בתקשורת אלחוטית המודרנית, הביקוש לשיעורי נתונים גבוהים יותר וכיסוי רחב יותר ממשיך לדחוף ארכיטקטורות משדרות למגבלות שלהם.שלב Modulation (PM) נשאר טכניקת אבן הפינה בשל יעילותה הספקטרוםית והחוסנות שלה לרעש מפוספס, אבל יעילות כוח במדרים בשלב זה לעתים קרובות מספק פריסת יעילות של תוכניות ניהול קבועות של אנרגיה בתחנות בסיס, ידיים, ותחנות כוח הוא גם מספק השפעה דיגיטלית של תפקוד, אך ורק עלות של תהליכים סטנדרטיים של מערכת מדידה של תפקודים ברמה גבוהה של מערכת מדידה של תפקודים, אך ורק על בסיס קבוע של תפקודים.

תוצאות של שלב ה-Moderulation

שלב המודולציה מקודמת מידע על ידי שינוי השלב המיידי של נושא הסינוסדי. בצורתו האנלוגית, סטיית השלב היא פרופורציה ישירות לאות המנוי.בתקשורת דיגיטלית, שלב המודולציה מוושמת באופן נרחב כ-FLT:0phase-shift keying (PSK)FLT:1, שבו מצבי דיסקרטי מייצגים סמלים BPSK, 8-D, ו-D-שלבים מהירים יותר, אשר יכולים ליצור מעבר מורכב על פני הגרסאות מהירות יותר.

יעילות הכוח של משדר מוגדר כיחס של כוח פלט RF לכוח הקלט DC הננצר על ידי מגבר הכוח (PA) ותמיכה מעגלים. משדרי ראש מודרניים רבים מעסיקים הרשאות ליניאריות כי חייב לשמור על לינאריות גבוהה כדי למנוע ספקטרום רחב ומעט-טרור-פלימנט (A, ABPA, B) מציעים fidelity מעולה אבל סובל מיעילות נטועתית נמוכה - 30% להפחתה של כוח-Fontance (a) עם עלייה של שיעור כפול מגובה של מדרגה ראשונה (A, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת 50%).

אתגר הכוח

חוסר חשיבות ב-Power Amplifiers

מגברי כוח הם על ידי מכשירים לא ליניאריים טבע.כאשר אות בשלב-מתמדן עם מעטפה משתנה מוחל, amplitude-to-amplitude (AM) ו amplitude-to-phase (AM-PM) עיוותים אלה לייצר מוצרים בין-ממדיים להפיץ אנרגיה לערוצים הסמוכים, מה שגורם למערכת לפעול עם הרבה חזרה- 6B- 10-back-F.

צריכת חשמל במהלך שלב המעבר

(ב) שלב דיגיטלי, כל שינוי סמל מוביל לשינוי שלב.אם המעבר עובר ליד המקור (מקור QPSK וקונסטלציה סדר גבוה יותר שבו הנתיב חוצה דרך אפס amplitude), המעטפה קורסת ברגע זה דיפאון מהיר והחלמה גורמת לרש"פ לספק כוח RF קטן מאוד ועדיין לצייר DC הנוכחי, וכתוצאה מכך עלייה קצרה אך אינטנסיבית של יעילות ב-Q4.

המונחים: Spectral Regrowth

כל אי-לינאריות בשרשרת השידור, בין אם מהרש"פ, המנטר עצמו, או חוסר התאמה, יגרום לregrowth ספקטרלי.זה מאלץ את מעצב המערכת להשתמש ברש"ל ליניארי אפילו יותר (יעילות נמוכה יותר) או להוסיף כוח-hungryizer כגון משוב אנלוגי גם מקטין את גודל השגיאה (EV), אשר מותר ישירות ל-AMQ דרישות , לעתים קרובות, כלומר, קיבולת קווירית.

אסטרטגיות אופטימיזציה מתקדמות

Digital Predistortion (DPD)

(הקדמה דיגיטלית היא טכניקת הלינייזציה המאומצה ביותר במדרים מודרניים.מעבד של בסיס דיגיטלי חל מודל הפוך של הפונקציה העברה לא ליניארית של הרש"פ לאות קלט לפני המרה דיגיטלית-ל-אנליזה.עבור אותות מתואמים בשלב, ה-Predistor חייב לתקן הן את AM-AM והן את AM-PM- Advanced DPDs, תוך שימוש ב-Finaals, רשתות עצביות, או כוונון-Dupives-DF) באמצעות , לעתים קרובות, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, מאפשר שיפור מיידי של מערכת DLTFDLTDPTIF (DPT) עם שיפור רזולוציה של 3DLTDLT) עם רזולוציה (DLT) עם רזולוציה) עם רזולוציה) עם , לעומת 3, לעומת 3, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת טבלאות DLTFaterlimate Reductions) עם טבלאות DLT-PM) עם , לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת 3, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, בדיקות טיפול ב-

