利用RF预失真实现功放线性化
因为像快速傅里叶变换(FFT)和误差指标产生等功能更适合使用数字信号处理(DSP)技术实现。如图7所示,监视输入部分包括下变频器和ADC,这是提供DSP使用的频谱分解数据所要求的。与依赖于外部下变频器和ADC的DPD相比,RFFB ADC的集成是一个显著的区别。SC1889/69 SoC中采用的这种独特的分割方法可产生单片、高集成度的解决方案,不仅能保持数字方法的灵活性,而且具有模拟方法的简单性和低功耗优势。
线性化解决方案的总体性能取决于许多因素。RFPAL方法的最大好处是可以用作回退功放的替代方案。与回退功放相比,功耗仅0.4W的RFPAL可以带来高达4倍的效率改进,并可实现同样比例的总体系统功耗下降。另外,线性化方法能使功放更接近PSAT工作点工作,从而允许使用更小的晶体管实现目标输出功率。功耗的降低意味着可以减少系统的年度运行成本(电气成本),当天线功率电平大于5W时,可以在相当短时间内弥补RFPAL解决方案的初始成本。
下表显示系统功耗和系统效率比回退放大器有明显的优势:效率提高了3倍,系统功耗降低67W以上,年运行成本节省近30美元。虽然不是每个系统都一直工作在最大输出功率,但必须为最差情况设计电源容量和系统冷却要求。与工作在回退模式的功放相比,以前一直被忽视的预失真技术能够极大的减小尺寸/体积以及与电源和冷却部件(散热器、风扇等)相关的成本。
在比较RFPAL方法与DPD技术时可以发现一个明显的重要区别。即使DPD可以比RFPAL方法提供更好的最后一级功放效率(表中数据为高出2%,但在大多数情况下差距要小得多),但DPD的总体系统效率仍低于RFPAL,因为DPD方法具有较高的功耗。当天线输出功率电平低于10W并接近0.5W时,RFPAL系统效率的提高幅度将越来越大,因为DPD功耗在总体系统功耗中所占的比例越来越大。这种差异可以使用Scintera公司在其网站上提供的效率计算器查看。鉴于与DPD相似的校正性能、但改进了功耗和效率、减小了复杂性、降低了系统成本和缩小了外形封装,RFPAL是作为异类网络部署一部分的小型蜂窝设计的理想之选。
在比较这些不同的功放线性化方法时,重要的是要认识到,有一些模拟应用是没法使用DPD的,如模拟远程无线电头端、功放模块、中继器和微波回传系统。由于RFPAL方法是一种自适应的RFIN/RFOUT和独立线性化解决方案,不需要外部数字控制,因此全模拟系统也可以使用。图4a所示的数字部分是可选的,主要用于需要报告功能的应用,对上述模拟应用来说不是必需的。SC1889/69易于集成,不需要预失真算法方面的专业知识,因此是工作在回退模式的功放的实用性替代方案。
SC1889和SC1869 SoC非常适合频率范围从470MHz至2800MHz的各种蜂窝应用,这些应用的PAR可达10dB,可以使用静态平均功率波形如CDMA和WCDMA、动态平均功率信号如WiMAX、HSDPA和LTE以及包括A/B类或Doherty放大器在内且基于不同工艺技术(如硅LDMOS、GaN和GaAs器件技术)的宽范围功放。采用预失真技术和反馈技术的这些器件可以补偿由于AM-AM、AM-PM、互调甚至功放存储效应造成的失真。SC1889和SC1869 RFPAL是自适应的系统,主要功能是处理输入信号,为通信系统提供输出信号,并且支持在远程无线电装置中独立工作。这些器件是回退技术的实用化替代方案,可进一步改进放大器的线性性能。这两种器件都可以工作在-40℃至+100℃的宽温度范围内。Scintera公司还针对微波无线电和广播基础设施市场开发出了相应的产品,在平均输出功率超过600W的DVB-T、ATSC和CMMB发射机中都集成有RFPAL电路。RFPAL技术同样适用于军事和公共安全系统中使用的那些通信平台。
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