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1、第19卷第1期 微 波 学 报Vol.19No.12003年3月JOURNALOFMICROWAVESMar.2003文章编号:100526122(2003)0120080205X数字自适应前馈功放线性化研究122朱晓维 李成进 邹 乐(1.东南大学毫米波国家重点实验室,南京210096;2.阿尔卡特上海贝尔有限公司,上海200092)摘 要:本文研究了一种新的前馈线性化功放的结构,省去了导频信号,在经典的两环前馈法基础上引入第三环,通过第三环直接提取交调信号,同时在线性化功放系统中引入了DSP控制器,用最
2、优化算法进行控制,实现了对线性化功放的自适应控制。此方案被用于cdma2000基站功放的设计,使三载波CDMA信号输出的ACPR低于-51dB。关键词:功率放大器,数字自适应,前馈,线性化InvestigationonDigitalAdaptiveFeedforwardLinearizationTechnology122ZHUXiaowei,LIChengjin,ZOULe(1.StateKeyLab.ofMMW,SoutheastUniversity,Nanjing210096;2.AlcatelShang
3、haiBellCo.,Ltd,Shanghai200092)Abstract:Thispaperdescribesanewdesignmethodforadaptivefeedforwardpoweramplifier.Thethirdloopisaddedtotheconventionaltwoloopsfeedforwardsystemwhichcoulddetecttheintermodulationdirectlyandthereisnoneedforadditionalpilotsignalanym
4、ore.TheDSPsystemisusedtoadaptivelycontrolthreeloopsandmakesthefeedforwardsystemautomaticallyachieveoptimumresults.Theachievementhasbeenusedincdma2000basestationpoweramplifier.TheACPRoftheamplifierisbetterthan-50dB.Keywords:Poweramplifier,Digitaladaptation,F
5、eedforward,Linearization1背景随着无线通信的迅猛发展,通信频率资源变得越来越紧张,这就导致了各种具有高频谱利用率和宽频带通信体制的出现。在现代数字通信系统中,多采用QPSK(四相移相键控)或16QAM(十六状态正交调幅)的调制方式。这种调制方式产生的信号是非恒定包络的调相信号,而且系统又是多载波/多信道的。这就要求射频系统有很好的线性,否则就会产生失真。这种失真表现为AM2AM/AM2PM失真,产生的带内信号干扰已调信号,导致已调制矢量信号的幅度和相位出现偏差(EVM,矢量调制误差),
6、同时导致频谱扩展,干扰邻道信号,导致误码率的恶化。功率放大器是射频系统的关键部件,也是产生非线性的主要部件,因此改善功放的非线性具有重大意义。目前功放线性化方法主要有3种:反馈法、预失真方法和前馈法。反馈法更适用于单载波、单信道情况,Cartesian环简单,易于集成,适用于手机中的功放,但稳定的工作带宽仅限于几百kHz。预失真技术一般在小信号情况下进行,它具有电路形式简单,调整方便,效率高的特点。前馈技术则可有效改善功放的线性度,同时可获得较大的带宽,非常适用于第三代移动通信系统的多载波、宽带工作方式。但随
7、着工作条件和工作环境的变化,前馈环路的幅度和相位会发生变化,线性化的效果就会下降。为了保持好的线性化效果,就需X收稿日期:2002207210;定稿日期:2002212203第19卷第1期 朱晓维等:数字自适应前馈功放线性化研究81要对环路的幅度和相位进行自适应控制,而采用DSP技术的自适应控制可以提高环路控制的精度和适时性,并实现灵活编程,是当前自适应线性化功率放大器控制技术的发展主流。传统的自适应控制多采用加入〔1,2〕导频信号的方法,但本文是通过引入第三环提取交调分量,从而去除了复
8、杂的导频电路。本文采用DSP技术研究了数字自适应前馈功放线性化技术,并把它应用在cdma2000基站的设计中,取得了很好的线性度改善效果。在输入三载波CDMA信号测试时,输出信号的邻道信号功率比(ACPR)指标由-31dB改善到-51dB。2 设计方案正向前馈功率放大器的关键是使两环的幅度和相位有效地补偿,实现自适应控制就是要对两环的幅度和相位进行自适应调节,使最后输出信号的线性度最优。本文提出采用
