FPGA实现宽带数字预失真技术探究

"本文详细探讨了宽带数字预失真（Digital Pre-Distortion, DPD）技术在FPGA（Field-Programmable Gate Array）中的实现方法。作者李哲和高锦春通过采用基于MP记忆多项式的功率放大器模型，从硬件逻辑设计和软件系数估计两个角度，对宽带数字预失真算法进行了深入研究，并针对FPGA的实际特性提出了优化解决方案。最后，他们对实现后的预失真系统进行了性能测试。" 在通信系统中，尤其是在射频功率放大器的设计中，数字预失真技术被广泛用于改善信号质量。它通过对输入信号进行预处理，以补偿功率放大器在高功率操作时产生的非线性失真。这种失真会导致信号带外辐射、效率降低以及干扰其他通信频道等问题。因此，数字预失真是现代通信系统中的关键技术之一。 本论文的核心在于FPGA上的DPD算法实现。FPGA是一种可编程逻辑器件，因其灵活性和高速运算能力，常被用于高性能计算和实时信号处理。MP记忆多项式模型是一种常用的功率放大器模型，它考虑了放大器的历史输入和输出状态，以更准确地预测和校正失真。 在硬件逻辑设计方面，作者可能探讨了如何利用FPGA的逻辑资源，如查找表（LUTs）和触发器，来构建DPD算法所需的计算结构，包括乘法器、加法器和存储单元等。同时，为了优化资源利用率和提高运行速度，可能会涉及流水线设计、并行处理和数据复用等策略。 在软件系数估计方面，论文可能讨论了如何通过算法或机器学习方法，如最小二乘法、迭代学习或者神经网络，来估计和更新预失真滤波器的系数，以适应功率放大器的动态变化。软件部分通常与硬件紧密交互，以实现系数的实时更新。 论文还关注了FPGA的具体特性，比如功耗、时钟速度和布线延迟等，提出了针对性的优化方案，可能包括位宽调整、资源分配优化以及低功耗设计策略。这些优化措施旨在确保预失真系统的性能，同时满足FPGA的物理限制。 最后，作者进行了实际的系统性能测试，这可能包括失真度、信噪比（SNR）、误差矢量幅度（EVM）等关键指标的测量，以验证预失真系统的有效性并评估其在实际应用中的表现。 这篇论文对宽带数字预失真在FPGA上的实现提供了深入的理论分析和技术实现，为实际通信系统中的非线性失真校正提供了有价值的参考。