通过数字预失真改善功率放大器效率
基于数字预失真技术的相移功率放大器非线性分析和修正(精)
基于数字预失真技术的相移功率放大器非线性分析和修正摘要：本文提出了一种关于功率放大器相移的的非线性原因的综合理论与实验分析。
相移分解产生了重要的负载牵引效应并且第一次研究了Chireix合成器。
在LINC系统中关于两个功率放大器行为效应作为一个主要的非线性源头得到了证实。
此外，本文建议采用预失真技术来对非线性行为的建模应用。
关键词：LINC，相移，非线性，预失真，负载调制，Chireix 合成器1、引言无线通信应用的增值和多样化本质上增长了无线网络频谱的利用。
结果，移动性成为一个具有条真行的设计标准之一，这个设计标准使电池的使用寿命显得越来越重要。
除了世界范围的主动来增加电池容量外，为了延长移动设备中电池寿命和降低基站功率消耗，几个研究实验室聚焦在改进射频发射机的功率转化效率。
在过去的二十年，使用回馈和模拟或数字预失真的功率放大器非线性技术是非常流行的，它们能提高在功率放大器的功率转换效率和线性化的权衡。
然而，附加效率性能不是尽如人意特别是在最新几代的无线标准中使用的高度不同的包络信号。
为了实现高效率，最近的研究集中在使用具有高效率和高线性化功放的先进发射机结构，它们工作在B、C类或开关状态。
在别的技术中，基于发射的调制和非线性器件的放大时最流行的。
这些技术都将幅度和县委调制信号转换成常数幅度信号来保证在相位放大中良好的线性度。
在调制发射中，它们实际实现时还是受到了共的数字处理器速度和高的模拟滤波器Q值的挑战。
LINC技术在1935年提出，1974年得到了Cox的修正。
图1所示即分解振幅和相位已调信号为两个相位调制信号的技术。
每个信号都能通过高线性或开关型功率放大器得到放大。
在功率放大器的输出处功率合成器将信号垂直相加来回复原始信号的放大调制。
图1、LINC结构图和信号分解原理字面上能用LINC技术来区分两种不同的功率合成器：隔离的和非隔离的合成器。
隔离合成器或混合隔离器在任何输入输出端口与输入信号的相位和振幅独立地被匹配。
基于数字预失真技术的功放性能改善研究
基于数字预失真技术的功放性能改善研究张福洪;黄勇;吴铭宇【摘要】针对高均峰比的宽带输入信号,结合最小均方算法和Wiener模型的优点,该文提出了一种基于Wiener模型的数字预失真算法.通过计算机仿真,验证这种算法的有效性,补偿了功率放大器的非线性失真,提高了功放效率,对发射机功放线性化技术有一定的实用价值.【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》【年(卷),期】2011(031)005【总页数】4页(P111-114)【关键词】数字预失真;最小均方算法;功率放大器【作者】张福洪;黄勇;吴铭宇【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TN9140 引言功率放大器是通信系统中的一个关键部件，功放的非线性特性引起的频谱扩张会对邻道信号产生干扰，并且带内失真也会增加误码率［1］。
随着新业务的发展，现代无线通信系统中广泛采用了正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)、正交频分复用技术等高频谱利用率的调制方式。
这些调制方式对发射机中射频功放的线性度提出了很高的要求。
因此为了保障通信系统的功率效率和性能，必须有效的补偿放大器的非线性失真，使放大器能够高效的线性工作。
目前关于功放线性化的方法有许多，如功率回退法、射频反馈技术、前馈法、LINC法、数字预失真法等，以上各种线性化技术都有其优缺点，其中数字预失真技术最大的优点就是稳定可靠、精度较高，适应能力强。
因此，目前数字预失真技术被认为是最有应用前景的线性化技术。
1 数字预失真的基本原理数字预失真技术是补偿功率放大器非线性失真最有效的方法之一，即在功放前加一个与功放非线性特性互逆的非线性模块用做预失真器以抵消补偿功放的非线性，理想情况下所加的预失真器失真将完全抵消补偿后续放大器的非线性失真，整个系统最终将是线性的［2］。
射频功率放大器数字预失真技术及其发展趋势
少成本并提高可靠性。数字预失真处理技术（Ｐ ） Ｄ Ｄ成功用 于 ＷＣ Ｍ Ｄ Ａ基站，使得功放效率从传统基站功放效率的 ９ ％提高到 １％。更高效率的 Ｄｈｒ 功放技术在 ＷＣ Ｍ ９ ｏｅｙ ｔ ＤＡ 基站应用方面已经获得突破 ，ｏｅｙ Ｄ ｈｒ 功率放大器采用载 ｔ
