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面向多载波基站应用的面向多载波基站应用的波峰波峰因子因子降低降低(CFR)引擎引擎 面向多载波基站应用的面向多载波基站应用的波峰波峰因子因子降低降低 引擎引擎 作者作者：： 作者作者：： 温得敏温得敏博士博士，，IEEE 高级会员高级会员，赛灵思公司无线基础设施垂直市场系统架构师，赛灵思公司无线基础设施垂直市场系统架构师 温得敏温得敏博士博士，， 高级会员高级会员，，赛灵思公司无线基础设施垂直市场系统架构师赛灵思公司无线基础设施垂直市场系统架构师 引言引言 引言引言 赛灵思的FPGA 在业内被广泛应用于基带协处理领域里的蜂窝射频基站设计以及 其它先进的基带功能中。除了信道卡应用之外，赛灵思的FPGA 还支持成本效益 高的射频卡功能的实现，如数字上变频(DUC)和数字下变频(DDC)，包括波波峰因子 波波 降低(CFR)和数字预失真(DPD)等先进技术。除了拥有用于WCDMA 和WiMAX 的 射频卡解决方案之外，赛灵思最近还向市场[1]推出了能够实现多载波和多天线配 置的TD-SCDMA 数字前端解决方案。 本文将介绍赛灵思用于波峰波峰因子降低(CFR) 的必威体育精装版参考解决方案，又被称为峰值对 波峰波峰 消波峰因子降低 (PC-CFR) 。本文将首先回顾使用与射频功率放大器(RFPA)效率有 关的CFR 技术的目的，然后简要回顾各种CFR 技术，包括对用于多载波TD- SCDMA标准的各种解决方案之间的性能比较。本文还将讨论用于实现特定TD- SCDMA多载波系统配置的FPGA资源要求。 振幅因子振幅因子与射频功率放大器与射频功率放大器效率效率 振幅因子振幅因子与与射频功率放大器射频功率放大器效率效率 因其对OPEX 和CAPEX 的重要作用，射频功率放大器(RFPA)的功率效率在蜂窝 射频基站设计中起到非常重要的作用。高效的射频功率放大器(RFPA)解决方案会 降低 CAPEX ，因为较小的功率放大器可用于相同的期望输出功率值，或者需要较 少的冷却基础设施。另一方面，因消耗的功率较少，它还可降低OPEX 。 对射频功率放大器更高效率的需求已经使得基站架构从单载波功率放大器(SCPA) 输出的无源组合向基于多载波功率放大器(MCPA)方法的中频(IF)载波的数字组合 演进。后一种方法还允许采用CFR 技术以及包括DPD 的数字线性化技术。 Wilson 页1 12/27/2010 然而，载波信号的线性组合会出现高峰值平均功率比(PAPR) 。这不仅仅适用于3G CDMA 载波，而且适用于多载波Edge 和GSM 信号。由于在生成单个CDMA 和 OFDM 载波过程中对独立的波形进行了线性组合，因此，即使单载波CDMA 或 OFDM 信号也会显示高振幅因子(CF) 。 当CF 被用于测量PAPR 时，可由下列方程定义和计算： max(x 2 ) CF = 10log10 ( 2 ) E [x ] 方程(1) 其中，x 是上变频带通信号的真值。 高的波峰因子要求常用的AB 类RFPA 在某些输出回退电平 (Output Back Off Level) 上运作，以防高峰值信号把RFPA 驱动到非线性工作区之中。我们首先考察一下 CF 和RFPA 效率之间的关系。 RFPA 的效率被定义为在某一个工作点上平均输出功率与直流(DC)功率之比，如方 程(2)所给出： P OUT η = P dc 方程(2) 这意味着为了实现更高的效率，RFPA 输出应该被驱动至接近饱和点(超过饱和点 将出现非线性效果) 。然而，在实际运作中