寬帶A類放大器在通信測試中的應(yīng)用
在接收端實現(xiàn)緊湊的頻譜與信道分離的易用性關(guān)鍵在于子載波間的正交性。
正交性
為便于解釋OFDM概念中的正交性,首先重溫時域中重復(fù)脈沖的傅里葉變換對,以及在頻域的sinc函數(shù)。圖3表示變換對,其中(a)表示RF頻率(音調(diào))開啟T秒,到下一脈沖時關(guān)閉,(b)表示頻域等同于以頻率為f的RF脈沖為中心的sinc函數(shù),與零點位置1/T分開。
圖3 RF頻率f赫茲重復(fù)脈沖與T秒持續(xù)時間
若在相同脈沖周期T內(nèi)引入另一兩倍于第一(即2f)頻率的音調(diào),就會使另一sinc函數(shù)與第一音調(diào)相近,但如圖4所示,最大不會超過2f,且以第一音調(diào)的第一零點位置為中心。由于第二音調(diào)的最大值產(chǎn)生于第一音調(diào)零點位置,所以兩者之間不會產(chǎn)生交叉干擾。在同時增加更多頻率f(圖4中所示3f)的整數(shù)倍音調(diào)創(chuàng)建緊湊型頻譜時,也同樣適用,音調(diào)之間不會產(chǎn)生交叉干擾。
圖4 頻域里緊湊型正交子載波在f與3f均位于零點位置時取得最大值2f,因此不會產(chǎn)生交叉干擾。
信道音調(diào)f、2f與3f在時域中如圖5所示。注意,每個增加的子信道是基本音調(diào)f的諧波,因此相對所有子信道來說,在脈沖持續(xù)時間T內(nèi)為完整周期的整數(shù)倍。
圖5 正交子載波時域顯示(注意:所有子載波在脈沖持續(xù)時間T內(nèi)擁有完整周期)
解復(fù)用
通過OFDM復(fù)合信號乘以所需子載波音調(diào)與集成數(shù)值(圖6),即可達到解復(fù)用。
圖6 子信道解復(fù)用概念
解復(fù)用過程中,只有被分離的子載波擁有非零整數(shù),因此分離子載波不會受到其他子載波干擾。版1出示的是非零結(jié)果的簡單數(shù)學(xué)證明過程。
版1:證明音調(diào)乘以T時內(nèi)本身與集成數(shù)值得出非零數(shù)值。
注意接收到的音調(diào)調(diào)制(QAM,PSK等)被保留下來。
所有其他音調(diào)得出零值,如版2所示。所有信道音調(diào)過程在順序上是重復(fù)的(圖6回形步驟中圓形開關(guān)),恢復(fù)數(shù)據(jù)信號串行發(fā)送,用于解調(diào)。
發(fā)射波形特征
峰值平均功率比 (PAPR)
峰值平均功率比,也稱波峰因數(shù),是復(fù)合信號峰值功率與RMS功率的比率。PAPR由相長干擾引起,以dB為表示單位;在多種同時發(fā)射的信號相位對準(zhǔn)時產(chǎn)生高PAPR。
WCDMA與OFDM波形峰值功率與平均功率比率都比較高,WCDMA通常在10dB到11dB,OFDMA通常在12dB到13dB。若偶爾出現(xiàn)的信號峰沒有剔除,這些高比率就意味著選擇放大器的額定功率很有挑戰(zhàn)。具有此類峰值的OFDM信號如圖7所示。
版2:證明音調(diào)乘以諧波與T時內(nèi)集成數(shù)值得出零值。
圖7 OFDM復(fù)合信號偶爾出示高峰值
ACLR
相鄰信道泄漏比(ACLR)可相對測量泄漏至相鄰信道的信號功率。
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