纖巧的數字預失真接收器集成了RF、濾波器和ADC

　　在蜂窩基站中，功率放大器 (PA) 消耗的電功率比其他任何組件都多，因此就服務(wù)提供商而言， PA 是增大運營(yíng)支出的一個(gè)重要因素。復雜的數字調制方法要求 PA 具有極高的線(xiàn)性，因此必須在遠低于飽和區的范圍內驅動(dòng)功率放大器，在這個(gè)區域內， PA 的效率最高。為了提高 PA 的效率，設計師使用了數字技術(shù)，以降低波峰因數，并改善 PA 的線(xiàn)性度，從而允許 PA 在靠近飽和區的范圍內工作。數字預失真 (DPD) 是首選的 PA 線(xiàn)性化方法。數字預失真算法受到了大量關(guān)注，不過(guò)還有一個(gè)關(guān)鍵組件，即 RF 反饋接收器。

　　數字預失真接收器的要求

　　數字預失真接收器將 PA 的輸出從 RF 信號轉換回數字信號，是反饋環(huán)路的一部分 (參見(jiàn)圖 1) 。關(guān)鍵設計要求是，輸入頻率范圍和功率大小、中頻以及要數字化的帶寬。在這些要求中，有些可以直接從 PA 的性能規范中得出，有些是在設計時(shí)優(yōu)化的?；鶐Оl(fā)送信號被上變頻至載頻，并被限定在由 WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE 等空中接口標準所規定的頻段內。由于 DPD 環(huán)路的用途是測量 PA 傳遞函數，因而不必分離載頻或對數字數據進(jìn)行解調。PA 非線(xiàn)性將產(chǎn)生奇數階的互調分量，這些分量會(huì )在相鄰通道和交替通道中形成頻譜增生。3 階分量出現在 3 倍于期望通道帶寬的范圍之內 (見(jiàn)圖 2)。同樣，5 階分量和 7 階分量則分別處在 5 倍和 7 倍于期望通道帶寬的范圍以?xún)?。因此，DPD 接通器必須獲得一個(gè)與正在進(jìn)行線(xiàn)性化處理的互調分量之階數相等的發(fā)送帶寬倍數?！　?/p>

圖 1：數字預失真信號鏈路　　

圖 2：互調分量

　　目前的開(kāi)發(fā)趨勢是將所需通道混頻至中頻 (IF) ，并捕獲所有互調分量的全部帶寬。要準確選擇中頻以減輕濾波負擔，并避開(kāi)按照規范要求已經(jīng)確定的其他頻率。類(lèi)似地，采樣率也要選擇為數字調制芯片速率的倍數，例如，在 WCDMA 情況下為 3.84MHz。最后，奈奎斯特 (Nyquist) 定理要求，采樣率必須至少是采樣帶寬的 2 倍。盡管很多配置都是可接受的，但是這里僅列出一組滿(mǎn)足這些限制的配置，中頻為 184.32MHz，ADC 采樣率為 245.76MHz，帶寬為 122.88MHz。

　　在 20W PA 的情況下，平均輸出功率是 43dBm。峰值對平均值之比 (PAR) 約為 15dBm。為了將接收鏈路混頻器的平均輸入功率設定為 -15dBm，耦合器和衰減器合起來(lái)的插入損耗必須是 58dB (參見(jiàn)圖 1)。WCDMA 標準規定， PA 的帶內噪聲最大為 -13dBm/MHz (-73dBm/Hz)。因此，耦合器和衰減器 (-58dB) 及 PA 噪聲限制 (-13dBm/MHz) 合起來(lái)，要求接收器靈敏度必須低于 -71dBm/MHz (-131dBm/Hz)。為了提供充足的裕度，至少需要比這個(gè)值好 6dB 至 10dB 的數值。這就為數字預失真接收器設定了頻率計劃、功率大小和靈敏度要求。