EVR算法驱动的PA行为建模与数字预失真记忆多项式模型高效修剪

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本文是一篇发表在2014年10月《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》上的研究论文,标题为“适用于PA行为建模和数字预失真的记忆多项式模型的有效修剪技术”。作者们,Wenhua Chen(IEEE资深会员)、Siling Zhang(IEEE学生会员)、You-Jiang Liu(IEEE成员)、Fadhel M. Ghannouchi(IEEE院士)以及Zhenghe Feng(IEEE院士)和Yuanan Liu(IEEE成员),针对功率放大器(Power Amplifier, PA)行为建模中的记忆多项式模型(Memory Polynomial Models, MPs)复杂度降低问题提出了一个创新的解决方案。 该研究关注的主要问题是记忆多项式模型在PA行为建模中的精度与效率平衡。传统的MP模型可能包含大量的项,这些项对于预测PA的行为至关重要。然而,过多的项会增加模型的计算复杂度,特别是在数字预失真(Digital Predistortion, DSP)应用中,这可能导致系统性能下降和资源浪费。为了优化模型,论文提出了一种基于误差变化排名(Energy Variation Ranking, EVR)的修剪方法。 EVR方法的核心思想是通过量化每个多项式项去除后对预测误差的影响来评估其重要性。具体步骤是,逐个移除每个项,并计算其删除导致的预测误差变化,然后根据这个变化量为所有项排序。排序结果反映了各个项对于整体预测性能的影响程度。根据排序,研究人员选择那些对误差影响最小、排名靠后的项进行剪枝。这种方法旨在在保持模型准确性的同时,显著减少模型的复杂度。 实验结果显示,当将EVR修剪技术应用于数字预失真器时,可以有效地去除大约74%的MP模型中的项,以及高达78%的二维数字预失真模型中的项,而这些剪枝几乎不会对预测性能造成明显负面影响。这种有效的修剪策略对于设计高效且实时性强的PA控制系统具有重要意义,因为它允许设计师在满足系统性能需求的同时,降低硬件资源的占用,提高系统整体的能源效率和可靠性。因此,这项工作为PA建模和数字预失真领域的工程实践提供了有力的理论支持和实用工具。