افزایش راندمان و خطی‌سازی تقویت‌کننده توان حذف و بازیابی پوش با استفاده از تکنیک‌های شکل‌دهی پوش و پیش-اعوجاج‌دهنده دیجیتال

نویسندگان

1 تربیت مدرس، دکترای برق الکترونیک

2 دانشگاه تربیت مدرس، استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

چکیده

: این مقاله به ارائه تکنیک‌های شکل‌دهی پوش و خطی‌سازی برای تقویت‌کننده توان حذف و بازیابی پوش (EER)، جهت استفاده در کاربردهای پهن‌باند می‌‌‌پردازد. اگرچه سیستم EER راندمان تقویت‌کننده توان را بالا می‌برد، استفاده از آن در سیستم های مخابراتی نسل جدید که دارای پهنای باند وسیع هستند و به خطینگی بسیار بالا نیازمندند، به ملاحظات بیشتری نیاز دارد. برای برآورده کردن خطینگی موردنیاز این سیستم ها برای اولین بار دو روش خطی‌سازی پیش‌اعوجاج‌دهنده دیجیتال پیاده‌سازی و جهت خطی‌‌سازی تقویت‌کننده مقایسه شده‌اند. برای افزایش راندمان تقویت‌کننده از تکنیک نوین شکل‌دهی پوش که در سیستم EER سابقه نداشته است استفاده شده است. غیرخطینگی تحمیل شده از شکل‌دهی پوش توسط پیش‌اعوجاج‌دهنده دیجیتال جبران شده است. همچنین اثر تاخیر دامنه و فاز بر خلاف روش های قدیمی که با استفاده از تست دو تون صورت می‌پذیرد، با استفاده از سیگنال مدوله شده واقعی بررسی شده و راه حلی برای کاهش آن پیشنهاد شده است. جهت داشتن نتایج دقیق و واقعی، تمام این تکنیک‌ها تحت شبیه‌سازی همزمان قسمت‌های آنالوگ، دیجیتال و RF سیستم EER برای استاندارد WiMAX پیاده شده است. نتایج شبیه‌سازی همزمان نشان می‌دهد که این تکنیک‌ها می-توانند راندمان و توان خروجی تقویت‌کننده را بهبود داده و خطینگی مورد نیاز را برآورده نمایند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Efficiency Enhancement and Linearization of EER Power Amplifiers using Envelope shaping and Digital Predistortion Techniques

نویسندگان [English]

  • Reza Sadeghpour 1
  • Abdolreza Nabavi 2
چکیده [English]

This paper presents envelope shaping and linearization techniques for envelope-elimination-and-restoration (EER) power amplifiers in wideband applications. Although the EER technique can enhance the efficiency of the power amplifier, its use in the OFDM-based systems with stringent mask and EVM requirements needs additional considerations, especially for wideband signals. To satisfy the required spectral mask and EVM of the transmitter, two digital pre-distortion algorithms are implemented and compared for linearization of the EER system. To increase the output power and efficiency, envelope clipping technique is proposed for the EER transmitter. The imposed nonlinearity caused by the clipping can be reduced by the pre-distortion. Further, time delay mismatch between amplitude and phase paths is investigated and a solution is proposed for its alleviation. For accurate and realistic results, these techniques are tested under interlock operation of digital, analog, and RF segments of the EER system for 802.16e WiMAX signal. The co-simulation results show that the proposed techniques can enhance the efficiency and output power while satisfying the required linearity of the transmitter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Time delay mismatch
  • Power amplifier
  • Envelope clipping
  • Envelope elimination and restoration (EER)
  • Digital pre-distortion