Modern kablosuz iletişimde, daha yüksek veri oranları ve daha geniş kapsama talebi, verici mimarileri sınırlarına itmeye devam ediyor. Faz modulation (PM) verimlilik ve dayanıklılık nedeniyle, yüksek çözünürlükte esneklikten dolayı bir temel istasyonlarda, sabitleştirilmiş dönüştürücülerin arkasındaki güç verimliliği sağlar ve yapılandırılmış bir performansa sahip olan stratejilerin belirlenmesi için yalnızca bir temel maliyetle ilgili bir çözüm oluşturabilir.

Faz Modulation

Faz modulation, bir sinüsoidal taşıyıcının anlık aşamasıyla ilgili bilgileri genişletir.In analog formunda, faz sapması doğrudan modülasyon sinyaline göre orantılıdır. Dijital iletişimde, faz modulation yaygın olarak uygulanabilir:0) taşıyıcı-değiştirilebilir anahtarlama (PSK), ayrık faz durumlarının sembollerini temsil eder. BPSK, QPSK, 8-PSK ve daha yüksek sipariş tüm hızlı aşama geçişleri için tüm farklı şekillerde uygulanır.

Bir vericinin güç verimliliği, RF çıktı gücünün DC girişi gücüne olan oranı olarak tanımlanır (A, AB, B) güçlendiricisi tarafından tüketilen ve devre dışı bırakılmış birçok modern PM vericisi, yüksek doğrusallığı korumak için kullanılan lineer PA'ları çalıştırır ve yüksek riskli olmayan bir şekilde azaltır. Linear sınıfları (A, AB, B) mükemmel bir sadakat sunar, ancak tipik olarak bir sınıf için% 30 ile% 50 arasında.

Güç Verimliliği Challenge

Güç Amplifiers'te doğrusallık

Güç yükselteçleri, doğa dışı cihazlar tarafından yapılır. Farklı zarfla yapılan bir faz ayarlandığında, amplitüdül (AM-AM) ve amplifiğe dayalı bozulmalar ortaya çıkar.Bu bozulmalar, enerjiyi bitişik kanallara yayan ürünler üretir, sistemin önemli geri çekilmeye zorlanır - bazen 6-10 dB veya daha fazlası.

Faz Geçişleri sırasında Güç Tüketimi

Dijital faz modulation, her sembolü geçiş taşıyıcıyı fazı değiştirmek için güçlendirir. geçiş kökenine yakın geçerse (QPSK'de ve yol sıfır amplity ile daha yüksek sipariş takımyıldızlar), çökmüş zarflar, şu anda tamamen.Bu hızlı ve kurtarma, PA'dan çok az RF gücü teslim eder, ancak kısa bir DC'ye kadar verimsizliğe yol açar.

Signal Distortion ve Spectral Regrowth

Bu, sistem tasarımcısının daha da sıkı kullanmasına veya analog geri bildirim gibi bir güçlendiricisi eklemesine neden olacaktır.Demirlik ayrıca hata büyüklüğüne (EVM) doğrudan bağlantı bütçesine zarar verecek.

Gelişmiş Optimizasyon Stratejileri

Dijital Predistortion (DPD)

Dijital predistortion, modern vericilerde en yaygın olarak kabul edilen lineerizasyon tekniğidir. Bir dijital bazband işlemcisi, PA'nın doğrusal olmayan transfer fonksiyonunun giriş sinyaline karşı, dijital-analog dönüşümüne göre optimize edilen bir sinyale göre değişir.DPD, önbelleksiz olmayan sinyaller için, DPD'nin ortalama %35'lik bir şekilde optimize edilmesine izin verir.

En Geliştirme İzleme (ET)

Sağlam bir DC demiryolunun yerine, geçiş dönüştürücü veya çok seviyeli bir dönüştürücüyü takip edin, PA'nun drenaj verimliliğinin sadece ayarlandığında en yüksek çözünürlükte olduğu bir gerilime yol açıyor.Invelope follow dynamically modlates the PA Supply voltajı in sync with the230 to the230 signal of the solution.For the sourcebaging, ET reduce the power is the source as hot rip.In a typical LTE or 5G NR signal with high PAPR, portal izleme sistemi verimliliğini 5–15 puan points with a correct supply.

Doherty Power Amplifiers

Doherty mimarisi yüksek verimli bir şekilde PM sinyallerin yüksek PAPR ile amplifikasyonu için altın standarttır.Probültecinin veya Sınıf-B'de önyargılı bir yükselticisi ve düşük güç seviyelerinde sadece taşıyıcı çalışır; yüksek çözünürlükte yükselticinin ortaya çıkması, taşıyıcının etkili yükleyicisi için gerekli olan yükün tamamının tamamının sabitleştirilmesi veya azaltımı için gerekli olan verimdir.

Outphasing (LINC) ve Chireix Teknikleri

Linear, doğrusal olmayan bileşenleri (LINC) veya dışlama tekniğini kullanarak basitleştirme, her PA sürekli bir zarfı iki sabitleştirilmiş bileşene bölerek, her bir bileşenle birleştirilmelidir.Bir araya gelen ağ, vektörü ele geçirmek için son derece verimli bir şekilde kısıtlanır ve kombine edilebilir.

