Développement d'une technique de prédistorsion basée sur Walsh pour la linéarisation des amplificateurs de puissance en technologie GaN // Study of a Walsh-based predistortion technique for the linearization of GaN technology power amplifiers

Les amplificateurs de puissance (PA) en technologie GaN sont largement utilisés dans les télécommunications (5G, radars, satellites)en raison de leurs performances élevées en puissance et en fréquence. Cependant, leur non-linéarité entraîne des distorsions quiaffectent la qualité des transmissions et compromettent la conformité aux normes d'interférences spectrales. Les approches classiquesde linéarisation, telles que les polynômes de Volterra ou les séries de Fourier, nécessitent une quantité importante de calculs, rendantleur utilisation en temps réel difficile. De plus, les amplificateurs GaN présentent des effets de mémoire longue durée, dus auxphénomènes de piégeage d'électrons dans les transistors HEMT, ce qui complique encore leur correction.
Cette thèse vise à développer une méthode innovante de prédistorsion numérique (DPD) basée sur la transformée de Walsh [1].Contrairement aux techniques conventionnelles, cette approche exploite la nature binaire des fonctions de Walsh pour unedécomposition rapide et efficace des signaux, facilitant une implémentation en temps réel. L'objectif est d'introduire un nouvelalgorithme de prédistorsion, le Walsh Recursive Least Squares (WRLS), qui offre une convergence plus rapide et une réductionsignificative de la complexité de calcul par rapport aux méthodes existantes. Cette technique permettra d'atténuer efficacement lesdistorsions non linéaires et les effets de mémoire longue durée spécifiques aux amplificateurs GaN.
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Power amplifiers (PAs) using GaN technology are widely used in telecommunications (5G, radars, satellites) due to their high power and frequency performance. However, their non-linearity causes distortions that affect transmission quality and compromise compliance with spectral interference standards. Traditional linearization approaches, such as Volterra polynomials or Fourier series, require a significant amount of calculations, making their use in real time difficult. In addition, GaN amplifiers have long-lasting memory effects due to electron trapping phenomena in HEMT transistors, which further complicates their correction.
This thesis aims to develop an innovative method of digital predistortion (DPD) based on the Walsh transform [1]. Unlike conventional techniques, this approach exploits the binary nature of Walsh functions for fast and efficient signal decomposition, facilitating real-time implementation. The aim is to introduce a new predistortion algorithm, Walsh Recursive Least Squares (WRLS), which offers faster convergence and a significant reduction in computational complexity compared to existing methods. This technique will effectively mitigate the nonlinear distortions and long-term memory effects specific to GaN amplifiers.
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Début de la thèse : 01/10/2025

MESRI

Université de Bordeaux

209 Sciences Physiques et de l'Ingénieur

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