削峰和數(shù)字預(yù)失真原理及其運(yùn)用

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1、削峰與數(shù)字預(yù)失真原理及其運(yùn)用第38/38頁序號(hào)主要修訂內(nèi)容編者/修訂日期版本123456789第38/38頁目錄目錄3第一章：數(shù)字預(yù)失真原理及其運(yùn)用51功放線性化技術(shù)的引入52射頻功放非線性失真的表征62.1射頻功放中的三類失真62.2多項(xiàng)式系統(tǒng)模型72.3AM-AM&AM-PM模型82.4ACPR與EVM112.5PA的記憶效應(yīng)簡介112.5.1記憶效應(yīng)的定義112.5.2電學(xué)記憶效應(yīng)132.5.3熱學(xué)記憶效應(yīng)133功放的線性化技術(shù)143.1功率回退143.2前饋線性功放143.3預(yù)失真線性功放144數(shù)字預(yù)失真（DPD）原理164.1數(shù)字預(yù)失真原理164.2數(shù)字預(yù)失真的實(shí)現(xiàn)1

2、74.2.1PA的模型184.2.2數(shù)字預(yù)失真的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)194.2.3DPD模型參數(shù)的自適應(yīng)過程204.2.4基于LUT的數(shù)字預(yù)失真實(shí)現(xiàn)215DPD的運(yùn)用225.1DPD在無線系統(tǒng)中的位置225.2DPD提高系統(tǒng)的指標(biāo)23第二章：削峰原理及其運(yùn)用246削峰技術(shù)引入的目的256.1峰均比定義及測量256.2CCDF的數(shù)學(xué)表示267削峰的主要指標(biāo)277.1削峰后的PAR277.2誤差矢量幅度EVM287.3峰值碼域誤差(PCDE)297.4鄰道泄漏功率比(ACPR)298常用的削峰方法298.1單載波削峰方法298.1.1基帶I/Q獨(dú)立和幅度削峰算法308.1.2基帶預(yù)補(bǔ)償削峰算法

3、308.1.3IF硬削峰算法308.1.4匹配濾波器DIF基本削峰算法318.1.5匹配濾波IF脈沖抵消算法31第38/38頁8.2多載波削峰方法328.2.1基帶I/Q獨(dú)立和幅度削峰328.2.2DIF合波后硬削峰338.2.3DIF合波后匹配濾波基本削峰方法338.2.4DIF合波后匹配濾波脈沖抵消削峰方法348.2.5DIF合波后窗函數(shù)削峰方法348.3目前主流的削峰算法369削峰CFR的運(yùn)用3610術(shù)語、定義和縮略語3710.1術(shù)語、定義3710.2縮略語38第38/38頁第一章：數(shù)字預(yù)失真原理及其運(yùn)用1功放線性化技術(shù)的引入射頻功率放大器（PowerAmplifier，

4、以下簡稱PA）已經(jīng)成為移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)瓶頸。它的基本功能是按一定的性能要求將信號(hào)放大到一定的功率。由于在大功率狀態(tài)下工作，它消耗了系統(tǒng)的大部分功率，因此，整個(gè)系統(tǒng)的效率主要由PA發(fā)射信號(hào)時(shí)的效率決定。在第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中（NMT），由于采用了恒定包絡(luò)的調(diào)制方式，故沒有嚴(yán)格的線性度的要求，所以可以采用高效率的PA，即使這樣，也有85％的系統(tǒng)功率消耗在PA上（指在最大功率狀態(tài)下）；在第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM中，采用了時(shí)分雙工，并仍然采用了恒定包絡(luò)調(diào)制，由于存在突發(fā)時(shí)隙功率漸升/降（PowerRamping）的問題，對線性度的要求稍高，這會(huì)稍微損失一點(diǎn)效率，但是考慮到PA只在八分

5、之一的時(shí)間內(nèi)是處于工作狀態(tài)的，因此，PA效率對整機(jī)效率的影響程度大大降低了；在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（以下簡稱3G，包括W-CDMA，cdma2000等）中，為了提高頻譜效率，采用了復(fù)雜的線性調(diào)制方式，由于其幅度也攜帶信息，因此需要線性放大，另外，在3G系統(tǒng)中通常采用的是連續(xù)發(fā)射（指頻分雙工系統(tǒng)），所以PA在系統(tǒng)中扮演的角色就顯得特別重要。從PA的角度來看，現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)面臨的困難來自頻譜效率的要求，高的頻譜效率要求有高的線性度?，F(xiàn)代RFPA的研究重點(diǎn)是如何在保持一個(gè)合適的功率效率的同時(shí)改善放大器的線性度。為了達(dá)到這個(gè)目的，除了優(yōu)化PA本身的設(shè)計(jì)，即內(nèi)部的線性化技術(shù)（Intern

6、alLinearization）以外，研究者還廣泛采取前饋、預(yù)失真與反饋等外部線性化技術(shù)（ExternalLinearization）。由此各種PA的線性化技術(shù)因應(yīng)而生。概括而言，PA的線性化技術(shù)引入歷程如下圖1.1所示，另外無論線性化技術(shù)的方法有多少種，目的無外乎以下兩個(gè)：1：改善信號(hào)的帶內(nèi)（EVM）和帶外(ACPR)的性能；2：提高PA的效率，從而降低系統(tǒng)成本，提高產(chǎn)品競爭力。第38/38頁圖1.1PA線性化技術(shù)的引入歷程1射頻功放非線性失真的表征如果一個(gè)系統(tǒng)的輸出是輸入的非線性函數(shù)，則認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)就是一個(gè)非線性的系統(tǒng)?？梢杂泻芏喾椒▉肀碚饕粋€(gè)非線性系統(tǒng)，最常用的有：多項(xiàng)式

7、模型；AM-AM&AM-PM轉(zhuǎn)換模型；ACPR與EVM；Volterra模型等等。1.1射頻功放中的三類失真通常，A類與AB類放大器中存在著以下三類失真：第一類，也是“最簡單”的幅度失真，就是放大器的增益壓縮現(xiàn)象，即AM-AM失真，可以采用非線性的多項(xiàng)式模型來表征放大器的這種特性；第38/38頁第二類，是放大器的相位失真，即AM-PM失真，可以采用貝塞爾函數(shù)或三角函數(shù)來表征這種失真，下面的AM-AM&AM-PM模型將描述這類失真；以上兩種失真都是針對放大器在單一頻點(diǎn)或窄帶時(shí)的非線性行為，如果