優(yōu)化無(wú)線(xiàn)基站中功率放大器的性能與效率

隨著(zhù)需要在有限的無(wú)線(xiàn)頻譜上承載日益增加的數據流量，無(wú)論是用戶(hù)還是數字內容的快速增長(cháng)都為無(wú)線(xiàn)基礎局端承受著(zhù)巨大的壓力。滿(mǎn)足上述需求將產(chǎn)生高能耗，進(jìn)而導致基站系統的購置成本及其運行費用攀升。將無(wú)線(xiàn)信號從基站發(fā)射出去的基站功率放大器(PA)占基站成本的比例高達30%。在無(wú)線(xiàn)信號到達基站PA之前實(shí)施振幅因數降低(CFR)與數字預失真(DPD)技術(shù)可提高基站信號的質(zhì)量并擴大覆蓋范圍，同時(shí)還能降低系統的購置與運行成本。

提高頻譜效率的緊迫性

近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)用戶(hù)的數量大幅度增長(cháng)。同時(shí)，諸如音樂(lè )下載與通過(guò)手機實(shí)現因特網(wǎng)接入等新業(yè)務(wù)的出現，使得無(wú)線(xiàn)基礎局端的數據傳輸量越來(lái)越大。與此同時(shí)，分配給無(wú)線(xiàn)通信的頻譜卻保持不變。因此，用戶(hù)與流量的不斷增加導致無(wú)線(xiàn)頻譜變得異常擁堵。

這類(lèi)似于在交通高峰時(shí)段公路發(fā)生擁堵的狀況。假設頻譜是高速公路，數據（語(yǔ)音呼叫、音樂(lè )或因特網(wǎng)內容）是車(chē)輛。高速公路的寬度或車(chē)道數代表固定可用的無(wú)線(xiàn)頻譜數量。增加無(wú)線(xiàn)數據高速公路的車(chē)道是一項巨大的工程，正如增加現實(shí)世界中高速路的車(chē)道數一樣，需要涉及采購、建筑物拆遷以及車(chē)道的建筑工程。

在高速公路上，所有車(chē)輛正駛向各自的目的地，而且駕駛員都希望準時(shí)到達。每輛車(chē)都代表語(yǔ)音呼叫或音樂(lè )下載的一部份，眾多車(chē)輛都準時(shí)到達代表完成下載或呼叫。越來(lái)越多的用戶(hù)使用無(wú)線(xiàn)設備訪(fǎng)問(wèn)數字內容，就像高速公路上的車(chē)輛越來(lái)越多一樣。當高速路上的車(chē)輛過(guò)多時(shí)，交通速度開(kāi)始下降。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的情況也與此類(lèi)似。

為了解決這一問(wèn)題，無(wú)線(xiàn)提供商轉而采用了可提高頻譜效率的無(wú)線(xiàn)標準。這類(lèi)似于將多輛駛往同一目的地的轎車(chē)碼放在一輛卡車(chē)上，并將卡車(chē)沿著(zhù)高速公路開(kāi)往目的地。這種方法使相同的高速公路上可以實(shí)現更多的數據傳輸流量，而不會(huì )導致流量降低。為了提高頻譜效率，我們可部署或定義所有的無(wú)線(xiàn)標準，其中包括CDMA2000、W-CDMA、TD-SCDMA、MC-GSM、WiMAX以及LTE等。圖1顯示了近年來(lái)用于提高頻譜效率所部署或定義的無(wú)線(xiàn)標準。

圖1

保持服務(wù)質(zhì)量

采用最新的無(wú)線(xiàn)標準，可通過(guò)固定頻譜傳輸更多的數據，但新標準也有弱點(diǎn)，它們對基站PA失真非常敏感。失真會(huì )導致信號質(zhì)量下降，而且還會(huì )減少數據流量。為了解決這一問(wèn)題，無(wú)線(xiàn)提供商必須降低PA的傳輸功率或購買(mǎi)大得多的PA來(lái)覆蓋同一個(gè)區域。顯然，無(wú)線(xiàn)提供商必須保持廣泛的覆蓋范圍，因此他們需要購買(mǎi)更大、更昂貴的PA。而這些較大型PA會(huì )消耗大量電能，從而導致運營(yíng)成本相應上升。