跟着移动作业的迅猛开展，特别是CDMA和第三代移动通讯技能的开展，使得体系对功放线性的要求越来越高。在移动通讯体系中，为了确保必定规模的信号掩盖，咱们一般运用功率扩大器来对信号扩大，然后经过射频前端和天线体系发射出去。而在CDMA或WCDMA以及TDSCDMA的基站中，假如选用一般的高功放(一般作业于AB类)，将因为非线性的影响发生频谱再生效应，为了较好的处理信号的频谱再生和EVM(差错矢量幅值)问题，就有必要对功放选用线性化技能。不仅如此，功放在基站扩大器中的本钱份额约占50%,怎么有用、低本钱地处理功放地线性化问题就显得十分重要。
1、超线性功放处理计划的提出
传统处理功放的线性的办法多数是选用功率回退的办法来确保功放的互调重量也便是确保功放作业在线性规模，然后不影响信号的掩盖以及通讯。图1给出了关于三阶截点、1dB紧缩点以及三阶互调随输入功率的改动曲线。
图1、分贝紧缩点输出功率
从图中可以看出，传统的处理办法便是经过将输入功率下降，假如输入功率下降1dB,那么体系的互调重量将会好2dB,顺次类推，便是说为了确保线性，关于CDMA或许WCDMA的功放，咱们只能用100W的扩大管子来出5W功率。可是因为管子是为100W规划的，其静态作业点依旧很高，静态电流仍然很大。所以，功放全体电流会很大，电流大意味着功放的功率很低，将会有很大一部分热量只能释放到管子以及电路板上，这些热量既是一种能量的糟蹋，更重要的是会形成下降芯片的运用寿命。利益方面，能供给如此大功率的扩大管子的价格是十分贵重的。
依据以上这些考虑，一起单纯的功率回退所能获取的互调是有限的，跟着功率的进一步增高，依旧依托功率回退是不能处理问题的。所以，这儿提出一种前馈预失真的规划计划来一起处理线性、功率以及本钱问题。
2、前馈预失真功放规划计划
现在较为老练和盛行的超线性处理计划包含前馈技能、预失真技能(包含模仿预失真和基带预失真)、反应技能等办法。考虑到单纯选用前馈技能对差错功放的要求较高并不能下降太多本钱和进步太多的功率，单纯的选用预失真技能尽管可以进步线性和功率但并不能到达超线性的要求。结合两项技能的有缺点，这儿提出一种前馈结合预失真的技能。具体的原理框图见图2。
图2 前馈预失真计划框图
如图2所示，输入信号首要经过定向耦合器一路经过延时线预备和输出信号进行抵消，然后检测抵消的状况，另一路送入预失真单元(PD)中发生失真信号，然后改进主功放的线性程度。一起主功放的输出耦合一部分同经过延时的主信号进行抵消，去除主信号，仅仅保存差错信号，经过功分器，一方面作为抵消作用的检测然后作为闭环操控的参阅，;另一方面送入差错功放扩大在与主功放耦合抵消互调信号，然后进一步改进互调。这儿假如改进作用依旧不抱负，达不到超线性的要求即70dBc的话，可以将前馈环在添加一级，够成3或4级环，然后进步改进作用。
上述仅是开环的计划，考虑到因为输入功率、温度等要素都可以影响抵消作用，这儿有必要规划一个闭环的操控环节，使得体系中的衰减器和移相器可以依据环境参数的改动，主动盯梢改动，主动习惯调理，然后确保全体的线性要求。
闭环的完结首要是树立在对整个环内若干个参阅点的采样来辅导各个常数的改动，包含输入功率，输出差错功率，环境温度，主信号与差错信号抵消状况等若干个要素决议各个参数的改动。一起，体系要求自习惯算法的反映速度有必要在20ns之内，才干确保一旦参数发生改动，全体互调能及时盯梢改动。防止呈现短时的互调变差的现象。
下面将分各个单元别离介绍体系的完结办法以及中心技能问题。
2.1、预失真发生单元(PD)
预失真部分选用的是模仿预失真计划。该计划现已经过前期实验证明，关于600KHz的双音信号互调可以改进15dB以上，关于1.28MHz的调制信号，ACPR可以改进10dB以上。预失真发生单元的全体框图如图3所示。
图3 预失真发生框图
