｒ．Ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｂｏｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ，ｔｈｅ ｍｏｄｅｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｉｔｓｅｌｆ ｉｓ ｌｉｍｉｔｅｄ．Ｓｏ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ
前馈技术起源最早，发展最晚。早在Ｈ．Ｓ．Ｂｌａｃｋ发明反馈技术大约９年前， 他就发明了前馈线性化技术。虽然前馈线性化技术具有无条件稳定，线性度高， 线性度与增益无直接关系，噪声系数好等优点，但是由于当时器件工艺水平所 限，前馈技术所要求的相位、幅度和延时匹配较难实现，在问世后的二十多年 里一直被人们所忽视，直到ＭｃＭｉｌｌａｎｌｌ２１和Ｖａｎ Ｚｅｌｓｔ［１３Ｊ将反馈技术与前馈技术用 于同一系统中才引起人们的关注，并出现了一系列相关文章ｌ体１５】。现代意义上 应用于ＲＦ放大系统的前馈线性化技术是１９６８年贝尔实验室的Ｓｅｉｄｅｌ等人开始 并发展的Ｉｌ“”，但其发展步伐远远落后于预失真线性化技术，直到近几年，以
高级射频功放设计之预失真技术
高级射频功放设计之预失真技术Steve C. Cripps翻译：安斌5.1 简介预失真是提高射频功放线形度的一种有效的方法。
在功放的输入端放置一个很小的有魔力的盒子就可以提供比其他更复杂的方法，比如前馈更好的线性度，这是有竞争力也是可笑的。
从根本上说，所有的预失真的方法都是开环的，因此它只能在有限的时间和有限的动态范围达到闭环系统的线性化程度。
尽管如此，预失真方法还是成为了最新研究和发展的焦点，主要是由于DSP提供的更新能力。
但是预失真还只是前馈或者反馈系统的实验性质的补充技术。
尤其是将在第六章分析的，前馈环中的主功放中精心设计的预失真器能够有效地减少伴随误差功放的功率需求，因此提高了整体效率。
也有一些例子，比如移动发射机，预失真器的简单和近乎零成本，对有限的功率范围减少几个dB的ACP/IM是很值得的。
预失真功放系统能够在MCPA应用中能够真正的和传统的前馈技术相抗衡，这是一个很活跃也是一个没有完成的领域。
这章的主要目标是使预失真的设计成为一个更严格的初始设计，就像过去讲过的方法一样。
简单的模拟预失真器依靠经验调整，通常使用一两个二极管的简单电路，它对于压缩的（expanding）的增益特性进行上撬，这种方法比较粗糙。
这种费劲的方法还可以在论文和论坛上见到，这种PD-PA组和特性在双载波的应用中，当驱动电平到达1dB压缩点的时候，IM3响应会出现很深的凹坑。
对测量到的数据更仔细的分析可以发现更多不想看到的特性。
在更高阶IM3提高很少（甚至在一些例子中出现恶化）；对于多载波和频谱扩展的信号，会出现大量的IM3凹坑的填充。
这章中介绍的设计的方法是严格基于第三章中讨论的功放非线性模型的方法。
为了建立PD特性第一步是求出PA的Volterra级数的反函数。
这个过程，得出了一些非常有用的关于PD 性能极限的普遍法则，这也可以解释经常观察到的凹坑现象。
第二步是考虑综合（synthesizing）PD的不同方法。
利用RF预失真实现功放线性化
利用RF预失真实现功放线性化
线性是多模多载波无线网络的一个关键性能，这些网络包括宽带第三
代(3G)和第四代(4G)蜂窝系统，包括减小了覆盖区域并且采用低发射功率架
构的小型蜂窝基站。
其亮点在于射频/微波功率放大器(PA)能以低成本和低系
统功耗提供所需的性能。
遗憾的是，功放的操作通常不是线性的，可工作在
平均输出功率0.5W至60W的线性化功放的高性价比方案还没有实现。
但有种解决方案已经浮出水面，即Scintera公司的射频功放线性器(RFPAL)系统级芯片(SoC)解决方案。
该方案采用预失真技术来改善输出功率
电平在60W以下的功放线性度。
特别是在10W以下时(这种情况下，大多数
功放都是基于A类或AB类偏置电路)，RFPAL电路提供了极具吸引力的回
退替代方案。
为更好地理解这些RFPAL解决方案的用途和射频预失真(RFPD)技术的使用，本文将该方法与数字预失真(DPD)和回退等用于改善功放线性度
的传统方法进行了比较。
没有功放是完美的。
当馈入多频输入信号时，功放将提升有用信号，
但也会产生无用的互调(IM)项(图1a)。
当功放接近饱和时，这种非线性行为
会愈加明显。
为了在没有采取预失真技术的条件下获得可接受的线性度，功
放通常要从饱和点(图2a中的PSAT(3dB))回退。
遗憾的是，当放大器的工作
