DPD——數字預失真
簡介
預失真原理：通過一個預失真元件(Predistorter)來和功放元件(PA)級聯，非線性失真功能内置于數字、數碼基帶信号處理域中，其與放大器展示的失真數量相當(“相等”)，但功能卻相反。将這兩個非線性失真功能相結合，便能夠實現高度線性、無失真的系統。數字預失真技術的挑戰在于PA的失真(即非線性)特性會随時間、溫度以及偏壓(biasing)的變化而變化，因器件的不同而不同。
因此，盡管能為一個器件确定特性并設計正确的預失真算法，但要對每個器件都進行上述工作在經濟上則是不可行的。為了解決上述偏差，我們須使用反饋機制，對輸出信号進行采樣，并用以校正預失真算法。數字預失真采用數字電路實現這個預失真器(Predistorter)，通常采用數字信号處理來完成。通過增加一個非線性電路用以補償功率放大器的非線性。這樣就可以在功率放大器(PA)内使用簡單的AB類平台，從而可以消除基站廠商制造前饋放大器(feedforwardamplifier)的負擔和複雜性。此外，由于放大器不再需要誤差放大器失真矯正電路，因此可以顯着提高系統效率。
預失真線性化技術，它的優點在于不存在穩定性問題，有更寬的信号頻帶，能夠處理含多載波的信号。預失真技術成本較低，工藝簡單，便于生産，效率較高，一般可以達到19%以上。
數字預失真的缺點：線性度略低于前饋技術，但是目前兩者的水平已經比較接近。
數字預失真技術目前之所以沒有像前饋技術那樣得到廣泛應用，主要原因是該技術存在以下技術瓶頸：寬帶功放的非線性特性建模，它的挑戰在于PA的失真(即非線性)特性會随時間、溫度以及偏壓(biasing)的變化而變化，因器件的不同而不同。
DPD技術
在開路電視傳輸設備中高功率放大器(HPA)對整機的價格具有決定意義，對于給定的功率和噪聲電子，HPA的價格将随着輸入信号線性工作範圍的擴大而盤升。因此用擴展HPA的線性工作範圍的技術取代購買更高檔的HPA的研究意義重大。對于擴展HPA線性範圍的研究和應用一一即預失真技術，在國外已經有很多成熟的經驗，出現了很多種數字自适應預失真技術如：查表法、笛卡爾環法等，而我國在國慶50周年的數字電視試播中卻仍沿用模拟電視中的中頻預失真技術，本文旨在介紹一下國外的先進的數字自适應預失真技術。
1、預失真的工作原理
現在的線性調制技術如QPSK和QAH及多載波調制等盡管能提供良好的頻譜效率，但由于HPA的非線性，調制後産生的波動包絡信号能引起随後的HPA産生互調失真(1MD)，互調失真多呈現出鄰頻幹擾、帶内幹擾現象。為了擴展HPA的線性，産生了多種預失真技術，但其原理卻都是在調制器和高功放間插入一個非線性的器件作為預失真器件(PD)，使得預失真器和高功放作為一個整體來看，其增益特性為線性。
從局部來看，由于IM3和IM5對高功放的影響比較大，而IM3(三次互調分量)和IM5可由IM2與IM4與原基帶信号調制産生，因此隻要控制預失真器産生的IM2和IM4的系數，使其與高功放和原基帶信号調制産生的IM3和IM5精确地相位相反，理論上可以很大或完全地取消整體的IM3和IM5，使高功放呈現線性化，從而大幅度抑制帶外發射、減少帶内失真。
2、數字預失真和模拟預失真
預失真可以分為兩種即：數字預失真和模拟預失真。模拟預失真出現比較早，且技術比較成熟。對于模拟電視來說，低成本的。人工調整的中頻預失真電路可以工作的很好，這是因為傳送的圖像質量隻随HPA的工作非線性增加而降低，預失真電路隻需要定期的調整。而數字預失真技術是随着傳輸數字信号的應用不斷擴展的基礎上逐步發展起來的，數字音頻傳輸方面的預失真研究要比圖像傳輸方面相對成熟，國外對圖像傳輸方面的數字預失真已經有很多較成熟的技術和應用經驗，國内在數字預失真的研究相對滞後，在數字圖像傳輸試驗時或采用線性較好的電子管，或沿用模拟電視中的中頻預失真技術，但對于數字電視來說，由于存在着峭壁效應，即當傳送通道内的失真超過接收機糾錯能力時，圖像質量将從近乎完美變成完全丢失。
