《電子技術(shù)應(yīng)用》
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包絡(luò)跟蹤芯片應(yīng)用中查找表的分析與確定
2015年電子技術(shù)應(yīng)用第11期
隆萬洪1,吳振川2,徐寬茂2,蔣凱旋2
1.中國科學(xué)院上海高等研究院,上海201210;2.上海科技大學(xué) 信息學(xué)院,上海201210
摘要: 包絡(luò)跟蹤技術(shù)作為LTE移動終端發(fā)熱問題的一種解決方案,在系統(tǒng)應(yīng)用中需要使用特殊的包絡(luò)跟蹤電源芯片,而這種芯片的使用需要輸入包絡(luò)參考信號。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),提出了“固定增益法”這種包絡(luò)整形的查找表的方法來生成所需的包絡(luò)參考信號。這種方法兼顧了功率放大器系統(tǒng)的線性度、效率與系統(tǒng)復(fù)雜度,極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。根據(jù)這種方法,確定出了一張查找表。測試結(jié)果表明,包絡(luò)跟蹤模式下,PA輸出功率可達(dá)26 dBm,且使用了包絡(luò)跟蹤技術(shù)的射頻功率放大器系統(tǒng)對比固定偏置的功率放大器,效率提升了5.1%。
中圖分類號: TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2015.11.032

中文引用格式: 隆萬洪,吳振川,徐寬茂,等. 包絡(luò)跟蹤芯片應(yīng)用中查找表的分析與確定[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2015,41(11):115-117,127.
英文引用格式: Long Wanhong,Wu Zhenchuan,Xu Kuanmao,et al. The analysis of look-up table in the applications of envelope tracking chip[J].Application of Electronic Technique,2015,41(11):115-117,127.
The analysis of look-up table in the applications of envelope tracking chip
Long Wanhong1,Wu Zhenchuan2,Xu Kuanmao2,Jiang Kaixuan2
1.Shanghai Advanced Research Institute of Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210,China; 2.School of Information Science and Technology, Shanghaitech University, Shanghai 201210,China
Abstract: As a solution for the hate problem of LTE mobile end, envelope tracking technology need a special envelope power supply chip when it applies to mobile communication system and this kind of chip’s input needs a reference envelope signal. This paper gives a so-called Fixed Gain method which combines engineering design with practical tuning. This method is mainly for generating a look-up table of envelope tracking technology. Linearity, efficiency and complexity of the system are considered in this method. This greatly improves the robustness of the system. A look-up table is created based on this method. The testing result reveals that the efficiency of a power amplifier system can be improved by 5.1% with this method and related look-up table, the output power of the power amplifier reaches 26 dBm compared with the one having the same output power but fixed bias.
Key words : envelope tracking;envelope tracking power supply;look-up table;envelope shaping

  

0 引言

  目前移動通信終端的性能瓶頸之一是續(xù)航能力,射頻發(fā)射通信電路中的功率放大器(Power Amplifier,PA)功耗大、效率低、發(fā)熱嚴(yán)重[1],提升其效率有利于加強(qiáng)續(xù)航能力,減輕終端的發(fā)熱。

  支持LTE的通信制式的移動終端采用高階調(diào)制方式,能高速傳輸數(shù)據(jù)[2],但是對信號的質(zhì)量要求較高,需要線性PA,并且信號峰均大,需要使用功率回退方式,線性PA只能在低效率狀態(tài)下工作[3]。

  包絡(luò)跟蹤(Envelope Tracking,ET)技術(shù)是一種極有希望提高LTE通信制式下PA效率的方式。而實(shí)現(xiàn)包絡(luò)跟蹤技術(shù)在LTE移動通信終端上的高效應(yīng)用,需要系統(tǒng)提供包絡(luò)參考信號Venv至包絡(luò)跟蹤電源芯片。為了降低系統(tǒng)資源的開銷,包絡(luò)參考信號的生成需要采用查找表,因此查找表的選取是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。本文提出“固定增益法”確定查找表的方法,其占用資源少,線性度惡化少,具有很大的應(yīng)用價值。

1 包絡(luò)跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

  傳統(tǒng)固定偏置的功率放大器如圖1所示。

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  從基帶發(fā)出的IQ信號經(jīng)過上變頻變成待放大的射頻信號送入PA,功率放大器的供電由電池提供。使用ET技術(shù)提供偏置的PA如圖2所示[4]。

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  從基帶發(fā)出的IQ信號將分出一路至包絡(luò)通路,經(jīng)過包絡(luò)生成整形成為包絡(luò)參考信號Venv送入到包絡(luò)跟蹤電源,包絡(luò)跟蹤電源的輸出VCC(t)將跟隨Venv。

  PA的效率可由下式近似表達(dá)[5]:

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  式中,ICC、VCC(t)為PA的偏置電流和電壓,Iout、Vout為PA輸出信號的電流和電壓振幅。當(dāng)PA工作點(diǎn)確定,導(dǎo)通角基本恒定,Iout/ICC比值為常數(shù)[3],功率放大器的VCC(t)越接近PA輸出信號的Vout,PA的效率就會越大。將包絡(luò)跟蹤電源芯片的輸入輸出看作一個線性函數(shù),Venv能夠準(zhǔn)確地反映Vout。當(dāng)PA的增益穩(wěn)定時,Vin與Vout線性對應(yīng),由此,只要Venv能夠準(zhǔn)確地反映Vin的大小,就能夠有效地提升PA的效率。