点回退时，放大器的直流效率将下降(图1b)。
对于已经进入回退模式以适应。
射频功率放大器的数预失真研究
的显 示查 找表 中的 内容 。
在 现代 社会 环境 中 ，很 多行 业或 研究 领域 都对 射频 功率 放大 器 线性 化 的相关 技术 研 究及 应用 产生 较为 浓厚 的兴 趣 。究其
实 践应用 。 Ｈ 参考文 献
… 段淇， 叶建芳， 叶 建威 ． 一种 用于射 频功率放 大器的新型预 失真器
的设计［ １ ］ ． 现 代 电子 技 术 ， ２ ０ １ ０ ， １ １ （ １ １ ） ： １ ５ ６ — １ ５ ７ ．
益。功率放大器的作用机理主要是将信号放大置无线通信领域
供 一部 分理 论依据 。 关键 词 ：射 频功 率放 大器 ；数 字预 ；技 术研 究
定的频段之内。这便是研究射频功率放大器的数预失真的主
一
、
射频功率放大器数预 失真研究 内容概 要
要 目的 。
纵观 现代 无线 通信 系统 的构 建过 程 ，为 了提升 系统 的利
（ 一 ）射频 功率 放大 器 的运 作机 理与数 字预失 真 间的关 联 。射频 功率 放大 器是 现代通 信 系统 中非 线性 特征最 强烈 的
（ 二 ）针对 数 字 预 失 真技 术 的研 究 。在 数 字 预失 真 技 术 的具 体实施 过程 中 ，采用 了显示 查找 表 的结 构 。首先 发送 锯 齿 波 的训 练序 列 经过 射频 和 功放 端后 ，用Ａ Ｄ 采 样 来得 到 失 真 的接 收信 号 ［ ２ 】 。与此 同时 ，反 馈信 号通 过 同步与 数据 相
用率 ，就 采取 一 定 的调节 措施 ，使 得射 频功 率放 大器 的工 作
一种射频功率放大器自适应预失真线性化技术
射频功率放大器数字预失真技术及其发展趋势 (1)
特性对收发机的整体性能有重要影响。ＷｉＭＡＸ（ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ
ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
ａｃｃｅｓｓ，全球微波互联接入）、
ＷＣＤＭＡ（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ，宽带码分
多址）等现代高速无线通信系统的广泛应用，对设计高效 宽带发射机提出了更高要求，这些宽带通信系统使用的非 恒包络调制方案一般都具有高峰均功率比。为了对这些信 号进行放大而不至于失真．功率放大器不得不采用较大的 回退来保持放大信号的线性。然而，这么做的结果是造成 放大器的功率效率低下。另外，放大器的输出还与之前的 输入有关。这种记忆效应的存在也是导致信号失真的重要 因素ｆｌ】ｏ 为了使工作在非线性区域的功率放大器仍能满足通 信系统对线性化的要求，各种线性化技术被提出并应用于
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信号进行预失真。 在功放特征提取时，一般把式中的实部与虚部分别计 算，或者幅度与相位分开计算１１６１。根据放大器输出Ｖｏ和放 大器输入ｙｄ。采用迭代的方法逐步求出多项式模型的 系数。 在参考文献【１５】中，实验测试结果ＡＣＰＲ（ａｄｊａｃｅｎｔ
・浙江省教育厅科研资助项目（Ｎｏ．Ｙ２００８０５４３３）
基站应用方面已经获得突破。Ｄｏｈｅｒｔｙ功率放大器采用载
射频功率放大器的线性化技术
射频功率放大器的线性化技术射频功率放大器的非线性失真会使其产生新的频率分量，如对于二阶失真会产生二次谐波和双音拍频，对于三阶失真会产生三次谐波和多音拍频。
这些新的频率分量如落在通带内，将会对发射的信号造成直接干扰，如果落在通带外将会干扰其他频道的信号。
为此要对射频功率放大器的进行线性化处理，这样可以较好地解决信号的频谱再生问题。
射频功放基本线性化技术的原理与方法不外乎是以输入RF信号包络的振幅和相位作为参考，与输出信号比较，进而产生适当的校正。
实现射频功放线性化的常用技术有三种：功率回退、预失真、前馈。
1、功率回退这是最常用的方法，即选用功率较大的管子作小功率管使用，实际上是以牺牲直流功耗来提高功放的线性度。
功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点(放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。
)向后回退6-10个分贝，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。
一般情况，当基波功率降低1dB时，三阶交调失真改善2dB。