未來發射機的固态化趨勢及數字電視信号對于高功放非線性的敏感性都需要采用實時的。自适應的預失真技術來抑制HPA的失真引起的峭壁效應的産生。
DPD——酶
DPD(dihydropyrimidine dehydrogenase)，二氫嘧啶脫氫酶
DPD是體内嘧啶堿分解代謝的起始酶和限速酶,其活性個體間變異程度較大。
DPD酶研究現狀
1DPD酶在5-FU代謝中的作用:
5-FU在體内的代謝過程十分複雜,大緻可分為合成和分解兩方面:
①合成代謝(Anabolism):5-Fu結構類似尿嘧啶,在體内須轉化為相應的核苷酸類似物才能發揮細胞毒作用,其主要機制為轉化為一磷酸氟代脫氧尿苷(FdUMP),後者與胸苷酸合成酶(TS)、5,10-亞甲基四氫葉酸(5,10-CH2FH4)形成三聯複合物并抑制TS,阻礙dTMP的從頭合成;并以FdUTP或FUTP的形式摻入到DNA或RNA分子中,破壞其結構和功能。
②分解代謝(Catabolism):5-FU、尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶的分解系經3個相同的酶催化步驟完成。DPD酶是嘧啶類分解代謝的起始和限速酶,在輔基NADPH的參與下,将5-FU還原為二氫氟尿嘧啶(FUH2);再經二氫嘧啶酶打開環狀結構,産生5-氟-β-酰脲丙酸(FUPA);最後在β-丙氨酸合成酶催化下,形成5-氟-β-丙氨酸(FBAL)經腎髒排出體外。
5-FU進入體内後,80%以上在肝髒和其他組織中分解,而決定5-FU細胞毒性的合成代謝隻占極少比例,研究顯示5-FU的合成和分解之間存在着精細的平衡機制,其中分解代謝占主導地位。作為5-FU分解過程的關鍵酶,DPD活性高低直接決定了5-FU進入合成代謝和産生核苷酸類似物的量,藥代動力學研究也顯示DPD活性缺乏可導緻5-FU體内清除受阻,半衰期顯着延長,分解減弱而合成增加,細胞毒性也相應增強。
DPD酶檢測的方法
1外周血液DPD酶活性的檢測包括直接法和間接法。
①直接法：應用放射酶免法測量外周血單核細胞(PBMC)中的DPD酶活性，用每毫克蛋白每分鐘能代謝5-FU生成多少皮摩爾的H2U來表示，單位為pmol/min/mg-protein。
②間接法：DPD酶的底物包括天然的嘧啶、尿嘧啶和胸苷，DPD酶将血漿的内源性U降解為二氫尿嘧啶(H2U)，因此可以通過測量血漿中H2U/U比值來判斷血液中的DPD酶活性。
2組織中DPD酶活性的檢測間接法沒有報道，大多數都采用直接法。
3DPD酶蛋白表達
應用人的DPD酶的單克隆抗體行免疫組化檢查，檢測細胞内的DPD酶蛋白的表達，方法簡單，定性但不能定量。
4DPDmRNA的表達
應用逆轉錄聚合酶鍊反應(RT-PCR)來檢測。Uetake等應用RT-PCR方法檢測了51例結腸癌患者的癌組織和結腸正常組織中DPDmRNA的表達，他們發現結腸癌組織的DPDmRNA的表達與DPD酶活性相關，而在結腸正常組織中無相關。其他學者也有類似報道。
52-13碳－尿嘧啶呼氣法
檢測對象首先口服2-13碳－尿嘧啶，随後測定呼氣中的13CO2以及相關指數，來判定其DPD酶的活性。這種測定方法迅速、簡單、無創傷性，有待臨床進一步驗證和推廣。
DPD酶檢測的臨床意義
1.預測5-FU化療的毒性
患者在接受以5-FU為基礎化療中，目前大都學者認為DPD酶缺乏而引起嚴重的毒性。但也有學者持反對意見，Paolo等研究了110例結直腸癌患者，他們都接受5-FU+甲酰四氫葉酸(LV)化療，結果顯示外周血單核細胞(PBMC)的DPD酶活性與5-FU的毒性無關。
2.預測5-FU化療的敏感性
有文獻報道腫瘤組織内DPD酶水平可能預測5-FU化療的敏感性。姜文奇等報道肝癌組織DPD酶活性比正常肝組織中DPD酶活性明顯高，可能部分解釋肝癌患者對5-FU不敏感的原因。但有不少文獻報道結果不一緻，可能與5-FU代謝還涉及另外三個酶（胸苷酸合成酶、胸苷酸磷酸化酶和乳清酸磷酸核糖基轉移酶）有關，如聯合檢測以上三個酶更好地預測5-FU化療的敏感性。
3.指導5-FU個體化用藥
DPD酶缺乏易引起與5-FU相關的毒性，因此很多學者報道DPD酶活性低下或缺乏的患者接受5-FU化療時，5-FU的劑量需要适當調整，具體根據H2U/U的值來調整5-FU的劑量。對于DPD酶缺乏症的患者可以選用不含5-FU的化療方案。一個有趣值得探索的方法是DPD酶部分或完全缺乏的患者口服優福定(UFT)後，在肝髒中由替加氟慢慢地轉化釋放5-FU，DPD酶缺乏狀态可以通過可逆性的DPD酶抑制劑尿嘧啶阻止5-FU快速地降解而得到改善。
4.開發新的化療藥
目前正在研究DPD酶滅活劑或DPD酶的抑制劑，以增加5-FU的療效。現在研究較為成熟的藥有1.Eniluracil，化學名是5-乙炔尿嘧啶，它可以100%地滅活DPD酶，與5-FU合用時5-FU的量可以大大減少。2.TS1，替加氟、5-氯-2，4二氫嘧啶及乳清酸鉀以1:0.4:1的比例組成，其中5-氯-2,4二氫嘧啶是DPD酶的抑制劑，它抑制DPD酶的作用是尿嘧啶的200倍。上述藥物已經過Ⅱ期或Ⅲ期臨床試驗的驗證。
5.利用DPD酶的生理節律性進行時辰化療
Barry等發現外周血單核細胞DPD酶活性具有生理節律性，在淩晨1點最高，下午1點最低，引起5-FU的血漿濃度相應變化。故有學者認為利用這一規律，5-FU從22點到次日10點連續12小時給藥，淩晨4點達給藥高峰，可獲得更高的療效及更小的毒性。已有作者報道5-FU的時辰化療成功應用于結直腸癌患者的治療。
DPD法
概述
DPD法即是分光光度法
DPD法是通過測定被測物質在特定波長處或一定波長範圍内光的吸收度，對該物質進行定性和定量分析的方法。在分光光度計中，将不同波長的光連續地照射到一定濃度的樣品溶液時，便可得到與衆不同波長相對應的吸收強度。如以波長（λ）為橫坐标，吸收強度（A）為縱坐标，就可繪出該物質的吸收光譜曲線。利用該曲線進行物質定性、定量的分析方法，稱為分光光度法，也稱為吸收光譜法。
用紫外光源測定無色物質的方法，稱為紫外分光光度法；用可見光光源測定有色物質的方法，稱為可見光光度法。它們與比色法一樣，都以Beer-Lambert定律為基礎。上述的紫外光區與可見光區是常用的。但分光光度法的應用光區包括紫外光區，可見光區，紅外光區。
基本原理
當一束強度為I0的單色光垂直照射某物質的溶液後,由于一部分光被體系吸收,因此透射光的強度降至I,則溶液的透光率T為:根據朗伯(Lambert)-比爾(Beer)定律:令則式中A為吸光度，l為溶液層厚度，c為溶液的濃度，為吸光系數。其中吸光系數與溶液的本性、溫度以及波長等因素有關。溶液中其他組分（如溶劑等）對光的吸收可用空白液扣除。
由上式可知，當固定溶液層厚度l和吸光系數時，吸光度A與溶液的濃度成線性關系。在定量分析時，首先需要測定溶液對不同波長光的吸收情況（吸收光譜），從中确定最大吸收波長，然後以此波長的光為光源，測定一系列已知濃度c溶液的吸光度A，作出A~c工作曲線。在分析未知溶液時，根據測量的吸光度A，查工作曲線即可确定出相應的濃度。這便是分光光度法測量濃度的基本原理。
