宽带A类放大器在通信测试中的应用

多个并行的子信道，每个子信道的子载波频率不同。这种与窄带子载波间隔紧密的宽带频谱即为传输信号。间隔紧密提高了系统频谱效率。

图2 OFDM信号产生过程图示

子载波数据速率低，因而发送符号较长，同时可增加保护间隔。这使得OFDM可应对信道挑战性要求，如多径衰落（WCDMA真正存在的一个问题）、窄带干扰与符号间干扰，比以往方案更占优势。从而使并行传输数据的净数据传输率等于信号原有的高数据速率。

在接收端实现紧凑的频谱与信道分离的易用性关键在于子载波间的正交性。

正交性

为便于解释OFDM概念中的正交性，首先重温时域中重复脉冲的傅里叶变换对，以及在频域的sinc函数。图3表示变换对，其中（a）表示RF频率（音调）开启T秒，到下一脉冲时关闭，（b）表示频域等同于以频率为f的RF脉冲为中心的sinc函数，与零点位置1/T分开。

图3 RF频率f赫兹重复脉冲与T秒持续时间

若在相同脉冲周期T内引入另一两倍于第一（即2f）频率的音调，就会使另一sinc函数与第一音调相近，但如图4所示，最大不会超过2f，且以第一音调的第一零点位置为中心。由于第二音调的最大值产生于第一音调零点位置，所以两者之间不会产生交叉干扰。在同时增加更多频率f（图4中所示3f）的整数倍音调创建紧凑型频谱时，也同样适用，音调之间不会产生交叉干扰。

图4 频域里紧凑型正交子载波在f与3f均位于零点位置时取得最大值2f，因此不会产生交叉干扰。

信道音调f、2f与3f在时域中如图5所示。注意，每个增加的子信道是基本音调f的谐波，因此相对所有子信道来说，在脉冲持续时间T内为完整周期的整数倍。

图5 正交子载波时域显示（注意：所有子载波在脉冲持续时间T内拥有完整周期）

解复用

通过OFDM复合信号乘以所需子载波音调与集成数值（图6），即可达到解复用。

图6 子信道解复用概念

解复用过程中，只有被分离的子载波拥有非零整数，因此分离子载波不会受到其他子载波干扰。版1出示的是非零结果的简单数学证明过程。

版1：证明音调乘以T时内本身与集成数值得出非零数值。

注意接收到的音调调制（QAM，PSK等）被保留下来。

所有其他音调得出零值，如版2所示。所有信道音调过程在顺序上是重复的（图6回形步骤中圆形开关），恢复数据信号串行发送，用于解调。

发射波形特征

峰值平均功率比（PAPR）

峰值平均功率比，也称波峰因数，是复合信号峰值功率与RMS功率的比率。PAPR由相长干扰引起，以dB为表示单位；在多种同时发射的信号相位对准时产生高PAPR。

WCDMA与OFDM波形峰值功率与平均功率比率都比较高，WCDMA通常在10dB到11dB，OFDMA通常在12dB到13dB。若偶尔出现的信号峰没有剔除，这些高比率就意味着选择放大器的额定功率很有挑战。具有此类峰值的OFDM信号如图7所示。

版2：证明音调乘以谐波与T时内集成数值得出零值。

图7 OFDM复合信号偶尔出示高峰值

ACLR

相邻信道泄漏比（ACLR）可相对测量泄漏至相邻信道的信号功率。

WCDMA ACLR限值

信号通过一个根升余弦滤波器（RRC）、3.84MHz带宽与滚降因子（α=0.22）进行传递。可使3.84MHz频带扩至4.68MHz，每个信道所分配的频带为5MHz。

泄漏至最近的WCDMA信道（测量点距离取5MHz处）的功率ACLR限值为45dBc，其相邻信道限值为50dBc（测量点距离取10MHz处）的下一个通道上沿。

图8所示曲线选自一组标示功率放大器的性能曲线。信号分析仪显示屏上的红色虚线分别为45dBc和50dBc限值。

图8 WCDMA功率（黄色追踪曲线）表示发送信道、以及泄漏至左侧两相邻信道与右侧两相邻信道的功率分布状况。

图8表示WCDMA功率（黄色追踪曲线）表示发送信道、以及泄漏至左侧两相邻信道与右侧两相邻信道的功率分布状况。发送信道的绝对功率（以dBm为单位）用蓝色块标示。相邻频带的相对功率（dBc）也用蓝色块标示。每个相邻信道的ACLR限值用红色标示（两边最近的信道标示的是45dBc，另两个较远的信道标示的是50dBc）

OFDM ACLR限值

限值和测量用滤波器各不相同，取决于相邻信道是OFDM或WCDMA。为OFDM时，ACLR测量使用方测量滤波器（一个用于传输信道，一个用于相邻信道）。当相邻信道是WCDMA时，如上所述ACLR测量使用RRC滤波器。在这两种情况下OFDM ACLR限值均为45dBc。

放大器的性能特点

在测试WCDMA和OFDMA基站传输组件/路径中，ACLR性能是宽带放大器的关键属性。图9和图10表示当今宽带放大器的设计中砷化镓（GaAsFET）和氮化镓（GaN）两种晶体管技术采集的ACLR数据。

该图显示了不同ACLR限值在整个频带放大器可实现的载波功率。同时展示了晶体管技术的可扩展特性，该放大器功率为额定功