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无线通信系统多模多频融合发展已经成为通信产业的主要趋势。射频功率放大器是无线通信系统射频前端最主要的非线性器件，其非线性失真导致了信号的带内失真以及带外频谱扩展，多模系统非线性失真更会引入不同频带信号之间的干扰。射频功率放大器线性化技术能够补偿非线性失真，提高射频功率放大器的功率效率，对无线通信系统基站的环保节能意义重大。自适应数字预失真技术因其实现成本较低、线性化性能较好等优点被广泛使用与现有的无线通信系统中。 本文分别通过非线性失真建模、预失真算法优化、原型系统实现等方面研究射频功率放大器的线性化技术，从单模单频无线通信系统发出并扩展到多模多频无线通信系统，研究内容涵盖了理论推导到原型系统实现的各个方面，推动了射频功率放大器线性化技术的实际应用，指导了射频功率放大器线性化技术的产业化方向。全文的主要贡献体现在如下几个方面: 其一，针对预失真参数估计算法过程存在数值不稳定的问题，从理论上分析了其数值不稳定的原因，并提出了一种归一化正交基函数。本文通过分析参数估计求解过程中的相关矩阵的构成，发现其相关性主要分为两大类:1）不同基函数之间的相关性;2）不同采样点之间的相关性。本文首先将针对非记忆多项式模型将现有的正交基函数拓展为归一化正交基函数，进一步降低其相关矩阵的条件数，仿真和测试结果均表明在相同的定点化位宽下归一化正交基函数的线性化性能优于正交基函数。为了将归一化正交基函数拓展到记忆多项式模型，本文进一步提出了一种能够抵消采样点之间相关性的归一化正交基函数，仿真和测试结果均表明抵消采样点之间相关性的归一化正交基函数的线性化性能优于未考虑采样点之间相关性的基函数。 其二，针对传统预失真参数估计算法（如LS、RLS、LMS等）不能以较低的实现成本快速收敛的问题，提出了一种结构简单、收敛较快的参数估计算法。本文首先分析了RLS、LMS两种实时参数估计算法的利弊，并将归一化正交基函数应用于RLS算法，简化其迭代过程，将其实现成本降低为与LMS算法相当。仿真和测试结果均表明本文所提出的参数估计算法计算复杂度与LMS相当、收敛速度与RLS算法相当，为自适应数字预失真的实现系统提供了一种高效的解决方案。 其三，针对多模多频系统射频功率放大器的非线性失真，以双模系统为例结合其通带物理特性并将其转换为物理约束条件，推导了一种通用的双模基带Volterra非线性失真模型。本文基于通用Volterra模型，通过理论推导阐明了双模基带Volterra模型与双带射频功率功率放大器通带非线性失真的物理意义。本文提出的双模基带Volterra模型的推导过程没有任何假设，相比于现有的双模基带Volterra模型通用性更好、鲁棒性更强，本文通过两个仿真实验验证了双模基带Volterra模型的有效性。 其四，针对双模系统参数估计算法的实现复杂度远远高于单模系统的问题，将极坐标架构与双模基带Volterra模型相结合，提出了一种适用于SSPA的低复杂度参数估计算法。本文结合SSPA相位失真较弱的特殊性，提出了一组基于极坐标架构的优化目标，并通过分别估计幅度和相位参数迸一步推导了一种新的低复杂度参数估计算法。相比于传统的基于笛卡尔坐标的参数估计算法，本文所提的算法大幅地降低了参数估计算法的计算复杂度，最多能降低75％。仿真和测试结果均表明本文所提出的算法在降低硬件成本的同时能够取得与基于笛卡尔坐标的参数估计算法相似的线性化性能。