输入信号经过3dB电桥分红两路，0°端作为主信号经过延时线送入组成的3dB电桥;-90°端作为差错信号的发生端再经过一个3dB的电桥，这儿的0°端发生失真信号，经过调理扩大管FP2189的偏压使其互调重量十分的大，经过移相器调理相位预备于主信号抵消，-90°端首要经过衰减器调理起伏在经过偏压调理十分好的FP2189使其发生十分好的互调信号，这样在经过组成电桥的-90°端口，然后使得主信号与差错信号相差-180°，然后使得发生互调信号的部分去除主信号只保存差错信号。在经过调理衰减器和移相器使其相位与经过延时线的主信号相位相差-90°，然后凭借另一个3dB组成电桥的-90°端完结主信号与失真信号相位相差-180°，也就意味着失真信号倒相，然后在主功放扩大的进程中抵消主信号的互调重量。
上述预失真信号的发生是本项意图第一个技能难点，可是经过尽两个月的实验，现已完结证明了该办法的可行性，如前所述，关于2.14GHz的600KHz双音信号互调可以改进15dB以上，关于1.28MHz的CDMA调制信号，ACPR可以改进10dB以上。 2.2、前馈单元
上述预失真计划经过实验验证，可以改进互调15dB,ACPR改进10dB,这样可以改用小一些的管子推出大的功率。可是这还并不能到达超线性的要求(即-70dBc)，因而，再次引进前馈的办法进一步改进线性。假如单纯运用前馈的办法，关于差错功放的功率要求要高，因为主功放的互调产品较高，这样在差错功放处有必要能推出大的功率才可以抵消掉。所以，添加了差错功放的价钱并下降了功率。可是，假如在主功放前添加预失真单元，就可以大大下降互调产品，减轻差错功放的要求，进步功率。
前馈部分的原理框图如图4所示
图4 前馈原理图
输入信号经过主功放扩大，因为主功放的非线性，将有互调重量发生。经过耦合器将经过扩大的主信号与输入信号进行相减，然后使得扩大后的主信号仅仅有失真信号，将失真信号经过差错扩大器进行扩大，使其起伏与主信号的互调产品起伏相同，再经过移相器和衰减器的调理，使其与主信号相位正好相差-180°，然后抵消掉主信号中的互调产品，进一步改进功放的线性度。
实践规划中，假如一级环路抵消作用不抱负，达不到-70dBc的超线性要求，可以考虑持续添加环路，进一步抵消失真信号。
2.3、闭环自习惯单元
预失真单元和前馈部分均可以大起伏改进功放全体的线性化程度，可是经过实验证明，他们的抵消作用会遭到信号的起伏和相位的影响。假如抵消的两路信号相位相差超越2°，以及两路信号的起伏相差超越5dB,其改进作用将十分差。可是，因为功放自身将会收到比如环境温度的变好、输入信号的强弱的改动等许多要素的影响，因而有必要要求咱们的功放能主动习惯各种环境的使用。所以，为了满意上面提出的要求，整个体系有必要具有自习惯单元，经过依据环境的改动主动调整各个参数，然后确保功放作业在超线性。
闭环自习惯单元将是整个项意图难点。一方面需求受控的参数十分多，可获取的输入信号又十分的少，一起，全体数学模型很难树立，无法用数学模型描绘输入与输出之间的联系。另一方面，从输入信号发生改动到输出信号的时刻延迟大约20ns以内，这就要求整个算法有必要在20ns完结由输入到输出的核算，也便是说要求算法的实时性十分高。
算法的起点将是依据查表法，经过实验获取很多在不通环境下所获取的移相器和衰减器的操控电压，以此作为样本，规划一款神经网络机器。经过很多的样本练习该神经网络，使其具有依据环境变量以及输入功率等要素快速的决议各个衰减器和移相器的操控电压。终究该神经网络机器将在FPGA中完结。
实验数据的获取将用PC机规划一款可以操作信号源以及频谱仪的程序，将功放放入高低温箱中做高低温实验，一起调理输入功率的巨细，并规划一个收索算法，经过上位机主动完结实验的进程，获取很多的实验样本，然后对神经网络在MATLAB上进行练习。并终究在FPGA中完结。
以上现在仅仅一种假定，闭环自习惯算法将是整个超线性功放的难点，将会花很多时刻在这儿搜集材料，测验各种计划，终究提出并规划一个最适合的完结计划。因而，在这儿可能会花费很多的时刻和精力。
3、超线性功放产品完结计划
图5 预失真+主功放完结计划
图6 预失真+前馈+主功放计划
4、超线性功放要害技能问题
带宽问题。
跟着频率的增高，相位和时延均会发生改动，这就要求在整个频带内各个模块的频响特性要共同。
抵消问题。
预失真和前馈的底子起点都是信号的抵消问题，也便是说让两个信号在相位上相差180°，假如相位相差抵消的差错超越2°，将大大的下降抵消的作用。也便是说相位能否对上，是决议作用的要害。
衰减器和移相器
衰减器和移相器是预失真和前馈的首要调理
