Modelo comportamental para linearização de amplificador de potência multimodos usando GMDH

Abstract

Resumo : Este trabalho propõe a criação de um modelo comportamental voltado à linearização de amplificadores de potência multimodos utilizando o método GMDH. A abordagem visa mitigar os efeitos não lineares introduzidos por amplificadores operando próximos à saturação, mantendo a eficiência energética sem comprometer a linearidade do sinal. Para isso, desenvolveu-se uma adaptação da função de ativação do GMDH ao domínio complexo, representando os sinais de envoltória com maior precisão. O desempenho do modelo proposto é comparado ao método Decomposed Piecewise, frequentemente utilizado em aplicações de pré-distorção digital. As simulações foram realizadas no software GNU Octave, com validação baseada no erro médio quadrático normalizado. O resultado encontrado para a modelagem comportamental do amplificador de potência, utilizando a métrica NMSE, foi o valor de -39,047 dB. Este resultado é comparado com o método Decomposed Piecewise, em que foi obtido -38,916 dB. Enquanto os valores nesta métrica são semelhantes, é importante considerar o número de coeficientes utilizados por cada método. Nesta comparação, o método GMDH teve um resultado pior por apresentar um alto número de coeficientes (108) em relação ao Decomposed Piecewise (45)

Abstract : This work proposes a behavioral modeling approach for linearizing multimode power amplifiers using the Group Method of Data Handling. The goal is to mitigate nonlinear effects introduced by power amplifiers operating near saturation, while maintaining energy efficiency without compromising signal linearity. To achieve this, the GMDH activation function was adapted to the complex domain, allowing more accurate envelope signal representation. The performance of the proposed model is compared to the widely used Decomposed Piecewise method for digital predistortion applications. Simulations were conducted using GNU Octave, with validation based on the normalized mean square error. The result found for the behavioral modeling of the power amplifier, using the NMSE metric, was -39.047 dB. This result is compared with the Decomposed Piecewise method, where -38.916 dB was obtained. While the values in this metric are similar, it is important to consider the number of coefficients used by each method. In this comparison, the GMDH method had a worse result because it had a higher number of coefficients (108) than the Decomposed Piecewise (45)