dpd原理与系统集成-new

DPD原理与系统集成编制：李繁2009-10-26DPD原理概述为什么要引入DPD（数字预失真）？1.射频功率放大器的非线性功率放大器的非线性主要表现在两个方面，一个是输出信号的幅度响应非线性，即AM/AM转换时出现的非线性，另一个是输出信号的相位响应非线性，即AM/PM转换时出现的非线性，这会造成带外频谱扩展，引起邻道干扰外，还会造成带内信号失真，增大误码率。2.信息传输技术正朝着多载波、多电平、宽频带和高峰均比的方向发展，这些都会加大放大器的非线性对信号的影响，在保证基本线性要求的情况下，降低功放的效率。3.DPD在众多的预失真解决方案中性价比最优，也最适合实际应用。功放的非线性特征非线性失真示例PA的输入信号PA的输出信号DPD原理概述DPD（数字预失真）的概念：采用数字手段，将要放大信号在基带进行补偿处理，使其失真，经过放大器后，由于放大器的非线性效果，最终输出结果成为输入信号的线性放大。DPD原理概述DPD功能架构：DPD原理概述输入信号通过预失真器（其特征函数为F(?)），再送入非线性功率放大器（其特征函数为G(.)）进行放大输出。调节预失真器参数使得预失真器非线性特性和功放非线性特性相反，从而使得两个非线性系统的级联表现为一线性系统。数学描述为：F(Vm)G(Vd)=K其中Vm为输入信号，Vd为预失真器的输出信号，K为常数增益。DPD原理概述DPD效果示例DPD前的PA输出DPD后的PA输出射频功率放大器的理论模型简化的Volterra多项式模型：Hammerstein和Wiener模型：DPD实现方法查找表法：使用功放的特性参数将预失真器构建成一个查找表，如PM7815系统。多项式法：使用多项式拟合补偿增益曲线，如：GC5322、Xilinx_DPD、OP4400系统集成设计注意事项一.时钟频率的选择二.CFR和DPD的联合使用三.系统增益的分配及功率控制四.系统时延的稳定时钟频率的选择步骤反馈带宽（修正带宽）=5（3）×信号带宽反馈AD采样速率2（1）×反馈带宽下行DA带宽=0.8×DA输入数据速率修正带宽信号带宽核工作时钟下行数据接口速率反馈AD采样速率1X/2X时钟频率的选择范例方案信号带宽核工作时钟下行数据时钟反馈AD采样时钟PM781515M92.16M92.16M92.16MOP440015M307.2M76.8M76.8MXilinx15M230.4M76.8M153.6MXilinx20M276.48M92.16M184.32MGC532220M184.32M92.16M184.32MCFR和DPD的联合使用1.DPD的性能跟信号的特性（峰均比）密切相关：信号的峰均比越小，在保证同样线性的情况下功放能输出的平均功率就越大，即效率越高；2.CFR（削峰算法）是减小信号峰均比的利器，好的削峰可以减小4～5个db的峰均比；3.在应用DPD的场合都会在DPD前进行削峰处理，才能最大程度地发挥DPD的作用，获得最高的效率。DPD系统的环路增益环路的增益点：CFRDPDDACFW_RFPAFB_RFADCDUCLOOPBB红色为环路内增益点，绿色为环路外增益点G_FWG_FB系统增益的分配1.在保证不会导致DUC溢出的情况下，进入DPD核的基带功率要越大越好；2.OP的DPD不能将DAC的增益调至最大，PMC、Xilinx可以调至最大，减小后端的增益，提高稳定性；3.调整各部分增益，让前向变频端输出信号的ACPR最好；4.反馈增益要符合系统的要求。自带环路AGC的DPD系统增益控制环路AGC概念：DPD的环路AGC，就是在DPD运行起来后，通过调整DPD输出的数据功率，保证环路增G_LOOP=G_FW+G_FB.不变。影响环路增益的因素有温度、环路内的线缆长度、器件的离散性等，最主要是温度。功率控制要点：1.在DPD运行之前，要将系统输出功率调整到目标值。2.在DPD运行起来后，G_FW在一定范围内的变化不会导致系统输出功率的变化，DPD的AGC会自动进行补偿，但范围有限，重点要保证G_FW的变化不能超过DPD的补偿范围，过大的补偿会恶化ACPR。所以，下行通道最好要有模拟ATT可以进行幅度较小的调整。3.在DPD运行起来后，G_FB在一定范围内的变化会导致系统输出功率的变化，因此要保证G_FB的恒定。不带环路AGC的DPD系统增益控制控制方法：通过检测功放的输出，与目标值进行比较，并调整系统前向链路各处的增益，实现功率输出的稳定。检测功放的输出的办法主要有：统计反馈信号的功率、统计检波管输出功率。控制要点：1.最好在DPD运行之前改变G_FW,即调整模拟域增益，使输出接近目标值；2.DPD运行起来后，通过调整CFR之后、DPD之前的增益控制字，保证系统输出功率的稳定。DPD系统时延的稳定时延的概念：DPD系统建模的时候，信号在DPD环路内传输所需要的时间。有一般由DAC的传输时间、射频传输线路时间和反馈数据传输时间决定。注意事项1.在初期调试的时候，保证系统时延在DPD系统规定的范围内（一般不超过200个下行数据周期），主要是线缆不要太长；2.保证时钟系统的相位的稳定。DPD系统时延的稳定相关案例案例1.PM7815的DCLK与REFCLK时钟相位关系的不确定（每次上电），导致DPD在某次上电时不能正常收敛，甚至跑飞，跑飞时的时延值与正常时的时延值差异较大。案例2.OP在训练之后，对DAC的SYNC操作会导致DPD的出错，查看其状态，发现delay值与训练时有所变化。