Contribution à la modélisation et à la linéarisation par prédistorsion numérique adaptative en bande de base des amplificateurs de radiocommunication

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire a permis de développer une méthodologie générale d'estimation des paramètres, puis de mettre en œuvre une technique de linéarisation adaptative des amplificateurs de puissance pour des applications de radiocommunication. Dans une première étape, après avoir recensé les différents critères de linéarité, les modèles d'amplificateurs couramment utilisés ont été présentés en mettant l'accent sur leurs avantages et inconvénients. Une méthodologie générale d'estimation des paramètres du modèle de l'amplificateur de puissance est ensuite élaborée. Cette technique s'appuie sur une modélisation par une structure de Hammerstein en temps continu et une stratégie de recherche de ses paramètres en utilisant différents protocoles d'excitation. Une étude en simulation et en expérimentation sur un amplificateur de puissance large bande a permis de valider cette approche. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés aux techniques de linéarisation. Les techniques analogiques hautes fréquences ont été délaissées au profit des techniques en bande de base vue les possibilités offertes en matière d'implémentation de ces dernières. Nous avons étudié deux grandes familles d'algorithmes récursifs afin de les intégrer dans un schéma de commande adaptative. L'algorithme MCR et le filtre de Kalman ont été utilisés dans l'estimation en temps réel des paramètres de la prédistorsion. L'étude en simulation et des premiers résultats expérimentaux montrent les possibilités offertes en matière d'amélioration de la linéarité de la prédistorsion adaptativeThe studies presented in this dissertation are focussed on the development of a parameter estimation method and the design of linearization techniques for radio frequency power amplifiers. Firstly, we review briefly the main criteria for the evaluation of power amplifier characteristics. Models usually described in literature are presented. Secondly, we have developed a new identification procedure for radio frequency power amplifier in the presence of nonlinear distortion and memory effects. The proposed procedure uses a continuous-time model where PA dynamics are modelled with the Hammerstein model based on a multivariable filter and a general polynominal function. Using the base band input and output data, model parameters are obtained by an iterative identification algorithm. Finally, the proposed estimation method is tested and validated on simulation and experimentation by comparison of the quadrature signals in time domain. The third part is dedicated to the presentation of techniques to improve the PA linearity. Base band techniques are preferred because numerical algorithm can be used to control their operating parameters. Then, digital predistortion and internal model control are evaluated. An adaptative technique for digital predistortion is presented. The proposed method uses the real-time digital processing of base band signals to compensate the nonlinearities and memory effects. Recursive Least Squares and Kalman filtering algorithms are used to track the changes in the PA characteristics. Simulation and measurement results, using digital signal processing, are presented to demonstrate the effectiveness of this approach.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF