1 數字預失真技術

　　對于這個兩難問題，更具成本效益的解決方案是采用設計巧妙的DSP。利用數字預失真(DPD)這種技術，可以通過使發射信號預失真來滿足頻譜要求，同時讓工作在高效率飽和區的PA晶體管有效線性化。DPD需要一個觀測接收機，通過其中的高帶寬ADC，對PA輸出的耦合版本進行下變頻處理。發射波形的數字版本與接收波形相比較，由自適應算法計算或更新一系列參數，以便預加載下一個發射波形。當自適應算法收斂時，即使PA工作在傳遞函數的高度非線性部分，發射機輸出也實現了線性化。DPD可將發射機效率從10%以下提高到35%以上，具體取決于所用的算法和功率放大器拓撲結構。

　　包含DPD等復雜閉環算法的無線電系統設計不能孤立地進行。針對信號鏈的模擬行為和PA的電氣與熱記憶效應進行建模也不是一件容易的事。失真機制的數量會隨著非線性階數的提高而迅速增加，這意味著PA的輸入驅動電平可能會顯著改變失真行為。一款完整的閉環估算平臺對于優化給定PA的DPD算法可謂無價之寶。

　　ADI公司已開發出3G/4G兼容發射無線電平臺，支持無線基礎設施設備的設計人員利用功率放大器和數字預失真技術估算閉環性能結果。這款混合信號數字預失真平臺(MSDPD)如圖1所示，它將高性能線性和混合信號器件組合成先進的發射機和DPD觀測接收機。

　　圖1：混合信號數字預失真(MSDPD)開發板

　　2 DPD平臺的FPGA優勢

　　當今許多DPD用戶使用的解決方案要么基于固定功能ASIC，要么基于FPGA。FPGA具有可編程能力，因此用戶能夠靈活地優化解決方案，并能夠適應數據轉換器和功率晶體管技術的未來發展。固定功能ASIC則不允許設計人員輕易改變算法或支持不同版本的標準。可編程器件的好處是可以加速產品上市，靈活且經濟有效地適應新標準和發展中的標準，而不必像ASIC那樣需要重新設計。

　　隨著FPGA技術的進步，現在使用一個FPGA器件就能實現整個無線電調制解調器，并支持多種標準和多天線，因此可以省去許多信號處理和連接IC，電路板空間得以縮小，BOM成本得以降低。此外，這種集成度讓業界離軟件無線電(SDR)又近了一步，有助于設備制造商快速響應網絡提供商的需求。

　　MSDPD開發平臺是市場上僅有的一款為無線基礎設施設備的設計人員提供FPGA功能的解決方案。MSDPD板能夠與多種FPGA開發套件無縫連接：通過HSMC接口使用Altera Stratix IV，以及通過FMC接口使用Xilinx Virtex 6。直接與FPGA接口為設計人員提供了一個即時便捷框架，可以快速估算第三方DPD算法，或者通過簡單的FPGA重新編程，在一個閉環環境中設計并優化自己的算法。