數(shù)字預(yù)失真基本原理的探討課件

數(shù)字預(yù)失真基本原理的探討2004年2月20日數(shù)字預(yù)失真基本原理的探討2004年2月20日CDMA系統(tǒng)對(duì)功放線性度的要求CDMA系統(tǒng)采用BPSK、QPSK、16QAM等調(diào)制方式為非恒定包絡(luò)、高峰均比（PAR）信號(hào)至使功放產(chǎn)生互調(diào)分量，引起帶內(nèi)有信號(hào)間干擾帶外有頻譜再生，對(duì)相鄰信道干擾CDMA系統(tǒng)對(duì)功放線性度的要求

回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)

功放常用的線性化技術(shù)單載波對(duì)功放線性度的要求單載波系統(tǒng)對(duì)功放線度的要求單載波對(duì)功放線性度的要求單載波系統(tǒng)對(duì)功放線度的要求多載波系統(tǒng)對(duì)功放線性度要求更高多載中3、5階互調(diào)分量都起作用多載波系統(tǒng)對(duì)功放線性度要求更高多載中3、5階互調(diào)分量都起作用回退HPA用回退來保證線性度單載回退9dB，四載回退12dB以上回退越多，效率越低?；赝薍PA用回退來保證線性度功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)削峰削峰可以達(dá)到回退相同的效果削峰是以惡化信號(hào)EVM為代價(jià)的削峰的算法很多，也較為成熟?？上?~3dB對(duì)EVM基本沒惡化一般在多載波合路后，且未內(nèi)插時(shí)進(jìn)行削峰處理——可以節(jié)省資源。TSP設(shè)計(jì)趨勢(shì)——加入削峰功能。削峰削峰可以達(dá)到回退相同的效果功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)前饋前饋功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)預(yù)失真描述VRFVinVRFVinOverallLinear

ResponseVrf=kVinVRFVinPAVrf=kVinIdealPAVdVPAPAVrf=fnlkVdRealPAPDVd=1/fnlVinVdVinPredistorter預(yù)失真描述VRFVinVRFVinOverallLinea功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)數(shù)字預(yù)失真描述OverallLinear

ResponseVrf=kVinVRFVinPAVrf=kVinIdealPAVRFVinVRFVinVdVPAPAVrf=fnlkVdRealPADigitalPreDistortion數(shù)字預(yù)失真描述OverallLinear

Response功放失真特性描述●AM-AM失真（IMD失真）表示式為只與輸入信號(hào)有關(guān)，數(shù)學(xué)表達(dá)式簡單，基帶易于實(shí)現(xiàn)功放失真特性描述●AM-AM失真（IMD失真）功放失真特性描述●AM-PM失真設(shè)信號(hào)為加上AM和PM失真后，可以表示為只與輸入信號(hào)有關(guān)，數(shù)學(xué)表達(dá)式簡單，基帶易于實(shí)現(xiàn)功放失真特性描述●AM-PM失真功放失真特性描述●熱學(xué)記憶效應(yīng)失真熱電耦合半導(dǎo)體器件的結(jié)參數(shù)變化功放失真特性變化TAMB為環(huán)境溫度為直流耗散功率導(dǎo)致溫度變化，功率包絡(luò)引起的溫度變化很難在數(shù)字域表征可以看出其與信號(hào)包絡(luò)有關(guān)功放失真特性描述●熱學(xué)記憶效應(yīng)失真功放失真特性描述●電學(xué)記憶效應(yīng)失真節(jié)點(diǎn)阻抗在包絡(luò)頻率處隨頻率變化指管子工作點(diǎn)在受輸入信號(hào)包絡(luò)的調(diào)制。功放失真特性描述●電學(xué)記憶效應(yīng)失真數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的基本架構(gòu)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的基本架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊查找表方案中基帶處理模塊查找表方案中基帶處理模塊功能：對(duì)基帶進(jìn)行預(yù)失真處理

常用的架構(gòu)如下：查找表方案中基帶處理模塊查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)PMC的架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)PMC的架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)Altera的架構(gòu)+OptionalPipeliningOutputRegistersOutputMUX+-S+-SInputRegisters查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)Altera的架構(gòu)+Option查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)InterSil的架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)InterSil的架構(gòu)查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊功能描述：存儲(chǔ)預(yù)失真處理部分所需要的參數(shù)一般是一個(gè)多維表讀取速度要很快常用的架構(gòu)如下：查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊PMC的多維表結(jié)構(gòu)賽車和賽車手查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊PMC的多維表結(jié)構(gòu)賽車和賽車手查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊InterSil的兩表方案

一個(gè)多維表來表征功放的AM-AM、AM-PM失真

Δ表來表征其他非線性失真

查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊InterSil的兩表方案

一個(gè)多維查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊功能描述：根據(jù)輸入基帶，求出預(yù)失真處理所用的參數(shù)在表中的地址。常用的架構(gòu)如下：查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊PMC的表地址產(chǎn)生方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行了微分和積分，把功放的記憶效應(yīng)包含了。查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊PMC的表地址產(chǎn)生方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行了查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊Altera的表地址產(chǎn)生方法

