1. 导言
OFDM能有用按捺多径信道引起的深度式微、反抗脉冲噪声和具有较高的频谱功率的特色。可是OFDM的传输符号是多载波的QAM信号经过IFFT处理后得到的成果，因为这种处理是线性相加的联系，当IFFT的输入中存在相位共同的某些点时必定有较高的峰平比，对发射机线性度提出了十分高的要求[1]。射频
功率扩大器是发射机体系中非线性最强的器材，特别是为了进步功率功率，射频功放根本作业在非线性状况，因而线性功率扩大器规划技能己成为线性化发射机体系的关键技能。为了既确保整个体系的功率，又防止信号由非线性构成的失真[2]，非线性校对技能跟着通讯职业的开展变得日益重要。
2. 非线性校对办法介绍
OFDM信号高的PAPR值引起体系非线性失真，首要体现在功率扩大的过程中，这自身便是由大功率扩大器(HPA)的非线性特性所决议的。
为了取得高功率和线性的HPA，有必要消除其非线性失真，选用恰当的外围电路对HPA的非线性特性进行线性化纠正，使HPA和线性化电路在全体上呈现对输入信号的线性扩大作用[11]。现在，常用到的HPA线性化办法有功率回退法、负反应法、前馈法和预失真法[7]。不管何种办法，其意图都是为了在坚持较高发射功率的一起，取得较好的线性输入输出特性。
2.1 传统非线性校对技能
在线性化技能呈现曾经，为了防止因为功率扩大器非线性引起的信号失真，体系规划者一般选用功率回退法，即把功率扩大器的信号输入功率下降，使功率扩大器作业在线性作业区内，远离非线性饱满区，然后改进功率扩大器的互调失真[12]。功率回退法原理简略且易完结，不需求任何附加设备，但这样做的一起会使功率扩大器的功率大为下降，然后影响整个体系的功率。
为了既确保整个体系的功率，又防止信号由非线性构成的失真，线性化技能成为通讯范畴的一种重要技能。一般来说，传统的线性化技能分为开环和闭环两类，闭环(例如笛卡尔环和极性环)实际上是一种反应技能，能够取得较高的线性度，但稳定性差，且只能处理窄带数据，不合适多载波体系。而开环的校准精度不如闭环，但处理带广大，稳定性高。前馈技能作为另一类线性化技能，具有闭环的精度和开环的稳定性和处理带宽，但完结杂乱，本钱很高，并且调试困难。
2.2 数字基带预失真技能
线性化技能开展中十分重要的一步是预失真技能的呈现，预失真技能开始使用于模仿通讯体系中的射频部分，后来跟着数字信号处理(DSP)技能的开展，预失真线性化技能也能够在数字域内完结，构成数字预失真技能。数字预失真技能首要使用于基带或中频，很少使用处理速率要求极高的射频。
数字基带预失真是依据HPA的非线性失真曲线,找出其反向特性函数,对输入信号进行相反方向的预失真,这样经过HPA后的总的传输特性呈线性，根本原理如图1所示。
基带预失真的长处是：电路相对简略，经过精心的调整后，能到达很好的校对作用;稳定性强，处理带广大，合适单载波和多载波体系，即与体系的调制办法无关;与HPA的类型无关[13];
基带预失真技能能够经过查询表办法来完结，即结构一个预失真查询表，依据查询表对输入信号进行实时处理，这种办法能够使用于任何增益波形图的功率扩大器，线性化作用好，可是需求占用较大的存储空间。
3. 依据FPGA 的非线性校对办法的完结计划
有两种对OFDM基带信号完结非线性校对的计划。一种是依据FPGA，一种是依据DSP。依据FPGA计划的长处在于集成度高，而依据DSP在算法完结和调试方面更为便利[6]。因为中高端的FPGA支撑软CPU内核(典型的如Nios)，能够用高档言语(如C言语)进行非线性校对算法的编程和调试，所以咱们选用依据FPGA的校对计划。
数字基带矢量信号一般分解为I(实部)和Q(虚部)两路正交重量信号的方法传输。
咱们规划的依据FPGA的非线性校对计划的体系框图如下：
其间，I ‘Q’为原始基带输入信号IQ经预失真后得到的信号，I ”Q”为射频解调后得到的基带信号。
本校对体系首要包含三个部分：
查找表模块：以输入信号功率值为索引，动态存储自适应预校对算法核算得到的复数值。原始输入基带信号与其对应索引项中的值进行复数乘法[4]，即得到预失真后的基带信号。
CORDIC模块：完结直角坐标(实部和虚部)和极坐标(模值和相位)之间的转化。因为Nios软CPU内核算法是依据模值和相位(R*)的，而其它如查找表项值，输入信号和反应信号的都是依据实部和虚部(IQ)的。该模块经过简略的移位运算和加减法运算就能完结直极转化，具有很高的核算功率[9]。
Nios软CPU内核及其自适应预失真算法，这是非线性校对体系的中心部分。Nios CPU是一种选用流水线技能、选用16位指令体系的单指令流RISC处理器，具有强壮的寻址形式和杰出的可扩展性，并且具有通用CPU的一般操控和运算功用，并能够依据功能需求由用户生成(用户定制)，可取得较高的功能资源比。自适应预失真算法依据输入信号和反应信号的差值信息(反映扩大器特性因温度或老化发生变化)进行某种办法(如牛顿切线法)的迭代算法，逐次更新查找表，并经必定次数的迭代运算后趋于收敛。
计划完结时需注意的问题：
1. 关于同步操控
在生成预失真表时，有必要确保是原始IQ与相对应的IQ进行比较，即同步操控。一般情况下，咱们以为延时是固定的。能够经过特征序列来核算延时，也可定时用特征序列来更新延时。
2. 关于反应延时电路的起伏调整
因为反应信号同原始信号需求作比较，因而要对反应信号作相应的衰减，将反应信号和原始信号进行归一化的处理。能够依托体系初始化过程中的特征序列确认对反应信号的衰减值。
4. 结语
本文提出的依据Nios软CPU内核的FPGA非线性校对计划，具有集成度高、灵活性强、调试便利的长处，并且在DAB小功率试验发射体系中进行了实测，信噪比进步了12dB，非线性补偿作用较为抱负。
