DPD原理及實現(xiàn)

1、DPDDPD原理及實現(xiàn)原理及實現(xiàn)張永麗/2013.11.04 DPD的基本原理的基本原理01 DPD的影響因素的影響因素03 DPD的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)方式02目錄目錄 DPD的問題定位的問題定位04互調(diào)失真鄰道功率比（鄰道功率比（ACPRACPR）增加）增加較嚴重的鄰信道干擾較嚴重的鄰信道干擾降低誤碼比特率性能降低誤碼比特率性能誤差矢量幅度（誤差矢量幅度（EVMEVM）增大）增大功放帶內(nèi)失真DPD的產(chǎn)生背景的產(chǎn)生背景功率回退找到滿足要求的功放非線性找到滿足要求的功放非線性點比較困難點比較困難降低功放的效率，增加成本降低功放的效率，增加成本獲得良好線性度和更高的功獲得良好線性度和更高的功率效率率效

2、率具有良好的重構(gòu)能力具有良好的重構(gòu)能力DPD技術(shù)DPD的產(chǎn)生背景的產(chǎn)生背景1/G(a)G(a)DPD的基本原理的基本原理 DPD的基本原理的基本原理01 DPD的影響因素的影響因素03 DPD的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)方式02目錄目錄 DPD的問題定位的問題定位04DPD的基本框圖的基本框圖開始開始讀取反饋及訓(xùn)練序列讀取反饋及訓(xùn)練序列反饋去直流鏡像校準(zhǔn)反饋去直流鏡像校準(zhǔn)反饋和訓(xùn)練序列同反饋和訓(xùn)練序列同步并記錄位置步并記錄位置反饋數(shù)據(jù)截點反饋數(shù)據(jù)截點反饋數(shù)據(jù)做幅度校準(zhǔn)反饋數(shù)據(jù)做幅度校準(zhǔn)計算計算DPDDPD系數(shù)系數(shù)DPDDPD系數(shù)系數(shù)正確？正確？進行預(yù)失真進行預(yù)失真結(jié)束結(jié)束訓(xùn)練序列訓(xùn)練序列定標(biāo)定標(biāo)訓(xùn)練序訓(xùn)練

3、序列截點列截點告警告警N NY Y算法基本流程算法基本流程發(fā)射信號的預(yù)失真處理發(fā)射信號的預(yù)失真處理FPGA部分部分TRXIQ完成對反饋數(shù)據(jù)的采集和存儲特殊時隙發(fā)送訓(xùn)練序列特殊時隙發(fā)送訓(xùn)練序列完成前向預(yù)失真通道的處理訓(xùn)練序列的存儲訓(xùn)練序列的存儲FPGAFPGADFELUT表的存儲表的存儲發(fā)射信號的預(yù)失真處理發(fā)射信號的預(yù)失真處理同時采集反饋數(shù)據(jù)并存儲同時采集反饋數(shù)據(jù)并存儲LUTLUT表構(gòu)建表構(gòu)建數(shù)據(jù)同步系數(shù)計算系數(shù)計算幅度調(diào)整完成完成DPDDPD系數(shù)計算系數(shù)計算建立建立LUTLUT表表DSP部分部分驅(qū)動配置訓(xùn)練序列根據(jù)建立小區(qū)的模式配置對應(yīng)的訓(xùn)練序列，并將DSP存儲的訓(xùn)練序列發(fā)送給FPGADSP進

4、行系數(shù)計算FPGA完成預(yù)失真FPGA抓反饋Dfe根據(jù)驅(qū)動配置在特殊時隙發(fā)送訓(xùn)練序列，Trxiq采集反饋數(shù)據(jù)發(fā)送給DSPDSP生成LUT表對反饋數(shù)據(jù)進行零中頻校準(zhǔn)，完成反饋數(shù)據(jù)與訓(xùn)練序列的同步以及幅度調(diào)整，根據(jù)模型計算DPD系數(shù)雙頻小區(qū)，構(gòu)建幅度劃分LUT表、非均勻幅度量化LUT表、預(yù)失真查找LUT表，單頻小區(qū)，構(gòu)建幅度劃分LUT表、預(yù)失真查找LUT表DSP給FPGA的LUT表儲存在DFE中，為公共LUT表。公共LUT表存儲完成后由驅(qū)動通知DFE，DFE把公共LUT表數(shù)據(jù)更新到自己的LUT表中并更新對應(yīng)天線的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)具體實現(xiàn)流程具體實現(xiàn)流程 DPD的基本原理的基本原理01 DPD的影響因素的影響