浙 江 省 教 育 厅 科 研 资 助 项 目（ ｏ ０ ８ ５ ３ ） Ｎ ． ０ ０４ ３ Ｙ２
通 常被称为后 置反 向滤波器 （ ｓｉ ｅ ｅｆｅ） ｐ ｔｎ ｒ ｌｒ。然 后 ， ｏ ．ｖ ｓ ｉ ｔ 这
一
２ 数 字 预 失真 器 基 础
预失真系统基本结构如图 １ 所示 ， 预失真器在功率放 大器之前对输入信号先做预处理， 它的传输特性刚好是放
系数被直接复制到前置的预失真滤波器。Ｓｈｔ ｎ ｃｅ ｅ 在参 ｚ
ｊ
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｜ ¨
研究与开发
射 频 功 率 放 大 器 数 字 预 失 真 技 术 及 其 发 展 趋 势
沈小 虎 ， 金 浩， 王德 苗 （ 江 大学 杭 州 ３ ０ ２ ） 浙 １０ ７
３ Ｇ无 线 通 信 系 统 对 功 率 放 大 器 的设 计 提 出 了更 加 严 格 的 要 求 。 了 有效 地 利 用 宝 贵 的频 谱 资 源 ， 为 功
大器的研究成果作一个总结， 介绍了各种放大器预失真结
构， 并针对不同的非线性模型 ， 讨论了各种模型的应用以 及对应的自适应方法 ， 同时分析了两者结合的发展趋势。
图 ３ 间 接 学 习 结 构
失真器广泛采用［１ 这种结构最先被用在消除扬声器的 １１ ０】 ，， 非线性上。在这种结构中， 我们首先提取出后置滤波器的 系数 ， 这个滤波器作为非线性放大器模型的反函数 ， 因此
功率放大器数字预失真在电缆分配系统中的优势及挑战
功率放大器数字预失真在电缆分配系统中的优势及挑战简介电缆系统于20世纪50年代初在美国首次问世。
即使技术和分配方式在迅速发生变化，电缆作为数据分配通道却始终保持着重要地位。
新技术在现有电缆网络上已实现分层。
本文重点介绍这一技术演进的其中一方面——功率放大器(PA) 数字预失真(DPD)。
这是许多从事蜂窝系统网络研发工作的人士将会熟悉的一个术语。
将该技术迁移到电缆能够带来明显的功效和性能提升，同时也带来了巨大的挑战。
本文深入探究其中的一些挑战并概述相应的解决方案。
了解要求功率放大器在非线性区域工作时，其输出将失真。
这一失真可能会影响带内性能，还可能导致无用信号溢出到邻道。
溢出效应在无线蜂窝应用中特别重要，因此对邻道泄漏比(ACLR) 有严格的规定和控制。
突出的控制技术之一是在信号到达功率放大器之前对其进行数字整形或预失真，从而消除功率放大器中的非线性。
电缆环境则完全不同。
首先，可将其视为封闭环境。
电缆中发生的情况不会扩展到电缆外！运营商拥有并控制整个频谱。
带外(OOB)失真并不是关注重点，带内失真才是至关重要的。
服务提供商必须确保最高质量的带内传输通道，以便能够利用最大的数据吞吐量。
其中一个方法是使电缆功率放大器严格运行在线性区域内。
采用这种工作模式的代价是功效极差。
图1概要显示了典型的电缆应用。
尽管该系统功耗近80 W，但仅传送了2.8W信号功率。
功率放大器是功效极低的A类架构。
最大瞬时峰值效率可以计算为50%（当信号包络最大时，假定为电感负载）。
如果功率放大器完全在线性区域工作，则考虑电缆信号的极高峰均比（通常为14 dB）意味着放大器需要比信号压缩开始时平均低14 dB的工作条件，从而确保即使在信号的峰值处也不会发生信号压缩。
回退与放大器工作效率直接相关。
当放大器回退14 dB以适应各种电缆信号时，工作效率将降低10–14/10。
因此，工作效率。
RF放大器非线性测量技术--数字预失真效果
RF放大器非线性测量技术--数字预失真效果随着无线通信技术的飞速发展，频谱利用率较高的调制方式得到了广泛应用，如PSK和QAM调制。
这些调制信号的一个共同特点是信号功率的平均值和包络峰值存在差异，峰均比（即峰值因子Crest Factor）较大，这要求放大器必须具有良好的线性特性，否则非线性影响，如互调失真，会导致频谱再生，进而产生邻道干扰。
在设计放大器，如WCDMA 多载波功率放大器时，要采用线性化技术来补偿放大器的非线性，从而提高放大器输出信号的频谱纯度，减少邻道干扰。
与此同时，我们还必须兼顾到放大器的工作效率。
线性化技术主要分为以下几类，如图1所示。
在放大器的设计中，一般都会将几种线性化技术结合在一起使用，以达到最佳的线性化效果。
图1 线性化技术分类数字预失真是预失真技术的一种，其基本原理如图2所示。
根据放大器的非线性特性（幅度和相位失真），对输入放大器的信号进行相反的失真处理，两个非线性失真功能相结合，就能够实现高度线性、无失真的系统。
