逆TDNN模型线性化功率放大器

本文在抽头延时神经网络（TDNN）的基础上，提出了一种可用于高功率放大器的数据捕获、分析、建模和线性化的有效数字预畸变过程。利用基带信号分析，对大功率RF放大器的记忆效应进行了识别与建模。放大器输出RF信号被下变频到基带同相和正交信号，为了在数字域对这些信号进行建模和线性化。 逆TDNN模型线性化功率放大器是一种针对高功率RF放大器进行数据处理、分析、建模和线性化的技术，它基于抽头延时神经网络（TDNN）的理论。TDNN是一种增强型神经网络，它通过引入延迟抽头来更好地捕捉和建模放大器中的记忆效应，即放大器对输入信号历史的依赖性。这种记忆效应在大功率RF放大器中尤为显著，因为它会导致输出信号的非线性失真。 在当前的研究背景下，对于大功率放大器的线性化有两种主要方法：模拟预畸变和数字预畸变。模拟预畸变虽然成本较低，但其线性化能力有限，尤其是在应对WCDMA系统时。相比之下，数字预畸变方法具有更高的精度和适应性，能够更有效地补偿放大器的复杂非线性行为。随着ADC和DAC技术的进步，数字预畸变方法在商业应用中显示出巨大潜力。 为了构建有效的数字预畸变器，首先需要建立精确的功率放大器基带等效模型，包括记忆效应。传统的建模方法如Volterra滤波器、Weiner滤波器、记忆多项式等可能无法充分描述记忆效应。因此，研究人员转向使用人工神经网络，特别是TDNN，来实现更准确的建模。TDNN的结构允许通过调整延迟抽头的数量和位置来适应不同级别的记忆效应，从而提供更精确的模型。 在本文中，作者采用了TDNN进行建模，并通过间接学习过程来提取逆模型，该逆模型直接用作功率放大器的预畸变器。在WCDMA下行链路信号的实验中，比较了带和不带延时抽头的线性化效果，验证了模型的准确性和线性电路的正确性。实验硬件配置包括信号发生器、矢量信号分析仪和高级设计系统软件，用于测量和分析放大器的AM-AM和AM-PM特性。 通过不断的优化，确定了最佳的TDNN结构，包括输入层、隐藏层、输出层和延迟抽头的数量。在训练过程中，使用了向后传播算法来最小化训练数据的均方误差，最终得到的模型能够在保证性能的同时降低计算复杂度。 总结来说，逆TDNN模型线性化功率放大器是一种利用神经网络技术对高功率RF放大器进行建模和线性化的创新方法，它解决了传统方法在处理记忆效应上的局限性，提高了预畸变的精确性和效率，为现代通信系统提供了更高效、更经济的解决方案。