FPGA实现的多查表自适应数字预失真器

"这篇论文提出了一种用于线性化具有记忆效应的射频功率放大器（RF PAs）的多查找表（LUT）FPGA实现的自适应数字预失真器（DPD）。该方法基于非线性自回归移动平均（NARMA）结构，该结构可以从NARMA PA行为模型导出，并映射到一组可扩展的查找表中。通过利用其递归性质，该线性化器可以减少补偿PA记忆效应所需的LUT数量。实验结果通过在FPGA设备上实现该提出的NARMA DPD来线性化170-W峰值功率的PA，验证了该递归DPD NARMA结构对W-CDMA信号和灵活传输带宽场景的适用性。" 在无线通信系统中，射频功率放大器是关键组件之一，但它们通常存在非线性特性，这会导致信号失真，降低通信质量。数字预失真技术被广泛应用于克服这种非线性失真，通过在发射端预先对信号进行反向失真处理，使得经过功率放大后的信号尽可能接近线性。 本文介绍的DPD采用了一种特殊的NARMA结构，这是一种数学模型，可以有效地模拟PA的非线性和记忆效应。记忆效应指的是PA的输出不仅取决于当前输入，还与过去的输入状态有关。NARMA模型可以捕获这种复杂的行为，从而提供更精确的预失真校正。 为了硬件实现这一复杂的算法，作者们将其转换成可扩展的查找表形式。这种方法的优势在于，LUT的数量可以被优化，降低了硬件资源的需求，同时保持了预失真效果的精度。LUT是一种常用的硬件加速技术，它存储预计算的输出值，根据输入信号的特定值快速检索出相应的失真校正值。 在FPGA（现场可编程门阵列）平台上实现NARMA DPD，允许灵活地调整参数以适应不同的功率放大器和信号类型。实验部分展示了该方案在处理170-W峰值功率PA时的性能，证明了其对W-CDMA（宽带码分多址）信号的有效性，同时表明该预失真器能适应不同的传输带宽场景，这在现代通信系统中是至关重要的，因为它们需要支持多种服务和带宽配置。 这项工作提出了一种创新的、基于FPGA的DPD实现方式，有效地解决了RF功率放大器的线性化问题，特别是对于那些具有记忆效应的放大器。通过使用NARMA模型和递归LUT设计，实现了高效且灵活的预失真技术，这对于提高无线通信系统的整体性能具有重要意义。