[电缆价格]测井电缆传输系统中自适应预失真技术

　　OFDM信号的较高平均峰值功率使功率放大器进入非线性区域，导致非线性失真。失真技术是一种补偿功率放大器非线性的技术，它有效地消除了发射信号的幅度和相位失真，减少了信道相邻干扰和提高频谱使用效率。文揭示了自适应数字预失真技术的基本原理，研究了变距LMS预失真技术在测井电缆传输系统中的应用，并通过实验证明了这一点。

　　
　　真带来了。高系统性能。OFDM; LMS; OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术具有良好的性能。已应用于测井传输系统。于OFDM信号在时域中被多个独立调制的子载波信号叠加，如果多个子载波在相同方向上累积，则产生大的峰值平均功率（PAP）。于包括N个子信道的OFDM系统，在一些情况下，N个子信号在相同相位中求和，其中峰值功率是平均功率的N倍。
　　高的峰值功率往往会导致系统中的功率放大器达到非线性状态或甚至达到饱和状态，从而导致子载波和带外功率辐射之间的干扰。适应数字预失真技术是克服OFDM调制峰值功率的有效技术，因为它通过预校正信号来补偿功率放大器的非线性，从而降低信号功率。OFDM信号峰值。字预失真技术数字预失真技术的基本原理预失真技术是一种预先确定功率放大器输入信号的幅度和相位以消除非线性失真的技术。失真的基本原理如图1所示。图1中可以明显看出，预失真技术本质上是一种非线性器件，通过具有扩展非线性特性和放大器的非线性压缩特性预反转。功率放大器（PA）之前添加功率。真（PD，预失真）以补偿功率放大器的非线性。
　　入信号Vi（t）首先通过预失真产生扩展的非线性失真信号Vd（t），然后通过非线性失真获得输出信号Vo（t）压缩功率放大器。设预失真器的非线性特性函数是f（| Vi（t）|），则功率放大器的非线性特性函数是g（| Vd（t）|）。预失真器的特征函数是功率放大器的特征函数的倒数时，级联系统的增益是常数G，即f（| Vi（t）|）·g（ | Vd（t）|）= G输入Vi（t）在级联系统中通过后具有线性放大，即具有自适应数字预失真技术Vo的功率放大器（ t）= G·Vi（t）并不总是稳定的。反，工作点由于温度变化，电源电压，矿用电缆管的老化等而改变。了确保传输系统的稳定运行，预转换器必须能够适应功率放大器的变化特性，这意味着必须采用自适应技术。自适应预失真技术中。何自动优化预失真器的参数是一个中心自适应问题。适应算法由三个基本元素组成：最小化算法，目标函数和误差信号。LMS算法和RSL算法是两种最常用的自适应算法。新学习管理系统的目的是最小化最小均方误差函数。RSL更新的目的是使输出信号与期望的最小二乘信号匹配。
　　然RSL对非平稳信号的适应性较好，收敛速度较快，但由于其复杂度和计算复杂度较高，本文采用LMS方法。LMS内核的想法是使用梯度向量估计来表示真实梯度向量，这简化了其计算。LMS算法的主要步骤是：e（n）= d（n）-xT（n）.W（n）W（n 1）= W（n） 2μ.e（n）。x（n）x（n）= [x（n），x（n-1），... x（nN）] T是输入信号; e（n）是误差信号，它是参考响应和输出响应之间的差值，W（n）= [w0（n），w1（n），... wN（n）] T是自适应滤波器的加权系数的时间矢量，d（n）是期望的输出值，μ是步长因子。于LMS误差与自适应步长成正比，因此减小步长以减小误差会增加收敛时间。LMS自适应算法的固有局限性在最小均方误差和收敛速度之间进行权衡。
　　了加速收敛，本文采用具有可变步长的LMS方法。迭代方程（4）改为W（n 1）= W（n） 2μ（n）·e（n）x（n）μ（n 1）=αμ（n） γe2（ n）当0 <α<1，y> 0时，在等式（7）中，μmax定义最大可能的收敛速度，并且μmax保证稳态中的小误差。进的步长因子不再是固定值，而是变为受稳态误差影响的变量。

　　验结果连接电缆预失真系统的结构示意图如图2所示。进制数据流经过QAM映射和串并转换，得到要传输的频域数据。快速傅里叶变换（IFFT）和并行 - 串行转换，信号由预失真非线性地预处理。
　　正放大器的非线性失真，并使用自适应算法获得更新的预测器参数。
　　16QAM星座调制测试信号，并在放大器之前对信号的幅度进行归一化。过7000米的连接电缆。收端的解码效果在图3和图4中示出。3是没有预失真的功率放大器输出的星座图。了系统产生的噪声之外，非预测性功率放大器的线性度加剧了输出信号的失真，并且星座点发散。4是通过组合算法的功率放大器输出的星座图：输出信号的幅度和相位被校正，并且星座点收敛到理想位置。比较中可以看出，使用预失真器可以消除由功率放大器的非线性引起的噪声。个信号的功率谱密度的比较在下图中示出：从图5中可以明显看出，在没有预失真器的OFDM信号之后，输出信号的功率谱的幅度通过以下方式产生显着的失真：与原始信号相比，以及带外功率。谱得到显着改善，对相邻信道造成严重干扰。预失真器校正后，功率放大器输出信号的功率谱非常接近原始输入信号的功率谱，不仅降低了波段的失真，而且降低了通过预失真可以看到约30 dB的带外功率谱。准效果是理想的，因为它消除了带外频谱泄漏，有效地减少了系统中的相邻信道干扰，并提高了系统范围的性能。论在测井电缆传输系统中，预失真器的使用可以有效地改善功率放大器非线性引起的失真，但不能从根本上解决高峰值功率的问题。

　　但它会扩展功率放大器的线性度。区域的影响（通过高峰值大大减少）可以与其他纠错方法结合使用，从而显着提高系统性能。
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