非线性宽带功率放大器的平均功率跟踪技术

简介：
本研究探讨了非线性宽带功率放大器中平均功率跟踪技术的应用与优化，旨在提高放大器在宽带通信中的效率和性能。 宽带高度非线性功率放大器（PA）的平均功率跟踪方法是一种追踪并补偿数字预失真(DPD)更新过程中功率放大器输出功率波动的技术。这种方法对于确保在宽带多载波系统中DPD更新时系统的稳定性能至关重要。 数字预失真技术(Digital Predistortion, DPD)是基站应用中的智能且高成本效益的解决方案，用于减轻带内失真和频谱再生问题。然而，在DPD更新过程中，为了保证其效果，需要控制数字预失者的平均功率增益，特别是在宽带多载波系统中。 DPD模型包括多项式模型、谐波多项式模型以及自适应模型等类型。在这些模型下，原始数据被用来修正预失真器输入信号和反馈信号之间的平均功率增益差异。然而，在应用过程中，由于功率放大器输出下降及其对不同平均功率增益的响应变化，DPD性能会受到影响。尤其是在接近饱和状态时，DPD的效果与功放的实际输出紧密相关。 宽带高度非线性PA的平均功率跟踪方法首先引入了联合失真概率分布(Joint Distortion Probability Distribution, JDPD)的概念，它结合预失真器输入信号和功率放大器压缩情况以提取相关的平均功率增益波动。通过使用线性区域重定位技术来准确识别功放的非线性状态。 其次，该方法利用预失真模型获取与PA记忆效应相关的平均功率增益变化，并最终实现对输出功率波动的有效控制。实验表明，在长时间运行中，这种方法至少能提升DPD性能3dB以上。 实际应用中，由于宽带高度非线性功放可能因功率变动导致的不稳定问题，在数字预失真过程中需要该方法来确保稳定性和优化性能。通过追踪PA输出功率的变化并相应调整DPD算法增益值，可以保证整个工作周期内的恒定和最佳输出效果。 实现这一技术需在设计阶段进行精确建模与测试，分析非线性行为及其影响因素（如温度变化、电源波动及负载变化等），以确定适当的补偿策略。此外，在实时监测和调整方面需要专门的算法和支持硬件设施。 总的来说，宽带高度非线性功放平均功率跟踪方法结合了先进的信号处理技术和PA设计理念，能够有效应对多载波系统中的性能挑战，并提高整体效率与可靠性。这使得通信基站能更有效地传输数据并减少由功率波动引起的干扰，在日益增长的数据流量需求下显得尤为重要。