Z3RO Precoder Canceling Nonlinear Power Amplifier Distortion in Large Array Systems
基于大阵列的传输使用大量天线元件和巧妙的预编码器设计的组合来实现阵列增益和空间复用不同的用户。这些预编码器需要线性前端，更具体地说是线性功率放大器（PA）。然而，这降低了能量效率，因为PA在接近饱和时最有效，在饱和时它们产生最多的非线性失真。此外，诸如\gls{mrt}的传统预编码器的使用在用户位置处引起失真的相干组合，从而降低信号质量。在这项工作中，提出了一种线性预编码器，允许工作接近饱和，同时取消在用户位置的三阶非线性\gls{pa}失真的相干组合。与其他解决方案相比，零三阶失真（Z3RO）预编码器不需要信号统计和PA模型的先验知识。该设计包括饱和的一个或几个天线上的目的与相反的相移，以补偿所有其他天线的失真。随着基站天线数量的增加，所产生的阵列增益损失变得可以忽略不计。
2021-10-15 eess.SP
Model Aided Deep Learning Based MIMO OFDM Receiver With Nonlinear Power Amplifiers
多输入多输出正交频分复用（MIMO OFDM）是移动通信系统的关键技术。然而，由于高峰均功率比（PAPR）的问题，OFDM符号可能遭受发射机处的功率放大器（PA）的非线性失真，这降低了接收机的信道估计和检测性能。为了减轻接收机端的削波失真，我们利用深度学习（DL）并设计了一种基于DL的接收机，该接收机由传统的最小二乘（LS）信道估计和迫零（ZF）均衡模型辅助。此外，提出了一种无需显式信道估计的数据驱动的基于DL的接收机，并将其与模型辅助的基于DL的接收机相结合，以进一步提高性能。仿真结果表明，所提出的模型辅助的基于DL的接收机具有优越的性能的误比特率，并具有不同程度的限幅失真的鲁棒性。
2021-05-30 eess.SP
A Simple Numerical Method for Non-Gaussian Signal Ensembles in Nonlinear Power Amplifiers
GIRD Systems, Inc.（GIRD系统公司）；Ohio University（俄亥俄大学）
针对车辆通信中功率放大器非线性导致的波束畸变和非高斯失真，提出基于傅里叶级数的Rice特征函数扩展方法，将输出相关函数计算从复杂积分转为可求和，支持非高斯信号分析。
2026-06-24 eess.SP
Modelowanie nieliniowej charakterystyki szerokopasmowych wzmacniaczy radiowych o zmiennym napięciu zasilania; Modeling Nonlinear Characteristics of Wideband Radio Frequency Amplifiers with Variable Supply Voltage
本文提出一种用于可变电源电压宽带射频放大器的扩展Rapp非线性特性模型，并通过三种放大器测量验证，可用于设计前端感知的6G系统。
2025-03-05 cs.NI eess.SP
On the Robustness of AFBM Sensing to Power Amplifier Nonlinearities
IMT Nord Europe, Institut Mines Télécom（欧洲高等矿业电信学院，法国电信研究学院）；Federal University of Technology – Paraná（巴拉那联邦技术大学）；Constructor University（康斯坦茨大学）；CEDRIC, Conservatoire National des Arts et Métiers（信息与通信技术研究中心，国立工艺博物馆）
研究功率放大器非线性对仿射滤波器组调制（AFBM）感知性能的影响，发现AFBM的模糊函数和整体感知性能对非线性具有显著不敏感性，使其成为硬件受限的集成感知与通信（ISAC）系统的可行候选。
2026-06-11 eess.SP
On the Use of Power Amplifier Nonlinearity Quotient to Improve Radio Frequency Fingerprint Identification in Time-Varying Channels
针对时变信道导致射频指纹失真和分类准确率低的问题，提出PA非线性商与迁移学习分类器，设计环境鲁棒的RFFI方法，使室内外设备分类准确率分别提升33.3%和34.5%。
2023-02-27 eess.SP
Improving Performance of Higher-Order Codirectional Raman Amplifiers Using Phase-Modulated Signals -- Functional Principle
现有的无中继海底链路越来越多地升级到目前可用于商业应用的最先进的调制格式。通常需要使用三阶同向拉曼放大器。高功率泵浦光的功率波动会通过非线性克尔效应引起相位调制信号的相移。本文档中解释了用于减少这种效应对系统性能的影响的方法。