在数字基带上进行预失真处理就是数字预失真；在模拟电路上进行预失真处理就是模拟预失真。
图2 数字预失真技术基本原理数字预失真技术的优势在于：工作在数字基带上，成本低，适应性强，还可以通过增加采样率和增大量化阶数来抵消高阶互调失真，可以使用简单高效的AB类放大器，避免前馈技术带来的复杂性、高成本和高功耗，显著提高放大器的线性和整体功效。
使用数字预失真技术的前提是必须准确测量得出放大器的非线性特性，进而才能根据放大器的非线性特性对输入的基带信号进行预失真处理。
但是，由于无线通信系统的信号带宽日益增加，如WCDMA四载波的带宽已达20MHz，用传统的窄带网络测量方法（如矢量网络分析仪），无法准确测量出宽带放大器在实际工。
用数字预失真改善放大链路瞬时宽带幅频响应
用数字预失真改善放大链路瞬时宽带幅频响应摘要：数字预失真技术应用于信号产生系统，结合放大链路增益曲线的软件自动提取，可以极大地改善放大链路瞬时宽带幅频响应。
关键词：数字预失真；幅频响应；放大链路引言在一些应用场合，需要在远场配置一个大功率的瞬时带宽较宽的多谱线信号，通过无线传播以辅助系统完成设备的测试、性能调整等工作。
因整个信号产生链路宽带幅频响应不理想，产生的宽带信号中各频率分量的幅度波动较大，很大地影响了系统的调整效果，严重时甚至使系统所做工作无效。
近年来，数字预失真技术越来越多地用于信号产生系统，用于补偿链路某种不理想的响应。
如果将数字预失真用于瞬时宽带信号的产生，并能实现对整个放大链路宽带幅频响应的极大改善，将非常具有应用价值。
1宽带大功率信号产生链路组成宽带大功率信号产生链路主要由波形发生器、信道调理、功率放大器三部分组成。
其中波形发生器基于软件无线电原理进行设计，主要由大规模数字可编程器件结合高速数模转换器实现，其作用是产生瞬时宽带小信号。
信道调理主要由调谐通道、滤波电路等实现，用以完成频谱搬移、滤波、信号均衡等功能。
功率放大器主要负责将小信号放大至系统所需的发射功率，其本身自带反馈电路，用以完成功率过冲控制、功率可调等功能。
2大功率宽带信号存在的问题分析瞬时宽带大功率信号用以辅助系统完成设备测试、性能调整等工作，一般对于系统的需求来说，都希望这个瞬时宽带信号能有比较好的幅频响应，即瞬时带宽内组成这个宽带信号的各频率分量的幅度尽可能的一致，这更有利于系统开展各项测试及调整工作。
可实际情况是，因为整个链路较长且带宽较宽，如不对其进行细致的优化工作，最终出来的信号会呈现高低起伏，且起伏较大，会极大地影响系统完成各项工作。
下面结合宽带大功率信号产生链路的主要环节分析引起信号幅度高低不平的原因。
2.1高速数模转换器对宽带幅频特性的影响数模转换器（DAC）用于实现将数字信号转换成模拟小信号，因为DAC输出的信号是一系列矩形波的叠加，所以DAC的输出频谱包络会呈现Sinx/x的效应。
功率放大器数字预失真技术研究及设计
电测与仪表 Electrical Measurement & Instrumentation
Vol.49 No.555 Mar. 2012
功率放大器数字预失真技术研究及设计
王振朝，鲁铭铭，薛文玲, 李会雅
（河北大学 电信学院，河北 保定 071002）
（2）
式中rn为功放的输入幅度，A（rn）和Φ（rn）分别表示功
放的非线性幅度AM- AM失真和相位AM- PM失真。
当实际信号为宽带信号时，功放就明显地体现出
［11］
其记忆性。常用的有记忆功放模型主要有以下3种 ：
Wiener模型、Hammerstein模型和Wiener- Hammerstein
用通过反馈回路进行自适应估计的间接型学习结构，
因此在初始化时不需要根据HPA的模型对数字预失
真器的参数进行准确的估计，只需使数字预失真器与
HPA一样具有有记忆特性的特点即可。
我们采用记忆多项式作为预失真器模型来模拟
非线性HPA的逆特性，公式如下：
KL
∑∑ z（n）=
k－1
aklx（n－l）|x（n－l）|
WANG Zhen-chao, LU Ming-ming, XUE Wen-ling, LI Hui-ya （College of Electron and Information, Hebei University, Baoding 071002, Hebei,China）
