博(硕)士学位论文开题报告表(2)

调整值，并将其输出给后继电路，达到线性化的目的。在查询表的位数足够大的情况下，基于查找表LUT的预失真性能要大大优于基于模型的方法。但位数足够大时，实现起来存在一定的困难。基于非线性射频功率放大器的参数模型预失真技术主要通过某种函数形式，用计算的方法来得到原输入信号经过预校正器的对应输出，这种方法由于节省了用于查询表的RAM存储片而受到不少的关注和垂青。 非线性射频功率放大器的参数模型预失真理论研究中，确定一个好的多项式功放模型十分重要。根据是否考虑功放的记忆性，可分为无记忆和有记忆的预失真。无记忆的功放常用的模型有：针对行波管功率放大器的Saleh模型，针对固态功率放大器Rapp模型等。有记忆的功放模型有：Wiener模型、Hammerstein模型、Volterra级数模型建模记忆性非线性系统。在以上模型中，Volterra级数模型建最为准确，但其系数的提取较为复杂，没有太大的实用价值。Wiener模型、Hammerstein棋型的参数最小而且最容易通过数字器件来实现，但是准确有效的识别其模型参数依然是非常艰巨的任务。 由于数字预失真系统对需要在基带系统中对信号进行适时数字处理，系统的结构和算法将直接影响到整个发射机系统的整体性能。同时，优化的系统算法能够大大满足DSP芯片的计算负荷和适时性需求，能够整体降低系统实现成本。因此，提出有效并且能够实际应用的预失真器识别算法对于数字预失真系统的应用和发展具有非常重要的意义。 对于Wiener模型的识别算法主要分为以下几种：频域算法、基于预测误差的时域算法、线性回归的初值估计法、采用Gauss白噪作为输入信号的参数识别法等。以上各算法中，误差估计法等都要进行大量的迭代运算，而且可能出现收敛到局部最小量而非全局小量的特点；Gauss白噪信号输入还必须在系统识别时注入训练序列，增加了实际应用的复杂度；线性回归的初值估计法的精度有待提高。 对于Hammerstein模型的识别算法主要有：NG迭代算法和牛顿迭代算法是应用最为广泛的迭代算法，其主要缺点为收敛结果对于初始值很敏感，容易收敛到局部最小值。而最小二乘法／奇异值分解法能够得到全局最小值，但不一定是最为精确的估值结果，而且计算量很大。 自适应滤波算法的研究是当今信号处理领域中最活跃的课题之一。自适应滤波算法不仅在数字预失真技术中有应用，还广泛应用于系统辨识、回波消除、自适应谱线增强、自适应信道均衡、语音线性预测、自适应天线阵列等诸多领域。寻求收敛速度快，计算复杂性低，数值稳定性好的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。几种典型的自适应算法有：最小均方自适应算法，仿射投影算法，RLS算法，基于QR分解的RLS算法等。最小均方自适应算法的优点是结构简单，鲁棒性强，其缺点是收敛速度很慢。固定步长的最小均方自适应算法在收敛速度、时变系统跟踪速度与收敛精度方面对算法调整步长因子的要求是相互矛盾的。为了克服这一矛盾，人们提出了许多变步长最小均方自适应算法，这也是当前研究的热点。 4、主要参考文献 [1] 刘军，艾渤，功率放大器数字基带自适应预失真技术研究进展．电讯技术．2007． [2] Ding,l .,Zhou,G.T.,Morgan,D.R.and Ma.Memory polynomial predistorter based on the indirect learning architecture.IF.EE Global Telecommun.Nov．2002． [3] 虞强．射频功率放大器的数字自适应基带预失真技术,上海交通大学硕士学位论文．2007． [4] 姜宇柏，游思晴．软件无线电原理与工程应用．北京：机械工业出版,2007． [5] 赵新峰．OFDM系统中的自适应预失真技术，西安电子科技大学硕士学位论文．2005． [6] 张定宁．WCDMA中直放站中频率估计和数字预失真算法研究与实现，北京邮电大学硕士学位论文．2008． [7] Raich,R.,Zhou and G.T..On the modeling of memory nonlinear effects of power amplifiers forcommunication applications.IEEE DigitaJ Signal Processing Workshop.Oct.2002． [8] 冯永生，预失真射频功率放大器的研究．北京邮电大学博士学位论文,2007． [9] Michael Faulkner.Amplifier linearization using RF feedback and feedforwrd techniqucs.IEEE Transactions on Vebicular Technology．Feb．1998． [10] 姜凡．射频功率放大器线性化技术研究．河海大学硕士学位论文．2005． [11] 刘嫒媛．射频预失真功率放大系统设计与实现，北京邮电大学硕士学位论文,2008． [12] 黄智伟．射频功率放大器电路设计，西安：西安电子科技大学出版社．2009． [13]A.M.Smith and J.K.Cavers.A wideband architecture for adaptive feedforward linearization.IEEE 48th Vehicular Technolohy Conf．1998． [14] 南敬昌．宽带功率放大器非线性、行为模型与数字预失真系统研究，北京邮电大学博士学位论文．2007． [15] 谢宁德，射频功率放大器数字预失真算法的研究和实现，东南大学硕士学位论文．2005． [16] 齐迅，CDMA2000基站中功放线性化技术的设计与实现，西北工业大学硕士学位论文．2006． [17] 牛伟，软件无线电构架下功率放大器的线性化．西南交通大学硕士学位论文．2003． [18] 金哲，宽带通信中有记忆射频功率放大器的建模与预失真方法，浙江大学大学学位论文．2007． [19]曾兴斌.，RF功率放大器非线性及移动通信关键技术研究．浙江大学博士学位论文．2005． [20] 钱业青，刘富强.Wiener功率放大器的简化预失真方法．通信学报．2007． 2