2022-11-02 eess.SP
Digital Post-Distortion Architectures for Nonlinear Power Amplifiers: Volterra and Kernel Methods
本文研究5G基站侧的数字后失真技术，提出在时域结合频域信道均衡并在实Hilbert空间中用核方法替代Volterra级数，以低复杂度实现高效非线性补偿，仿真表明性能优于现有算法。
2025-08-15 eess.SP
Wideband Gaussian Noise Model of Nonlinear Distortions From Semiconductor Optical Amplifiers
Optical Communication Technology Lab, Paris Research Center, Huawei Technologies France（华为法国技术有限公司巴黎研究中心光通信技术实验室）
本文基于Agrawal模型，推导出半导体光放大器非线性噪声的闭式表达式，通过数值模拟验证其准确性，并指出增益压缩对非线性噪声的影响。
2026-03-10 eess.SP physics.optics
Optimization of Chaos-based Coded Modulations for Compensation of Amplifier Nonlinearities
在这项工作中，我们扩大了一类已知的基于混沌的编码调制（CCM）系统的可能性，以解决高功率放大器（HPA）的非线性问题。假设CCM的非线性特性可以用来抵消其对系统性能的影响，从而避免了预失真器的需要。我们提出了一个优化的CCM的设计方法来证明这一假设。结果表明，对于给定的退避电平，可以设计一个非线性映射函数用于混沌编解码器，以补偿HPA对出错率的影响。
2020-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO SWIPT Systems with Power Amplifier Nonlinearities and Memory Effects
在这封信中，我们研究的影响，非线性高功率放大器（HPA）的同时无线信息和功率传输（SWIPT），点对点多输入多输出通信系统。我们推导出率能（RE）区域，考虑到HPA的非线性和相关的记忆效应。我们发现，HPA显着降低了可实现的RE区域，和预失真技术的补偿。所提出的预失真方案的性能进行评估，在RE区域增强。数值结果表明，功率分裂和时间分裂的SWIPT架构获得约24%的改善。
2020-08-14 cs.IT eess.SP math.IT
Nonlinear Power Amplifier-Resilient Cell-Free Massive MIMO: A Joint Optimization Approach
本文提出了一种联合优化方法，用于解决无中心大规模MIMO系统中功率放大器引起的性能退化问题，通过用户关联和最大最小功率控制提升频谱效率。
2025-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Waveform Learning for Reduced Out-of-Band Emissions Under a Nonlinear Power Amplifier
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；NVIDIA（英伟达）
机器学习（ML）在优化无线通信系统中的物理层处理的各个方面中已经显示出巨大的前景。在本文中，我们使用ML来联合学习发射波形和频域接收机。特别是，我们考虑的情况下，发射机功率放大器以非线性方式工作，ML是用来优化波形，以尽量减少带外发射。该系统还学习星座形状，该星座形状便于由同时学习的接收机进行无导频检测。仿真结果表明，这种端到端优化系统可以更准确地传输数据，并且比传统系统具有更少的带外辐射，从而展示了ML在优化空中接口方面的潜力。据我们所知，没有考虑在端到端学习系统中的功率放大器引起的发射的先前工作。这些发现为ML本地空中接口铺平了道路，这可能是6G的构建模块之一。
2022-01-14 cs.LG eess.SP
Modeling, Analysis, and Optimization of Cascaded Power Amplifiers
该研究针对级联功率放大器的非线性问题，提出用非线性最小二乘算法优化参数与输入功率，经最多5个PA的仿真验证，可有效提升级联系统的线性特性。
2025-06-18 cs.SY eess.SP eess.SY
Leveraging Power Amplifier Distortion for Physical Layer Security
本文提出利用功率放大器非线性失真的Z3RO预编码，通过将失真重定向至非用户位置干扰窃听者，在10%中断概率下实现保密速率较MRT提升2.5倍。
2025-07-10 eess.SP
Measurement-Based Validation of Z3RO Precoder to Prevent Nonlinear Amplifier Distortion in Massive MIMO Systems
