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多载波信号非线性失真的精确预测

信号处理 2025-10-29 v1

摘要

功率放大器中的非线性效应会对多载波调制技术产生不利影响。准确预测非线性失真对于在输出功率和网络吞吐量之间进行设计折衷至关重要。我们采用特征函数(ch.f.)级数形式来预测稀疏多载波传输的失真谱。该方法能够高效地计算各信号分量和失真分量。该方法在理论上和实践中均得到了验证。理论验证通过将信号建模为经过硬限幅的带通高斯过程来完成,结果表明级数 ch.f. 方法产生的结果与经典的 Price 定理完全一致。实践验证通过考虑一个具有 fragmented spectrum 的正交频分复用(OFDM)信号,然后将其应用于进入压缩区的放大器来展示,在此情况下 Price 定理的应用较为困难,而预测的输出谱与实验测量结果吻合。部分计算效率的实现在于非线性效应可表示为前向散射参数(即 S21)或跨导函数(含 AM-PM 效应)样本的快速傅里叶变换(FFT),而信号的失真贡献可表示为干净谱的数值自卷积。信失真比(SDR)可以方便地计算和参数化,如过驱动等级等变量。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.23844,
  title  = {Accurate Prediction of Nonlinear Distortion of Multi-Carrier Signals},
  author = {Cameron M. Pike and Brad Oney and Gabriel Hepner and Animesh Yadav},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.23844},
  year   = {2025}
}

备注

7 Pages, 7 figures, 6 pages, 6 figures, accepted for publication in IEEE TCAS-II