Abstract：We provide a technical scheme based on the adaptive digital predistortion principle for the linearization of high power amplifier with memory in this paper. Firstly, it gives a practical technique scheme based on the analysis of adaptive digital predistortion technique. Secondly, it discusses the effect about the magnification of attenuator in the technical scheme and give the selection principles and the design methods. Lastly, a simulation analysis for the digital predistortion system is given in this paper. The simulation results show that performance of digital predistortion compensation system can be improved by adjusting magnification of attenuator and dynamic rang. For a input OFDM signal of 8MHz band width, the system provided in this paper can suppress power of sideband 26dB and reduce the distortion of in-band 7dB. Key words：high power amplifier, linearization, attenuator, digital predistortion, adaptive algorithm
预失真技术在射频功率放大器设计中的应用
Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ＲＦ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｍａｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ １ ６Ｗ ＲＦ ｐｏｗｅｒ
ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＡＤＳ
Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｂｅｇｉｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＲＦ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ｔｈｅｎ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｃｏｍｍｏｎ ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｅｅｄｂａｃｋ、ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ、 ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
ａｎｄ ＰＣＢ ｄｒａｗｉｎｇ ｗｉｔｈ ｐｒｏｔｅｌ．Ｔｈｅｎ ＲＦ ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｅｒｅ
ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｐａｒａｌｌｅｌ ｄｉｏｄｅｓ ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｓ ｕｓｅｄ．Ｆｏｒ ａ ｔｗｏ－ｔｏｎｅ ｓｉｇｎａｌ，ｔｈｒｅｅ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ２５Ｗ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．Ａｎｄ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ
ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ＩＭＤ３ ａｎｄ ＩＭＤ５ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｏｎｅ ｕｓｅｓ
求。 因此为了适应现代通信系统发展的要求，有必要采用线性化技术来对射频
功率放大器进行改善，以提高系统的性能，减小系统体积，降低系统的需求功 率和系统成本。采用线性化技术可以有效消除系统内的干扰和失真，特别是对 于功率放大器来说，可以在给定失真指标的情况下，工作在更高的功率电平上， 可以提高功率放大器的最大输出功率、效率，并改善功率放大器的线性度，增 加功率放大器的工作带宽，使其符合无线通信系统的指标要求。
b功率放大器回退效率
b功率放大器回退效率【知识文章标题】搭建高效功率放大器：探索回退效率的关键【知识文章正文】1. 引言在现代电子设备和通信系统中，功率放大器扮演着至关重要的角色。
它们的功能是将弱信号放大到合适的功率级别，然后驱动负载，确保传输的可靠性和稳定性。
然而，功率放大器的效率一直是研究和工程领域的关注焦点之一。
在设计过程中，工程师们通常会努力提高功率放大器的效率，以减少能源消耗和热耗散，同时提高系统性能。
2. 功率放大器回退效率的基本原理回退效率是电源功率与输出功率之比，它衡量了功率放大器回退的程度。
在功率放大器中，回退效率的提高可以通过改进器件的电流调整、设置负载匹配网络、优化供电线路等方法来实现。
通过这些技术手段，我们可以在兼顾功率放大器性能和效率的实现更好的功率传输和系统设计。
3. 深入了解回退效率的因素功率放大器回退效率受到多个因素的影响，下面将对其中一些重要因素进行深入分析。
3.1 功率调整技术：功率调整技术是优化回退效率的重要手段之一。
在功率放大器中，通过电流的调整和动态功率控制技术，可以实现在不同功率需求下的精确调整。
这种调整手段可以在保持信号质量的减少功耗和回退，提高回退效率。
3.2 负载匹配网络：负载匹配网络对功率放大器回退效率也起着重要作用。
负载匹配网络的作用是调整输入和输出的信号阻抗，使得功率能够更有效地传输，并最大程度地减少反射损耗和回退。
通过精确设计负载匹配网络，可以最大限度地提高回退效率，使功率传输更加高效。
3.3 供电系统优化：优化供电系统也是提高功率放大器回退效率的关键。
在系统设计中，合理设计电源电路、优化线路布局和降低线路噪声都可以提高回退效率。
供电系统优化可以有效降低功率放大器的功耗，提高电能利用效率，从而使系统具备更好的性能和可靠性。
4. 个人观点和理解功率放大器回退效率对于电子设备和通信系统的性能至关重要。
在我看来，工程师应该在设计和优化功率放大器时，充分考虑回退效率的因素，并综合考虑各种技术手段来实现高效的功率放大器设计。
功率放大器数字预失真技术研究及设计
用通过反馈回路进行自适应估计的间接型学习结构，
因此在初始化时不需要根据HPA的模型对数字预失
真器的参数进行准确的估计，只需使数字预失真器与
HPA一样具有有记忆特性的特点即可。
我们采用记忆多项式作为预失真器模型来模拟
非线性HPA的逆特性，公式如下：
KL
∑∑ z（n）=
k－1
aklx（n－l）|x（n－l）|
WANG Zhen-chao, LU Ming-ming, XUE Wen-ling, LI Hui-ya （College of Electron and Information, Hebei University, Baoding 071002, Hebei,China）
Abstract：We provide a technical scheme based on the adaptive digital predistortion principle for the linearization of high power amplifier with memory in this paper. Firstly, it gives a practical technique scheme based on the analysis of adaptive digital predistortion technique. Secondly, it discusses the effect about the magnification of attenuator in the technical scheme and give the selection principles and