Implementació en DSP's d'un predistorsionador digital per a la linealització d'amplificadors de potència

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hdl:2099.1/3810
Document typeMaster thesis (pre-Bologna period)
Date2006-10
Rights accessOpen Access
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Abstract
La predistorsión digital es una técnica para la linealización de amplificadores
de potencia. Los amplificadores de potencia son dispositivos activos presentes
en las etapas de potencia de los sistemas de comunicación RF y consumen
gran parte de la energía disponible (alrededor de un 70%). Interesa pues
aprovechar al máximo su eficiencia energética. Sin embargo, si se trabaja en
las zonas donde la eficiencia es mayor, el amplificador de potencia se
comporta de forma muy no lineal, introduciendo distorsión dentro y fuera de
banda que no es fácilmente eliminable mediante el filtrado.
El compromiso entre linealidad y eficiencia está presente en el diseño de los
amplificadores de potencia, ya que el conjunto del sistema de comunicaciones
debe cumplir las recomendaciones propuestas por los diferentes estándares
de comunicación. Para conseguir el objetivo de maximizar ambas
características, se están investigando numerosas técnicas de linealización.
Una de ellas es la predistorsión digital que puede ser implementada en un
procesador DSP (Digital Signal Processor) ya presente actualmente en
muchos sistemas de comunicación.
El proyecto de fin de carrera aquí presentado ha consistido en desarrollar un
predistorsionador digital basado en el modelo de Hammerstein (con sus
variantes FIR e IIR) en el entorno del procesador DSP C6711. Primero, se ha
obtenido el modelo de comportamiento (behavioral model) paso bajo de un
amplificador de potencia a partir de las muestras de entrada y salida medidas
en un amplificador real. Posteriormente, una vez estimado el modelo paso bajo
(de envolvente compleja) del amplificador, se ha procedido a la estimación del
modelo del predistorsionador. Para ello, se han utilizado las mismas muestras
de entrada y salida medidas, así como un método de estimación indirecto a fin
de no necesitar el modelo del amplificador para estimar el modelo del
predistorsionador, evitando así, una posible acumulación de errores.
Por otro lado, se han generado secuencias pseudo-aleatorias de símbolos para
las diferentes modulaciones M-QAM (de 8 a 64) y se han suavizado con un
filtro RRC (Root Raised Cosine). Estas muestras se han aplicado al modelo
estimado del amplificador de potencia para disponer de muestras de salida del
amplificador. Las muestras de entrada y salida del amplificador han permitido
estimar nuevos coeficientes del predistorsionador.
Pensando en una futura implementación del predistorsionador en una FPGA,
donde los coeficientes del modelo del predistorsionador se deben actualizar
continuamente, se ha implementado el modelo del predistorsionador mediante
unas tablas de ganancia compleja denominadas Look-Up-Tables (LUTs). Las
LUTs permiten de una forma rápida asignar la ganancia compleja
correspondiente a cada valor de la señal de entrada del predistorsionador,
aplicando así correcciones en el módulo y en la fase de la señal de entrada. El
resultado es una relación lineal entre la entrada y la salida de las etapas
predistorsionador y amplificador de potencia.
Se han hecho las simulaciones necesarias para verificar el correcto
funcionamiento de la estimación del amplificador de potencia y del
predistorsionador con LUT, aportando resultados y conclusiones al respecto.
Description
El TFC consistirà en el disseny i posterior implementació en DSP's d'un predistorsionador digital per a la linealització d'amplificadors de potència.
El TFC es dividirà en tres parts:
- Període de documentació i aprenentatge de la predistorsió digital
- Elaboració d'un model de predistorsionador en MATLAB
- Implementació del predistorsionador en un Processador de Senyal Digitals (DSP).
DegreeENGINYERIA DE TELECOMUNICACIÓ (Pla 2001)
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54628-1.pdf | Memòria | 4,607Mb | View/Open |