Envelope Tracking (ET)

Envelope מעקב דינמי מאמת את מתח האספקה של הרש"פ בסנכרון עם המעטפה המיידית של האות המנוצבה.במקום רכבת DC קבועה, ממיר מעבר (בדרך כלל ממיר buck-boost או רב-דרג) מספק מתח שעוקב אחר המעטפה. כי יעילות הניקוז של הרש"פ היא גבוהה מספיק כדי למנוע ping, ET להפחית את הכוח מבוזבז כמו 0G דרישות רוחב 5G).

כוח דוהרטי מגביר

האדריכלות הדורטית נותרה תקן זהב עבור הגדלת יעילות גבוהה של אותות ראש עם גבוה PAPR. זה משתמש ראשי (קרייר) מגבר מוטה בכיתה-AB או Class-B, ועלייה במגימה המופת ב- Class-C. ברמות כוח נמוכות, רק המוביל פועל; ברמות גבוהות יותר המגבר על פני זרם וזרקות בהווה כי נשאר יעיל בטווח של 55 מעלות כוח-H.

בדיקות (LINC) ו- Chireix Techniques

ה- Linear amplification באמצעות Nonlinear Components (LINC) או טכניקת OUTGING מתפצלת את אות גליגל-envelope לשני מרכיבים קבועים-מודולקויים (LINC) או Outphasing טכניקה זומכת על ידי רכיבי non-Limit (למשל, Class-E או Class-F), ולאחר מכן בשילוב באופן פסיבי, מאחר שכל רכיב של הרש"פ רואה יעילות מתמדת, גישה כוללת, 80-F%, כולל:

Polar Modulation

Modulation Polar מפריד את אות הבסיס לרכיבי ה-Amplitude והשלב שלה.הרכיב שלב מקנה את הרש"פ הרווי היעיל ביותר (למשל, Class-E או Class-F), בעוד המרכיב המבודד מניע את מתח האספקה (כמו מעקב מעטפה) או אדפטציה נפרדת של Gude Modulator. in a Fullקוטב, הרשות תמיד בסגת רוחב פס רחב, אשר דורש את שני אותות רוחב פס רחבים.

טכנולוגיית GaN

(הפיכות הדינמית משתנה בהתאם לתוצר הרש"פ כדי לשמור על יעילות גבוהה ככל שרמת הכוח משתנה.זה יכול להיות מיושם עם varactors, PIN diodes, או החלפת בנקים capacitor.כאשר בשילוב עםתקני GaN HEMT (אשר מציעים מתח התמוטטות גבוהה, צפיפות כוח גבוהה ויעילות מעולה), עומס יכול להניב ממוצע של מעל 60% עבור אותות 64-Q.

טכנולוגיות מתפתחות ומחקר

Machine Learning for PA Linearization and Efficiency Optimization

רשתות עצביות עמוקות ולמידה חיזוק מוחלים כדי להתאים את אפקטיביות טרום-ההתאמה בזמן אמת, משיכת הזדקנות, טמפרטורה סחף, וריאציות עומס. למידת מכונה יכול גם לייעל את נקודת התפעול של הרש"פ של שלב רב-שלב או לבחור את השילוב הטוב ביותר של DPD ו- ET עבור כל התפרצות של סרטן.

Digital Beamforming ו-Masive MIMO

במערכות גדולות של MIMO, כל נתיב אנטנה פועל בעוצמה נמוכה משמעותית להישמה.זה מאפשר שימוש במודולציה שלב דיגיטלית יעילה מאוד, מלאה בשילוב עם מערך הרש"פ של צ'יפ, כי כל רשות צריכה רק לטפל בשבריר של הכוח הכולל, הדרישה לאחור-off היא קטנה יותר, והיעילות הכוללת של המערכת משתפרת.

גליום ניליד (GaN) וגאליום ארנסן (GaAs) חידושים

מוליכים למחצה רחבים (GN-on-SiC) מאפשרים לרש"פ לפעול במתחים גבוהים יותר ובטמפרטורות עם קיבולים טפיליים נמוכים יותר.זה מתורגם לדחיסות כוח גבוהה ויעילות גבוהה יותר בתדרים גלימטר (28 GHz ומעלה) עבור אותות בשלב של לוויינים, GaNs המשולבים עם לינאריזציה דיגיטלית הוכיחו > 45% דרישות בדיקה מקיפה של JR.