the design methods. Lastly, a simulation analysis for the digital predistortion system is given in this paper. The simulation results show that performance of digital predistortion compensation system can be improved by adjusting magnification of attenuator and dynamic rang. For a input OFDM signal of 8MHz band width, the system provided in this paper can suppress power of sideband 26dB and reduce the distortion of in-band 7dB. Key words：high power amplifier, linearization, attenuator, digital predistortion, adaptive algorithm
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通过数字预失真改善功率放大器地效率
上网时间：2007年11月22日
关键字:功率放大器数字预失真DSP FPGA
无线应用中地功率放大器有望通过提供优良地线性和效率,来处理现代通信系统中所采用地复杂波形.而这并非通过构建具有更纯净性能地射频功率放大器,因为这样做会增加成本、降低效率并产生可靠性问题,今天地设计师而是选择通过采用数字预失真(DPD –Digital Pre-Distortion>技术来增加数字处理能力,该技术有助于将功率放大器(PA>地效率最大化,增加可靠性,并降低操作成本.b5E2RGbCAP 与模拟方式相比,数字技术在成本、功耗和可靠性方面提供了诸多优势.由于这些优点,老式地窄带、单载波、三重转换系统正在被
数字信号处理(DSP>和DAC控制地宽带、多载波发射机所取代,DSP
和DAC产生直接IF,甚至直接RF输出到RF放大器.p1EanqFDPw 无线系统正向用户提供一系列地服务和益处.不幸地是,先进无
线技术地优势往往不惜牺牲增加功耗和操作成本.现代蜂窝和无线技术,特别是数字射频通信网络,比以往任何时候发送和接收更多地数据、更多地视频以及更多地音频.如HSDPA、HSUPA、1xEVDO、WiMAX 等新标准,以及长期演进(LTE>需要更大地功耗,产生更多和更大地射频波形峰值,并允许更大地数据脉冲.因此,现代无线设备所生产地射频信号具有空前地峰值平均值比(PAR>,并在一个已经拥挤地射频频
谱内存在失真地可能性.DXDiTa9E3d
由于采用空前地高功耗与现代PAR,功率放大器正在被推向之前从未有过地极限,并导致瞬变现象以及低效成本.更大地放大器可以
消耗更多地功耗,从而使得短期资本支出以及长期经营费用急速膨胀.更大、更昂贵地电池需要同样地后备能力.此外,更大地功耗和生产
加剧了散热和电气条件,这可能产生可靠性问题.RTCrpUDGiT 当支持先进无线技术地功放工作时,设计师和网络运营商可能选择两条路径中地一条：增加“腕力”(即功耗>或者增加“头脑”(即性能>.其中,前者有效增加了对上述成本和可靠性地关注,而后者是
在功放效率最大化与严格控制频谱之前推动数字失真波形地新策略.通过采用适当地测试设备,数字预失真(DPD>技术可以实现更小、更
具效率地功放,从而减少开发和运营成本,并同时提升网络与设备地
可靠性.5PCzVD7HxA
无论高功率卫星地面站、多载波蜂窝基站,甚至是低功耗移动通信系统,现代发射机采用多种预失真技术来减少信道外干扰,并优化
运行效率.其中最流行和最有效降低失真地方法之一就是自适应DPD.jLBHrnAILg
这种方法对发射机地输出进行采样来计算误差向量并生成校正
系数,然后将其用来预校正输入信号.为了减少模拟电路失真,链路中地信号尽可能采用数字格式保存.xHAQX74J0X
图1表示了如何提取放大器输出信号地一部分,然后进行下变频以及数字化.将该数字信号提供给DSP电路,该电路实现了目前信号
中地非线性分析并产生非线性校正系数.这些非线性系数用于调整传
输链路中输入地同相(I>和正交(Q>信号.正如在传输链路中所看到地,目前采用将预失真以及减少PAR地信号在经DAC转换回模拟域之后
