改进型Hammerstein动态非线性模型的Doherty射频功放线性化

采用改进型Hammerstein动态非线性模型来设计数字预失真器,用于矫正Doherty射频功放的动态非线性,从而获得一个适合于诸如WCDMA、CDMA2000和WiMAX这样的新型宽带无线通信系统的高效线性射频功率放大系统。文中使用频率间隔5MHz的两载波3GPP-FDD WCDMA信号作为测试信号,设计了一个16W峰值输出功率的L波段Doherty射频功率放大器。实验表明基于改进型Hammerstein动态非线性模型的数字预失真器可以很好地抑制Doherty射频功放的动态非线性引起的频谱再生,从而有效地降低了邻道干扰。

射频功放记忆效应的准确辨识和定量计算

射频功放记忆效应是阻碍采用传统无记忆预失真技术实现射频功放超线性的根源。准确地鉴别射频功放的记忆效应并计算其大小,可以对不同射频功放的记忆效应强弱进行定量比较,以便采用不同的线性化技术对其进行线性化。文中首先讨论如何去除功放时延的影响,以准确提取受实际调制信号激励的射频功放的等效基带特性数据;然后,讨论了采用无记忆预失真技术的记忆效应鉴别方法,提出了基于频谱分析法的记忆效应强度计算方法;最后,通过对受不同调制信号激励的不同类型射频功放的实验测试和计算,证明了所提出方法是一种有效的衡量射频功放记忆效应强弱的手段。

基于Flex、Red5和MongoDB的视频直播、录制及存储系统设计

为改善以往网络视频直播或点播过程中播放不流畅的情况和寻找大量视频数据的存储策略,提出了一种实时的视频直播、录制及存储系统的整体设计方案。利用开源的流媒体服务器Red5结合富互联网技术Flex实现直播和录制;通过开源NoSQL数据库MongoDB将录制的视频数据进行存储。实际测试结果表明,该平台能满足系统在多用户访问和数据存储方面的要求。

基于改进型径向基函数神经网络的功放线性化

提出了一种基于改进型径向基函数神经网络(MRBFNN)的数字预失真线性化模型,用于更为精确地矫正宽带射频功率放大器的动态非线性。该神经网络模型的输入层使用传统的延时抽头以补偿功放的线性记忆效应,同时对每个抽头进行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。文中使用WCDMA三载波信号对一个460MHz的Doherty功率放大器进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,与传统数字预失真线性化模型相比,基于改进型径向基神经网络的数字预失真线性化模型能更好地抑制宽带功放动态非线性引起的带外频谱再生,其三阶互调(IMD3)失真最多可以抑制23d B,大大提高了功放的线性度,验证了所提出的数字预失真线性化模型的有效性。

基于改进型广义分数阶记忆多项式的Doherty功放线性化器

为了能够有效抑制Doherty射频功放的强非线性,提出了基于改进型广义分数阶记忆多项式非线性模型,并采用该模型设计数字预失真线性化器。改进型广义分数阶记忆多项式(AGFMP)模型是在广义记忆多项式(GMP)模型的基础上去除滞后项,从而减少系数数量,并将偶数阶项去掉,引入分数阶项,以提高线性化能力。采用双波段双模式信号(信号带宽为25 MHz)和1000001 CDMA2000信号作为测试信号,设计输出峰值为51 dBm的Doherty功放作为测试功放进行建模和线性化试验。实验结果表明,无论在强记忆效应还是强静态非线性时,AGFMP的系数数量比GMP减少30%,且具有与GMP相似的线性化能力,同时比分数阶记忆多项式具有更优的带内和带外交调抑制能力。

广义记忆型神经网络射频功放数字预失真器

提出了一种基于广义记忆型神经网络（GMNN）的数字预失真器非线性模型,以更好地抑制由于射频功放动态非线性导致的带内失真以及带外频谱扩展等问题。通过引入时间上的超前项,使得功放模型的记忆效应建模能力得以扩展,通过添加高阶非线性级数,使得功放非线性建模精度进一步提高。文中使用带宽为20 MHz的4载波WCDMA信号作为测试信号,对一个中心频率为460 MHz的60W Doherty射频功放进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,广义记忆型神经网络数字预失真器的带外抑制可达19 d B,能更有效地抑制射频功放的带外频谱扩展,相比于其他几种预失真器展现出更好的线性化效果,验证了广义记忆型神经网络数字预失真器的有效性。