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  射頻PA增益的壓縮會帶來非線性產(chǎn)物,其中帶內(nèi)的AM-AM、AM-PM失真會隨著PA的壓縮深度的增加而變大[6],而帶外的鄰道泄漏比(Adjust Channel Leakage Ratio,ACLR)也是PA非線性的產(chǎn)物,也會隨著PA增益壓縮的深度的增加而惡化。圖3是某型PA的增益和ACLR隨輸入功率變化的曲線,測試信號是中心頻率為1 747.5 MHz、20 MHz、QPSK、100 RB的信號。可以看到,隨著PA增益的壓縮,ACLR逐漸惡化。

2 固定增益法提取查找表

  2.1 包絡(luò)跟蹤查找表

  從PA的輸入來看,ET系統(tǒng)的核心是滿足偏置電壓VCC與輸入功率Pin的函數(shù)表達(dá)式關(guān)系的查找表:

  VCC=f(Pin)

  決定這張查找表的參數(shù)的因素主要有PA的增益、增益附加效率(Power Added Efficiency,PAE),以及ACLR。在實(shí)際應(yīng)用中,可以有多個方法確定查找表。

  2.2 固定增益法提取查找表

  為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和硬件的開銷,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從PA的特性曲線入手,提出并采用了固定增益法來確定查找表中的參數(shù)。具體步驟如下:

004.jpg

  首先,確定PA的增益。在最大偏置電壓的特性曲線上選取將PA的失真控制在可接受范圍內(nèi)的最大壓縮點(diǎn),以該點(diǎn)增益為參考增益。以圖4為例,在4.5 V供電電壓條件下,PA能提供的最大增益是29.85 dB,在滿足線性度要求的條件下(ACLR<-35 dBc),功率放大器的增益能夠壓縮到28.7 dB,選取28.7 dB為參考增益。

  其次,確定不同偏置電壓下PA的增益等于參考增益的輸入功率值。以28.7 dB為參考增益,畫一條等增益線與其他電壓條件的PA特性曲線相交,這些交點(diǎn)所在的曲線的偏置電壓就是PA所需的偏置電壓,該點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是PA的增益,橫坐標(biāo)就是PA對應(yīng)的輸入功率。理論上,如果曲線足夠密集,可以確定出任意輸入功率的查找表。

  最后,優(yōu)化查找表。根據(jù)上面的方法確定出來的查找表,需要根據(jù)ACLR和延時的情況進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,以找到ACLR最佳和延時最小的曲線。

  根據(jù)上面的方法,確定了一張查找表,見表1。

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3 測試數(shù)據(jù)分析

  對在某型商用功率放大器及ET電源芯片進(jìn)行了測試,測試系統(tǒng)如圖5所示。

  將前文所確定的查找表加載到信號源,由信號源產(chǎn)生射頻信號和包絡(luò)信號進(jìn)行測試。測試采用的RF信號是5 MHz、25RB、QPSK、PAPR=6.48 dB,載頻為1 750 MHz的SC-FDMA的FDD-LTE信號,包絡(luò)信號是前文所確定的查找表生成的包絡(luò)參考信號。在輸出功率為26 dBm的條件下,PA在不同模式下測試數(shù)據(jù)如表2。不同輸出功率下的PA在ET模式測試參數(shù)如表3所示。圖6為PA的偏置電壓測試點(diǎn)的波形圖。

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  測試結(jié)果表明,使用固定增益法確定的查找表包絡(luò)跟蹤電源,其增益與固定偏置模式相比下降了0.92 dB,ACLR惡化了3.5 dB,但是滿足3GPP標(biāo)準(zhǔn)要求,功率附加效率從28.58%提升到了33.68%。結(jié)果表明,固定增益法確定的查找表是實(shí)用的。

4 總結(jié)

  本文主要討論和研究了包絡(luò)跟蹤電源芯片在LTE通信終端中的應(yīng)用,設(shè)計了包絡(luò)跟蹤技術(shù)中用于產(chǎn)生包絡(luò)參考信號的查找表的提取方法,確定了一張查找表。根據(jù)該表對某型功率放大器與包絡(luò)跟蹤電源進(jìn)行測試,使用5 MHz、QPSK信號、載頻為1 750 MHz的FDD-LTE信號,PAPR=6.48 dB,輸出功率26 dBm,使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)的功率放大器,功率附加效率達(dá)到33.68%,ACLR達(dá)到-34.14 dBc。相比未使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)的功率放大器時,電流節(jié)省了40 mA,功率附加效率提升了5.1%。

參考文獻(xiàn)

  [1] KIM J,KIM D,CHO Y,et al.Analysis of envelope-track-ing power amplifier using mathematical modeling[J].Microwave Theory and Techniques,IEEE Transactions on,2014,62(6):1352-1362.

  [2] 張志林.3GPP LTE物理層和空中接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.

  [3] Vladimir Prodanov,Mihai Banu.RF and microwave power amplifier design[M].Microwave Symposium Digest,2004.

  [4] RAUTIO T,HARJU H,HIETAKANGAS S,et al.Effects of different VDD-drives in ET & EER transmitters[C].Norchip,2007.IEEE,2007:1-4.

  [5] 胡云,薛紅喜.基于包絡(luò)跟蹤技術(shù)的功率放大器設(shè)計方法的研究[J].電路與系統(tǒng)學(xué)報,2010,15(6):6-10.

  [6] HEKKALA A,KOTELBA A,LASANEN M.Compensation oflinear and nonlinear distortions in envelope tracking ampli-fier[C].Personal,Indoor and Mobile Radio Communications,2008.PIMRC 2008.IEEE 19th International Symposium on.IEEE,2008:1-5.


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