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基于DSP的数字预失真系统设计方案
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2017-10-31
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摘要：为提高无线通信系统的通信质量与效率，提出一种基于DSP自适应数字预失真技术的系统设计。采用TI公司的低功耗、高性能数字信号处理器TMS320VC5502，有效提高了信号处理速度，减少了回路延时。根据信号的幅度，数控震减器工作在不同的控制模式，以满足不同系统输出功率的要求。结果表明，该系统能有效改善功率放大器的线性度，并将功放的邻道功率比（ACPR）降低了10 dB左右。
关键词：射频功率放大器；数字预失真；线性度；邻通道功率比
0 引言
射频功率放大器作为无线通信系统中最主要的非线性器件，具有幅度／幅度和幅度／相位失真的缺点，这种非线性产生的失真严重影响通信的质量。另外，随着无线通信技术的迅猛发展，如WCDMA，OFDM等，都要求功放具有很高的线性度。改善射频功率放大器线性度的线性化技术有很多，数字基带预失真技术是其中性价比最高的一种。目前，数字预失真技术已在软件仿真方面取得了长足进步，但在硬件上还存在着很大的不足，即硬件环境很难完全在仿真中得到体现。因此，本文提出了基于数字预失真技术的射频功率放大器线性化系统的硬件设计方案，并对该方案进行了具体设计。
1 系统的整体设计
1．1 数字预失真的基本原理
数字预失真就是对输入的基带信号做一个与功率放大器特性互逆的非线性处理单元，从而达到提高功率放大器线性度的目的，其基本原理如图1所示。
1．2 系统整体结构与功能
该数字预失真系统硬件设计主要包括3部分：数字基带信号处理、本振源设计以及功率放大器的数字控制功率输出，如图2所示。
图2虚线部分在DSP（TI公司的TMS320VC5502）内实现，它包括信源调制、成型滤波和自适应数字预失真等软体设计。另外，DSP通过GPIO控制其余2部分：本振频率的输出以及数控衰减器控制功率的输出，达到交互的目的。下面将具体介绍该硬件系统设计。
关键词：射频功率放大器；数字预失真；线性度；邻通道功率比
0 引言
射频功率放大器作为无线通信系统中最主要的非线性器件，具有幅度／幅度和幅度／相位失真的缺点，这种非线性产生的失真严重影响通信的质量。另外，随着无线通信技术的迅猛发展，如WCDMA，OFDM等，都要求功放具有很高的线性度。改善射频功率放大器线性度的线性化技术有很多，数字基带预失真技术是其中性价比最高的一种。目前，数字预失真技术已在软件仿真方面取得了长足进步，但在硬件上还存在着很大的不足，即硬件环境很难完全在仿真中得到体现。因此，本文提出了基于数字预失真技术的射频功率放大器线性化系统的硬件设计方案，并对该方案进行了具体设计。
1 系统的整体设计
1．1 数字预失真的基本原理
数字预失真就是对输入的基带信号做一个与功率放大器特性互逆的非线性处理单元，从而达到提高功率放大器线性度的目的，其基本原理如图1所示。
1．2 系统整体结构与功能
该数字预失真系统硬件设计主要包括3部分：数字基带信号处理、本振源设计以及功率放大器的数字控制功率输出，如图2所示。
图2虚线部分在DSP（TI公司的TMS320VC5502）内实现，它包括信源调制、成型滤波和自适应数字预失真等软体设计。另外，DSP通过GPIO控制其余2部分：本振频率的输出以及数控衰减器控制功率的输出，达到交互的目的。下面将具体介绍该硬件系统设计。
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