WCDMA数字ICS无线直放站功率放大器技术研究

摘要

随着移动通信用户的增加以及用户对数据业务需求的增大，第三代移动通信系统已经逐渐融入人们的生活。为了提高网络覆盖率，以满足在任何时间、任何地点向任何人提供个人通信业务的要求，运营商需要大量使用直放站对基站覆盖盲区以及不适合建立基站的地点进行网络补充覆盖。而功率放大器作为直放站的主要器件，对直放站整机性能有着非常大的影响。在以WCDMA为代表的第三代移动通信技术中，为了达到更高的频谱效率，普遍采用了非恒定包络调制技术，如OPSK等。这些基于非恒定包络的高效的多载波/多信道数字调制传输技术对于线性度具有很高的要求，作为直放站系统中非线性最强的器件，在2G通信系统中广泛使用的AB类功率放大器的线性度较低，会产生互调失真等非线性失真，造成频谱的扩展，对临近信道信号造成干扰。这与3G通信系统对临近信道干扰的严格要求成为了一对矛盾。因此，线性功率放大器的研究成为当今的热点。
　　 本文是为WCDMA数字ICS无线直放站开发项目所需的功率放大器，所设计的功率放大器满足WCDMA系统的指标要求。本文首先介绍了WCDMA直放站的结构与射频指标，引入了线性功率放大器的研究背景和意义。对功率放大器的非线性进行了较为深入的研究，明确了功率放大器非线性的表征指标，为之后线性化技术研究提供了一定的理论基础与支持。随后就不同的线性化技术进行了简明扼要的分析比较，阐明选择模拟预失真技术的原因。
　　 针对WCDMA直放站对所需线性功放的指标要求，首先对线性功放系统中的功率放大器模块进行设计，然后通过理论分析及电路仿真，设计出输出功率为42dBm，工作频段为2110-2170MHz的功率放大器。
　　 最后对线性功放系统中的模拟预失真模块进行仿真设计，设计出相应的预失真器后，再对经典预失真结构进行改良，设计出新型预失真模块。通过与功率放大器模块进行级联仿真，结果显示明显提高了功率放大器的线性度，使其三阶交调指标达到标准。