Адаптивный цифровой корректор для системы двухполосной передачи данных в присутствии квадратурных искажений

Лариса Ивановна Аверина; Олег Владимирович Бугров

doi:10.20535/S0021347020030024

Автор(и)

Лариса Ивановна Аверина Воронежский государственный университет, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-5908-5032
Олег Владимирович Бугров Воронежский государственный университет, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0003-1993-3823

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020030024

Ключові слова:

усилитель мощности, параллельная двухполосная передача данных, метод цифровых предыскажений, квадратурный дисбаланс, нейронные сети

Анотація

Рассмотрен процесс цифровой коррекции нелинейно-инерционной характеристики передающего тракта двухполосной системы связи с параллельной передачей данных при наличии дисбаланса квадратур модуляторов. Выведены аналитические соотношения, позволяющие адаптивно идентифицировать или изменять параметры двухполосной полиномиальной модели корректора с учетом квадратурных искажений модулятора алгоритмами LMS, RLS и сопряженного градиента. Для системы построена модель корректора на основе нейронной сети — многослойного персептрона. Проведен экспериментальный сравнительный анализ эффективности линеаризации тракта с 25-Вт усилителем мощности корректорами с полиномиальной и нейросетевой архитектурой. Проведен сравнительный анализ скорости сходимости, вычислительной сложности и эффективности линеаризации адаптивных алгоритмов LMS, RLS и сопряженных градиентов на основе полиномиальной архитектуры. В качестве тестовых использованы сигналы модуляции 16QAM с полосой 4 МГц и отстройкой по частоте на 16 МГц. Результаты экспериментального анализа показали наибольшую вычислительную эффективность без потери качества линеаризации полиномиального корректора, идентифицируемого алгоритмом сопряженного градиента.

Посилання

Q. Lu and C. Yu, “In-Band Digital Predistortion for Concurrent Dual-Broadband Phased Array Transmitters,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 29, no. 4, pp. 294–296, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2019.2902725.
Л. И. Аверина, В. Д. Шутов, and Р. А. Рыбалкин, “Бесструктурное моделирование усилителей мощности с учетом инерционных свойств,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 56, no. 1, pp. 50–57, 2013, doi: https://doi.org/10.20535/s0021347013010056.
L. I. Averina and S. S. Lavlinskii, “Two-block model of a digital corrector for linearization of an analog radio channel,” J. Commun. Technol. Electron., vol. 62, no. 7, pp. 794–799, 2017, doi: https://doi.org/10.1134/S1064226917070014.
C. Yu et al., “A square-root-based memory polynomial model for concurrent dual-band digital predistortion,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 29, no. 2, pp. 152–154, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2018.2886634.
S. A. Bassam, M. H. Helaoui, and F. M. Ghannouchi, “2-D digital predistortion (2-D-DPD) architecture for concurrent dual-band transmitters,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 59, no. 10 PART 1, pp. 2547–2553, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2011.2163802.
S. Lajnef, N. Boulejfen, A. Abdelhafiz, and F. M. Ghannouchi, “Two-dimensional cartesian memory polynomial model for nonlinearity and I/Q imperfection compensation in concurrent dual-band transmitters,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 63, no. 1, pp. 14–18, 2016, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2015.2482678.
L. Li, F. Liu, G. Yang, and H. Wang, “A pruning method of joint 2D digital predistortion model for nonlinearity and I/Q imperfections in concurrent dual-band transmitters,” in 2014 IEEE/ACIS 13th International Conference on Computer and Information Science, ICIS 2014 - Proceedings, 2014, pp. 71–74, doi: https://doi.org/10.1109/ICIS.2014.6912110.
В. И. Джиган, Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. Москва: Техносфера, 2012.
D. G. Luenberger, Linear and Nonlinear Programming. Springer, 2008.
Л. И. Аверина and О. В. Бугров, “Цифровые корректоры на основе нейронных сетей для линеаризации усилителей мощности,” Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика, no. 1, pp. 5–14, 2017, uri: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28989670.