TD-SCDMA下行链路提高功率放大器功效的研究

论文摘要

随着TD-SCDMA网络的大规模建设,如何降低网络投资（CapEx）和运营支出（OpEx）已经成为业界越来越关注的问题。移动设备制造商从运营商的角度考虑,为了降低无线通信网络的建网成本,推出了分布式基站解决方案;为了进一步降低运营商的运营成本,在基站中加入了CFR+DPD特性,以提高功率放大器的工作效率。运营支出与基站功率放大器的功效直接相关,目前只有很小一部分直流功率能够转化为功率放大器的输出功率。功率放大器的功效是下行链路信号包络的函数。TD-SCDMA信号具有高峰均比,其包络起伏变化剧烈。这对功放的工作点提出了严格的限制:为了处理信号当中的峰值,就必须加大功放的输出回退,导致功放工作点偏离了最佳位置而影响了工作效率。CFR算法通过降低信号的峰均比来减少功放的输出回退,从而提高功放的工作效率。另外一种提高功放效率的方法是采用DPD技术,与使用CFR技术减小信号的动态范围不同,DPD技术直接对功率放大器进行线性化处理。DPD技术不是本文讨论的重点。CFR技术在实现上有多种方案,本文详细介绍了其中一种PC-CFR方案。在论述了算法原理之后,文中给出了FPGA+DSP的硬件实现方案。然后按照3GPP技术规范中提出的要求并结合经验值,在数字中频对CFR进行了独立测试。最后给出了一种能够进一步优化CFR算法的改进方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究动机
• 1.3 论文结构
• 第二章 TD-SCDMA系统中的新技术
• 2.1 TD-SCDMA系统中引入BBU+RRU技术
• 2.1.1 传统建网方式的困境
• 2.1.2 分布式基站解决方案
• 2.1.3 RRU组网方案
• 2.1.4 RRU工作原理
• 2.2 分布式基站RRU中引入CFR+DPD技术
• 2.2.1 TD-SCDMA信号具有高峰均比
• 2.2.2 功率放大器
• 2.2.3 高峰均比对功放效率的影响
• 2.2.4 将CFR+DPD技术引入RRU
• 第三章 TD-SCDMA信号的射频特性
• 3.1 工作频段与收发频率间隔
• 3.2 TD-SCDMA系统帧结构
• 3.3 占用带宽
• 3.4 信号的品质参数
• 3.4.1 峰均比与CCDF图
• 3.4.2 调制精度
• 3.4.3 带外辐射
• 3.4.4 CFR的中频测试方法
• 第四章 CFR算法原理
• 4.1 算法概述
• 4.2 PC-CFR工作原理
• 4.3 削峰信号的合成
• 4.4 削峰门限的计算
• 第五章 CFR算法的硬件实现
• 5.1 信号模值的计算
• 5.2 模值定标的实现
• 5.3 峰值检测的实现
• 5.4 相位定标的实现
• 5.5 原始削峰信号的生成
• 5.6 复数乘法
• 5.7 延迟
• 5.8 FPGA实现
• 第六章 CFR的测试
• 6.1 CFR的测试平台
• 6.2 CFR的测试结果
• 6.2.1 典型情况下的测试结果
• 6.2.2 改变削峰门限的测试结果
• 6.3 CFR的改进方案
• 第七章 结论
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