5、因素03 DPD的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)方式02目錄目錄 DPD的問題定位的問題定位04將基帶數(shù)據(jù)源速率提升到要求將基帶數(shù)據(jù)源速率提升到要求值，內(nèi)插半帶濾波器的選取會值，內(nèi)插半帶濾波器的選取會影響業(yè)務(wù)信號的影響業(yè)務(wù)信號的ACPRACPR削峰部分，業(yè)務(wù)或訓(xùn)練序列數(shù)削峰部分，業(yè)務(wù)或訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)的峰均比高會影響據(jù)的峰均比高會影響DPDDPD的效的效果，峰均比高的信號經(jīng)過功放果，峰均比高的信號經(jīng)過功放其非線性失真越嚴重其非線性失真越嚴重硬件鏈路影響硬件鏈路影響- -FPGAFPGA1.DAC1.DAC發(fā)射數(shù)據(jù)的采樣速率發(fā)射數(shù)據(jù)的采樣速率2.2.半帶濾波器的帶寬，一半帶濾波器的帶寬，一般為采樣帶寬的般為采樣帶寬

6、的0.90.9倍倍3.3.功率引入的非線性因素功率引入的非線性因素低通中頻低通中頻LCLC濾波器，濾除混濾波器，濾除混疊和部分鏡像，帶內(nèi)平坦度疊和部分鏡像，帶內(nèi)平坦度以及帶寬會影響以及帶寬會影響DPDDPD效果效果IQ調(diào)制器1.1.本振造成的直流泄露本振造成的直流泄露2.IQ2.IQ不平衡產(chǎn)生的鏡像不平衡產(chǎn)生的鏡像硬件鏈路影響硬件鏈路影響- -DACDAC、調(diào)制、調(diào)制主板小信號放大器，存在P1壓縮，產(chǎn)生非線性低通射頻LC，濾除諧波分量1. 增益平坦度， P1、P3曲線平滑2. VBW帶寬滿足帶寬要求3. AM-AM、 AM-PM特性曲線硬件鏈路影響硬件鏈路影響- -放大器放大器IQ解調(diào)器會產(chǎn)生

7、直流泄露，影響反饋數(shù)據(jù)低通中頻LC，抑制部分鏡像及雜散帶內(nèi)平坦度及帶寬影響DPD性能硬件鏈路影響硬件鏈路影響- -反饋鏈路反饋鏈路模擬信號到數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換，采樣帶寬和有效bit位數(shù)影響反饋數(shù)據(jù)精度。目前的算法要求采樣帶寬至少是信號帶寬的3倍開始開始讀取反饋及訓(xùn)練序列讀取反饋及訓(xùn)練序列反饋反饋去直流去直流鏡像校準(zhǔn)鏡像校準(zhǔn)反饋和訓(xùn)練序列同反饋和訓(xùn)練序列同步步并記錄位置并記錄位置反饋數(shù)據(jù)截點反饋數(shù)據(jù)截點反饋數(shù)據(jù)做反饋數(shù)據(jù)做幅度校準(zhǔn)幅度校準(zhǔn)計算計算DPDDPD系數(shù)系數(shù)DPDDPD系數(shù)系數(shù)正確？正確？進行預(yù)失真進行預(yù)失真結(jié)束訓(xùn)練序列訓(xùn)練序列定標(biāo)定標(biāo)訓(xùn)練序訓(xùn)練序列截點列截點告警告警N NY Y算法反饋算