המונחים: Direct RF Conversion

משדרי RF ישירים מסזנת את המוביל המובנה ישירות בתדירות הפלט נמנעים מהפרעות אנלוגיות I/Q ולהפחית את מספר השלבים התערובת.כאשר בשילוב עם ממירים דיגיטליים-ל-אנליזה גבוהה (DACs) ו predistortion דיגיטלית, ארכיטקטורות אלה יכולות להשיג יעילות גבוהה מאוד על ידי ביטול השלבים הנהג ליניארי הדרושים באופן קונבנציונלי.

שיקולים מעשיים

ניהול וגמישות

רווחי יעילות הם חסרי משמעות אם הרש"פ עולה על טמפרטורת הצומת המקסימלית שלה.היטשינג, קירור אוויר מאולץ, והשימוש בחומרי ממשק תרמי מתקדמים הופך קריטי כאשר פועל ליד אזור השכור.בעיצובים מחלחלים ומתפזרים, המגבר המעלה עשוי להתפזר יותר חום מאשר המוביל; חלוקה לא אחידה יכולה לגרום לבעיות אמינות.

EVM ו- Spectral Mask Trade-offs

כל אופטימיזציה הדוחקת את הרש"פ להעלאת העיוותים.התחליף המסחרי הסטנדרטי: יעילות גבוהה יותר מגיעה לעתים קרובות עלות של EVM גרוע יותר או מסנן מחמיר יותר. עיצוב מוצלח מוצא את הנקודה המתוקה שבה יעילות ממקסימה תוך עמידה עדיין עמידה במסכה ספקטרלית ובמערכת EVM. . חסימה דיגיטלית ומעטפה הם שני הצלעות היעילות ביותר כדי להתאים את האיזון הזה.

אתגר מבחן ומדד

(האפיון שלב-מודול של יעילותו של משדר דורש התקנה זהירה: גנרטור אות וקטור כדי ליצור את צורת הגלם המושתתת, מד כוח למדידת כוח התפוקה הממוצע, ומערכת מדידה של DC עבור זרמי אספקה. רוחב פס של אות משתנה משפיע על ההתנהגות הדינמית של הרש"פ; מדדים סטטיים (CW) לבדם אינם מספיקים.

מסקנה

אופטימיזציה של יעילות כוח במדרים בשלב זה הוא בעיה הנדסית רב-פנים המשתרעת על ידי טכנולוגיית Semiconductor, ארכיטקטורת מעגלים, עיבוד אותות דיגיטליים ושילוב מערכת.אתגר הליבה - שמירה על ליניאריות תוך הפעלת הרש"פ ליד נקודת הישיעה שלה - מטופלת על ידי ערכת כלים מוכחת: שיפורים דיגיטליים, מעקב, מעקב, שילוב, מתפזר, מחלחל, ומודולציה מתקדמת כמו אותות הגנה לטווח בינוניים, 60% יותר, כגון הגנה מפני יעילות גבוהה של מערכת ההפעלה, שיפורי כוח, שיפור מוקדם יותר, שיפור מערכת ההפעלה, כוח, כוח, שיפור אסטרטגי, כוח, כוח, כוח- 60% יותר, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, אופטימיזציה של מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, אופטימיזציה של מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, מערכת ההפעלה, מערכת ההפעלה, אופטימיזציה של מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, אופטימיזציה של מערכת ההפעלה, מערכת ההפעלה, מערכת ההפעלה, אופטימיזציה של מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, מערכת ההפעלה, שיפור מוקדם יותר, שיפור מוקדם יותר, אופטימיזציה של מערכת ההפעלה

מהנדסים אשר שולטים בטכניקות אלה יוכלו לעצב משדרים העומדים בדרישות המחמירות של 5G--מתקדמים, תקשורת לווינית ומעבר לכך, תוך צמצום צריכת האנרגיה והעלויות התפעוליות.השדה נשאר פעיל, עם מחקר מתמשך לכדי התנצלות חדשה של הרש"פ, אלגוריתמים מתאימים, ויישומים משולבים-circuit. על ידי שמירה על חשיבה מלומדת מערכות, יכול להשיג איזון מנצח של ביצועים, יעילות, יעילות, ומפתחים.