数字预失真

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。TELASIC数字预失真方案特点CFR+DUCDPDD/AA/DUpConvetorDownConvetorMax2009PA采用数字预失真。▼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。▼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，我们公司采购需解决lisence问题。▼只是在FPGA上实现，没有做成专用芯片。TELASIC数字预失真方案性能▼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。▼从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载)，与PMC方案相当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。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。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。数字预失真系统新结构示意图DIFRXBRXBFSBTXBPRX电源FPGA反向RSP等前向TSP和预失真子卡基带数据接口850系统时钟系统控制接口时钟接口DAC输出ADC输入前向TSP和预失真子卡组成TSP+削峰预失真基带处理DACADC子卡所用时钟电路时钟参考基带接口输出中频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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（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)数字预失真（DigitalPredistortion)预失真描述VRFVinVRFVinOverallLinearResponseVrf=kVinVRFVinPAVrf=kVinIdealPAVdVPAPAVrf=fnlkVdRealPAPDVd=1/fnlVinVdVinPredistorter功放常用的线性化技术回退（Backoff)前馈（Feedward)模拟预失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)数字预失真（DigitalPredistortion)数字预失真描述OverallLinearResponseVrf=kVinVRFVinPAVrf=kVinIdealPAVRFVinVRFVinVdVPAPAVrf=fnlkVdRealPABasebandcorrectionsignalprocessorTXDigitalPreDistortion功放失真特性描述●AM-AM失真（IMD失真）表示式为只与输入信号有关，数学表达式简单，基带易于实现...554433221xaxaxaxaxay功放失真特性描述●AM-PM失真设信号为加上AM和PM失真后，可以表示为只与输入信号有关，数学表达式简单，基带易于实现...)2cos1(2cos......)5cos3coscos(531tttttymcmmmtymcos数字预失真系统的基本架构数字预失真基带处理部分上变频电路功放下变频电路查找表方案中基带处理模块表地址产生模块Delay预失真参数表失真信号提取模块基带数据预失真处理模块Delay预失真参数表更新模块输入基带输出基带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的架构查找表方案中基带处理模块架构•Altera的架构+OptionalPipeliningOutputRegistersOutputMUX+-S+-SInputRegisters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表地址产生模块Delay预失真参数表失真信号提取模块基带数据预失真处理模块Delay预失真参数表更新模块输入基带输出基带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•InterSil的两表方案◇一个多维表来表征功放的AM-AM、AM-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表地址产生模块Delay预失真参数表失真信号提取模块基带数据预失真处理模块Delay预失真参数表更新模块输入基带输出基带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表地址产生模块Delay预失真参数表失真信号提取模块基带数据预失真处理模块Delay预失真参数表更新模块输入基带输出基带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I&QDemodRSQRT(I,Q)Фarctan(I,Q)RSQRT(I,Q)Фarctan(I,Q)inputbasebandsignalfeedbacksignalΔФΔR查找表方案中失真量提取模块I&QDemodFFTFFTinputbasebandsignalFeedbacksignalΔ查找表方案中失真量提取模块I&QDemodFFTFeedbacksignalΔ查找表方案中参数表更新模块表地址产生模块Delay预失真参数表失真信号提取模块基带数据预失真处理模块Delay预失真参数表更新模块输入基带输出基带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