افزايش راندمان و خطي‌سازي تقويت‌كننده توان حذف و بازيابي پوش با استفاده از تكنيك‌هاي شكل‌دهي پوش و پيش-اعوجاج‌دهنده ديجيتال

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

اين مقاله به ارايه تكنيك‌هاي شكل‌دهي پوش و خطي‌سازي براي تقويت‌كننده توان حذف و بازيابي پوش (EER)، جهت استفاده در كاربردهاي پهن‌باند مي‌‌‌پردازد. اگرچه سيستم EER راندمان تقويت‌كننده توان را بالا مي‌برد، استفاده از آن در سيستم هاي مخابراتي نسل جديد كه داراي پهناي باند وسيع هستند و به خطينگي بسيار بالا نيازمندند، به ملاحظات بيشتري نياز دارد. براي برآورده كردن خطينگي موردنياز اين سيستم ها براي اولين بار دو روش خطي‌سازي پيش‌اعوجاج‌دهنده ديجيتال پياده‌سازي و جهت خطي‌‌سازي تقويت‌كننده مقايسه شده‌اند. براي افزايش راندمان تقويت‌كننده از تكنيك نوين شكل‌دهي پوش كه در سيستم EER سابقه نداشته است استفاده شده است. غيرخطينگي تحميل شده از شكل‌دهي پوش توسط پيش‌اعوجاج‌دهنده ديجيتال جبران شده است. همچنين اثر تاخير دامنه و فاز بر خلاف روش هاي قديمي كه با استفاده از تست دو تون صورت مي‌پذيرد، با استفاده از سيگنال مدوله شده واقعي بررسي شده و راه حلي براي كاهش آن پيشنهاد شده است. جهت داشتن نتايج دقيق و واقعي، تمام اين تكنيك‌ها تحت شبيه‌سازي همزمان قسمت‌هاي آنالوگ، ديجيتال و RF سيستم EER براي استاندارد WiMAX پياده شده است. نتايج شبيه‌سازي همزمان نشان مي‌دهد كه اين تكنيك‌ها مي-توانند راندمان و توان خروجي تقويت‌كننده را بهبود داده و خطينگي مورد نياز را برآورده نمايند.

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.