数字预失真

D/A
PA
TELASIC数字预失真方案性能
我们还没有对其方案进行评估测试，性能数据 都是从TELASIC得到。他们只做过WCDMA测试。 都是从TELASIC得到。他们只做过WCDMA测试。 ▼ 削峰在WCDMA系统最大可削5-6dB，对于我们系统估计只 削峰在WCDMA系统最大可削5 6dB，对于我们系统估计只 能削2 3dB。 能削2-3dB。 ▼ 从ACPR改善度看，当信号峰均比与功放回退量相当时， ACPR改善度看，当信号峰均比与功放回退量相当时， 改善度为13dB(WCDMA4 改善度为13dB(WCDMA4 载)，与PMC方案相当 ，与PMC方案相当
TELASIC数字预失真方案特点
A/D
CFR+ DUC
DPD
UpConvetor DownConvetor
Max 2009
▼ 方案架构与PMC相同，易做兼容替代 方案架构与PMC相同，易做兼容替代 ▼ 有削峰和数字预失真结合，可加入模拟预失真。 有削峰和数字预失真结合，可加入模拟预失真。 ▼ 包含数字上变频，支持4载波，与PMC方案同。 包含数字上变频，支持4载波，与PMC方案同。 ▼ ADC和DAC速率很高，是TELASIC独家产品，我们公 ADC和DAC速率很高，是TELASIC独家产品，我们公 司采购需解决lisence问题。 司采购需解决lisence问题。 ▼ 只是在FPGA上实现，没有做成专用芯片。 只是在FPGA上实现，没有做成专用芯片。
输入基带 Delay 基带数据 预失真处理 模块 输出基带
表地址产生 模块
预失真参数 表
Delay
预失真参数 表更新模块
失真 信号 提取 模块
反馈信号
查找表方案中基带处理模块
• 功能：
对基带进行预失真处理
• 常用的架构如下：
查找表方案中基带处理模块架构
• PMC的架构
Input Registers
φ y = (β1 cosωmt + β3 cos3ωmt + β5 cos5ωmt + ......)× cosωct + (1+ cຫໍສະໝຸດ Baidus2ωmt) + 2
只与输入信号有关，数学表达式 简单，基带易于实现
数字预失真系统的基本架构
数字预失真 基带处理 部分
功放
上变频电路
下变频电路
查找表方案中基带处理模块
数字预失真描述
Ideal PA
Digital PreDistortion Real PA
PA
Vrf = kVin
Baseband correction signal processor
TX
PA
Vrf = fnlkVd
VRF
VPA
Vin Vd VRF Overall Linear Response Vrf = kVin Vin
采用TELASIC数字预失真方案的问题
▼我们还未对其方案进行性能评估 ▼采用FPGA来实现，成本较高。 采用FPGA来实现，成本较高。 ▼采购ADC需要license，解决办法是由第三方（台洋） 采购ADC需要license，解决办法是由第三方（台洋） 根据我们系统来设计子卡，具体方式以下详细讨论。
反馈信号
查找表方案中失真量提取模块
• 功能描述：
根据反馈回来的信号，求出功放的失 真量。
查找表方案中失真量提取模块
input baseband signal
ΔR
R SQRT(I,Q)
ΔФ
R SQRT(I,Q) I&Q Demod
feedback signal
Ф arctan(I,Q)
Ф arctan(I,Q)
数字预失真系统新结构示意图
电源 反向RSP等 FPGA
基带数据接口
RXB RXB FSB
DAC输出
850 系统 控制接口前向TSP和预失真 子卡 时钟 系统 时钟接口
DIF
ADC输入
TXB PRX
前向TSP和预失真子卡组成
时钟参考
子卡所用时钟电路
输出中频
DAC
基带接口
TSP+削峰
预失真基 带处理
预失真描述
Ideal PA
Predistorter Real PA
PA
Vrf = kVin
PD
Vd = 1/fnlVin
PA
Vrf = fnlkVd
Vd VRF
VPA
Vin VRF Overall Linear Response Vrf = kVin
Vin
Vd
Vin
功放常用的线性化技术
回退（Backoff) 前馈（Feedward) 模拟预失真（Analog Predistortion) 削峰（Crest Factor Reduction) 数字预失真（Digital Predistortion)
查找表方案中表地址产生模块
• InterSil的表地址产生方法
没有包含功放的记忆效应，需外部处理来计算功放记忆效应 即用△表来表征功放的记忆效应
查找表方案中失真量提取模块
输入基带 Delay 基带数据 预失真处理 模块 输出基带
表地址产生 模块
预失真参数 表
Delay
预失真参数 表更新模块
失真 信号 提取 模块
• InterSil的两表方案
◇一个多维
表来表征功 放的AM放的AMAM、AMAM、AMPM失真 PM失真 ◇Δ表来表 征其他非线 性失真
查找表方案中表地址产生模块
输入基带 Delay 基带数据 预失真处理 模块 输出基带
表地址产生 模块
预失真参数 表
Delay
预失真参数 表更新模块
失真 信号 提取 模块
• Altera的架构
Optional Pipelining
查找表方案中基带处理模块架构
+-Σ Output MUX Output Registers +
+-Σ
查找表方案中基带处理模块架构
• InterSil的架构
查找表方案中表格存储模块
输入基带 Delay 基带数据 预失真处理 模块 输出基带
表地址产生 模块
预失真参数 表
Delay
预失真参数 表更新模块
失真 信号 提取 模块
反馈信号
查找表方案中参数表更新模块
• 常用的架构如下： • 功能、特点描述：
根据所得到的失真量，用一定的自适 应算法，对参数表进行更新 可以是慢自适应，不需进行立即更新
结束
功放失真特性描述
● AM-AM失真（IMD失真） 表示式为
y = a1 x + a2 x + a3 x + a4 x + a5 x ...
