自适应在功率放大器非线性预失真中的应用
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谱 资 源 紧 张 成 为 日益 尖 锐 的 问题 。 目前 ，广 泛 采
输 出之 间 的 关 系 ，利 用 自适 应算 法 来 调 节 滤 波 器 的系 数 ，使 得 理 想 输 出 与 实 际输 出之 间 的差 值 最
小。 １ 自适应 滤 波器 的介 绍 ． １
用 的有 码分 多址 ｆ Ｄ ） Ｃ ＭＡ 、线性 调制 ，正 交 频分 多 址 （ Ｆ Ｍ１等 技 术 来解 决 此 问题 ，但 这 些 技 术 对 ＯＤ
功率放 大器预 失 真方 法进 行 了设计 ，仿 真 结果 表 明 ，分段 变步 长 算法提 高 了收 敛速 度 ．并 保 证 了稳 定性 ，大大减 小 了带 内和 带外 失真 。 关 键词 ：功 率放 大 器 ； 自适应 算 法 ；非 线性 ；预 失真
无 线 通 信 用 户数 目 日益增 多 ，人 们 对 业 务 种
有 一种 简单 的设 计方 法 ，设 定
Ｙ（）： （） （） ／ 。 ｎ ７ ， 凡
（）ｗ （） ｎ
０ 亩 ＜ ＜９
（） １ ２
ｅ（）＝ （）－ （）＝ （）一 （）戈 （） （） ｎ ｄ １ ｙ ｎ ｄ ｎ ７ ， ｎ ５
１ 传 统 自适应 算 法 ． ２
其 中 表 示 输 入信 号 （）的功 率 ，利 用 （２ ｎ １）
预 失 真 的基 本 思 想 是 在 放 大 器 前 构 造 放 大 器
的逆 特 性 ，使 得 预 失 真 器 和 放 大 器 的 联 合特 性 呈 线 性 。本 文 是 在 这 种 思 想 的 指 导 下 ，对 预失 真器
的 自适 应 算 法 进 行 改 进 ， 采 用 最 小 均 方 误 差 （ＭＳ １方 法 ，在肛的选 择 上 ，使 用分 段 变步 长 法 ， Ｌ Ｅ 在 均方 误差 降 低 到２ ％范 围 内使 用 大 步长 ，在剩 ５
通 用元器 件 ≯
ｄ ｉ ０ ９ ９ ｓ 。５ ３ ４ ９ 。 Ｉ 。８０ ３ ｏ： 。 ６ ／ ｉ ｎ１ ６ — ７ ５２ ０ ０ １ ３ ｊｓ ０ｉ
自适应 在功率放 大器 非线性 预失真 中的应用
祝 乐芳 ，李 环
（ 阳理 工 大 学 信 息科 学与 工程 学院 ，辽 宁 沈 阳 １ ０ ５ ） 沈 １１９
数 Ｗ。（ Ｆ ／ 最佳 系数 。 ， ）为
（） ６
一
—
ｎ
（３ １）
当 （）取 最 小 时 ，此 刻所 对 应 的一 组 加权 系 ｎ
当 较 小 时 ，ｒ 一越 大 ，收敛 速 度 越 慢 ，反 之 ， 收敛 速度 越快 。
最 陡 下 降 法 是 一 种 递 推 方 法 。它 系 数 迭 代 方
摘
要 ：功 率放 大 器是 无线 通信 系统 重要 组成 部 分 。 目前 通信 系统 中采 用具 有 高效频谱 利 用
率 的线性 调 制技 术 ，要 求功 率放 大 器 必须 具有 良好 的线 性特 性 。 线性 化技 术 成 为提 高功 率放
大 器效 率 的 关键 。 文 中采 用最 陡 下降 法 、Ｌ 算 法和分 段 变步 长算 法三 种 自适 应 算 法分 别 对 ＭＳ
对 的 约 束 选取 ，计 算 量 明显 减 小 每 一 种 自适 时
在 自适 应 算 法 中 ，通 常 采 用 均 方 误 差 （ Ｅ ＭＳ ）
来衡 量性 能指 标是 否 达到 最佳 状态
应 模式 都有 其 自身 的时 间常数 ，ＭＳ 的时 间常数 可 Ｅ
定 义 为
１
（ Ｅ 【 ］ ／ １ ）＝ ｅ ） （
Fra Baidu bibliotek
其 中Ａ 是 输 入 相 关 矩 阵 Ｒ的最 大 特 征 值 。 而 当滤 波 器 的 阶 数 Ｌ 大 时 ，Ａ 的计 算 量 也 很 大 ， 很 一
Ｗ （ ｎ ）； ［ｏ（ （）…Ｗ （） 凡 ）Ｗ 凡 ｎ］
输 出信 号
（） ３ （） ４
利 用 （１ １）式 的约 束 比较 困 难 ，在 实 际应 用 中