在多输入多输出（MIMO）系统中，预编码允许基站在空间上将信号聚焦并复用到每个用户。然而，当使用诸如最大比传输（MRT）的传统预编码器时，由功率放大器非线性引入的失真在相同的空间方向上相干地组合。这会严重限制用户性能，而且会产生未经授权的带外（OOB）发射。为了克服这个问题，最近引入了零三阶失真（Z3 RO）预编码器。该预编码器将用户位置处的三阶失真约束为零。在这项工作中，Z3 RO预编码器的性能进行了验证，基于真实世界的信道测量数据。结果示出了UE位置处的失真功率的降低：在最差情况的单用户场景中平均失真降低6.03 dB，在-3 dB的回退率下在2用户情况中平均失真降低3.54 dB。
2022-09-16 cs.IT eess.SP math.IT
Real Time Emulation of Parametric Guitar Tube Amplifier With Long Short Term Memory Neural Network
许多音乐家的音频系统既昂贵又笨重。因此，对它们进行建模并通过计算机仿真来替换它们可能是有利的。在吉他演奏者的世界中，音频系统可能具有理想的非线性行为（失真效果）。因此，很难找到一个简单的模型来实时模拟它们。Volterra级数模型及其子类是非线性系统建模的常用方法。不幸的是，这些系统很难以分析的方式识别。在本文中，我们建议利用神经网络中取得的新进展来实时仿真它们。我们表明，一个准确的仿真可以达到小于1%的均方根误差之间的信号来自管放大器和神经网络的输出。此外，该研究还扩展到放大器增益参数的建模。
2018-04-19 cs.NE eess.SP
Distortion-Aware Linear Precoding for Massive MIMO Downlink Systems with Nonlinear Power Amplifiers
我们介绍了一个大规模的多输入多输出下行链路系统中存在的非线性功率放大器（PA）的线性预编码器的设计框架。通过研究失真的空间特性，我们证明了传统的线性预编码技术引导非线性失真对用户。我们表明，通过考虑PA的非线性，可以设计线性预编码器，减少，在单用户的情况下，甚至完全消除在用户的方向传输的失真。然而，这是以降低阵列增益为代价实现的。为了解决这个问题，我们提出了预编码器的优化算法，同时考虑到阵列增益，失真，多用户干扰和接收机噪声的影响。具体来说，我们推导出可实现的总和速率的表达式，并提出了一种迭代算法，试图找到最大化这个表达式的预编码矩阵。此外，使用PA功耗的模型，我们提出了一种算法，试图找到的预编码矩阵，最大限度地减少消耗的功率为一个给定的最小可实现的总和速率。我们的数值结果表明，所提出的失真感知预编码技术提供了显着的改善，在频谱和能源效率相比，传统的线性预编码器。
2021-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Investigation of analog signal distortion introduced by a fiber phase sensitive amplifier
本研究通过数值模拟与实验验证，分析光纤相位敏感放大器（PSA）在微波光子链路调幅信号中引入的失真，对比不同调制器情况并探究增益饱和的影响，确定了PSA自身非线性极低的条件。
2020-09-10 eess.SP physics.optics
Massive MIMO Hybrid Precoding for LEO Satellite Communications With Twin-Resolution Phase Shifters and Nonlinear Power Amplifiers
大规模多输入多输出（MIMO）传输技术最近在非对地静止（例如，低地球轨道（LEO）卫星通信（SATCOM）系统，因为它可以显着提高能量效率（EE）和频谱效率。在这项工作中，我们开发了一种混合模拟/数字预编码技术在大规模MIMO低轨卫星通信下行链路，这降低了板载硬件的复杂性和功耗。在所提出的方案中，模拟预编码器是通过一个更实际的双分辨率相移（TRPS）网络，使功耗和阵列增益之间的细致的权衡。此外，我们还考虑和研究了非线性功率放大器（NPA）的失真效应对系统设计的影响。通过综合考虑上述因素，我们提出了一种有效的算法方法，基于TRPS的混合预编码问题与NPA。数值结果表明，考虑到非线性失真的EE增益和性能的优越性，提出的TRPS基于混合预编码方案的基线。
2022-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
Digital Predistortion of Power Amplifiers for Quantum Computing
Institute of High-Frequency Technology, Hamburg University of Technology（高频技术研究所，汉堡工业大学）
本文提出在量子计算中使用数字预畸变技术以提高功率放大器的线性度和量子比特门操作的保真度。
2026-01-10 eess.SP quant-ph
Importance of Amplifier Physics in Maximizing the Capacity of Submarine Links
