随着无线通信技术的发展,第五代（5G）及未来通信系统朝着更高用户密度、更高吞吐量和数据容量的方向发展。数字预失真技术（DPD）因灵活、稳定等特点,广泛用于发射机线性化中,但全新的5G应用场景为该技术带来了大带宽、高峰均比（PAPR）等难题。本文重点研究了5G系统中宽带功放的行为模型和数字预失真技术。首先,针对宽带信号的高PAPR问题,研究了峰值因子降低（CFR）技术在DPD系统中的应用,在联合CFR/DPD结构的基础上评估了直接限幅法（HC）、限幅滤波法（CAF）、限幅多模滤波法（CABF）等削峰技术。为了降低DPD系统中反馈回路的采样率,在基于带限结构的数字预失真方面,提出了带限-幅度选择仿射函数（BL-MSA）模型,减少了带限模型中乘法器的数量,极大地降低了带限模型的复杂度;在基于欠采样结构的数字预失真方面,提出了一种改进的基于随机解调的模型（MRDRS）,降低了反馈回路的硬件需求。此外,针对双频DPD提出了一种二维简化记忆多项式（2D-SMP）模型,该成果发表于IEEE MWCL期刊。上述模型均基于仪器平台进行验证,理论分析和实验结果表明:与HC、CAF相比,CABF在联合CFR/DPD结构中削峰的同时具有更好的线性化效果;在记忆深度和门限数设置相同时,BL-MSA模型的乘法次数仅为带限-分段线性函数（BL-CPWL）模型的1/5,但邻近信道功率比（ACPR）可优化1.5d B左右;MRDRS模型在采样率为信号带宽的1/5时仍具有良好的预失真性能;在相同的模型复杂度下,2D-SMP（odd）模型的建模精度略优于二维修改记忆多项式（2D-MMP）模型,并且参数估计算法更简单。然后,设计并完成了一种27.5-28.35 GHz频段的5G毫米波发射前端。测试结果表明该发射通道性能良好,增益平坦度、镜像抑制、本振抑制和调制精度达到指标要求;用于本振模块的C波段频率合成器相位噪声性能良好,输出频率为6.5GHz时,100k Hz、1MHz偏移处的相位噪声分别为-106d Bc/Hz和-130d Bc/Hz。最后,基于自研的基带硬件平台进行了DPD测试。实验结果表明:对于sub 6 GHz频段100MHz的5G NR信号,采用BL-MSA模型线性化处理后,Skyworks功放的ACPR可以改善到-45d Bc以下;对于400MHz带宽的5G NR信号,BL-MSA模型将5G毫米波发射前端的ACPR降至-41dBc左右。