模型。实际各个厂家的功放千差万别,为适应大多数情况,实现DPD时,记忆多项式考虑的阶数,记忆深度就不能太少,这样对硬件资源,自适应算法的实时性提出了较高的要求
4.2.4 基于LUT的数字预失真实现
上面提到了PA的模型和DPD评估参数的自适应过程,下面将描述如何将上述的思想来具体的实现。
基于查找表LUT的DPD是目前的主流,它在数字域内实现,简化了实现的复杂度。LUT实现是基于DPD模型的参量是信号的包络,即认为功放所有的失真都是信号包络的函数这一个基本思想进行,Volterra模型也反映了这一思想。参考公式4-3,可以看到DPD的是输入函数包络的幂函数,这些幂函数如果硬件实现会非常消耗资源,同时考虑到PA的模型是一个缓慢变化的过程,所以这些系数可以由软件计算得到并提前放到一张表格中,硬件仅仅实现查表的过程。同时表格会根据图4.6中的误差信号进行调整。
具体的结构框图参考下图4.7所示。
图4.7 基于LUT的结构框图
图中将PA的特性一共分成N份,每一份中用K-1阶系数来补偿记忆效应,所以K-1对应的 是记忆效应的深度,N是LUT表的深度。如果取N=1那么对应的就是Hammerstein模型。该模型中用fir滤波器结构而非IIR滤波器机构,主要是考虑稳定性,避免极点。DPD的输出可以表示为:
z(n)??W(u(n))x(n?k)??Wkm(u(n))u(n?k)Fm(u(n?k)) .
mkk?0k?0K?1K?1这里Wk(u(n))表示的是K阶输入信号幅度m次方的函数。Fm对应的是非线性部分的表结构,它对应的是u(n?k)的函数。Fm用多项式展开,那么就可以得到公式4-3所示的Volterra模型。 图4.7中各个点的传输函数可以表示为如下图4.8所示。
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图4.8 基于LUT的DPD结构中各个点的传输函数
5 DPD的运用
5.1 DPD在无线系统中的位置
目前我们设计的RTR单板总体构架没有什么区别,区别仅仅在各个模块中的具体实施中。
首先从整体把握:任何一块RTR单板总是分为发射和接收两大部分。但在无线系统中,这
里的发射和接收还有别的名称如发射也叫下行或者是前向,通俗的讲我们单板用到基站中,所以发射是从很高的基站到很低的终端手机,形象看来这个就是信号从高到低自然称之为下行。反之亦然,接收端也称之为上行或者反向。
其次从整体中把握模块:一块RTR单板按照功能划分如下几个模块, 1:光接口模块
光接口模块主要是CPRI部分,主要功能按照CPRI协议完成前向基带数据(I.Q信号)的解帧和校验,完成反向基带数据的组帧和校验。同时也完成一些控制信号,同步信号的解帧和组帧。 2:前向数字处理模块
前向数字处理模块主要是CPRI之后到DAC之前,这一段包括了数字中频的很多关键技术如数字上变频DUC,合波后的削峰CFR,削峰后的数字预失真技术,凡是提到数字预失真技术目前的系统多半都是有反馈端,所以要结合起来看。 3:前向射频链路模块
前向射频模块主要是从DAC之后到PA的输入之前,这一部分主要完成将中频向射频的调制过程,同时为了尽可能对信号本身的损伤加入了必要的放大和滤波处理。 4:反向射频链路模块
反向射频模块主要是从双工器之后到模数转化之前,这一部分完成将接收到射频解调到中频,同时尽可能减少链路对信号本身的损伤加入了必要的放大和滤波处理。 5:反向数字处理模块 第 22 / 38 页
反向数字处理模块是包括DAC到CPRI之间的处理部分。包含了反向处理的核心技术,如数字下变频DDC,接收信号强度指示RSSI,数字自动增益DACG等。 6:射频前端RFE模块
射频前端主要包括低噪声放大器LNA和滤波器。目前这些模块都集中到双工器中,所以在一定程度上RFE就是是指双工器。
有了从整体到模块的掌握,那么就可以按照这样的思路参考1T2R的总体框图5.1进行对号入座了。
分载波基带功率监测点合波功率监测点DFL下行基带接口处理数字上变频DUC削峰CFR数字预失真DPDFB Signal时钟电源CPU小系统驻波检测载波功率检测DDC1DAGCRSSI检测DDC2Ant1_FWD数模转化DACTX_LinkPABBUCPRIFB_linkAnt1_REV上行基带接口处理模数转化DAC1模数转化DAC2RX_Link1RX_Link2下行或者前向链路上行或者反向链路 图5.1 1T2R的硬件框图
5.2 DPD提高系统的指标
无线通信系统中衡量信号的指标可以分为两类:带内指标如EVM,波形质量RHO值等,这类指标是衡量信号本身的质量。另外的一类是带外的指标如ACPR,这类指标是衡量本系统对其他无线系统的干扰情况,这两类指标都有严格的协议要求。DPD主要改善的是ACPR指标即可以尽可能增加PA的输入功率提高PA效率的同时能满足ACPR的要求。
下图5.2和图5.3是某一系统中打开DPD和关闭DPD的ACPR影响。
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图 5.2 DPD关闭时8个载波的ACPR
图 5.3 DPD打开时8个载波的ACPR
第二章: 削峰原理及其运用
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