8、法反饋使收發(fā)達到同步狀態(tài)反饋與訓(xùn)練頻點不一致或功率相差過大反饋數(shù)據(jù)的功率調(diào)整為與訓(xùn)練序列的功率一致，保證DPD補償?shù)念A(yù)失真分量與功放非線性正向分量抵消1.DPD系數(shù)最大值2.DPD系數(shù)絕對值之和3.一階系數(shù)和的模值 DPD的基本原理的基本原理01 DPD的影響因素的影響因素03 DPD的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)方式02目錄目錄 DPD的問題定位的問題定位04DPDDPD單頻軟件使用單頻軟件使用DPDDPD雙頻軟件使用雙頻軟件使用CFRCFR問題定位問題定位 削峰門限設(shè)置的不合理空口ACPR、EVM不能同時滿足，如果ACPR指標(biāo)滿足、EVM較差，則可以適當(dāng)抬高削峰門限值；反之，降低削峰門限； 削峰系數(shù)跟業(yè)

9、務(wù)中心頻點不匹配 會導(dǎo)致削峰效果不明顯，峰均比指標(biāo)跟削峰門限相差較大； 削峰系數(shù)跟業(yè)務(wù)帶寬不匹配會導(dǎo)致EVM指標(biāo)較差，而且EVM在整個頻帶上分布不均勻。CFRCFR問題定位問題定位DPDDPD問題定位問題定位_ _峰值功率峰值功率反饋數(shù)據(jù)峰均比反饋數(shù)據(jù)峰均比預(yù)失真數(shù)據(jù)峰均比預(yù)失真數(shù)據(jù)峰均比正常正常偏大偏大削峰門限設(shè)置是否合理削峰門限設(shè)置是否合理耦合衰減鏈路線損是否校正耦合衰減鏈路線損是否校正功率回退是否合理功率回退是否合理訓(xùn)練序列峰均比訓(xùn)練序列峰均比DPDDPD問題定位問題定位_ _均值功率均值功率訓(xùn)練序列均值功率訓(xùn)練序列均值功率反饋數(shù)據(jù)反饋數(shù)據(jù)均值功率預(yù)失真數(shù)據(jù)預(yù)失真數(shù)據(jù)均值功率dbfs_f

10、b =-17.19dbfs_fb_dpd單頻反饋數(shù)據(jù)功率大概在單頻反饋數(shù)據(jù)功率大概在-14-18-14-18之間之間 雙頻反饋數(shù)據(jù)功率大概在雙頻反饋數(shù)據(jù)功率大概在-12-16-12-16之間之間 反反饋饋通通道道引引入入失失真真相相關(guān)關(guān)位位置置不不合合理理偏小偏小過大過大DPDDPD問題定位問題定位_ _DPDDPD系數(shù)系數(shù)abs_dpd_coef =0.869abs_dpd_coef =0.869-0.051517494319508 - 0.084472569491250i -0.000002302161550 + 0.000002806715928i 0.000000000359404 -

11、 0.000000000667878i -0.000000000000012 + 0.000000000000055i -0.000000000000000 - 0.000000000000000i 0.153916098597257 + 0.176923724975994i 0.000012591597050 + 0.000010829421352i -0.000000002037236 - 0.000000001223751i 0.000000000000102 + 0.000000000000060i -0.000000000000000 - 0.000000000000000i 0.1

12、85719987543848 + 0.376284695745724i 0.000016549313725 + 0.000020925701203i -0.000000002821887 - 0.000000002914147i 0.000000000000158 + 0.000000000000177i -0.000000000000000 - 0.000000000000000i 0.081723829646364 + 0.303868568749778i 0.000007552320861 + 0.000013998588177i -0.000000001356428 - 0.00000

13、0001909992i 0.000000000000060 + 0.000000000000107i -0.000000000000000 - 0.000000000000000i 0.024529622676909 + 0.002056733944663i -0.000001343362406 + 0.000001282695441i 0.000000000373739 - 0.000000000418805i -0.000000000000023 + 0.000000000000041i 0.000000000000000 - 0.000000000000000iDPDDPD系數(shù)和為系數(shù)和為1 1時效果最好，一般情況下在時效果最好，一般情況下在1.051.05左右左右目前出現(xiàn)的基本都在目前出現(xiàn)的基本都在0.81.30.81.3之間的都屬于正常之間的都屬于正常DPDDPD系數(shù)最大值不超過系數(shù)最大值不超過1.251.25DPDDPD系數(shù)和的絕對值不超過系數(shù)和的絕對值不超過2 21 1階系數(shù)和的模值不超過階系數(shù)和的模值不超過1.421.420 lut表更新成