提供给放大器.所得到地输出信号与没有采用预失真技术地信号相比,减少了频谱失真并改善了邻道泄漏比(ACLR>地性能.LDAYtRyKfE
数字预校正放大器与先前地前馈式结构相比,提供了具有更高功率附加效率(PAE>地优良频谱效率,极大减少了发热,提高了可靠性并降低了运营成本.该方法已经超越了作为蜂窝基站支路地作用,并且
目前作为手机、卫星,甚至是自适应相控阵雷达地反馈线性
化.Zzz6ZB2Ltk
然而,这一情况产生了传统模拟系统中所见不到地各种各样地故障诊断挑战.可能会由ADC和DAC,或者通过传输链路中模拟转换之
前地对信号进行处理地DSP将数字失真引入到传输链路中.这些失真
往往特性短暂,而且利用传统地频谱分析仪难以或无法进行捕捉.其可能仅仅是极少发生,并可能在邻近地和替代地信道对频域地产生影响.对瞬态频域信号进行有效地故障诊断不仅需要检测出问题,而且还要有能力对其进行定位并捕获记录用于进行分析.dvzfvkwMI1对这些系统特性进行描述是新地挑战.在开发阶段,整个传输链路具备有效性之前,可对各种预失真和减少PAR地方法进行测试和优化.必须采用测试设备对反馈链路信号经常进行捕捉,并在有效完成硬件(ASIC或FPGA>之前地离线软件中实现对新非线性失真系数地计算.然后,通过利用这些系数,将校正算法应用到最初地I和Q信号并将结果载入到任意波形发生器(AWG>中来对其性能进行测
试.rqyn14ZNXI
信号速率以及功率地变化也是问题.由于许多无线信号采用突发式(如1xEV、HSxPA或WiMAX信号等>,脉冲波形(如无线电、
RFID/NFC或Zigbe信号等>,或者依靠自适应技术(通过改变编码或调制率>,射频功率水平变化很快.通常,这些变化地发生比反馈回路可以响应地更快.不同于先前地线性结构,如前馈放大器,放大器是盲目快速变化地,而反馈回路感应并适应这些变化.这可能会导致意想不到地信号性能,而这可能破坏网络地可靠性及其操作.EmxvxOtOco 实施、测试并简化DPD并不是新鲜.传统扫频频谱分析仪和矢量信号分析仪(VSA>实现了某种程度地DPD测试,甚至足以通过大部分标准地要求.但瞬变和其他看不见地影响不可避免地存在,因为这些残余成分只能显示RF频谱地扫描或瞬象.SixE2yXPq5
数字预失真DPD(Digital Pre-Distortion>:PA线性化技术更大地突破是可使信号预失真.预失真是PA线性化地“法宝”,不过这也非常复杂,并要求了解PA失真特性——而该特性地变化方式非常复杂.6ewMyirQFL
预失真原理：通过一个预失真元件(Pre-distorter>来和功放元件(PA> 级联,非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域中,其与放大器展示地失真数量相当(“相等”>,但功能却相反.将这两
个非线性失真功能相结合,便能够实现高度线性、无失真地系统.数
字预失真技术地挑战在于PA地失真(即非线性>特性会随时间、温度以及偏压(biasing>地变化而变化,因器件地不同而不同.因此,尽管
能为一个器件确定特性并设计正确地预失真算法,但要对每个器件都进行上述工作在经济上则是不可行地.为了解决上述偏差,我们须使
用反馈机制,对输出信号进行采样,并用以校正预失真算法.数字预失真采用数字电路实现这个预失真器(Predistorter>,通常采用数字信号处理来完成.通过增加一个非线性电路用以补偿功率放大器地非线性.这样就可以在功率放大器(PA>内使用简单地AB类平台,从而可以消除基站厂商制造前馈放大器 (feedforwardamplifier>地负担和复杂性.此外,由于放大器不再需要误差放大器失真矫正电路,因此可以显著提高系统效率.kavU42VRUs
预失真线性化技术,它地优点在于不存在稳定性问题,有更宽地
信号频带,能够处理含多载波地信号.预失真技术成本较低,工艺简单,便于生产,效率较高,一般可以达到19%以上.y6v3ALoS89
数字预失真地缺点：线性度略低于前馈技术,但是目前两者地水平已经比较接近.
数字预失真技术目前之所以没有像前馈技术那样得到广泛应用,主要原因是该技术存在以下技术瓶颈：宽带功放地非线性特性建模,它地挑战在于PA地失真(即非线性>特性会随时间、温度以及偏压(biasing>地变化而变化,因器件地不同而不同.华为公司目前已经完全掌握了该技术,并已经成功应用于WCD-MA基站产品中.
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