无线基站中PA性能优化

），而且运行成本也最低（电力成本更低）。但随着无线用户数量的爆炸式增长以及通过基础局端传输的数据量大幅增长，这一状况发生了改变，原因是还有PA第三个特性的存在：失真随着输出功率的增加而相应增加，而当PA开始与理想（线性）曲线背离时，失真变得异常突出。

这第三种特性非常重要，因为现行无线标准对失真非常敏感，这意味着必须在饱和电平以下运行基站PA才可确保信号质量。处于饱和电平以下时，更多的输入能量会作为热能消耗掉了，而非消耗在输出信号的传输过程中。

这好比拥有一辆引擎强劲的汽车，却不能实现理想的速度。由于大引擎的燃气里程低，车主需要花费很多燃气钱，还不能充分发挥该引擎的功率。理想状态下，如果引擎的燃气效率高，车主可在充分享受汽车功率的同时，节省燃气费用。同样，在理想状态下，PA在接近其饱和电平的状态下运行，就能输出强信号，同时还具有极低的信号失真。此外，在接近饱和电平下运行可还节约能源。这也正是DPD与CFR对PA的价值所在。他们可提高PA输出功率的线性度，从而降低能耗。
线性化功率放大器性能

自适应DPD可以扩展宽频带射频(RF)PA的直线性能(straight-line performance)，而且远远超过正常扩展范围。如前所述，当输出功率增加时，输出功率与理想线性性能曲线发生偏离。这正是PA放大输出信号出现失真的地方，从而导致信号质量下降及干扰。DPD可将PA失真输出信号与非失真输入信号进行比较。然后，将输出信号中一个与失真正好对立的信号添加至输入，从而有效消除失真。由于DPD可扩展PA的线性范围，因此将其称为线性化技术（如图4）。

将输出与输入信号进行比较的过程叫做反馈，以数字化形式实施效率最高。由于温度等工作条件可能发生变化，数字反馈将提供根据变化的条件调整预失真所需的信息。数字预失真与反馈实施与模拟实施相比，其稳健性、灵活性以及可制造性都要高得多。DPD可将PA线性性能扩展2或3分贝(dB)，这对于PA的工作范围来说是一个显著的扩展。

通过在较大的工作范围内实现PA输出性性能的线性化，成本较低的低速率PA仍可以满足系统的性能要求。此外，具有更高线性性能曲线的PA也更节能。由于能量转化成热能消耗的减少以及制冷要求的降低，这不仅将降低耗电成本，而且系统的购置成本也会相应减少。

CFR是另外一种数字预失真技术，其可通过减少峰值至平均值比率(PAR)增加PA的工作输出功率。若要理解CFR的工作原理，请参考图3和上文所述的将轿车码放在卡车上以增加无线网络的数据量或流量的例子。如图3所示，如果输入功率提高到足够大，输出功率达到饱和，PA将不会导致输出功率的增加。这好比一辆卡车必须通过一个隧道。如果码放在卡车上的轿车过多，码放高度超过了隧道口的高度，顶部的轿车将被留在高速公路上，从而导致交通速度降低。况且，当卡车到达目的地时，已经丢失了好几辆轿车。丢失的轿车代表电话呼叫中丢失的数据。

我们继续采用这个比喻进行说明。CFR算法可分析每辆卡车的高度，以判断是否可以通过隧道。如果有必要，其会将每辆轿车缩小一点，以便卡车能通过隧道，并使所有轿车都能到达目的地。CFR能够自动降低信号峰值，并使信号通过PA而不会发生剪切或失真。