应用于数字预失真功放的控制方法

刘志芳

广东工程职业技术学院，广东 广州 510520

应用于数字预失真功放的控制方法

刘志芳

广东工程职业技术学院，广东 广州 510520

1 概述

数字预失真(DPD:Digital Pre-distortion)功放所采用的数字预失真技术，有利于提高基站功率放大器的效率和工作带宽，是目前较先进的提高功率放大器效率的技术。实际使用基站功率放大器中，如何避免功放旁路控制误动作，则是现有技术中有待解决的问题之一。本文针对设备现有技术中存在的问题，设计了一种基站功率放大器装置中DPD功放的训练和控制方法，可以完成DPD功放的训练，也包含单个或多个数字预失真功放的旁路和通路方法，同时解决了因为间接判断功放故障而导致功放旁路控制误动作的问题。

2 硬件原理

通路和旁路切换的开关电路如图1所示。由基站功率放大器中的监控设备控制一组电子开关，该电子开关再驱动射频开关，该射频开关为关闭状态时，称为功放通路控制，这种状态实现了射频信号通往DPD功放进行放大信号的功能，该射频开关为打开状态时，称为旁路控制，这种状态实现了射频信号旁路功放，从输入端直接连通到输出端的功能，避免了基站信号无输出的情况出现。

由监控设备输出一个高低电平，控制电子管MMBT3904的通断，通过三极管来驱动控制开关芯片IRF7494，可以切换功放在整个设备的链接线路，使基站信号按照设定的链路有效的输出放大。

图1 旁路开关电路图

3 软件实现

当基站功率放大器的监控程序启动后，进入应用软件控制流程，建立一个DPD功放控制线程。

3.1 软件架构

该DPD功放控制线程包括DPD训练流程和功放控制流程，需要完成以下步骤:

（1）通过监控设备与DPD功放的硬件接口，检测和记录DPD功放的状态，包括训练状态、告警状态和输出信号；

（2）创建功放控制单元类的对象。创建功放控制单元类的对象，以明确功放通路开关状态、功放故障告警标志、通路和旁路状态等信息；

（3）执行功放训练流程。根据功放控制单元类的对象中功放属性，执行DPD功放的训练；

（4）执行功放控制流程。根据功放控制单元类的对象中功放属性，执行DPD功放的通路和旁路控制，其软件架构流程图如图2所示。

3.2 训练流程

如图2所示，DPD功放训练具体流程如下:

（1）通过监控设备和DPD功放的硬件和通信协议接口，判定DPD功放是否需要进行预失真训练。如果数字预失真功放需要训练，则进入步骤（2），否则进入功放控制流程。

（2）执行数字预失真功放训练过程。首先，旁路功放，保证基站信号不被中断，预失真训练信号不往设备外发射。然后，启动DPD功放的训练过程，并且启动训练超时定时器和超时计数器。接着不间断地检测数字预失真功放的训练状态，如果在设定的超时时间和超时计数值之内，数字预失真功放正确地完成训练，则进入步骤（3），否则进入步骤（4）。

（3）执行数字预失真功放通路控制过程。通过主机控制图1中的DOE2端口，驱动三极管，控制通路开关IRF7494的状态。

（4）判断训练失败定时器和失败次数。若定时器没有超时，则返回继续训练；若定时器超时，则判断失败次数，若失败次数不超过3次，则跳到步骤（2）重新训练，重新开启定时器和计数器，否则进入步骤（5），控制功放旁路。

（5）执行数字预失真功放旁路控制。通过监控设备与电子开硬件接口，控制通路开关为关闭状态。如图1所示，控制开关IRF7494的开关状态，使通讯链路处于旁路状态，再进入步骤（6）。

（6）上报告警。将DPD训练失败告警和功放旁路告警上报到监控中心。

3.3 控制流程

DPD功放的状态检测与控制流程如下:

（1）通过监控设备和DPD功放的硬件和通信协议接口，检测DPD功放的状态，并判断功放当前的旁路和通路状态。若当前状态为通路态，则进入步骤（4），否则进入步骤（2）。

（2）尝试通路。首先，判断尝试通路定时器，若定时时间没到，则保持旁路后退出，若定时时间到，则继续判断尝试次数是否小于3次，若大于等于3次，则保持旁路后退出，若尝试次数小于3次，则尝试通路，执行步骤（3）。

（3）尝试结果处理。判断尝试通路的结果，若尝试通路成功，则保持通路，然后退出控制流程，若尝试失败，则记录失败次数，保持旁路功放，然后退出控制流程。

（4）功放异常判断。若此时功放有旁路相关告警，则旁路功放，上报告警到监控中心，然后启动30分钟旁路恢复定时器；若没有告警，则直接退出此流程。

4 结语

本文中DPD功放的训练和控制方法采用了面向对象的处理方式，在构建功放训练和控制方法的实例时，只需修改其中某些属性，保持通路控制逻辑不变，就能对不同的功放完成控制方法，从而提高控制逻辑代码的一致性、可移植性，提高了软件的开发效率和质量，可以适应单个、两个或两个以上功放的控制，扩大了系统的使用范围，避免了通过检测故障模块来间接判定设备故障的方法带来的误动作的隐患，保证了功放旁路和通控制的正确性。

图2 软件流程图

[1] 孙煜，吴晓芳，郑宁井.基于波峰因子衰减与数字预失真的功放线性化技术[J].厦门大学学报(自然科学版),2010(4):719～723

[2] 刘宁.功放数字基带预失真算法研究及硬件实现[D].电子科技大学硕士学位论文，2011

[3] 庄建东,陶煜,武文娟.802.11n高线性功率放大器的设计与实现[J].电讯技术,2012（2）:198～202

[4] 郑宁井,吴晓芳.科技信息[J].数字预失真中关于增益控制的研究,2010（5）:52～55

The Control Method of Digital Pre-distortion Power Amplifier

Liu Zhifang
Guangdong Polytechnic College, Guangzhou 510520,China

本文提出了一种基站功率放大器装置中控制数字预失真功放通路方法，是一种适用于单个或多个数字预失真功放的通路方法，解决了因为间接判断功放故障而导致功放旁路控制误动作的问题。文中详细讲述了其硬件原理和具体的软件实现步骤，采用面向对象的处理方式，构建了功放的训练和控制流程。

数字预失真；基站功率放大器；面向对象；监控中心

in this paper, a base station power amplifier device to control the digital pre-distortion amplifier was proposed.The path method can apply to single or multiple and solve the bypass control fault because of the indirect judgment.The paper described the hardware and software implementation steps, completed the function by the object-oriented approach.

digital pre-distortion; base station power amplifier; object-oriente; operation maintenance center

TN919

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.13.062

刘志芳 女，1981年出生，汉族，河北石家庄人，广东工程职业技术学院机电工程系教师，主要研究方向:应用电子及机电一体化。