功率回退法简单且易实现，不需要增加任何附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方法，缺点是效率大为降低。
另外，当功率回退到一定程度，当三阶交调制达到-50dBc以下时，继续回退将不再改善放大器的线性度。
因此，在线性度要求很高的场合，完全靠功率回退是不够的。
2、预失真预失真就是在功率放大器前增加一个非线性电路用以补偿功率放大器的非线性失真。
预失真线性化技术，它的优点在于不存在稳定性问题，有更宽的信号频带，能够处理含多载波的信号。
预失真技术成本较低，由几个仔细选取的元件封装成单一模块，连在信号源与功放之间，就构成预失真线性功放。
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射频功放的立方预失真线性化技术王伟旭,张玉兴(电子科技大学,四川成都610054)摘 要 预失真技术是射频功率放大器线性化技术中的一种,与其他线性化技术相比具有电路简单可靠、性能优良、成本低廉等优点。
立方预失真技术是其中的一种,该技术易于设计调试,且性能优良。
对射频功率放大器的非线性特性进行了深入的理论分析,剖析了非线性失真产生的根源。
说明了预失真技术的工作原理和结构,重点讨论了立方预失真器的原理和结构,并且给出了理论和实际系统的仿真结果。
关键词 线性功率放大器;立方预失真器;预失真;三阶交调中图分类号 T N722 文献标识码 ACubic Pre 2distortion Linearization T echnique forRF Pow er AmplifierW ANG Wei 2xu ,ZH ANG Y u 2xing(UESTC ,Chengdu Sichuan 610054,China )Abstract Pre 2distortion is one of the linearization techniques for RF power am plifier.C om pared with other linearization techniques ,it provides sim ple and reliable circuit design ,g ood per formance and relative low cost.M oreover ,it is easy to design and test.This paper analyzes non 2linearization of RF power am plifier ,explains how the pre 2distorter w orks ,discusses the principle and structure of cubic pre 2distorter ,and presents the simulation results.K ey w ords linear power am plifier ;cubic pre 2distorter ;pre 2distortion ;I M D3收稿日期:20052122170 引言随着现代通信技术的发展,对功率放大器的线性度要求越来越高,对放大器的线性度改善的研究成为一个热点。
主要的线性化方法有负反馈、前馈和预失真等。
负反馈的主要缺点是降低放大器的增益,并且存在使放大器不稳定的风险;前馈技术虽然性能优良,但电路设计较复杂,成本高,在很多情况下使用受到限制;预失真技术在避免这些缺点的情况下,仍然可以达到较好的校正效果。
其中立方预失真技术就是一种电路简单、调试方便而效果显著的方案。
1 基本原理111 单音信号通过放大器的非线性分析由于放大器采用的器件(如晶体管)存在非线性特性,当工作在大信号状态下,其输出函数可以按泰勒级数展开。
假设放大器的输入信号为:v =v 0cos (ωt )(1)输出信号按照泰勒级数展开为:v out =a 1v +a 2v 2+a 3v 3+a 4v 4+……(2)将式(1)代入式(2),按照三角函数积化和差,由于正弦函数的奇次方项都含有基波分量,将所有的基波分量提出相加合并得: v out =(a 1+34a 3v 02+58a 5v 04+3564a 7v 06…)v 0cos (ωt )+…(3) 如果只考虑基波的表达式,而不考虑放大器输出的高次谐波,显然,输出信号v out 的基波分量的系数就是放大器的增益。
即A =a 1+34a 3v 02+58a 5v 04+3564a 7v 06 (4)由于a 3、a 5、a 7…为负数,则增益特性表现为所谓的压缩特性。
