本文關(guān)鍵詞： 衛(wèi)星通信 數(shù)字預(yù)失真 查找表 自適應(yīng)算法 FPGA　出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在衛(wèi)星通信中,為了更高效的利用有限的頻譜資源,一系列頻譜利用率較高的調(diào)制方式,如M-QAM(Multi Quadrature Amplitude Modulation)、M-APSK(Multi Amplitude Phase Shift Keying)等正逐漸被應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。常用的高階調(diào)制信號(hào)大多為非恒定包絡(luò)調(diào)制信號(hào),與恒定包絡(luò)信號(hào)相比其峰均比較高。由于衛(wèi)星通信系統(tǒng)特殊的工作環(huán)境,功率放大器需要工作在飽和點(diǎn)或鄰近飽和點(diǎn)。當(dāng)非恒定包絡(luò)信號(hào)經(jīng)過飽和功放時(shí),將產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真,非線性失真會(huì)使輸出信號(hào)的帶內(nèi)與帶外產(chǎn)生嚴(yán)重失真。為了補(bǔ)償功率放大器對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的失真,本文針對(duì)數(shù)字預(yù)失真技術(shù)進(jìn)行研究,并對(duì)相關(guān)算法進(jìn)行了仿真、改進(jìn)和驗(yàn)證工作。數(shù)字預(yù)失真線性化技術(shù)主要包括查找表技術(shù)和自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真技術(shù)。針對(duì)衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用需求,本文對(duì)數(shù)字預(yù)失真技術(shù)在衛(wèi)星數(shù)傳系統(tǒng)中的應(yīng)用展開研究。主要研究包括以下幾個(gè)方面:⒈針對(duì)無記憶功放模型和記憶功放模型,采用查找表及自適應(yīng)預(yù)失真技術(shù)進(jìn)行數(shù)字預(yù)失真仿真,并分析自適應(yīng)算法參數(shù)對(duì)預(yù)失真效果的影響。⒉基于最小二乘算法和記憶多項(xiàng)式模型,提出了一種實(shí)數(shù)型QR分解LS預(yù)失真算法。該自適應(yīng)預(yù)失真算法對(duì)傳統(tǒng)復(fù)數(shù)型LS算法進(jìn)行改進(jìn),避免了復(fù)數(shù)矩陣QR分解的復(fù)雜運(yùn)算以及傳統(tǒng)LS算法矩陣求逆運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)了利用實(shí)數(shù)矩陣精確快速求解預(yù)失真器參數(shù)。⒊對(duì)實(shí)數(shù)型QR分解LS算法進(jìn)行理論推導(dǎo)證明,并對(duì)該算法進(jìn)行Matlab仿真驗(yàn)證。在Matlab中搭建仿真環(huán)境,采用16QAM調(diào)制信號(hào)與記憶多項(xiàng)式功放記憶模型,并與傳統(tǒng)LS算法進(jìn)行對(duì)比分析。⒋搭建基于矢量信號(hào)發(fā)生器和頻譜儀的半實(shí)物仿真平臺(tái),對(duì)本文提出的實(shí)數(shù)型QR分解LS算法進(jìn)行半實(shí)物仿真測(cè)試,驗(yàn)證了算法的正確性和有效性。⒌對(duì)本文所提出的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)核心算法進(jìn)行FPGA代碼設(shè)計(jì),并進(jìn)行仿真,包括:數(shù)據(jù)流幅度差相關(guān)法環(huán)路延時(shí)算法、基于脈動(dòng)陣列的實(shí)數(shù)型QR分解LS算法。
[Abstract]:In satellite communications, in order to make more efficient use of limited spectrum resources, a series of spectrum efficient modulation methods. For example, M-QAMN Multi Quadrature Amplitude Modulation. M-APSKK Multi Amplitude Phase Shift Keying. Equal-order modulation is gradually being used in data transmission systems. Most of the high-order modulation signals are unsteady envelope modulation signals. Because of the special working environment of the satellite communication system, the power amplifier needs to work at or near the saturation point. When the unsteady envelope signal passes through the saturation power amplifier. In order to compensate for the distortion caused by power amplifier, digital predistortion technology is studied in this paper. The digital predistortion linearization technology mainly includes look-up table technology and adaptive digital predistortion technology, aiming at the application requirements of satellite communication data transmission system. In this paper, the application of digital predistortion technology in satellite data transmission system is studied. The main research includes the following aspects: 1 for memoryless power amplifier model and memory power amplifier model. The digital predistortion simulation is carried out by using lookup table and adaptive predistortion technique. The effect of adaptive algorithm parameters on predistortion effect is analyzed. 2. The least square algorithm and memory polynomial model are used to analyze the effect of the adaptive algorithm parameters on the predistortion effect. A real QR decomposition LS predistortion algorithm is proposed, which improves the traditional complex LS algorithm. The complex operation of QR decomposition of complex matrix and the matrix inversion of traditional LS algorithm are avoided. The real QR decomposition LS algorithm is theoretically deduced and proved by using real matrix to solve the predistorter parameter accurately and quickly. The simulation environment is built in Matlab, and the memory model of 16QAM modulation signal and memory polynomial power amplifier is adopted. And compared with the traditional LS algorithm, .4 build a hardware-in-the-loop simulation platform based on vector signal generator and spectrometer, and carry out the hardware-in-the-loop simulation test of the real QR decomposition LS algorithm proposed in this paper. The correctness and validity of the algorithm is verified. 5. The core algorithm of digital predistortion system proposed in this paper is designed by FPGA code, and simulated, including: data flow amplitude difference correlation loop delay algorithm. Real QR decomposition LS algorithm based on pulsating Array.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN722.75;TN927.2

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