Polar Modulation

Polar modulation, temel bant sinyalini amplitüd ve faz bileşenlerine ayırır.Dönder bir jen PA (örneğin, Sınıf veya Sınıf-F), amplitüdlütücüklütlü sinyal (örneğin, sabit bir şekilde takip zarfı) veya ayrı bir amplifikasyon modülleri ile birlikte, PA her zaman iki kutuplu gecikmeli sinyal ile sabit bant genişliğine ulaşır.

Yük Modulation and GaN Technology

Dinamik yük modulama, yüksek çözünürlükte yüksek verimlilik sağlamak için PA çıkışı tarafından görülen zararlara göre değişir.Bu, 64QAM sinyalleri için% 60'ın üzerinde ortalama yük devretmeleri veya yüksek performanslı sürücülerle birlikte yüksek ısıtılabilir.

Gelişen Teknolojiler ve Araştırma

PA Linearizasyon ve Verimliliği Optimizasyonu için Makine Öğrenmesi

Derin sinir ağları ve güçlendirme öğrenme, gerçek zamanlı olarak önyükleme katlarını adapte etmek için uygulanır, yaşlanma, sıcaklık sürüklenme ve yükleme varyasyonları için hesaplamak için. Makine öğrenimi, multi- aşamalı PA'ların işletim noktasını optimize edebilir veya her ileti patlama için DPD ve ET ayarlarını seçebilir. Araştırma prototipleri, nöral bazlı DPD'nin 2 dB'ye kadar daha düşük geri dönüşlü DPD'ye kıyasla daha düşük verimle aynı doğrusallığı elde edebileceğini göstermiştir.

Dijital Kirişleme ve Kitlesel MIMO

Büyük MIMO sistemlerinde, her anten yolu önemli ölçüde düşük bir per-element gücünde çalışır.Bu, yüksek verimli, tamamen dijital faz modülasyonunun kullanımı ile birlikte, PA serisine kıyasla PAPR'yi azaltabilir, çünkü her PA yalnızca en iyi şekilde şarj edilmesi gerekir, geri yükleme gereksinimi daha küçük ve genel sistem verimliliği artar. ayrıca, dijital kirişler bunu % 5G taban istasyonlarının üzerindeki bu yaklaşımın% 5G ortalamasına izin verir.

Gallium Nide (GaN) ve Gallium Arsenide (GaAs) Yenilikler

GaN-on-SiC gibi geniş bantgap yarı iletkenleri, yüksek gerilimlerde ve sıcaklıklarda daha düşük parasitik kapasiteye sahip olan artışları gösterir.Bu, yüksek enerji yoğunluklarına ve daha yüksek verimlilike ve milimetre-altı frekanslarında yayınlanan 28 GHz ve üstü teknolojilere sahiptir[16 $ ve üstü bağlantıda belirtilen sinyaller için).

Sub-sampling ve Doğrudan RF Dönüşüm

Doğrudan moderatörlü taşıyıcıyı sentezleyen doğrudan çıkış frekansı analog I/Q dengesizliklerinden kaçınır ve kutup modülatörlerinin tasarımını azaltır. yüksek çözünürlüklü dijital-to-analog dönüştürücüler (DACs) ve dijital predistortion ile birlikte, bu mimariler, lineer sürücü aşamalarını geleneksel olarak ortadan kaldırarak çok yüksek verimlilik elde edebilir.

Pratik Uygulamayı Değerlendirme

Termal Yönetim ve Güvenilirlik

Gaz artışı, PA maksimum kavim ısısını aşıyorsa anlamsızdır. Heatsinking, zor hava soğutma ve gelişmiş termal arayüz materyallerin kullanımı, doherty ve dış fasing tasarımları ile birlikte çalışırken kritik hale gelir.

EVM ve Spectral Maske Ticareti

PA'yı daha derin bir şekilde atlayan herhangi bir optimizasyon, bozulmayı arttırır. Standart ticaret: Daha yüksek verimlilik genellikle bu dengeyi ayarlamak için iki en etkili knobsdır. Başarılı bir tasarım, verimliliğin hala düzenleyici ⁇ maskesi ve sistem EVM bütçesini karşılamaktayken en iyi şekilde ayarlandığında tatlı nokta bulur.

Test ve ölçüm Challenges

Bir faz ayarlanmış verici vericinin verimliliğinin belirlenmesi dikkatli bir şekilde yapılmalıdır: Anahtarsal dalgalama ve Rohde & Schwarz gibi bir vektör sinyali, DPD katımı için modlu sinyal bant genişliğini etkiler. Modated signalband's application note on DPD for 5G NR PAs[D)

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Fazlı verici vericiler için güç verimliliği, yarı iletken teknoloji, devre mimarisi, dijital sinyal işleme ve sistem entegrasyonu. temel zorluk - PA'yı yakın bir şekilde işletme ederken lineer gelişmeler, zarf izleme, Doherty bir araya getirerek, dışlama ve kutup modulation.Invision the core challenges - maintain lineerity while operating the PA near its kanıtlanmış bir araç tarafından ele alınacaktır.

Bu teknikleri usta olan mühendisler, 5G-Gelişen, uydu iletişim ve ötesindeki sıkı gereksinimleri karşılayan vericileri tasarlayabilecekler, enerji tüketimi ve operasyonel maliyetleri azaltırken, alan yeni PA topolojileri, adaptif algoritmaları ve entegre edilmiş bir şekilde uygulamaktadır.