Исследование алгоритмов цифрового предыскажения для LTE-сигналов на SDR-платформе РИТМ SDR USRP

В сфере искусственного интеллекта произошло заметное событие. MaksimSidorov 12 минут назад Исследование алгоритмов цифрового предыскажения для LTE-сигналов на SDR-платформе РИТМ SDR USRP 13 мин 648 Блог компании ЦИТМ Экспонента Системы связи * Программирование микроконтроллеров * Кейс Современные системы беспроводной связи предъявляют исключительно высокие требования к линейности радиочастотных трактов, особенно в условиях применения широкополосных сигналов и многопозиционных схем модуляции. В теоретических моделях передающие устройства обычно рассматриваются как линейные системы, обеспечивающие точное воспроизведение амплитудно-фазовой структуры сигнала. Однако в реальных аппаратных трактах ситуация существенно отличается вследствие наличия нелинейных компонентов, ограниченной динамики усилителей мощности и паразитных эффектов аналоговой части.

Наиболее значительно влияние на качество передаваемого сигнала оказывает усилитель мощности, работающий вблизи области насыщения. Именно в этом режиме достигается максимальная энергетическая эффективность, однако одновременно возрастает уровень нелинейных искажений. Нелинейный режим работы усилителя мощности приводит к возникновению амплитудных (AM-AM) и амплитудно-фазовых (AM-PM) искажений, вызывающих спектральный рост сигнала, увеличение уровня внеполосных составляющих и деградацию характеристик модуляции.

Технические детали

Особенно чувствительными к данным эффектам являются OFDM-сигналы стандарта LTE, обладающие высоким пик-фактором (PAPR). Даже относительно небольшие нелинейности усилителя приводят к заметному увеличению Error Vector Magnitude (EVM), ухудшению Modulation Error Ratio (MER) и росту вероятности ошибок при демодуляции сигнала. Одним из наиболее эффективных методов повышения линейности усилительных трактов является технология цифрового предыскажения (Digital Pre-Distortion, DPD).

Принцип работы DPD основан на формировании предкомпенсирующей характеристики, обратной нелинейной характеристике усилителя мощности. В результате после прохождения сигнала через усилитель мощности суммарная передаточная функция тракта становится близкой к линейной. Целью настоящей работы является экспериментальная оценка эффективности алгоритмов цифрового предыскажения для LTE-сигнала стандарта ETM 3.

1 Downlink с использованием SDR-платформы РИТМ SDR USRP и IP-ядра DPDex-IP. В рамках исследования проведён анализ амплитудных и фазовых характеристик усилителя мощности, выполнена оценка параметров качества сигнала до и после применения DPD, а также исследована эффективность алгоритма адаптации коэффициентов предыскажения. Общий вид экспериментального стенда, использованного при проведении исследований, представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Рабочий стендАппаратная базаЭкспериментальный стенд был построен на базе промышленной SDR-платформы РИТМ SDR USRP, предназначенной для разработки и исследования широкополосных радиосистем.

Событие, по словам экспертов, усилит конкуренцию в сфере ИИ.