一种新的混合预失真器的设计

0 引 言
现代无线通信的迅猛发展日益朝着增大信息容量，提高信道的频谱利用率以及提高线性度的方向发展。一方面，人们广泛采用工作于甲乙类状态的大功率微波晶体管来提高传输功率和利用效率；另一方面，无源器件及有源器件的引入，多载波配置技术的采用等，都将导致输出信号的互调失真。因此，在设计射频功率放大器时，必须对其进行线性化处理，以便使输出信号获得较好的线性度。一般常用的线性化技术包括：功率回退、预失真、前馈等。其中，模拟预失真具有电路结构简单，速度快，成本低，易于高频，宽带应用等优点，但对线性度的改善能力有限；数字预失真采用数字电路实现，适应性强，精度高，但由于采用自适应迭代算法，收敛速度较慢。本文首先简述了普通的预失真线性化技术，而后在此基础上进行改进，添加了自适应算法，并通过信号包络检测技术提取出带外信号进行调节，从而达到改善输出信号线性度的目的。同时由于采用了自适应控制电路，当功率变化，温度变化，以及器件老化等情况下，系统的性能可仍然保持良好。

1 预失真基本原理
1．1 模拟预失真基本原理
最基本的模拟预失真结构如图1所示，输入信号被一分为二，上路是P A输入的主要信号线，下路用于产生非线性信号，通常只产生三阶信号。在通过幅度和相位调整元件之后，下路产生的非线性信号和上路经过延迟的输入信号混合，最后通过功放输出。精确调整下路预失真器的输出幅度和相位来设置三阶预失真的系数，从而达到抵消功放输出中的三阶非线性分量。

1．2 数字预失真基本原理
数字预失真主要在数字域通过DSP技术进行实现。数字预失真器通常有多项式和查表法两种实现方式。本文主要研究多项式法。
多项式预失真电路结构如图2所示，在信号通过功率放大器之前，先通过多项式预失真器，在输入信号中加入预失真分量，产生预失真信号。反馈回路通过下变频器和带通滤波器得到输出信号中的带外信号功率，此功率即被用来调整多项式预失真器的系数，以减小带外功率。这种自适应的预失真技术利用输入信号的包络来产生两个只含三阶和五阶的多项式F1，F2来模拟功率放大器幅度和相位非线性的反函数，其中三阶项和五阶项的系数由一个微处理器控制。下文将会详细讨沦如何利用带外功率来产生输入信号的预失真分量。