余 的２ ％范 围 内使 用 小 步 长 ，从 而 提 高 收 敛 速 ５
度 ，兼 顾 稳定性 ，完善 预失 真算法 。
收 稿 日期 ：０ １０ — ８ ２ １ － ４ ０
图 １ Ｆ Ｒ滤 波 器 方框 图 Ｉ
《 通用元器件 《
．１
Ｌ 算法要 保 证稳定 性 ， 必须 满足 ： ＭＳ
功 率放 大器 ｆＡ Ｐ ）有严 格 的线 性 度要 求 ，否则 系 统
性 能就 会严 重恶 化 。
自适 应 滤 波 器 它包 括 两 部 分 ，一 部 分 是 数 字
滤 波 器 ，一 部 分是 自适 应 算 法 ，可用 于 自适 应 滤
波器 的通 常有 两 种 ，一 种 是 无 限长 单 位 冲激 响 应 数字 滤 波 器 ｆ Ｒ ，另 一种 是 有 限长 单 位 冲激 响应 Ｉ ） Ｉ 数字 滤 波 器 （Ｉ ） Ｆ Ｒ ，一 般 采 用ＦＲ滤 波 器 作 为 自适 Ｉ 应滤 波器 的首选 ，ＦＲ滤波 器 的方框 图如 图 １ 示 。 Ｉ 所 输 入 与输 出之 间 的关 系 可表达 如下 ：
程 如 下
介 于在 的选 择 上存 在 的一 些 矛 盾 ，而 在传 统
Ｙ（ ２ Ｗｌ几 （ １ ）＝ （ ｎ ） ） －
ｌ０ ＝
（ １ ）
０ ｘ＜ ＜／－ ÷
Ａ ｒ
１
（１ １）
定 义 时刻 的输 入 向量为
Ｘ （）； ［ （ （一 ）… （— ＋ ） 凡 ／ Ｚ ） １ ｎ １ ］
几 时刻 的加权 系 数 向量为
（） ２
１ 自适 应 滤 波 器
所 谓 自适 应 滤 波 器 ，是 指 根 据 滤 波 器 的输 入
类 及 服 务 质 量 的要 求 越 来 越 高 ，从 以前 的保 证 通 话 发 展 到 今 天 的大 容 量 、高 速 率 通 信 ，使 得 通 信 频 段 变 得 日益 拥 挤 ，提 高 频 带 的利 用 率 ，解 决 频
输 出之 间 的 关 系 ，利 用 自适 应算 法 来 调 节 滤 波 器 的系 数 ，使 得 理 想 输 出 与 实 际输 出之 间 的差 值 最
小。 １ 自适应 滤 波器 的介 绍 ． １
用 的有 码分 多址 ｆ Ｄ ） Ｃ ＭＡ 、线性 调制 ，正 交 频分 多 址 （ Ｆ Ｍ１等 技 术 来解 决 此 问题 ，但 这 些 技 术 对 ＯＤ
功率放 大器预 失 真方 法进 行 了设计 ，仿 真 结果 表 明 ，分段 变步 长 算法提 高 了收 敛速 度 ．并 保 证 了稳 定性 ，大大减 小 了带 内和 带外 失真 。 关 键词 ：功 率放 大 器 ； 自适应 算 法 ；非 线性 ；预 失真
无 线 通 信 用 户数 目 日益增 多 ，人 们 对 业 务 种
有 一种 简单 的设 计方 法 ，设 定
Ｙ（）： （） （） ／ 。 ｎ ７ ， 凡
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（） １ ２
ｅ（）＝ （）－ （）＝ （）一 （）戈 （） （） ｎ ｄ １ ｙ ｎ ｄ ｎ ７ ， ｎ ５
１ 传 统 自适应 算 法 ． ２
其 中 表 示 输 入信 号 （）的功 率 ，利 用 （２ ｎ １）
预 失 真 的基 本 思 想 是 在 放 大 器 前 构 造 放 大 器
的逆 特 性 ，使 得 预 失 真 器 和 放 大 器 的 联 合特 性 呈 线 性 。本 文 是 在 这 种 思 想 的 指 导 下 ，对 预失 真器
的 自适 应 算 法 进 行 改 进 ， 采 用 最 小 均 方 误 差 （ＭＳ １方 法 ，在肛的选 择 上 ，使 用分 段 变步 长 法 ， Ｌ Ｅ 在 均方 误差 降 低 到２ ％范 围 内使 用 大 步长 ，在剩 ５
通 用元器 件 ≯
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自适应 在功率放 大器 非线性 预失真 中的应用
祝 乐芳 ，李 环
