实现宽带射频功率放大器效率最优的输入信号度量与控制技术

无线通信系统中的高效率宽带射频功率放大器需要控制输入信号的统计起伏程度，以使放大器的效率最大化。目前有两种方法来度量这种起伏程度：峰均功率比与立方量度。但这两种度量方法均存在缺陷：输入信号起伏程度的度量值与实际射频功率放大器的效率不存在单调的一一对应关系，引起射频功率放大器调试困难等现象。.本课题探索高效率宽带射频功率放大器最优的输入信号度量方法。通过选择合适的Volterra级数功率放大器模型，分析宽带射频功率放大器的记忆效应、各阶失真分量、输入信号幅度及相位的分布特性与宽带射频功率放大器的EVM、ACLR及效率间的关系，建立准确表征高效率宽带射频功率放大器输入信号起伏程度的度量方法；研究基于输入信号认知技术控制该度量值的大小，使得放大器效率最优化的机制。.课题研究成果可用于第三、四代移动通信系统、无线局域网等射频功率放大器单元中。

项目针对能够实现宽带射频功率放大器效率最优的输入信号度量与控制技术进行了研究，发表或录用SCI检索论文7篇(其中IEEE期刊论文5篇)，EI检索论文11篇（包括国内EI检索期刊3篇），申请专利3项。本项目主要的研究点以及取得的研究成果如下：研究点一：利用功率放大器的Volterra级数模型研究功放对输入宽带多载波信号的影响，寻找更准确描述多载波信号幅度变化的度量。主要研究成果包括：(1)分析功放各阶非线性分量对信号的影响，明确了三阶和五阶非线性是导致输出信号性能恶化的主要因素；(2)推导功放记忆效应存在时输出信号的功率谱密度，并分析了它对度量的影响；(3)分析并推导了高阶非线性分量的功率在信号带内、带外的分布情况，并从理论上解释了现有的度量不准确的原因；(4)基于功放高阶非线性、记忆效应对输出信号性能的影响给出了能够准确确定功放回退、更好描述多载波信号幅度变化的度量方法；(5)对现有的立方度量进行了分析，并对其进行改进，提出了一种新的性能更优的度量。研究点二：探索能够满足信号质量满足指标要求的度量控制技术。主要研究成果包括：(1)分析了多载波信号在时域的分布特点对度量的影响，从信号幅度的角度出发提出了一种新的限幅技术及其迭代算法来对信号的度量进行更有效的控制；(2)引入凸优化技术实现度量控制与信号性能之间的折中，并提供了一个基于内点法的求解算法。