優(yōu)化無(wú)線(xiàn)基站中功率放大器的性能與效率

向具有極高頻譜效率的無(wú)線(xiàn)標準的過(guò)渡大幅增加了無(wú)線(xiàn)服務(wù)的部署與運行成本。如果提供商想要在降低成本的同時(shí)提高質(zhì)量，就必須解決這一問(wèn)題。德州儀器(TI)開(kāi)發(fā)的解決方案將自適應數字預失真(DPD)與振幅因數降低(CFR)進(jìn)行了完美結合，從而使上述問(wèn)題迎刃而解。

雖然諸如RF前饋、RF反饋、FR/IF預失真以及后失真等老式技術(shù)提高了PA性能并減少了失真，但自適應DPD方案是業(yè)經(jīng)驗證最具靈活性的超低成本方案。針對所有現行無(wú)線(xiàn)標準以及最普遍PA技術(shù)（包括A/B類(lèi)、Doherty，甚至新出現的包絡(luò )追蹤PA架構等）而言，TIDPD/CFR解決方案都能增強PA性能。圖2將DPD與其它解決方案進(jìn)行了比較。

圖2

表面失真(Creepingdistortion)

DPD與CFR是兩種信號處理技術(shù)，不僅可感測輸入與輸出信號的特征，而且還能防止出現失真潛入PA無(wú)線(xiàn)輸出信號的機制。這使PA輸出性能能在其更廣泛的工作范圍內實(shí)現幾乎完全的線(xiàn)性化。無(wú)需減少對PA的輸出功率就可避免其運行范圍上端出現失真，從而使PA更加節能，進(jìn)而降低基站的制冷需求與運行成本。

從圖3可以了解PA的工作原理。如藍線(xiàn)所示，理想的PA具有線(xiàn)性或一對一響應。比如，如果提高10%的輸入功率，那么輸出功率也將相應提高10%。而現實(shí)世界中PA的性能如黑色曲線(xiàn)所示，PA性能在輸出功率處于極低水平的情況下與理想的PA一致，而在較高的輸出功率水平下則會(huì )下降至理想PA之下。例如，如果將現實(shí)世界中PA的輸入功率提高10%，其輸出功率僅會(huì )提高9%。因此，即使在輸入功率不斷提高的情況下，PA的輸出功率也將停止上升。

圖3

要理解CFR與DPD對當前及未來(lái)無(wú)線(xiàn)基礎局端的重要性，就必須了解PA的三大基本特性。首先，輸出功率決定無(wú)線(xiàn)信號的范圍。較大的輸出功率將實(shí)現更廣泛的基站覆蓋范圍。第二，PA的功率效率隨輸出功率的增加而相應提高，并在臨近其飽和水平時(shí)達到最高值。從上述兩個(gè)特性可以看出，基站以最高功率運行的情況下覆蓋范圍最廣而且功耗也最低。

過(guò)去的無(wú)線(xiàn)標準使服務(wù)提供商在接近最大輸出功率下才運行基站，從而實(shí)現最低的資本成本（覆蓋同一區域所需的基站更少），而且運行成本也最低（電力成本更低）。但隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)用戶(hù)數量的爆炸式增長(cháng)以及通過(guò)基礎局端傳輸的數據量大幅增長(cháng)，這一狀況發(fā)生了改變，原因是還有PA第三個(gè)特性的存在：失真隨著(zhù)輸出功率的增加而相應增加，而當PA開(kāi)始與理想（線(xiàn)性）曲線(xiàn)背離時(shí)，失真變得異常突出。