FPGA实现的非线性校正技术在OFDM通信中的应用
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更新于2024-09-09
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"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。
2021-05-21 上传
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2019-08-18 上传
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2019-08-24 上传
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