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射频功率放大器是无线通信基站中最主要的耗能器件，并且价格高昂，占据了通信设备硬件成本和运营成本的主要部分。高功率效率的射频功放对无线通信基站的环保节能意义重大，然而其具有较强的非线性，会导致信号带内失真和带外干扰。射频功放线性化技术能够抵消功放非线性，提高射频功放的线性度，使得信号失真度降低到可接受范围内。自适应数字预失真提供了一个优化了成本、功耗和线性化性能的解决方案，是功放线性化最切实可行的研究方向。 面向无线通信网络制式的更新换代、新兴无线通信技术的应用与发展，本文分别从理论推导、算法优化、仪器测试、FPGA实现等角度研究了非线性系统建模，预失真算法及优化，预失真系统性能实验验证平台及预失真系统原型实现等内容。这些研究涵盖了自适应数字预失真技术从基础理论到原型实现的各个方面，对射频功放预失真线性化技术的实际应用和产业化具有指导意义。全文的主要贡献体现在如下几个方面: 其一，推导了通用双带Volterra预失真系统模型。本文基于通用通带Volterra非线性模型对双带功放建模，在通用双带预失真系统构架下进行理论推导，阐明了双带功放的通带非线性与其基带表达式之间的物理关系，所得双带Volterra预失真系统模型具备广泛适用性。此推导过程也能明确指引多带射频功放非线性系统建模。针对不同应用，本文通过两个仿真实验和一个实测实验来验证双带预失真的有效性。 其二，提出了采用Farrow滤波器的分数阶延时估计及抵消算法。从原理上分析并证明了功放输入输出信号之间的分数阶延迟会引起对非线性系统模型的误判，从而提升系统复杂度，降低预失真系统性能。本文采用Farrow滤波器来模拟并抵消分数阶延时，促进了对射频功放非线性的精确建模，预防了预失真系统性能的损失。 其三，提出了基于坐标变换的低复杂度预失真参数估计算法。从系统和算法的角度，分析了传统预失真系统结构的硬件成本高以及参数估计方法的数值计算复杂度高等问题。结合低中频预失真构架，以通带Volterra非线性模型为基础进行理论推导，得出了基于坐标变换的预失真参数估计算法。一方面，降低了硬件实现的成本;另一方面，基于坐标变换将复数运算转换到极坐标系下进行，使得每一步复数乘法的运算量大幅降低，在整体上节省了参数估计算法约75％的计算复杂度。此结构及算法具备普遍适用性，在降低硬件成本的同时，还能以较低的计算复杂度取得与传统预失真算法相似的预失真参数估计值和几乎一致的预失真性能。 其四，搭建了两个侧重点不同的通用预失真技术试验验证平台:1）侧重于快速测试各种预失真算法对实际功放的预失真效果的基于软件+仪器的预失真系统性能测试平台;2）侧重于获得更加贴近于产业化的实际预失真系统性能的基于FPGA+仪器的预失真系统性能验证平台。其中，还将第一个平台拓展到双带预失真系统测试中。这些平台中，系统测试均通过图形化界面进行操作，大大节省了算法验证的时间和人力成本。算法与链路的分离既保证了数字信号处理算法的灵活度，又确保了测试的精确度。 其五，完成了一个完整的针对独立功放的自适应数字预失真原型系统。提出了一整套预失真算法及解决方案，将预失真技术拓展到无法直接获得数字基带信号的各个领域。此原型系统中，所有的DPD模块及算法均在FPGA上实现，并且设计了基于参考信号的预失真系统初始化及自适应校正算法。对射频功放的实测结果表明:一方面，在相同EVM条件下，通过采用预失真技术方案，功放的输出功率成倍提升;另一方面，在同样输出功率的情况下，使用本预失真技术方案的功放的线性化程度得到显著改善。本预失真原型系统及实测结果证明了预失真技术的可行性和有效性。