基于多路实值时延神经网络的大规模MIMO系统发射机射频失真补偿方案

大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统具有频谱效率高、系统容量大的优势。然而由于发射机射频元件存在着技术、工艺等方面的限制,大规模MIMO系统不可避免地存在着多种射频失真问题,成为制约系统性能的重要瓶颈。本文针对大规模MIMO系统中的功率放大器(Power Amplifier,PA)非线性、同相/正交(In-phase/Quadrature,I/Q)支路不平衡、射频链路串扰等多种射频失真问题,提出基于多路实值时延神经网络(Real-Valued Timed-Delay Neural Network,RVTDNN)的大规模MIMO系统发射机射频失真补偿方案。该方案使用多个RVTDNN预失真网络对发射信号进行预处理,补偿发射机的射频不理想特性,提高系统性能。此外,本文还提出了基于量子遗传算法的预失真网络超参数优化方案,与传统的基于遗传算法的网络超参数优化方案相比,该方案在种群数较小时可实现超参数优化,从而降低了算法的时间复杂度。

射频预失真器与基带预失真算法结合对行波管功率放大器线性化改善的影响

为了保证自适应算法的效果,一般会将行波管输出功率进行一定回退,但是会降低行波管的工作效率。通过在行波管前端加入射频预失真器,在额定输入功率范围内,线性化后的行波管的非线性失真现象得到了一定程度改善,然后再进行基带自适应算法的实现。X波段行波管在输出功率回退较少的同时,达到较好的非线性失真改善效果。

一种行波管用毫米波射频预失真线性化器

射频预失真是提高功率放大器线性度的一种有效手段,精确补偿放大器的非线性失真需保证幅度和相位补偿同时满足要求.针对Ka波段行波管放大器的线性化,提出一种新型射频预失真电路.该电路由前置、后置电平调节模块和基于矢量合成技术的非线性信号产生模块构成.改变两电平调节模块的增益,可实现补偿区间的调节;改变非线性信号产生模块中两支路的偏置电压,可实现预失真补偿量调节及幅度/相位的独立调节.将实际电路与配用Ka行波管联测,在输出功率回退6 d B时,行波管三阶互调系数提高约11.5 d Bc.

基于LUT的射频预失真技术

分析了当前文献中几种主要的预失真结构,发现这些预失真结构均不适用于多通道宽频带短波通信中高功率放大器的线性化。提出了一种新的数字射频预失真方案,该方案能够完全适应短波宽频通信的高精度、多通道、宽频带的要求,而且不需要使用射频非线性有源器件。仿真结果表明,在短波通信系统采用这种方案,可以在很大程度上改善功率放大器的线性度。

Ka频段10W自适应射频预失真线性化固态功放研制

射频功率放大器的特性会随信道切换、环境温度、工作状态等多种因素发生变化,为了保证功率放大器的优良工作特性,具有自适应性能的预失真系统就显得非常重要。提出了一种自适应反馈检测方法,以减小放大器输出信号的幅度失真和相位失真作为系统自适应的优化目标,采用多方向搜索优化算法对预失真系统进行优化调整,使系统始终处于最优工作状态。研制了工作于Ka频段10 W自适应射频预失真线性化固态功放原理样机,当工作温度为-40℃^+60℃时,在3 GHz的工作带宽内,三阶交调指标优于-32 dBc。测试结果表明该功放具有工作频带宽、温度适应性广等特点。

基于自适应射频预失真的多载波功率放大器线性化技术

用高功率放大器放大线性调制信号 (包络波动变化 ) ,必然会产生失真和互调成分。而基于扩频技术的第三代无线通信系统中的功率放大器必须要有很好的线性性能。本文提出一种线性化射频多载波高功率放大器的自适应射频预失真器。

Ku波段800 W氮化镓高线性固态功放研制

介绍了一种Ku波段800 W氮化镓(GaN)高线性度固态功放的工程实现。使用32片GaN功率芯片,采用微带Gysel功分器与波导功分/合成网络相结合的方式进行功率合成,功放在750 MHz的工作频带内连续波饱和输出功率大于850 W。采用射频预失真线性化技术优化氮化镓功放线性度,功放三阶互调指标改善幅度大于5 dB,优于-32 dBc。功放选择带热管的翅片散热器的强制风冷方案,提高了散热器的换热效率,散热性能良好。通过实时监测功放芯片管壳温度,自动配置散热风扇转速,实现了功放的自适应热管理,在降低功放功耗的同时,减小了产品噪声。功放配置了完善的控保功能,技术状态稳定。由两台功放组成了1备1组件系统,可靠性及实用性满足工程使用要求,适用于测控、通信、广电等领域的微波发射系统。

功率放大器的自适应预失真线性化技术

重点介绍了几种主要的功率放大器的自适应预失真技术,包括基带预失真、中频预失真及射频预失真技术,以及几种自适应预失真工作函数的产生方法,并利用多项式产生工作函数的方法对功率放大器进行预失真调整,使其线性度得到明显改善。

