2 DPD 簡介

在典型的電信基站以及小型蜂窩和分布式天線系統(tǒng)等各種衍生系統(tǒng)中，功率放大器 (PA) 的總功率傳輸和電源效率現(xiàn)已成為當前第四代 (4G) 系統(tǒng)和即將到來的第五代 (5G) 預發(fā)布系統(tǒng)的主要規(guī)格指標。由于對移動數(shù)據(jù)的需求增加，電信設備必須具有更小的外形尺寸，未來可能還要能夠支持多輸入多輸出天線陣列 (MIMO)。無線電設備的物理尺寸更小、密度更高有助于實現(xiàn)更高的電源效率。

盡管每臺無線電設備的天線數(shù)量在不斷增加，但只要保持設備成本與原來持平，無線電制造商就能在不斷發(fā)展的市場中保持競爭力。在理想情況下，PA 應是線性的，可提供與 PA 的增益 (k) 和輸入功率 (Vin) 成正比的功率，如圖 2-1 所示。但 PA 的線性性能并不理想，具有典型的 1dB 壓縮點和三階截點（如圖 2-2 所示）。工程師在設計時必須考慮這些非線性行為，了解如何權衡 PA 的線性性能和最大輸出功率限制。

為了克服線性功率限制，同時降低無線電的整體成本，無線電制造商必須發(fā)揮創(chuàng)造力，使用成本更低、線性功率傳輸限制更少的 PA。工程師針對上述 PA 應用創(chuàng)新技術，促使 PA 具有非線性行為，甚至接近飽和區(qū)域，從而傳輸更高的發(fā)送功率。這種技術需要進行數(shù)字處理，并被稱為數(shù)字預失真，或 DPD。如圖 2-1 所示，DPD 的目標是確定 PA 非線性行為的特性，并在 PA 中注入線性信號，以實現(xiàn)整體輸出的線性化。比較圖 2-2 和圖 2-3 可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過 DPD 線性化后 PA 的可使用區(qū)域得以增加，從而提高了無線電系統(tǒng)的可用輸出功率。

在學術和工業(yè)領域研究和實施了各種數(shù)字處理優(yōu)化和算法架構，目標是增加 PA 功率傳輸和效率。若要實施 DPD，無線電必須具有可用于發(fā)送觀測的反饋路徑。為了幫助系統(tǒng)設計人員完成具有 DPD 的無線電收發(fā)器系統(tǒng)，TI 的 AFE77xx 系列收發(fā)器包含可用于實施的高性能反饋觀測路徑。