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。

基于广义LSTM神经网络的宽带射频功放数字预失真线性化

在无线通信系统中,射频功放的非线性是信号失真与频谱增生的主要原因,尤其是对于采用64QAM、256QAM等高峰均功率比的复杂调制系统,对射频功放线性度的要求越来越高;然而宽带射频功放中存在的强记忆效应严重地降低了基于传统非线性模型的数字预失真器的线性化性能。文章提出广义长短期记忆(LSTM)神经网络模型,通过输入的时序特性,从时间轴上进行模型迭代,利用LSTM模型独特的长短时序结构以更好地表征宽带射频功放的记忆效应,同时引入时间超前项以构建广义的LSTM模型,进一步增强其动态非线性建模能力。在不同超参数下的建模结果表明,该模型的归一化均方误差(NMSE)指标可达-42.2895 dB。最后,使用20 MHz带宽的4载波WCDMA信号,对中心频率1900 MHz的50 W Doherty功放进行预失真线性化实验验证。实验结果证实了基于广义LSTM神经网络模型的数字预失真器可以使互调分量降低达23.27 dB,大大优于记忆多项式等传统非线性模型的非线性校正性能。

逆F类高效氮化镓Doherty射频功率放大器设计

逆F类功放在接近饱和区工作时效率很高,将其与Doherty功放结构相结合,可以实现一种在大功率回退的情况下仍然具有很高效率的射频功率放大器。本文设计了一款基于Ga N HEMT晶体管的高效率的逆F类Doherty功率放大器,工作频带为910MHz^950MHz。单音信号测试结果显示,在930MHz处,功放回退7.5d B后漏极效率仍高达64.2%。使用3载波WCDMA信号作为测试信号,利用数字预失真技术进行线性化后,功放输出信号的上下边带邻信道功率比(ACPR)分别为-35.39d Bc和-35.9d Bc。

基于神经网络的宽带功放动态非线性行为建模

文章主要讨论了如何利用神经网络对宽带功放进行动态非线性行为建模的问题。首先简述了功放的动态非线性特性及行为建模的方法。然后回顾了基于实数时延前馈神经网络、径向基函数神经网络等浅层神经网络构建的功放动态非线性行为模型。在此基础上,针对5G/6G宽带功放具有更强的记忆效应的问题,重点分析了如何使用长短期记忆(LSTM)神经网络对功放的动态非线性进行精确的行为建模。最后展望了构建具有普适性的功放非线性行为模型将是5G/6G通信时代功放非线性建模的一个重要发展方向。

基于广义改进型Hammerstein模型的宽带射频功率放大器建模

为了提高AH模型的建模精度,该文在AH模型的带记忆弱非线性模块中引入滞后包络项和超前包络项,用于仿真功率放大器的滞后包络效应和超前包络效应,从而构建出广义改进型Hammerstein模型(GAH)。通过实验比较了GAH模型和AH、记忆多项式、分数阶记忆多项式以及广义记忆多项式模型的建模精度和模型复杂度。实验结果显示GAH模型能在很低的计算复杂度下很好地表征功率放大器的记忆效应。

基于SoC的可重构短波功放数字预失真线性化

在对功率放大器的非线性放大特性研究的基础上,提出了在SoC为核心的硬件平台上对短波功放进行可重构预失真线性化的方法。文章重点对改进型Hammerstein模型进行了改进,修改后的模型不仅在硬件上易于实现,而且具备模式切换功能,可以根据需求选择不同的有记忆模型或无记忆模型。实验结果证实了修改后的模型能有效地抑制短波功放的带外寄生辐射。提出的基于SoC硬件平台的预失真线性化实现方案可以很方便地实现各种不同的预失真非线性模型,节省系统硬件资源,具有重要的工程实际应用价值。

并发双波段Doherty射频功率放大器

通过分析并发双波段阻抗变换网络,设计了双波段延时线以及双波段四分之一波长阻抗变换网络。在传统Doherty功率放大器基础上,运用双波段阻抗变换网络,设计了一款并发双波段Doherty。为了验证该并发结构的可行性,采用CREE公司的GaN功放管,设计了一款工作在2.1GHz以及2.5GHz频带的Doherty功率放大器,并实现了双频带内输出功率回退6dB时漏极效率大于33%,输出功率大于41.5dBm,且合路增益10dB左右。测试结果表明,并发双波段Doherty功放将更适合现代通信对多模多波段的要求。

可重构多波段射频功率放大器设计

在未来通信系统发展中,多波段多模式的射频功率放大器具有很大的应用前景。在众多解决方案中,利用可重构器件实现的可重构多波段射频功率放大器最具优势。利用PIN二极管的单向导电性,提出了基于PIN二极管开关的可重构多波段功放的设计思路。介绍了可重构器件的仿真设计,并进行了实际测试。在1 750 MHz、2 100 MHz和2 600 MHz频点设计了可重构多波段功放电路,并做了仿真测试。为验证仿真设计的准确性,完成了实际电路板制作和功放的调试工作。实验测试结果表明,提出的设计方法可行并达到了设计指标,对今后的研究工作具有重要的指导意义。

