DPD基本原理与应用演示文稿(教学PPT)

DPD基础知识培训,目录,第一部分基本概念第二部分功率放大器简介第三部分预失真技术简介第四部分预失真的应用第五部分新技术展望,基本概念,P1dB点(1dB压缩点)功率放大器增益压缩1dB时的功率称1dB压缩点输出功率，简称为1dB压缩点;对于增益为G的放大器或接收机在1dB压缩点，以dBm计的输入信号功率或驱动功率（PD）由图可见为：,3,基本概念,三阶交截点IP3反映了所研究系统线性特性。在线性工作区，如果输入信号功率增加1dB，输出信号功率也增加1dB，而IM3增加3dB，即三阶交调线斜率与所要求输出信号线斜率之比为3:1。当多级电路级连时，系统总的三阶交截点计算步骤如下：1把所有交截点转换到系统输入端，转换规则是减去以dB计的增益，加上以dB计的损耗。2交截点功率用dBm表示。3假定所有交截点彼此独立互不相关，则总的IP3input为mw(1.5),4,基本概念,ACPR/ACLR(adjacentchannelleakageratio)ACPR(邻道泄漏功率比):用于衡量发信机的发射性能，定义为主信道的发射功率与测得的相邻信道功率之比，单位为dBc。,5,基本概念,CCDF(ComplementaryCumulativeDensityFunction)CCDF(互补累积密度函数)指一定时间间隔内信号峰值功率与平均功率之比，正向功率超过给定门限值的概率，通常以0.01%处指标作为测试值。下图给出一个导频信号的例子,PAR（peaktoaverageratio）PAR(峰均比)指最大的峰值瞬时功率和平均功率的比值；在实际中，峰值远远大于平均功率发生的概率可能非常小，通常使用的0.01%就是说99.99的x(t)随机采样值的瞬时功率都小于PAR.0001。,6,基本概念,EVM(errorvectormagnitude）EVM（误差矢量幅度):误差向量平均功率与参考信号平均功率之比的平方根，用百分数表示。用来描述理想调制波形与实际测得的调制波形之间的偏差.用来描述通带内总的失真,提供了传输误差的总体的功率水平,7,基本概念,PCDE(peakcodedomainerror,峰值码域误差):是通过按特定扩频因子将矢量误差功率计算映射到码域。每个码字的码域误差是该码字上的平均映射功率与基准复平面波形平均功率之比，并以dB表示。PCDE是所有码字的码域误差中的最大值。一个特定的PCDE值可以被认为在任何特殊码的最坏的误差功率。-40dB的PCDE值表明，在解扩后，最坏情况下，一个特殊的代码可能具有误差功率为-40dB。有些代码可能具有更好的表现，但最不幸的代码可能具有-40dB的性能。EVM与PCDE：EVM用来描述通带内总的失真，仅仅提供了传输误差的总体的功率水平，而PCDE却提供了一个描述这些失真的更加精确的方法并给出了这个误差在码域具有什么样的形式。,8,基本概念,AQMC（AnologQuadModulationCompensation）AQMC是为了补偿模拟正交调制器带来的I、Q数据幅度和相位的不平衡和直流分量而引入的，其目的就是通过AQMC的补偿作用来消除整个链路的I、Q数据幅度和相位的不平衡和直流分量，从而提高信号质量。EQ（Equalizer）均衡就是均衡器产生与信道特性相反的特性，用来抵消信道产生的各种干扰，即通过均衡器消除信道的时间和频率选择性。实现均衡的滤波器称为均衡器，可分为时域均衡和频域均衡两种。时域均衡是直接从时间响应考虑，使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。频域均衡是从频率响应考虑，使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。,9,目录,第一部分基本概念第二部分功率放大器简介第三部分预失真技术简介第四部分预失真的应用第五部分新技术展望,功率放大器简介功放的基本结构,功放原理图,11,功率放大器简介功放的基本结构,功放内部布局图,12,功率放大器简介功放的基本结构,功放的静态工作点,A类功放为例,13,功率放大器简介功放的基本结构,功放的导通角,14,功率放大器简介功放的基本结构,功放的分类,15,功率放大器简介功放的基本结构,各种功放的效率,16,功率放大器简介功放的失真特性原理,对于理想的功率放大器，可将其表示为对于实际的放大器而言，其表达式如下其中P是输入信号的功率包络，f是输入信号的频率，G是目标增益。系统在实现时，通常分成两部分来实现，一部分是和频率无关的AM-AM和AM-PM失真的校正，另一部分是记忆效应的校正。,17,在带宽比较宽的时候，线性失真对DPD的效果影响巨大，主要是由系统的记忆效应引起的。系统的带宽越宽，记忆效应表现越明显，下图表征的是无记忆系统、双音信号和宽带白噪声通过有记忆系统的幅度响应图。,功率放大器简介功放的失真特性原理,18,功率放大器简介功放的失真特性：AM与PM,功放的失真特性可以分为两个方面：AM-AM与AM-PMAM-AMAM-AM失真是指输出信号随输入信号幅度变化的失真幅度特性AM-PMAM-PM失真是指输出信号随输入信号幅度变化的失真相位特性。AM-AM与AM-PM失真特性是在某一个频点测量数据，所以它反映的只是该频点处放大器的非线性特性。下图给出了AM-AM和AM-PM的失真图例。,19,功率放大器简介功放的失真特性：AM与PM,(a)AM-AM失真(b)AM-PM失真,20,功率放大器简介功放的失真特性：记忆效应,作为非线性有源器件，功放的记忆记忆效应分为两类：电学记忆效应和热学记忆效应电学记忆效应为us级，热学记忆效应则有ms级。电学、热学记忆效应会造成各互调分量失真的上下边带不对称。如果信号的带宽比较窄，则记忆效应可能表现得不太明显；如果信号的带宽非常宽，记忆效应就不能忽略了。记忆效应反映了系统的惯性，这种惯性在我们常见的线性时不变系统中，其数学表达即为卷积。对于记忆效应可以看到的实验现象是出现失真的左右肩不平衡，带宽越宽，这种特性越明显，通过调整功放的栅压可以改变这种不平衡的状态。,21,功率放大器简介功放的失真特性：记忆效应,(a)电学记忆效应频率特性(b)电学记忆效应相位特性,22,功率放大器简介功放的线性化和效率,功放的线性化和效率始终是一对矛盾：线性化要求功放尽量将信号的放大区间位于自身的线性区，线性化技术包括：输出功率回退法（OutputPowerBackoff，OPB）、前馈法（FeedForward，FF）、包络消除和再生(EnvelopeEliminationandRestorationEECCDF(互补累积密度函数)指一定时间间隔内信号峰值功率与平均功率之比，正向功率超过给定门限值的概率，通常以（0.01%）处指标作为测试值；ACPR(邻道泄漏功率比):用于衡量发信机的发射性能，定义为（主信道）的发射功率与（相邻信道）功率之比，单位为（dBc）；（AM-AM）失真是指输出信号随输入信号幅度变化的失真幅度特性；（AM-PM）失真是指输出信号随输入信号幅度变化的失真相位特性。,64,简述预失真原理（提示：画图表示并简要说明）如图2所示，（a）图表示实现过程，信号经过预失真模块再进入功放，预失真的原理如图（b）所示，功放的失真特性F（）是可以通过计