用FIR濾波器來求表地址，也把功放的記憶效應(yīng)包含了查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊Altera的表地址產(chǎn)生方法用FI查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊InterSil的表地址產(chǎn)生方法

沒有包含功放的記憶效應(yīng)，需外部處理來計(jì)算功放記憶效應(yīng)即用△表來表征功放的記憶效應(yīng)查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊InterSil的表地址產(chǎn)生方法沒查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊功能描述：根據(jù)反饋回來的信號(hào)，求出功放的失真量。常用的架構(gòu)如下：查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中參數(shù)表更新模塊查找表方案中參數(shù)表更新模塊查找表方案中參數(shù)表更新模塊功能、特點(diǎn)描述：根據(jù)所得到的失真量，用一定的自適應(yīng)算法，對(duì)參數(shù)表進(jìn)行更新可以是慢自適應(yīng)，不需進(jìn)行立即更新是預(yù)失真方案的核心查找表方案中參數(shù)表更新模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)◆能提取到的失真量一般只有2個(gè)：相位、幅度◆處理參數(shù)很多△處理參數(shù)與失真量的關(guān)系式△各處理參數(shù)占的權(quán)重，而且這些權(quán)重應(yīng)該是可變的●如何進(jìn)行自適應(yīng)處理△如何使自適應(yīng)收斂？△如何避免收斂到一個(gè)極點(diǎn)，而不是最佳點(diǎn)的問題實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)◆能提取到的失真量一般只有實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●系統(tǒng)控制接口的設(shè)計(jì)◆如何收集整個(gè)環(huán)路信息◆如何便于系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●系統(tǒng)控制接口的設(shè)計(jì)◆如實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●與模擬預(yù)失真的組合◆單一的線性化技術(shù)已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)要求◆目前基本上是削峰+數(shù)字預(yù)失真方案◆削峰對(duì)于過渡帶很少的CDMA系統(tǒng)，可削值不大◆數(shù)字預(yù)失真的改善度與功放的回退量有關(guān)，對(duì)效率的提高值有限◆功放回退量-信號(hào)PAR>-0.5dB:數(shù)字預(yù)失真改善度為15~17dB◆功放回退量-信號(hào)PAR<-0.5dB:數(shù)字預(yù)失真改善度<10dB實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●與模擬預(yù)失真的組合◆單實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)◆目標(biāo)是削峰+數(shù)字預(yù)失真+模擬預(yù)失真。●與模擬預(yù)失真的組合◆TElASIC公司正在做這個(gè)方案，具說效果不錯(cuò)，但其模擬預(yù)失真的改善度不高，只有3dB。◆實(shí)測(cè)PMC+侯曉華的模擬預(yù)失真，效果不好，變差。實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)◆目標(biāo)是削峰+數(shù)字預(yù)失真+實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●TELASIC方案特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●TELASIC方案特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●TELASIC方案特點(diǎn)◆Max2009可以控制其相位和增益失真曲線，以與功放的失真曲線相同◆Max2009+功放可以看成一個(gè)線性度更好的功放實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●TELASIC方案特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●侯曉華的模擬預(yù)失真方案特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●侯曉華的模擬預(yù)失真方案實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●侯曉華的模擬預(yù)失真方案特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)●侯曉華的模擬預(yù)失真方案結(jié)束結(jié)束數(shù)字預(yù)失真基本原理的探討2004年2月20日數(shù)字預(yù)失真基本原理的探討2004年2月20日CDMA系統(tǒng)對(duì)功放線性度的要求CDMA系統(tǒng)采用BPSK、QPSK、16QAM等調(diào)制方式為非恒定包絡(luò)、高峰均比（PAR）信號(hào)至使功放產(chǎn)生互調(diào)分量，引起帶內(nèi)有信號(hào)間干擾帶外有頻譜再生，對(duì)相鄰信道干擾CDMA系統(tǒng)對(duì)功放線性度的要求

回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)

功放常用的線性化技術(shù)單載波對(duì)功放線性度的要求單載波系統(tǒng)對(duì)功放線度的要求單載波對(duì)功放線性度的要求單載波系統(tǒng)對(duì)功放線度的要求多載波系統(tǒng)對(duì)功放線性度要求更高多載中3、5階互調(diào)分量都起作用多載波系統(tǒng)對(duì)功放線性度要求更高多載中3、5階互調(diào)分量都起作用回退HPA用回退來保證線性度單載回退9dB，四載回退12dB以上回退越多，效率越低。回退HPA用回退來保證線性度功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)削峰削峰可以達(dá)到回退相同的效果削峰是以惡化信號(hào)EVM為代價(jià)的削峰的算法很多，也較為成熟。可削2~3dB對(duì)EVM基本沒惡化一般在多載波合路后，且未內(nèi)插時(shí)進(jìn)行削峰處理——可以節(jié)省資源。TSP設(shè)計(jì)趨勢(shì)——加入削峰功能。削峰削峰可以達(dá)到回退相同的效果功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)前饋前饋功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)預(yù)失真描述VRFVinVRFVinOverallLinear