三、学位论文研究计划及预期目标

1.拟解决的关键问题和最终目标，以及拟采取的主要理论、技术路线和实施方案 1.1关键问题: 针对放大器的无记忆效应和记忆效应模型，关键是研究放大器的线性化技术，深入研究各种预失真算法，在MATLAB中搭建各种算法的预失真器的仿真系统，通过仿真验证各种预失真器对放大器线性化的改善。 1.2最终目标： 在MATLAB中搭建各种算法的预失真器的仿真系统，在此基础上连接各功能模块，搭建整体的软件平台，最后对整个平台进行测试。 1.3主要理论： 自适应相关理论、放大器模型、嵌入式设计、MATLAB软件系统。 1.4技术路线： （1）首先深入研究放大器模型。其中无记忆效应模型中以幂级数模型，Saleh模型和神经网络模型应用最为广泛。对有记忆效应的放大器模型来说，Volterra级数是研究最为广泛的模型，记忆多项式模型是Volterra级数模型的简化版本。 （2）在MATLAB中搭建各种算法的预失真器的仿真系统，在此基础上连接各功能模块，搭建整体的软件平台，最后对整个平台进行测试。并结合软硬件平台进行验证。 （3）比较各种算法，探讨新的算法，找到最优的预失真器的设计方案。 1.5实施方案： （1）放大器建模。功率放大器的非线性分为无记忆非线性和记忆非线性，所以建模也可以分别建立无记忆模型和记忆模型。 （2）数字预失真关键模块设计。 一般的无线传输系统如上图所示，信号源产生的数字信号首先经过星座映射，产生的复信号流通过升余弦滤波器整形，若没有预失真器(PD)时，升余弦滤波器的输出采样信号经D/A转换，正交调制，上载频，直接经过功率放大后发射出去。但通常的高功率放大器会引起非线性失真，因此有必要采用PD技术以改善这种失真，为了降低计算量，将数字预失真放在数字基带或者数字中频来完成，用于补偿PA的非线性失真。PD根据放大器输出信号的祸合信号经正交解调，去载频，A/D变换后与预失真器输入采样信号比较，进行失真器的自适应更新，使得PA的输出信号为升余弦滤波器输出信号的线性放大。 （3）数字预失真算法仿真。在MATLAB中搭建各种算法的预失真器的仿真系统，在此基础上连接各功能模块，搭建整体的软件平台，最后对整个平台进行测试。 2.实验条件落实情况，可能存在的问题及解决办法 本人在贵州电子信息职业技术学院电子工程系任教，电子工程系实训中心有较好的实验条件，具有较完善的MATLAB仿真平台和功率放大器测试平台。如果测试达不到指标可以到电子科技大学进行仿真测试。 3

3.年度研究计划及预期研究成果 起始时间 完 成 内 容 年 度 计 划 2012.01-2012.04 完成相关资料的收集，大量阅读相关文献。 2012.05-2012.06 功率放大器模型、算法，自适应预失真器的设计方案。 2012.07-2012.10 自适应预失真器研究。 2012.10-2012.12 对各种算法进行研究、比较，提出新的算法，并完成相关软硬件的测试。 2013.01-2013.05 撰写毕业论文。 学位 本论文在详细研究射频功放的建模和采用自适应算法对预失真器的参数进行辨识问题。在MATLAB环境下构建无记忆效应的幂级数功率放大器模型以及具有记忆效应的Wiener功率放大器模型和Hammerstein功率放大器模型，并采用NG迭代算法和LS/SVD（最小二乘／奇异值分解）算法，分别给出Hammerstein自适应预失真器的设计方案，以及采用LR线性回归算法和LR与LMS相结合的算法，分别给出Wiener自适应预失真器的设计方案。阐述RLS算法和仿射投影算法的基本原理，并将两个算法用于预失真放大器的仿真。主要特色和创新之处在于： 论文 1、对LMS算法做了改进得到一种新的基于反正切函数的变步长LMS算法，新算法只有一个参数需要确定其范围，形式简单，方便使用。通过理论分析，证明特色 新算法的稳定性，并引入级数收敛原理证明了新算法的均值收敛性和均方收敛性。 2、对归一化LMS算法做了改进，新算法对输入信号进行归一化处理并采用了或 带有遗忘因子的函数，为了提高收敛速度又加入控制初始步长的因子。通过理论分析，证明新算法的稳定性和收敛性。同时也证明在初始误差很小的情况下，初创新 始步长控制因子可以有很大的取值范围。 3、比较各种算法，探讨新的算法，找到最优的预失真器的设计方案。 最终 成果 最终的成果将以论文、资料文档、程序代码的形式出现。 形式 4

四、开题报告审查意见

1.导师对学位论文选题和论文计划可行性意见，是否同意开题： 签名： 年 月 日 2.评审专家意见 开 题 时间： 年 月 日 地点： 报告会 评审专家（至少3位）： 评审专家组对学位论文的选题、方案实施的可行性，是否通过开题报告的具体意见和建议： 组长签名： 年 月 日 3.学院意见： 负责人签名： 年 月 日 5

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