2 3 4 5
只与输入信号有关，数学表达式简单， 基带易于实现
功放失真特性描述
● AM-PM失真 设信号为
y = cos ω mt
加上AM和PM失真后，可以表示为
数字预失真多种方案的论证
黄沛瑜 2004年8月10日
• 背景
采用数字预失真技术是3G基站的必然发 展方向，目前我们系统的的数字预失真 方案只有PMC这一套方案，虽然可以与 前馈方案进行系统级替代，但依然存在 独家的供货风险。因此，寻找第二套方 案是当务之急。
• 背景
目前业界无论是芯片制造商，还是系统 制造商，都在加紧数字预失真技术的研 发，如PMC、Intersil、Altera、TI、 TELASIC等，但只有PMC推出了较为成 熟的商用化方案，Intersil方案有天生不 足， Altera、TI 的方案还处于起步阶段。 一个好消息是TELASIC的方案已经成熟。 我们可以与其合作进行研发。
反馈信号
查找表方案中表地址产生模块
• 功能描述：
根据输入基带，求出预失真处理所用 的参数在表中的地址。
• 常用的架构如下：
查找表方案中表地址产生模块
• PMC的表地址产生方法
对信号进 行了微分 和积分， 把功放的 记忆效应 包含了。
查找表方案中表地址产生模块
• Altera的表地址产生方法
用FIR滤波器来求表地址，也把功放的记忆效应包含了 FIR滤波器来求表地址，也把功放的记忆效应包含了
查找表方案中失真量提取模块
Δ
input baseband signal Feedback signal
FFT
FFT
I&Q Demod
查找表方案中失真量提取模块
Δ
FFT
I&Q Demod
Feedback signal
查找表方案中参数表更新模块
输入基带 Delay 基带数据 预失真处理 模块 输出基带
PMC方案输出中频问题： 本方案要求 PMC预失真方案（PM7819+PM7800） TELASIC预失真方案 AD6633+PM7800 自制削峰与多载波合路芯片+PM7800 自制预失真方案
功放常用的线性化技术
回退（Backoff) 前馈（Feedward) 模拟预失真（Analog Predistortion) 削峰（Crest Factor Reduction) 数字预失真（Digital Predistortion)
数字预失真系统架构的建议
• 为能使各预失真方案能与我们系统集成。 通过对第一版 PMC预失真方案的调试， 有一些建议。 • 我们目前的TRX结构不太适合, 建议进 TRX , 行大的更改。把TXB、FSB、RXB与 DIF做在同一PCB上，而不是目前这种 分腔结构。这种结构方式在3G已有成 功的案例，目前WCDMA的TRX就是这 种结构。
ADC
反馈中频输入
控制接口
以上系统结构的优点
多套预失真方案可以通过子卡方式兼 容，从而解决独家问题，有很大的改 进和降成本空间： PMC预失真方案（PM7819+PM7800） TELASIC预失真方案 AD6633+PM7800 自制削峰与多载波合路芯片+PM7800 自制预失真方案
以上系统结构需要解决的问题
表地址产生 模块
预失真参数 表
Delay
预失真参数 表更新模块
失真 信号 提取 模块
反馈信号
查找表方案中表格存储模块
• 功能描述：
存储预失真处理部分所需要的参数 一般是一个多维表 读取速度要很快
• 常用的架构如下：
查找表方案中表格存储模块
• PMC的多维表结构
赛车和赛车手
查找表方案中表格存储模块