ResponseVrf=kVinVRFVinPAVrf=kVinIdealPAVdVPAPAVrf=fnlkVdRealPAPDVd=1/fnlVinVdVinPredistorter預(yù)失真描述VRFVinVRFVinOverallLinea功放常用的線性化技術(shù)回退（Backoff)前饋（Feedward)模擬預(yù)失真（AnalogPredistortion)削峰（CrestFactorReduction)數(shù)字預(yù)失真（DigitalPredistortion)

功放常用的線性化技術(shù)數(shù)字預(yù)失真描述OverallLinear

ResponseVrf=kVinVRFVinPAVrf=kVinIdealPAVRFVinVRFVinVdVPAPAVrf=fnlkVdRealPADigitalPreDistortion數(shù)字預(yù)失真描述OverallLinear

Response功放失真特性描述●AM-AM失真（IMD失真）表示式為只與輸入信號(hào)有關(guān)，數(shù)學(xué)表達(dá)式簡單，基帶易于實(shí)現(xiàn)功放失真特性描述●AM-AM失真（IMD失真）功放失真特性描述●AM-PM失真設(shè)信號(hào)為加上AM和PM失真后，可以表示為只與輸入信號(hào)有關(guān)，數(shù)學(xué)表達(dá)式簡單，基帶易于實(shí)現(xiàn)功放失真特性描述●AM-PM失真功放失真特性描述●熱學(xué)記憶效應(yīng)失真熱電耦合半導(dǎo)體器件的結(jié)參數(shù)變化功放失真特性變化TAMB為環(huán)境溫度為直流耗散功率導(dǎo)致溫度變化，功率包絡(luò)引起的溫度變化很難在數(shù)字域表征可以看出其與信號(hào)包絡(luò)有關(guān)功放失真特性描述●熱學(xué)記憶效應(yīng)失真功放失真特性描述●電學(xué)記憶效應(yīng)失真節(jié)點(diǎn)阻抗在包絡(luò)頻率處隨頻率變化指管子工作點(diǎn)在受輸入信號(hào)包絡(luò)的調(diào)制。功放失真特性描述●電學(xué)記憶效應(yīng)失真數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的基本架構(gòu)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的基本架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊查找表方案中基帶處理模塊查找表方案中基帶處理模塊功能：對(duì)基帶進(jìn)行預(yù)失真處理

常用的架構(gòu)如下：查找表方案中基帶處理模塊查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)PMC的架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)PMC的架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)Altera的架構(gòu)+OptionalPipeliningOutputRegistersOutputMUX+-S+-SInputRegisters查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)Altera的架構(gòu)+Option查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)InterSil的架構(gòu)查找表方案中基帶處理模塊架構(gòu)InterSil的架構(gòu)查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊功能描述：存儲(chǔ)預(yù)失真處理部分所需要的參數(shù)一般是一個(gè)多維表讀取速度要很快常用的架構(gòu)如下：查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊PMC的多維表結(jié)構(gòu)賽車和賽車手查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊PMC的多維表結(jié)構(gòu)賽車和賽車手查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊InterSil的兩表方案

一個(gè)多維表來表征功放的AM-AM、AM-PM失真

Δ表來表征其他非線性失真

查找表方案中表格存儲(chǔ)模塊InterSil的兩表方案

一個(gè)多維查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊功能描述：根據(jù)輸入基帶，求出預(yù)失真處理所用的參數(shù)在表中的地址。常用的架構(gòu)如下：查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊PMC的表地址產(chǎn)生方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行了微分和積分，把功放的記憶效應(yīng)包含了。查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊PMC的表地址產(chǎn)生方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行了查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊Altera的表地址產(chǎn)生方法

用FIR濾波器來求表地址，也把功放的記憶效應(yīng)包含了查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊Altera的表地址產(chǎn)生方法用FI查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊InterSil的表地址產(chǎn)生方法

沒有包含功放的記憶效應(yīng)，需外部處理來計(jì)算功放記憶效應(yīng)即用△表來表征功放的記憶效應(yīng)查找表方案中表地址產(chǎn)生模塊InterSil的表地址產(chǎn)生方法沒查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊功能描述：根據(jù)反饋回來的信號(hào)，求出功放的失真量。常用的架構(gòu)如下：查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中失真量提取模塊查找表方案中參數(shù)表更新模塊查找表方案中參數(shù)表更新模塊查找表方案中參數(shù)表更新模塊功能、特點(diǎn)描述：根據(jù)所得到的失真量，用一定的自適應(yīng)算法，對(duì)參數(shù)表進(jìn)行更新可以是慢自適應(yīng)，不需進(jìn)行立即更新是預(yù)失真方案的核心查找表方案中參數(shù)表更新模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真方案的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)◆能提取到的失真量一般只有2個(gè)：相位、幅度◆處理參數(shù)很多△處理參數(shù)與失真量的關(guān)系式△各處理參數(shù)占的權(quán)重，而且這些權(quán)重應(yīng)該是可變的●如何進(jìn)行自適應(yīng)處理△如何使自適應(yīng)收斂？△如何避免收斂到一