Pré-distorsor digital em banda base para a linearização de um
amplificador de potência: síntese em FPGA e consumo de potência
Felipe Issamu Yasuda
IC remunerada - UFPR/TN
Orientador: Eduardo Gonçalves de Lima/DELT
Em vista da larga expansão da telefonia móvel
há a necessidade de melhorias na transmissão do
sinal, visando a qualidade do sinal e minimizando o
consumo de potência, devido a questões
ambientais, além do tamanho e da duração das
baterias de equipamentos portáteis. Um dos meios
é a construção de um pré distorsor digital de banda
base (DPD) para amplificadores de potência (PA)
que será sintetizada em uma FPGA. O objetivo
principal foi estimar o seu consumo de potência.
Para a construção do DPD foi utilizado o modelo
polinômio com memória, uma representação
simplificada da série de Volterra [1]. O sinal em
questão foi dividido em componentes reais e
imaginárias. Foi então obtido o quadrado desses
sinais, somados
os resultados e então
processados por uma Look-up Tables (LUT). Sua
saída foi multiplicada pelo sinal de entrada. A
mesma sequência de operações foi feita para um
sinal anterior e suas componentes foram somadas.
[1] Gilabert,P.L; et al. Multi-Lookup Table FPGA
Implementation
of
an
Adaptive
Digital Predistorter for Linearizing RF Power
Amplifiers With Memory Effects. IEEE TRANSAC.
ON MTT, v. 56, n. 2, 2008.
Os resultados da análise de potência foram obtidos a partir
do programa ISE Desing Suite para a placa utilizada Xilinx
Virtex 5 LX50T. O programa estima a quantidade de unidades
lógicas utilizadas. No caso do sinal com 16 bits de entrada e
de saída o total utilizado foi de 4401 unidades lógicas.
A quantidade de unidades lógicas utilizadas para cada tipo
de operação presentes no modelo de polinômio com memória
foram extraidas. Conforme a tabela 1 abaixo.
Tabela 1: Uso da FPGA para os DPDs implementados
Bits na entrada
das LUTs
Bits nas saídas
das LUTs
Slice LUTs
DSP48
8
16
442
12
7
14
319
12
6
12
255
12
10
10
62
12
8
8
45
12
A quantidade limite de slice LUTs que pode ser utilizado pela
FPGA Virtex5 LX50T é de 28800 e de DSPs é de 48. A partir
dos dados obtidos, é possível observar que ao variar-se o
número de bits tanto da entrada quanto da saída não há uma
grande variação no possível consumo total de potência da
placa.