FPGA实现的非线性校正技术在OFDM通信中的应用

"这篇论文探讨了基于FPGA的非线性校正设计方案，主要针对OFDM（正交频分复用）系统中由于HPA（大功率放大器）的非线性失真问题。作者提出了一种利用FPGA实现的高效非线性校正方案，该方案具有高集成度、灵活性强和快速收敛的特点，并已经在DAB小功率实验发射系统中进行了实测，证实了其良好的校正效果。此外，文中还简述了传统的非线性校正技术，如功率回退法、负反馈法、前馈法和预失真法，以及Nios软CPU和查找表在非线性校正中的应用。" 正文： 1. OFDM技术与非线性失真问题 OFDM是一种广泛应用于现代通信系统的调制方式，其优点在于能够对抗多径衰落、抵抗脉冲噪声，且频谱效率高。然而，OFDM信号的高信号峰均比（PAPR）会导致HPA的非线性失真，因为HPA通常在非线性状态下工作以提高功率效率，这会引入非线性失真，对发射机的线性度提出极高要求。 2. 非线性校正方法 非线性校正技术的目的是消除HPA的非线性失真，以确保在保持发射效率的同时获得线性输入输出特性。常见的方法包括： - 功率回退法：通过降低输入功率来减少失真，但这牺牲了系统效率。 - 负反馈法：通过反馈机制改善放大器的线性度，但实现复杂。 - 前馈法：通过预测放大器的非线性失真并加以补偿。 - 预失真法：在信号进入HPA之前对其进行调整，以在放大后抵消非线性失真。 3. FPGA在非线性校正中的应用 本文提出的基于FPGA的非线性校正方案，利用了FPGA的高度可配置性和并行计算能力，实现了高效、灵活的校正。Nios软CPU可以用于控制校正算法的执行，而查找表则可以存储校正系数，快速查找到对应的校正值，以实现快速的非线性失真补偿。 4. 实验验证与效果 该方案在DAB小功率实验发射系统中进行了实测，证明了其在非线性校正上的有效性，提供了较好的校正效果。这表明，基于FPGA的非线性校正技术具有实际应用潜力，特别是在需要高效、实时校正的通信系统中。 5. 结论 非线性校正是现代通信系统中不可忽视的问题，尤其是在OFDM系统中。基于FPGA的解决方案提供了一种有效的途径，它不仅可以解决HPA的非线性失真，而且具备高度可定制性和快速响应能力。未来的研究可能进一步优化这种方案，提高系统的整体性能和效率。