Vés al contingut (premeu Retorn)

El Teng Wang defensa la seva tesi sobre tècniques d’auto-ajustament i linealització basades en la predistorsió digital per a comunicacions en UAVs

El Teng Wang va defensar la seva tesi titulada "A Fast Engineering Approach to High Efficiency Power Amplifier Linearization for Avionics Applications" el 17 de Desembre a l'EETAC, dirigida pel Pere L. Gilabert (TSC-UPC). La tesi proporciona unes pautes per al disseny de linealitzadors basats en predistorsió digital (DPD) des de diverses perspectives: i) millorar el rendiment del DPD en llaç obert, ii) proporcionar robustesa i reduir la complexitat computacional del subsistema d'identificació de paràmetres i, iii) incorporació de tècniques d’aprenentatge automàtic per afavorir l’auto-ajustament d’amplificadors de potència i linealitzadors DPD amb diversos graus de llibertat per poder maximitzar l’eficiència energètica i al mateix temps acomplir amb les especificacions de linealitat.
El Teng Wang defensa la seva tesi sobre tècniques d’auto-ajustament i linealització basades en la predistorsió digital per a comunicacions en UAVs
Fotografia del set-up de validació per testejar els algorismes d’auto-ajustament i linealització d’un amplificador de banda ampla altament eficient basat en una arquitectura balancejada amb modulació de càrrega.

Una de les parts essencials dels vehicles aeris no tripulats (UAV) és l'aviònica, sent el radiocontrol un dels primers sistemes presents als UAV. Per transferir dades d'usuari (com ara imatges, vídeo, etc.) en temps real des del dron a l'estació terrestre, es requereixen taxes de transmissió grans. El PA és un element clau de la cadena del transmissor per poder garantir la transmissió de dades a grans distàncies de l’estació terrestre. A major potència de sortida, més cobertura o, alternativament, amb la mateixa cobertura, millor relació senyal-soroll (SNR) la qual cosa permet l'ús d'esquemes de modulació d'ordres superiors i, per tant, aconseguir velocitats de transmissió més altes. En el context de les comunicacions sense fils ens UAVs, el consum de potència, la mida i el pes de la càrrega útil són de vital importància.

Per tant, el disseny del PA ha de tenir en compte el compromís entre ample de banda, potència de sortida, linealitat i eficiència energètica (molt crític en dispositius alimentats amb bateries). El PA es pot dissenyar per maximitzar la seva eficiència energètica o la seva linealitat, però no totes dues. Per tant, per afrontar aquest compromís s'utilitzen topologies amplificadores d’alta eficiència i es deixa que el linealitzador s’encarregui de garantir els nivells necessaris de linealitat. Entre els linealitzadors, la linealització DPD és la solució preferida tant per al món acadèmic com per a la indústria, per la seva alta flexibilitat i rendiment. Per tal d’estalviar tant recursos computacionals com consum de potència, la implementació d’un DPD en llaç obert resulta una solució molt atractiva per a les aplicacions UAV. Aquesta tesi contribueix a la linealització del PA, especialment a l'entrenament fora de línia de linealitzadors DPD en llaç obert, presentant dos mètodes diferents per reduir el cost computacional i augmentar la fiabilitat dels DPDs en llaç obert. El primer mètode se centra en l’anàlisi de l'estadística del senyal d’entrada, proposant mètodes de selecció de malla (MeS) per seleccionar les mostres més significatives per a una estimació computacionalment eficient dels paràmetres del DPD. El mètode proposat IQ MeS amb memòria es pot combinar amb tècniques de reducció del model del DPD i d'aquesta manera poder aconseguir una reducció de la complexitat computacional en el subsistema d’identificació per un factor de 65, en comparació amb l’ús de l'algoritme clàssic QR-LS i selecció de mostres d'entrenament consecutives. El segon mètode consisteix en l’ús de tècniques d’aprenentatge automàtic pel disseny del DPD quan es considera un gran nombre de graus de llibertat (paràmetres) per sintonitzar. D'una banda, l'algorisme d'optimització global adaLIPO s'utilitza per trobar la millor configuració de paràmetres d'un model polinomial amb memòria generalitzat per a DPD. D'altra banda, es proposa una estratègia per l'optimització global d'un conjunt de paràmetres clau per al disseny a nivell de circuit i sistema, que combinats amb linealització DPD i les tècniques de reducció del factor de cresta, poden maximitzar l'eficiència de PAs d'entrada dual de gran ample de banda, alhora que compleixen les especificacions de linealitat. Els avantatges d’aquestes tècniques proposades s’han validat mitjançant proves experimentals i els resultats obtinguts s’analitzen i es discuteixen al llarg d’aquesta tesi.

arxivat sota: