无需硬件的参数推导方法：用于高效多载波系统中高功率放大器精确建模的Rapp模型

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：Hardware-Free Parameters Derivation of the Rapp Model for Accurate High-Power Amplifier Modeling in Energy-Efficient Multicarrier Systems

　　

摘要：

在能效高的多载波无线系统中，高功率放大器（HPAs）的工作状态接近饱和，从而产生严重的非线性失真，降低了系统性能。为了克服这一问题，对HPA进行精确建模至关重要。尽管具有记忆效应的行为模型能够实现准确的调整，但它们需要昂贵的实验室设备，尤其是在毫米波（mmWave）或亚太赫兹（sub-THz）高频段，这带来了很大的挑战。此外，这类模型需要大量的参数，导致计算成本增加。相比之下，无记忆模型在系统级仿真中提供了可靠性和复杂性之间的平衡。而且，这些模型的参数可以通过制造商提供的规格信息无需硬件辅助即可推导出来。其中，Rapp模型在强压缩条件下表现出良好的性能。然而，目前还缺乏一种从制造规格中计算Rapp模型参数的方法。已有研究针对三次多项式模型和Saleh模型提出了从数据表中提取参数的方法，但这些模型在强压缩场景下的性能较差。本文提出了一种基于HPA制造商数据表中提供的非线性数据来计算Rapp模型参数的无硬件方法。该计算过程利用了Rapp函数和三次多项式模型，通过最小化两种函数之间的误差来调整Rapp模型的参数。通过仿真验证了该方法的有效性，并将Rapp模型与两种实际放大器（AB类和Doherty类）进行了误差比较，证明了该方法能够利用现有数据表准确模拟实际放大器。