Ka频段400 W氮化镓高线性固态功放研制

介绍了一种Ka频段400 W氮化镓高线性度固态功放的工程实现。使用64片GaN功率芯片,采用微带电桥与波导功分/合成网络相结合的方式进行功率合成,功放在2 GHz的工作频带内连续波饱和输出功率大于400 W。采用射频预失真线性化技术优化氮化镓功放线性度,功放三阶互调指标改善幅度大于9 dB,优于-33 dBc。功放选择带热管的翅片散热器的强制风冷方案,提高了散热器的换热效率,散热性能良好。功放接口独立,并配置了完善的控保功能,技术状态稳定,可靠性及实用性满足工程使用要求,适用于测控、通信等领域的毫米波发射系统。

短波大功率放大器的预失真技术

分析了几种主要的预失真结构,发现这些预失真结构均不适用于多通道宽频带短波通信中大功率放大器的线性化。针对短波通信系统的特点和对邻道干扰以及功率放大器工作效率的要求,提出了一种新的数字射频预失真方案,并采用通用的数字信号处理器和FPGA在硬件上实现了一个预失真线性化模型。仿真和实验结果表明,在短波通信系统采用这种方案,可以在很大程度上改善功率放大器的线性度。

频谱分析仪提供有线电视性能测试

多功能射频频谱分析仪可以测试各种失真参数。

线性化技术和RF预失真器调谐实现最大的PA效率

瞄准高效放大器时,克服RF信号的非线性特性非常具有挑战性。在本应用笔记中,提出了线性化技术和RF预失真器调谐,以使用最少的组件来实现最大的PA效率。该应用中使用MAX2009/MAX2010模拟射频预失真器来使非线性无效,而不会牺牲功率放大器的效率和性能。

采用射频预失真的新型大功率Doherty功放设计与实现

针对大功率射频功率放大器在设计研制上都存在较大困难,特别是大功率难匹配,实现大功率后线性度差、效率低等问题,设计一种适用于无线通信基站系统的二路大功率Doherty功率放大器。采用新型射频预失真芯片构建高集成度的线性化电路,改善该功率放大器的线性。仿真结果表明,在饱和功率回退6 dB时,该功率放大器平均输出功率可达到100 W,效率可达到44.158%,从而实现高效率和大功率的输出;加入预失真电路后,功放线性改善了20 dB。实测结果验证了仿真的一致性。

毫米波大规模MIMO系统中抑制IQ不平衡的广义线性混合预编码方案

毫米波大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统的混合预编码在基于理想硬件假设的前提下获得了广泛的研究。然而,在毫米波频段难以避免的硬件非理想特性会导致射频失真的产生,并严重制约系统的性能。本文考虑了毫米波大规模MIMO系统发射机同相和正交(In-phase and Quadrature-phase,IQ)支路不平衡问题,设计了一种基于广义线性实值信号模型的混合预编码方案以抑制IQ不平衡对系统性能的不利影响。该方案利用复-实变换将含有IQ不平衡引起的共轭干扰的接收信号模型转化为广义线性实值信号模型,基于正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法,分别在复数域和实数域迭代设计模拟预编码器和数字预编码器。仿真结果表明,该方案能有效地提高频谱效率和误码性能。

航天测控高效率线性功率放大器研究

针对航天测控发射机的GaN末级功率放大器效率得到提升,但线性度往往达不到指标要求的问题。提出了射频预失真技术和Doherty技术相结合的方法来提高功率放大器的回退效率和线性化指标,给出了射频预失真的方案设计,对差分匹配和100 W功率放大器进行了仿真设计。通过仿真分析和试验可以发现,该方法可以改善三阶交调到-47 dBc以下,效率在输出功率回退6 dB后可以达到45%。

线性化Doherty功率放大器设计

结合射频数字预失真技术和Doherty技术提出了一种WCDMA线性化功率放大器的设计方案。通过计算机辅助设计和ADS仿真分析,功率放大器在输出35瓦(45.4dBm)的情况下,ACLR达到-55dBc。

C波段2000 W氮化镓线性固态功放研制

介绍了一种C波段2000 W氮化镓高功率线性固态功放的工程实现。使用32片GaN功率管芯芯片,采用微带Gysel功分器与波导功分/合成网络相结合的方式进行功率合成,功放在900 MHz的工作频带内连续波饱和输出功率大于2000 W,最大输出功率2290 W。采用射频预失真线性化技术优化氮化镓功放线性度,功放三阶互调指标改善幅度大于4 dB,优于-29 dBc。选择带热管的翅片散热器的强制风冷方案,提高散热器的换热效率,散热性能良好。功放配置了完善的控保功能,可靠性及实用性满足工程使用要求。功放插箱和电源模块采用热插拔设计,便于快速维修,适用于测控、通信、广电等领域的微波发射系统。