海底传输电缆的吞吐量正在接近放大器噪声和克尔非线性所施加的基本极限。超长海底链路的能源限制加剧了这一问题，因为每根光纤的吞吐量进一步受到海底光放大器可用电力的限制。最近的工作研究了如何采用更多的空间维度可以减轻这些限制。在本文中，我们解决了如何最佳地使用每个空间维度的基本问题。具体来说，我们讨论了如何优化信道功率分配，以最大限度地提高信息理论容量下的电力约束。我们的配方占放大器物理，克尔非线性，和馈电约束。而最近的作品假设光放大器工作在深度饱和，功率转换效率（PCE）是高的，我们表明，给定的功率约束，工作在一个不太饱和的制度，其中PCE是较低的，支持更宽的带宽和更大数量的空间维度，从而最大限度地提高容量。与最近提出的高容量系统的理论容量相比，这种设计策略将海底链路的容量增加了约70%。
2019-02-18 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Modeling and Harmonic Balance Analysis of Parametric Amplifiers for Qubit Read-out
本文针对量子比特读出应用，展示了如何在商用仿真器中建模基于约瑟夫森结的非线性电感，并利用谐波平衡方法可靠预测行波参量放大器的增益和泵浦谐波转换性能，通过两种架构的实验对比验证了方法的可靠性。
2024-07-22 cond-mat.supr-con eess.SP nlin.PS
WaveNet-Style Guitar Amplifier Model Pruning for Real-Time iOS Deployment
研究针对WaveNet风格吉他放大器模型计算成本高的问题，提出支持稀疏的推理引擎用于iOS，通过激进剪枝和定制稀疏C++引擎实现实时运行，大幅减少权重且质量无损，能在iPhone上维持低延迟操作。
2026-07-14 cs.SD eess.AS eess.SP
Learning to Compensate: A Deep Neural Network Framework for 5G Power Amplifier Compensation
MediaTek Inc.（联发科技股份有限公司）
由于5G通信系统的复杂特性，通过数学建模设计射频器件成为一个具有挑战性的障碍。此外，这种数学模型需要针对各种规格要求进行大量手动调整。在本文中，我们提出了一个基于学习的框架来建模和补偿5G通信中的功率放大器（PA）。在所提出的框架中，深度神经网络（DNN）用于学习PA的特性，同时，还学习相应的数字预失真（DPD）以补偿PA的非线性和记忆效应。在该框架之上，我们进一步提出了两个频域损失，以指导学习过程，以更好地优化目标，与天真的时域均方误差（MSE）相比。拟议的框架作为一个现成的替代传统的方法。所提出的方法实现了平均56.7%的非线性和记忆效应的减少，这转换为平均16.3%的改善，在精心设计的数学模型，甚至达到34%的增强在严重失真的情况下。
2021-06-15 cs.LG eess.SP
When Distortion Helps: Secure GNN Precoding with Nonlinear Power Amplifiers
Research and Innovation Department, IS-Wireless（IS-Wireless 研究与创新部）；ESAT-DRAMCO, KU Leuven（荷语鲁汶大学 ESAT-DRAMCO）
针对实际中功率放大器非线性失真通常被视为有害的问题，本文提出利用该失真增强物理层安全，基于图神经网络（GNN）在多用户MISO窃听信道中最大化保密和速率，无需窃听者信道状态信息或人工噪声。
2026-06-23 cs.SY eess.SP eess.SY
Multi-layer MIMO Relay as Deep Physical Neural Networks: Power Amplifiers as Activation Functions
Department of Electrical and Electronic Engineering, Imperial College London（伦敦帝国理工学院电气与电子工程系）；Faculty of Engineering, Bar-Ilan University（巴伊兰大学工程学院）
本文提出用多跳MIMO中继网络构建深度无线物理神经网络，以功率放大器非线性为激活函数，实现可端到端训练的空中全连接网络，针对不同CSI场景开发两种收发器设计，仿真显示该架构能准确进行图像分类，凸显利用硬件非线性增强推理能力的优势。
2026-07-22 cs.AI cs.IT cs.LG
Inverse Design of Compact and Wideband Inverted Doherty Power Amplifiers Using Deep Learning
提出深度学习辅助方法逆设计紧凑宽带倒置Doherty功率放大器，结合CNN和遗传算法生成像素化合路网络，实现1.9-2.5 GHz内峰值效率51%-63%、回退效率48%-54%。
2026-06-26 cs.AI cs.AR cs.SY