广义改进型Hammerstein预失真器的实现方法及验证

射频功率放大器与生俱来的非线性是无线通信前端设计需要解决的核心问题之一。根据广义改进型Hammerstein功率放大器非线性模型,提出一种应用于射频功放线性化的新型数字预失真器——广义改进型Hammerstein(Generalized Augmented Hammerstein,GAH)预失真器,并给出了该预失真器的实现方法。另外,为了精确分析GAH预失真器的性能,采用实际功放的输入输出数据进行仿真和实验。被测功放为中心频率1960 MHz,带宽40 MHz,输出功率45 d Bm的Doherty功放。仿真和实验证明:提出的数字预失真器不仅计算复杂度远低于记忆多项式(Memory Polynomial,MP)和分数阶记忆多项式(Fractional Memory Polynomial,FMP)预失真器,而且其线性化能力也强于AH、MP及FMP等预失真器。

一种连续F类/逆F类模式转换功率放大器

传统的F类和逆F类功率放大器的带宽不宽,且对于功放输出信号的谐波控制比较严格。在连续类功放理论的基础上,设计了一款在工作带宽内连续F类和连续逆F类模式转换的功率放大器。设计的功放采用了Cree公司的CGH40010F GaN HEMT晶体管。通过调整功放管输出端的谐波控制网络,控制谐波阻抗在Smith圆图中位置分布,从而在带宽内同时实现连续F类和连续逆F类的工作模式。制作了测试板,结果表明在2.4～4.2 GHz的带宽内,增益在11 dB以上,漏极效率为55%～82%,输出功率在39.5～41.9 dBm。采用了10 MHz的LTE单载波信号进行功放的数字预失真测试,功放的输出ACPR改善了6 dB以上。

基于低功耗蓝牙技术的室内定位应用研究

针对GPS定位技术在室内无法获取精确位置信息的问题,本文提出了一种基于低功耗蓝牙技术的室内定位方案。该系统方案中,ibeacon基站由低功耗蓝牙4.0模块组成。在需要定位的室内均匀部署一定数量的ibeacon基站,每个ibeacon基站可以自动创建一个信号区域并周期性的向外广播出自己特有的与位置有关的UUID(Universally Unique Identifier)号和RSSI(Received Signal Strength Indicator)值,当蓝牙终端设备进入该信号区域就会接收到ibeacon基站广播出的UUID号和RSSI值,然后通过改进型环形定位算法就可以对待测点进行精确的定位。实验结果表明,该系统方案的定位精度在2m以内,可以满足大多数室内定位的要求。

微波回传系统发射机数字预失真线性化

微波回传系统是宽带无线通信基站信号回传的主要手段之一。对19GHz微波回传系统发射机的非线性特性进行了实验测试与分析研究,采用基于查找表(LUT)的数字预失真技术对其进行线性化以满足大容量无线基站信号传输的需求。利用指数加权移动平均算法(EWMA)提取发射机的静态非线性特性以构建数字预失真查找表。使用3载波WCDMA信号进行实验验证,实验结果表明采用查找表数字预失真器对该被测发射机进行线性化,3阶互调失真(IMD3)最大可以改善23dB。因此通过简单的查找表数字预失真技术可以有效地提高微波回传系统发射机的线性度,同时可以使微波功率放大器工作在较高的输出功率,增大回传距离,降低生产成本。

基于WEB的远程自动控制系统研究和实现

虚拟实验室有助于实现实验室资源共享,成为了目前高校实验室建设中研究的热点。针对远程实验过程中操作复杂和大量实验数据存储的问题,提出了一种通过网络远程自动控制硬件平台的虚拟实验平台方案。该方案包括客户端部分、数据处理和硬件实验平台部分,通过JNA技术、云存储技术以及SCPI编程相结合使用,实现数字预失真平台远程自动测试和解决复杂数据的处理问题。

周界入侵检测系统宽带滤波器的设计及优化

针对传统m推演型滤波器插入损耗大、带内平坦度不理想等问题,提出了一种改进型带通滤波器设计优化方法。本文首先介绍了滤波器各子级的设计方法,利用ADS对滤波器参数进行迭代优化设计,并采用PCB工艺制备了带通滤波器样品同时进行了传输特性的测量,最后将其实际应用于泄漏电缆周界入侵检测系统中提高了硬件前端的信噪比。测量结果表明,在25.75~36.25 MHz的通带范围内,插入损耗小于1.5 d B,带内平坦度优于0.5d B,反射系数小于-15 d B,过渡带性能理想;在陷波点20 MHz、45 MHz处衰减大于-50 d B。在本文的最后,对周界入侵检测系统漏报率、误报率、正确率进行了初步测试,结果表明虚警率从每小时1次减少至2天内未发生报警,该滤波器结构有效地解决了系统虚警率高的问题,提高了系统的稳定性。