一种基于数字预失真平台的推进算法研究

　　3 DPD平台的架构

　　MSDPD板的发射链和观测接收路径均提供同类最佳的性能。无线电采用宽带设计，可在装配时进行配置，以支持800MHz至2.7GHz的RF频段。目前支持125MHz的发射带宽。根据所用的DPD方法，校正后的发射带宽在20MHz至40MHz之间。

　　MSDPD板的输入包括FPGA的基带数字数据、参考时钟、观测到的RF输出和功率。其输出包括所需RF载波中心频率的RF预放大输出和发射机输出的IF采样版本。该板设计为可与外部PA和RF耦合网络一起工作。MSDPD上使用的发射机和观测接收机信号链如图2所示

　　图2：MSDPD发射与观测路径框图

　　4 ZIF/CIF发射机

　　MSDPD板利用16位1.2GSPS双通道DAC对来自数字处理器的基带I和Q数据进行采样，然后调制到所需的RF输出频率并放大，产生最高+19dBm的峰值输出功率，这样就能传送到外部PA进行发射。MSDPD板支持零中频（ZIF）和复中频（CIF）两种发射架构。

　　DAC选用1.2GSPS 16位双通道DAC AD9122，它具有同类最佳的性能，可满足MC-GSM 1类要求。高输入LVDS数据速率支持第一代MSDPD平台的200MHz输入带宽。AD9122的片内32位NCO（数字控制振荡器）支持以小于1Hz的步长灵活地产生IF频率，有助于设计人员满足信道栅要求。如果没有NCO，则需要使用RF PLL中的分频器，这种方法可能会降低杂散性能。片内还集成了数字增益、相位和失调补偿功能，帮助减少LO馈通及模拟正交调制器引入的无用边带，从而将RF滤波要求降至最低。

　　双通道DAC后接一个五阶低通滤波器，用以消除无用的DAC镜像或时钟相关杂散。滤波器截止频率按照高要求设计，以便在整个发射带宽内保持平坦的频率响应和低群延迟变化。滤波之后，ADL5375正交调制器将模拟IF上变频为最终RF，选择ADL5375的原因是它具有宽频带和极低的噪底（-159dBm/Hz）。ADL5375支持禁用功能，在TDD突发脉冲的Rx部分，可以禁用输出。

　　发射路径的本振（LO）利用ADF4150 PLL和外部VCO在片上产生，以提供出色的相位噪声性能。复中频发射架构还有一个好处，因为观测接收机采用高中频采样架构，所以发射和观测接收路径可以共用LO。

　　正交调制器之后是RF放大链。由于PA的增益会随着频率和温度变化而改变，因此需要某种模拟增益控制来均衡发射机。为使SNR降幅最小并实现最佳OIP3（输出三阶交调点）性能，建议大部增益范围调整在各放大级之间进行。ADL5541 15dB固定增益模块后接一个PIN二极管衰减器，用于模拟增益控制。固定增益模块的线性度和噪声性能通常优于VGA（可变增益放大器）。预驱动器宽带放大器ADL5320是MSDPD板RF放大链的最后一个器件，提供13dB的额外增益和42dBm的OIP3，2.1GHz时的噪声系数（NF）为4.5dB。级联RF放大链提供22dB的增益，最大增益下的OP1dB为24dBm，OIP3为41dBm。

　　整个DPD带宽内的通带平坦度和群延迟变化也是发射机的重要特性参数。数字算法会尝试均衡上变频器的频率响应。这将直接影响发射机的动态范围，其降幅为整个通带内的纹波或衰减量。MSDPD板发射路径的滤波器设计经过优化，整个带宽内的通带平坦度小于1dB，群延迟变化小于0.5ns。

　　5 中频采样观测接收机

　　MSDPD板内置一个完整的实中频采样观测接收机，旨在对PA的耦合输出进行数字化处理，并将其提供给DSP元件。此接收机的作用是观测发射路径的特性，因此其线性度和噪声性能应优于受监控的对象，这样才不会影响整体性能。观测路径导致的PA耦合输出失真增加无法与PA失真区分开来，势必影响DPD算法的有效性。为了获得最佳的DPD性能，滤波器在目标频段内应具有相对平坦的频率响应和低群延迟变化。