（ 阳理 工 大 学 信 息科 学与 工程 学院 ，辽 宁 沈 阳 １ ０ ５ ） 沈 １１９
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当 （）取 最 小 时 ，此 刻所 对 应 的一 组 加权 系 ｎ
当 较 小 时 ，ｒ 一越 大 ，收敛 速 度 越 慢 ，反 之 ， 收敛 速度 越快 。
最 陡 下 降 法 是 一 种 递 推 方 法 。它 系 数 迭 代 方
摘
要 ：功 率放 大 器是 无线 通信 系统 重要 组成 部 分 。 目前 通信 系统 中采 用具 有 高效频谱 利 用
率 的线性 调 制技 术 ，要 求功 率放 大 器 必须 具有 良好 的线 性特 性 。 线性 化技 术 成 为提 高功 率放
大 器效 率 的 关键 。 文 中采 用最 陡 下降 法 、Ｌ 算 法和分 段 变步 长算 法三 种 自适 应 算 法分 别 对 ＭＳ
对 的 约 束 选取 ，计 算 量 明显 减 小 每 一 种 自适 时
在 自适 应 算 法 中 ，通 常 采 用 均 方 误 差 （ Ｅ ＭＳ ）
来衡 量性 能指 标是 否 达到 最佳 状态
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定 义 为
１
（ Ｅ 【 ］ ／ １ ）＝ ｅ ） （
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其 中Ａ 是 输 入 相 关 矩 阵 Ｒ的最 大 特 征 值 。 而 当滤 波 器 的 阶 数 Ｌ 大 时 ，Ａ 的计 算 量 也 很 大 ， 很 一
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利 用 （１ １）式 的约 束 比较 困 难 ，在 实 际应 用 中
余 的２ ％范 围 内使 用 小 步 长 ，从 而 提 高 收 敛 速 ５
度 ，兼 顾 稳定性 ，完善 预失 真算法 。
收 稿 日期 ：０ １０ — ８ ２ １ － ４ ０
图 １ Ｆ Ｒ滤 波 器 方框 图 Ｉ
《 通用元器件 《
．１
Ｌ 算法要 保 证稳定 性 ， 必须 满足 ： ＭＳ
功 率放 大器 ｆＡ Ｐ ）有严 格 的线 性 度要 求 ，否则 系 统
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自适 应 滤 波 器 它包 括 两 部 分 ，一 部 分 是 数 字
滤 波 器 ，一 部 分是 自适 应 算 法 ，可用 于 自适 应 滤
波器 的通 常有 两 种 ，一 种 是 无 限长 单 位 冲激 响 应 数字 滤 波 器 ｆ Ｒ ，另 一种 是 有 限长 单 位 冲激 响应 Ｉ ） Ｉ 数字 滤 波 器 （Ｉ ） Ｆ Ｒ ，一 般 采 用ＦＲ滤 波 器 作 为 自适 Ｉ 应滤 波器 的首选 ，ＦＲ滤波 器 的方框 图如 图 １ 示 。 Ｉ 所 输 入 与输 出之 间 的关 系 可表达 如下 ：
程 如 下
介 于在 的选 择 上存 在 的一 些 矛 盾 ，而 在传 统
Ｙ（ ２ Ｗｌ几 （ １ ）＝ （ ｎ ） ） －
ｌ０ ＝
（ １ ）
０ ｘ＜ ＜／－ ÷
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１
（１ １）
定 义 时刻 的输 入 向量为
Ｘ （）； ［ （ （一 ）… （— ＋ ） 凡 ／ Ｚ ） １ ｎ １ ］
几 时刻 的加权 系 数 向量为
（） ２
１ 自适 应 滤 波 器
所 谓 自适 应 滤 波 器 ，是 指 根 据 滤 波 器 的输 入
类 及 服 务 质 量 的要 求 越 来 越 高 ，从 以前 的保 证 通 话 发 展 到 今 天 的大 容 量 、高 速 率 通 信 ，使 得 通 信 频 段 变 得 日益 拥 挤 ，提 高 频 带 的利 用 率 ，解 决 频