Implementation of Digital Predistortion for RF/Microwave Transmitters
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3029431Utgivelsesdato
2022Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
I dag introduseres høyere modulasjonsordninger i moderne kommunikasjonssystemer for å støtte flere kunder, men disse nye systemene er ganske følsomme for ikke-linearitet. PA-er kan betraktes som hovedkilden til ikke-linearitet i kommunikasjonssystemer. For PA-ene er det derfor en avveining mellom linearitet og effektivitet hvis systemet skal operere med høy effektivitet, må det operere i det ikke-lineære området.Konstellasjonsdiagrammet er forvrengt og interferens med de tilstøtende kanalene øker når signalet går gjennom den ikke-lineære PA, noe som er uønsket for nye kommunikasjonssystemer. for å unngå dette problemet, brukes linearseringsteknikkene for å oppnå både linearitet og effektivitet. I denne masteroppgaven introduseres DPD som linearseringsteknikken.DPD-arkitekturen kan deles inn i to hovedkategorier, nemlig Indirect Learning Architecture og Direct Learning Architecture.I ILA brukes det normaliserte utgangssignalet som inngangen til predistorterin på en slik måte at den ikke-lineære forvrengningen av PA fjernes ved å introdusere en predistorterblokk som har en invers forvrengningskarakteristikk av PA.Kaskadekombinasjonen av predistorteren og PA oppnår dermed et lineært input/output forhold. På den annen side er DLA basert på identifiseringen av PA-atferdsmodellen, hvis omvendte funksjon er DPD-funksjonen som skal beregnes gjennom flere iterasjoner og implementeringen krever at noen parametere defineres før DPD utføres.DLA består av to hovedveier, nemlig foroverveien og tilbakemeldingen . I denne oppgaven, for å utføre linearisering, brukes DPD som bruker Direct Learning Architecture og BM-ene som brukes er laget basert på Volterra-serien. Den store fordelen med å bruke BM er at de beskriver forholdet mellom input og output fra PA uavhengig av å ha kunnskap om PA-kretsløp.Fire modeller har blitt brukt: Saleh-modellen, minneløs MP, GMP-modellen og MP-modellen, som deretter implementeres i MATLAB Live Script og brukes til å beskrive oppførselen til fem forskjellige PA-er som har forskjellige sporingsskjemaer (som ET og PET for MAX PAE etc.). Resultatene beviser at ytelsesmålene som ACPR, EVM, NMSE, STDR har forbedret seg betydelig ved å bruke DLA DPD. Nowadays,higher modulation schemes are introduced in modern communication systems to support more customers, yet these new systems are quite sensitive to nonlinearity. PAs can be considered as the main source of nonlinearity in communication systems. For the PAs, there is a trade-off between linearity and efficiency, therefore if the system is to operate with high efficiency, it must operate in the nonlinearregion. The constellation diagram is distorted and interferenceing with the adjacent channels increases as the signal goes through the nonlinear PA, which are undesirable for new communication systems. to avoid this issue, the linearzation techniques are used to acquire both linearity and efficiency. In this thesis,DPD is introduced as the linearziation technique.The DPD architecture can be divided into two main categories, namely the Indirect Learning Architecture and Direct Learning Architecture[1].In the ILA, the normalized output signal is used as the input of the predistorterin such a way that the non-linear distortion of the PA is removed by introducing a predistorter block thathas an inverse distortion characteristics of the PA. The cascade combination of the predistorter and the PA thus achieves a linear input/output relationship. On the other hand, the DLA is based on the identification of the PA Behavioral Model, whose reverse function is the DPD function to be calculated through several iterations and the implementation is required some parameters to be defined before performing the DPD.The DLA consists of two main paths ,namely forward path and the feedback [1].In this thesis, to perform linearization .the DPD is used that utilizes the Direct Learning Architecture and The BMs that are used are made based on the Volterra series. The grate advantage of using the BM is that they are describing the relationship between the Input and output of the PA regardless of having knowledge about the PA circuity. Four models have been used: the Saleh model, memoryless MP, GMP model and the MP model ,which are then implemented in MATLAB Live Script and used to describe the behavior of five different PAs that have different tracking schemes(such as ET and PET for MAX PAE etc.).The results prove that the performance metrics such as ACPR ,EVM,NMSE,STDR has improved significantly utilizing the DLA DPD.