2 DPD 簡(jiǎn)介

在典型的電信基站以及小型蜂窩和分布式天線(xiàn)系統(tǒng)等各種衍生系統(tǒng)中，功率放大器 (PA) 的總功率傳輸和電源效率現(xiàn)已成為當(dāng)前第四代 (4G) 系統(tǒng)和即將到來(lái)的第五代 (5G) 預(yù)發(fā)布系統(tǒng)的主要規(guī)格指標(biāo)。由于對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求增加，電信設(shè)備必須具有更小的外形尺寸，未來(lái)可能還要能夠支持多輸入多輸出天線(xiàn)陣列 (MIMO)。無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的物理尺寸更小、密度更高有助于實(shí)現(xiàn)更高的電源效率。

盡管每臺(tái)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的天線(xiàn)數(shù)量在不斷增加，但只要保持設(shè)備成本與原來(lái)持平，無(wú)線(xiàn)電制造商就能在不斷發(fā)展的市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力。在理想情況下，PA 應(yīng)是線(xiàn)性的，可提供與 PA 的增益 (k) 和輸入功率 (Vin) 成正比的功率，如圖 2-1 所示。但 PA 的線(xiàn)性性能并不理想，具有典型的 1dB 壓縮點(diǎn)和三階截點(diǎn)（如圖 2-2 所示）。工程師在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮這些非線(xiàn)性行為，了解如何權(quán)衡 PA 的線(xiàn)性性能和最大輸出功率限制。

為了克服線(xiàn)性功率限制，同時(shí)降低無(wú)線(xiàn)電的整體成本，無(wú)線(xiàn)電制造商必須發(fā)揮創(chuàng)造力，使用成本更低、線(xiàn)性功率傳輸限制更少的 PA。工程師針對(duì)上述 PA 應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)，促使 PA 具有非線(xiàn)性行為，甚至接近飽和區(qū)域，從而傳輸更高的發(fā)送功率。這種技術(shù)需要進(jìn)行數(shù)字處理，并被稱(chēng)為數(shù)字預(yù)失真，或 DPD。如圖 2-1 所示，DPD 的目標(biāo)是確定 PA 非線(xiàn)性行為的特性，并在 PA 中注入線(xiàn)性信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)整體輸出的線(xiàn)性化。比較圖 2-2 和圖 2-3 可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò) DPD 線(xiàn)性化后 PA 的可使用區(qū)域得以增加，從而提高了無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的可用輸出功率。

在學(xué)術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域研究和實(shí)施了各種數(shù)字處理優(yōu)化和算法架構(gòu)，目標(biāo)是增加 PA 功率傳輸和效率。若要實(shí)施 DPD，無(wú)線(xiàn)電必須具有可用于發(fā)送觀測(cè)的反饋路徑。為了幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員完成具有 DPD 的無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器系統(tǒng)，TI 的 AFE77xx 系列收發(fā)器包含可用于實(shí)施的高性能反饋觀測(cè)路徑。