DPD с двумя синусоидальными тестовыми сигналами

Откройте модель Simulink RF Blockset: System-level model PA + DPD с двумя тонами.

Модель включает в себя двухтональный генератор сигналов, который используется для тестирования выходной точки перехвата третьего порядка системы. Модель включает в себя преобразование с повышением частоты на РЧ с использованием I-Q модулятора, PA-модели, ответвителя для считывания выходного сигнала PA и блока S-параметров, представляющего эффект нагрузки антенны. Приемная цепь выполняет преобразование с понижением частоты на низкую промежуточную частоту. Обратите внимание, что моделируемая полоса пропускания этой системы составляет 107,52 МГц.

Модель можно моделировать без DPD, когда тумблер находится в верхнем положении.

model = 'simrfV2_powamp_dpd';
open_system(model)
sim(model)

Ручной переключатель переключается для включения алгоритма DPD. При переключении TOI (точка перехвата третьего порядка) значительно улучшается. Проверьте измерение искажений в анализаторе спектра, чтобы проверить эти результаты и увидеть, как мощность гармоник снижается благодаря линеаризации DPD.

Перед тем, как двухтональный сигнал поступает в блок DPD или усилитель мощности, он проходит через FIR-интерполятор, тот же FIR-интерполятор, который использовался во время определения характеристик PA. Это необходимо, поскольку модель усилителя мощности была получена для частоты дискретизации после интерполяции, а не для исходной частоты дискретизации двухтонального сигнала, и избыточная дискретизация сигнала необходима для моделирования нелинейностей высокого порядка, введенных усилителем мощности.

Желаемый коэффициент усиления амплитуды устройства оценки коэффициента ДПД устанавливается на основе ожидаемого коэффициента усиления усилителя мощности (полученного во время характеристики ПА), поскольку в дополнение к линеаризации общая цель состоит в том, чтобы сделать объединенный коэффициент усиления от входа ДПД к выходу усилителя мощности как можно ближе к ожидаемому коэффициенту усиления. Чтобы правильно оценить коэффициенты DPD, входные сигналы в блок оценки коэффициентов DPD, PA In и PA Out, должны быть выровнены во временной области. Это подтверждается блоком задержки поиска, который показывает, что задержка, введенная РЧ-системой, равна 0. Кроме того, PA In и PA Out должны быть точными представлениями входного сигнала усилителя мощности и выходного сигнала, т.е. без дополнительного усиления или сдвига фазы. В противном случае блок оценки коэффициента DPD не будет правильно наблюдать за усилителем мощности и не будет вырабатывать правильные коэффициенты DPD. Это делается путем обеспечения того, что как этапы преобразования с повышением, так и преобразования с понижением имеют коэффициент усиления 1, и потери и фазовый сдвиг, вызванные ответвителем, надлежащим образом компенсируются до того, как сигнал обратной связи достигает PA Out.

Назначение масштабного коэффициента перед FIR-интерполятором состоит в том, чтобы помочь эффективно использовать линеаризованный усилитель мощности. Даже при включенном DPD могут возникнуть два нежелательных сценария. Двухтональный сигнал может быть очень маленьким по отношению к входному диапазону линеаризованной системы, следовательно, недостаточно используя усилительную способность линеаризованной системы. Или двухтональный сигнал может быть настолько велик, что модель усилителя мощности работает вне диапазона, наблюдаемого во время характеристики ПА, и, следовательно, модель усилителя мощности может не быть точной моделью физического устройства. Для задания масштабного коэффициента используется следующий эвристический подход.

Если предположить, что блок DPD идеально линеаризует усилитель мощности для достижения ожидаемого усиления амплитуды, то максимальная входная амплитуда, допускаемая блоком DPD, должна быть максимальной выходной амплитудой усилителя мощности, наблюдаемой во время характеристики PA, деленной на ожидаемый усиление амплитуды. Масштабный коэффициент перед блоком DPD должен тогда быть максимальной входной амплитудой, допустимой блоком DPD, деленной на максимальную амплитуду интерполированного сигнала, наблюдаемого при характеристике PA.

Системная модель имеет блок, который вычисляет максимальную нормированную входную амплитуду ПА. Если она равна 1, это означает, что сигнал основной полосы частот, поступающий в РЧ-систему, имеет максимальную амплитуду, равную максимальной входной амплитуде РА, наблюдаемой при характеристике РА. Следовательно, если максимальная нормированная входная амплитуда РА меньше 1, масштабный коэффициент, установленный эвристическим подходом выше, может быть увеличен. Если максимальная нормированная входная амплитуда ПА больше 1, масштабный коэффициент должен быть уменьшен.

set_param([model '/Manual Switch'], 'action', '1')
sim(model)

Изменяя степень и глубину памяти, определенные в блоке оценки коэффициентов DPD, можно найти наиболее подходящий компромисс между производительностью и стоимостью реализации.

close_system(model,0)
close all; clear

DPD с 5G-like формой сигнала OFDM

Откройте модель Simulink RF Blockset: System-level model PA + DPD с 5G-like OFDM-сигналом.

Структура этой модели Simulink аналогична структуре предыдущей модели Simulink. Усиливаемый сигнал теперь представляет собой 5G-like сигнал OFDM, а не двухтональный сигнал. Анализатор спектра измеряет ACPR вместо TOI, и мы добавляем подсистему для измерения EVM и MER усиленного сигнала OFDM.

Без линеаризации DPD система достигает среднего коэффициента ошибок модуляции 24,4 дБ, как видно из измерения графика созвездия.

model = 'simrfV2_powamp_dpd_comms';
open_system(model)
sim(model)

Ручной переключатель переключается для включения алгоритма DPD. При переключении средняя MER значительно улучшается.

set_param([model '/Manual Switch'], 'action', '1')
sim(model)

close_system(model,0)
close all; clear

Избранная библиография