【摘 要】
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随着移动通信和移动互联网的快速发展,人们对无线传输速率及数据流量的需求呈现出指数上升趋势,第五代移动通信技术(the 5th Generation Mobile Communication Technology,5G)中发射机采用多输入多输入（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技术,而多天线之间的串扰对传统数字预失真（Digital Predistortion,DPD）系
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随着移动通信和移动互联网的快速发展,人们对无线传输速率及数据流量的需求呈现出指数上升趋势,第五代移动通信技术(the 5th Generation Mobile Communication Technology,5G)中发射机采用多输入多输入（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技术,而多天线之间的串扰对传统数字预失真（Digital Predistortion,DPD）系统构架的适用性构成了挑战。论文研究了天线串扰影响下MIMO发射机系统的非线性建模及DPD技术,以满足未来移动通信对于高线性度、高效率的要求。本文的主要工作如下:1、将分解向量旋转（Decomposed Vector Rotation-Based,DVR）的概念引入到传统的双输入DPD模型中,提出了一种受天线串扰影响的多天线发射机的DPD模型——双输入DVR模型（Dual-Input DVR,DI-DVR）。该模型可分别用于每条射频传输路径,并且更灵活地处理高阶非线性问题。通过搭建双天线互耦发射机实验平台进行验证,实验结果表明,DI-DVR模型优化了输出信号的归一化均方误差（Normalized Mean Squared Error,NMSE）和相邻信道功率比（Adjacent-Channel Power Ratio,ACPR）,相比其他DPD模型,该模型显示出更好的建模精度和线性化性能。2、提出了一种新的天线串扰影响的多天线发射机的DPD模型——并行双盒结构的混合双输入模型（Hybrid Dual-Input model,HDI）,该模型由两个模块组成分别对各自包含的行为特性平行地建模,可以更灵活地处理不同的非线性行为特性。实验结果显示,相比于双输入记忆多项式（Dual-Input Memory Polynomial,DI-MP）模型和基于规范化分段线性函数的双输入模型（Dual-Input Canonical Piecewise-linear,DI-CPWL）,HDI模型可以在取得基本相同的性能时,减少70%左右的模型系数数量,明显降低了模型复杂度和硬件成本。3、针对多目标（Multi-target）线性化DPD架构,提出一种采用辅助天线阵列的双目标（Two-target）线性化架构,通过在主天线阵列的附近设置辅助天线阵列,发送低功率非线性信号,对空间中的非线性角度分布进行优化。实验验证结果表明,相较于传统的波束指向数字预失真技术（Beam-Oriented DPD,BO-DPD）,辅助天线阵列的Two-target DPD方法将ACPR-50d Bc以下的波束宽度从17°扩展为22°,能够在合理的DPD复杂度下实现波束线性化范围扩展。
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