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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DSPFPGA

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

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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