基于DSP和GC5322的数字预失真系统设计

　　随着多载波调制技术的发展，调制电平也随之增加。功放的各种线性和非线性失真对无线数据传输性能的影响越来越大。尤其是功放发射峰均比较大时，发射功率变化较大，有时甚至会造成功放的自保护，导致停止发射或者烧毁功放。功放的实际工作曲线不是呈线性变化，而是呈非线性变化，而且不同的功放曲线变化不一致，就是同一个功放在不同工作环境下其曲线也不一致。这样，使得无法使用一种通用的算法公式校正功放的工作曲线。为此，提出功放预失真技术，校正功放的非线性工作曲线，使得实际发射功率稳定。

　　数字预失真技术目前已经在软件实现上得到了初步的发展。目前一般的预失真技术采用软件架构，使用数字信号处理器采集功放功率值，并分析其变化曲线，形成数据表格，并存储。在以后的发射之前根据存储的表格数据对发射功率进行预校正。该方法在实际工作中由于电磁环境变化、温度变化、功放元器件老化、晶体频率飘移等影响，使得预校正数据和真实校正数据存在较大的偏差，从而影响校正效果，甚至向反方向校正情况。软件校正形成校正数据需要较长的时间，一般为几十秒以上，使得实时校正难以实现。这样使得软件数字预失真技术的实用性降低，适用场合减少。

　　本文提出一种基于硬件的数字预失真校正系统的设计方法。采用TI公司的数字信号处理器DSP芯片C6727B和专用的数字预失真芯片GC5322实现预失真系统。文中重点介绍DSP和GC5322的软硬件连接。硬件数字预失真系统由专用器件实现预失真处理，解决预失真的实时性问题;此外，进行预失真系统设计时，只需要实现对硬件芯片的配置，而无须编写复杂的算法，简化实现难度。

　　预失真技术和GC5322

　　数字预失真(DPD，Digital Pre-Distortion)的工作原理就是预先产生非线性失真分量，去抵消功放中产生的非线性产物。一般的中频预失真和射频预失真，都是以发射系统最终输出信号的三阶交调功率比来衡量其性能指标。和模拟预失真以及前馈架构相比，数字预失真在提高效率、多载波应用、修正效果以及自适应方面具有很大的优势。对于零中频架构的无线信号收发系统，数字预失真在修正零中频架构中的本振泄漏和镜像抑制方面, 具有非常好的效果。功放预失真示意图如图1所示。

图1 预失真示意图

　　数字预失真系统的构成框图如图2所示。基带输入信号和存储在数据查找表的预失真数据经过复增益调整模块处理，处理后的数据从DAC发送出去，完成预失真处理。同时，ADC开始采样发射数据，得到当前发射信号的功率值，经过滤波器去抖动和噪声后，送入自适应算法模块，自适应算法模块综合基带输入信号和实际发射出去的信号，得到新的预失真数据，并存储到数据查找表中，从而完成实时的功放工作曲线校正。