一種基于數(shù)字預(yù)失真平臺(tái)的推進(jìn)算法研究

　　3 DPD平臺(tái)的架構(gòu)

　　MSDPD板的發(fā)射鏈和觀測(cè)接收路徑均提供同類最佳的性能。無線電采用寬帶設(shè)計(jì)，可在裝配時(shí)進(jìn)行配置，以支持800MHz至2.7GHz的RF頻段。目前支持125MHz的發(fā)射帶寬。根據(jù)所用的DPD方法，校正后的發(fā)射帶寬在20MHz至40MHz之間。

　　MSDPD板的輸入包括FPGA的基帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、參考時(shí)鐘、觀測(cè)到的RF輸出和功率。其輸出包括所需RF載波中心頻率的RF預(yù)放大輸出和發(fā)射機(jī)輸出的IF采樣版本。該板設(shè)計(jì)為可與外部PA和RF耦合網(wǎng)絡(luò)一起工作。MSDPD上使用的發(fā)射機(jī)和觀測(cè)接收機(jī)信號(hào)鏈如圖2所示

　　圖2：MSDPD發(fā)射與觀測(cè)路徑框圖

　　4 ZIF/CIF發(fā)射機(jī)

　　MSDPD板利用16位1.2GSPS雙通道DAC對(duì)來自數(shù)字處理器的基帶I和Q數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，然后調(diào)制到所需的RF輸出頻率并放大，產(chǎn)生最高+19dBm的峰值輸出功率，這樣就能傳送到外部PA進(jìn)行發(fā)射。MSDPD板支持零中頻（ZIF）和復(fù)中頻（CIF）兩種發(fā)射架構(gòu)。

　　DAC選用1.2GSPS 16位雙通道DAC AD9122，它具有同類最佳的性能，可滿足MC-GSM 1類要求。高輸入LVDS數(shù)據(jù)速率支持第一代MSDPD平臺(tái)的200MHz輸入帶寬。AD9122的片內(nèi)32位NCO（數(shù)字控制振蕩器）支持以小于1Hz的步長靈活地產(chǎn)生IF頻率，有助于設(shè)計(jì)人員滿足信道柵要求。如果沒有NCO，則需要使用RF PLL中的分頻器，這種方法可能會(huì)降低雜散性能。片內(nèi)還集成了數(shù)字增益、相位和失調(diào)補(bǔ)償功能，幫助減少LO饋通及模擬正交調(diào)制器引入的無用邊帶，從而將RF濾波要求降至最低。

　　雙通道DAC后接一個(gè)五階低通濾波器，用以消除無用的DAC鏡像或時(shí)鐘相關(guān)雜散。濾波器截止頻率按照高要求設(shè)計(jì)，以便在整個(gè)發(fā)射帶寬內(nèi)保持平坦的頻率響應(yīng)和低群延遲變化。濾波之后，ADL5375正交調(diào)制器將模擬IF上變頻為最終RF，選擇ADL5375的原因是它具有寬頻帶和極低的噪底（-159dBm/Hz）。ADL5375支持禁用功能，在TDD突發(fā)脈沖的Rx部分，可以禁用輸出。

　　發(fā)射路徑的本振（LO）利用ADF4150 PLL和外部VCO在片上產(chǎn)生，以提供出色的相位噪聲性能。復(fù)中頻發(fā)射架構(gòu)還有一個(gè)好處，因?yàn)橛^測(cè)接收機(jī)采用高中頻采樣架構(gòu)，所以發(fā)射和觀測(cè)接收路徑可以共用LO。

　　正交調(diào)制器之后是RF放大鏈。由于PA的增益會(huì)隨著頻率和溫度變化而改變，因此需要某種模擬增益控制來均衡發(fā)射機(jī)。為使SNR降幅最小并實(shí)現(xiàn)最佳OIP3（輸出三階交調(diào)點(diǎn)）性能，建議大部增益范圍調(diào)整在各放大級(jí)之間進(jìn)行。ADL5541 15dB固定增益模塊后接一個(gè)PIN二極管衰減器，用于模擬增益控制。固定增益模塊的線性度和噪聲性能通常優(yōu)于VGA（可變?cè)鲆娣糯笃鳎ｎA(yù)驅(qū)動(dòng)器寬帶放大器ADL5320是MSDPD板RF放大鏈的最后一個(gè)器件，提供13dB的額外增益和42dBm的OIP3，2.1GHz時(shí)的噪聲系數(shù)（NF）為4.5dB。級(jí)聯(lián)RF放大鏈提供22dB的增益，最大增益下的OP1dB為24dBm，OIP3為41dBm。

　　整個(gè)DPD帶寬內(nèi)的通帶平坦度和群延遲變化也是發(fā)射機(jī)的重要特性參數(shù)。數(shù)字算法會(huì)嘗試均衡上變頻器的頻率響應(yīng)。這將直接影響發(fā)射機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，其降幅為整個(gè)通帶內(nèi)的紋波或衰減量。MSDPD板發(fā)射路徑的濾波器設(shè)計(jì)經(jīng)過優(yōu)化，整個(gè)帶寬內(nèi)的通帶平坦度小于1dB，群延遲變化小于0.5ns。

　　5 中頻采樣觀測(cè)接收機(jī)

　　MSDPD板內(nèi)置一個(gè)完整的實(shí)中頻采樣觀測(cè)接收機(jī)，旨在對(duì)PA的耦合輸出進(jìn)行數(shù)字化處理，并將其提供給DSP元件。此接收機(jī)的作用是觀測(cè)發(fā)射路徑的特性，因此其線性度和噪聲性能應(yīng)優(yōu)于受監(jiān)控的對(duì)象，這樣才不會(huì)影響整體性能。觀測(cè)路徑導(dǎo)致的PA耦合輸出失真增加無法與PA失真區(qū)分開來，勢(shì)必影響DPD算法的有效性。為了獲得最佳的DPD性能，濾波器在目標(biāo)頻段內(nèi)應(yīng)具有相對(duì)平坦的頻率響應(yīng)和低群延遲變化。