112 双音信号通过放大器的非线性分析假设输入信号为:v =v 1cos (ω1t )+v 2cos (ω2t )(5)式中,ω1和ω2相差很小。
将式(5)代入式(2),整理得:电磁场与微波 v out =a 1[v 1cos (ω1t )+v 2cos (ω2t )]+{[a 2v 212+a 2v 222+12a 2v 21cos (2ω1t )+12a 2v 22cos (2ω2t )+a 2v 1v 2[cos (ω1+ω2)t +cos (ω1-ω2)t ]}+a 3{(34v 31+32v 1v 22)cos (ω1t )+(34v 32+32v 2v 21)cos (ω2t )+14v 31cos (3ω1t )+14v 32cos (3ω2t )+34v 1v 22[cos (2ω2+ω1)t +cos (2ω2-ω1)]+34v 21v 2[cos (2ω1+ω2)t +cos (2ω1-ω2)t}+ (6)由式(6)可以看出,由于器件的非线性特性导致放大器的输出信号的频谱非常复杂,不仅存在需要的ω1和ω2频率分量,还存在直流、ω1和ω2的高次谐波分量,更为值得关注的是还存在ω1+ω2、ω1-ω2以及2ω1+ω2和2ω1-ω2等组合频率分量。
把这些分量定义为组合频率分量ωmn ,ωmn =m ω1±n ω2(7)输出信号的频谱如图1所示。
偶次分量只产生直流和谐波,可不予考虑。
但奇次分量会产生互调产物,而尤其以3阶互调产物对放大器影响最大。
理论上,如果把所有的奇次分量都消除,则放大器为理想线性。
但事实上只要抵消3次放项就可以大幅度改善放大器的性能。
从数学上来分析,当对一个弱非线性函数按照泰勒级数展开的时候,各项系数存在以下关系:|a 3|>>|a 5|>>|a 7|…(8)图1 放大器的输出频谱图2 预失真器的原理框图这说明对放大器线性度影响最大的是3次方项,其他高阶奇次项的影响都很小。
因此,在实际中,常采用只消除3次项的立方预失真器。
其原理如图2所示。
立方运算器和可变增益放大器以及移相器生成系数为正的3次方项,从而产生扩张特性,来抵消压缩特性。
这样,主放大器的整体响应中,3次方项被大幅度抵消,从而改善了放大器的线性度。
立方运算可以用非线性器件(二极管)来产生,也可以由一个非线性放大器来产生,总之只需要调整移相器的相移,使3次方项系数为正即可。
用双音信号来分析立方预失真器的工作原理。
假设输入信号仍然为式(5),则通过预失真器后的信号为: v ′=[v 1cos (ω1t )+v 2cos (ω2t )]+K[v 1cos (ω1t )+v 2cos (ω2t )]3=v in +v ′in(9)式中,K 为可变增益放大器的增益;v ′in =K[v 1cos (ω1t )+v 2cos (ω2t )](10)将式(9)代入式(2)得: v ′out =v ′out +a 1v ′in +a 2(v ′in )2…=v out +a 1K{(34v 31+32v 1v 22)cos (ω1t )+(34v 32+32v 2v 21)cos (ω2t )+14v 31cos (3ω1t )+14v 32cos (3ω2t )+34v 1v 22[cos (2ω2+ω1)t +cos (2ω2-ω1)]+34v 21v 2[cos (2ω1+ω2)t +cos (2ω1-ω2)t} (11)将式(6)代入式(9)观察发现若调整可变增益放大器和移相器,使a 1K +a 3=0(12)则三阶交调产物(I MD3)就会被大幅抵消掉,从而明显改善放大器的线性度。
2 仿真实验实际系统中,立方运算器可以利用器件的非线性来实现。
设计了一个800MH z 功率放大器,利用二极管作为立方运算器设计预失真器。
用中心频率为800MH z 、频率间隔为20kH z 的双音信号进行仿真得到图3所示的结果。
从图3中可以看出,在加入立方预失真器前,3阶I MD 大约为20dBc ,而加入预失真器后,I MD3接近80dBc ,改善约60dB 。
图3 加入预失真器前后效果对比(下转第61页)电磁场与微波UW B为人们提供了新的思路:UW B可与现有窄带通信系统共存,提高了对无线频谱资源的利用率;系统无需射频载波,对多径衰落具有免疫力,能量损耗比射频无线技术低很多,而且是一种更安全可靠的无线通信技术。
因此UW B技术也是未来移动通信中的一项关键技术,很多学者在从事这方面的研究。
然而UW B信号是极窄的脉冲信号,用实际的数字电路很难实现。
目前有研究者提出利用不同阶的Haar小波及Battle lemarie小波的正交性质,设计出UW B脉冲并完成合成波形的不同阶小波波形信号的相关接收。
由于采用了波形相关技术,同时充分利用了小波的多分辨率效应,改善了整个系统的B ER性能指标和多用户性能。
同时该小波具有易于实现的特点,对实际应用具有很重要的意义[8,9]。
除了上面介绍的一些应用外,目前基于小波分析的移动通信先进技术的研究还包括基于小波的自适应滤波器设计及应用小波分析进行信道估计等方面。
3 结束语小波(包)在移动通信系统中的应用是近年来一个新的研究领域。
小波函数的多分辨率特性与良好的去相关作用以及小波函数提供的一系列正交基,在提高通信系统性能方面具有很大优势和潜力,并且实现方案灵活多样,适于多种通信环境,因而具有广阔的发展前景。
同时,作为一个充满希望与潜力的新的研究领域,也有许多问题需要解决,例如在降低基于小波分析的系统复杂性和小波实现的优化等方面都需要进一步研究。
相信随着研究的进一步深入,小波分析将会逐步应用到实际的通信系统中去。
±参考文献[1]M UK HER J EE D,MITRA S K.Vector SPIHT for EmbeddedWavelet Video and Image C oding[J].IEEE T ransaction onCircuits Sys Video T echnology,2003,13(3):231-246. [2]DANV A LI H.A Flexible H ighly Scalable,Object2based WaveletImage C om pression Alg orithm for Netw ork Applications[J].Vision,Image and S ignal Processing,2004,151(6):498-510.[3]M O ME N A,AH M A DI H.A New M eth od in S pread S pectrumS ignal Detection Based on W avelet T rans form[C].T oky o:S econd IFIP International C on ference on W OC N,2005,600-602.[4]LI N Li2li,ZH OU Wen2hui.Wavelet Multi2user Detector forAsynchronous DS2C DM A Systems[C].Beijing,China: Proceedings of the IEEE6th Circuits and Systems Sym posium on Emerging T echnologies:Frontiers of M obile and WirelessC ommunication,2004:97-100.[5]W ANG Ling,T AO Hai2hong.Adaptive Wavelets NeuralNetw orks Based Multi2user Detector[C].X i’an,China: Proceedings of the Fifth International C on ference on ICCI M A, 2003:451-456.[6]Negash.B.G,Nikookar.H.Wavelet based OFDM for wirelesschannels[C].Rhodes:Vehicular T echnology C on ference,2001: 688-691.[7]Y OU M ing2li,LLOW J.An Application of Multi2waveletPackets in Digital C ommunications[C].S ingapore:Proceedings of Second Annual C on ference on C NSR’04,2004:10-18.[8]KI M Y,JANG B.Orthonomal Pulses for High Data RateC ommunications in Indoor UW B Systems[J].C ommunicationsLetters IEEE,2005,9(3):405-407.[9]ZH ANGLu2y ong,ZH OU Zheng.A N ovel Synthesis Design andIm plementation for G enerating UW B Narrow Pulse Based on Wavelet[C].Sappom:IEEE International Sym posium onC ommunications and In formation T echnology,2004:1228-1231.作者简介王永玉 女,(1971-),博士生。