跟着无线通信的带宽、用户数目以及地舆掩盖规模扩展，基地台收发器的功率扩大器(PA) 部份关于更高功率的需求也不断生长。无线功率扩大器所耗费的功率超越了基地台运作所需功率的一半。透过进步功率来削减功耗具有多项优势，首要，最显着的好 处是下降运营本钱；一起，更少的热意味着更低的设备冷却需求以及更高的可靠性。假如可以削减关于温度升高问题的重视度，那么无线业者在因应4G和下一代技 术带来无线资料用量大幅添加而定位建造新基地台时，会有更大的弹性。
更高的功率需求4G无线信号具有更宽的频带和高线性度。为了处理这个问题，最近新创企业Eta Devices正为一项在麻省理工学院(MIT)开发的技能进行商业化开发——‘非对称多级移相’(asymmetric multilevel outphasing；AMO)技能。AMO技能结合了移相技能的高线性度以及高功率、多层级、独立开关的漏极偏置电压。独立开关漏极偏置电压是支撑宽带宽、一起坚持高功率的要害所在，也是这项技能逾越传统封包追寻技能的最大优势。图1显现AMO技能怎么完成功率进步，逾越独自的移相技能。
图1：具有四种不同振幅级的AMO调变技能功率理论值，以及双级AMO和单级移相(或称LINC——具非线性成份的线性扩大)。
在任何移相体系中，最大化的功率可经由单一功率扩大器的功用而获得。在高功率扩大器规划中，Eta Devices公司运用实践峰值漏极功率超越80%的GaN HEMT组件，由于它具有比较现有硅晶组件更好的功用——硅晶组件在相同条件下的峰值漏极功率仅牵强超越70%。
合作高功用 RF扩大器，电源开关体系有必要针对具有最小瞬变的低损耗开关而优化，体系的时序是十分重要的，它需求办理每个信号和操控途径中的推迟。一旦正确地进行同 步，Eta Devices的专有数字预失真(DPD)技能就成为完成4G体系相邻信道功率比(ACPR)规范的要害。这种架构现已建置于多种功率级和运用中，包含用 于手机和WLAN传送器的1W PA到用于基地台的100W PA，并运用多种半导体资料如GaN、GaA和硅晶资料。
AMO与ET技能比较
现在有两种透过非线性功率扩大器完成线性扩大功用的常用办法——移相(outphasing)和封包追寻(ET)。移相法运用两种作业于?定振幅的相位调变 扩大器，其输入信号可转换为适宜的相位并送至扩大器，而其输出信号则经由组合使信号中相位成份的增强与删去可以精确仿制输入信号。实践上，移相法需求功率 组合器为每个PA供给共同的负载，在扩大器之间完成阻隔，并供给高功率处理才能。这些特性或许难以完成，特别是在宽带带上。移相法的另一个约束是具有顶峰 值均匀功率比(peak-to-average power ratio；低均匀功率输出)的信号导致功率下降，由于电阻负载耗用许多扩大器功率。
ET 法则将RF信号分红独自的相位角和振幅成分。PA在饱满形式下作业，通常是开关形式之一，例如Class E。相位调变运用于RF驱动，而为PA供电的DC电源则经由振幅封包进行调变，因而使相位和振幅一起在输出端复原。尽管ET十分遍及，但仍然遭到4G和 WLAN规范带宽继续添加需求的应战。关于ET来说，问题的要害在于电源调变器，有必要在许多不同的功用方面有所进步。它有必要能处理很多功率且极具高功率、 高线性度、高分辨率，以及简直不为体系带来任何噪声，并且支撑宽带调变。现代的无线规范有必要不断地添加带宽而不折衷任何功用，使得只选用ET技能的计划前 景遭到质疑。
AMO由于结合了移相和ET技能中进步功用时最需求的特性，因而可以用于处理移相和封包追寻案的规划应战。图2 显现AMO的方块图，其间图2a是基本功用，图2b则描绘典型的建置计划。它首要从信号处理开端，即为具有多级电源调变器的PA供给相位调变信号。其输出 结合高线性度的扩大信号，然后保持非线性PA的高功率。
图2：AMO技能方块图
尽管AMO处理计划的实体特性有利于在高功率下完成高带宽调变，但却或许献身在此AMO建置中心的非传统DPD计划。尽管DPD架构对错传统的，但所需的运 算资源与传统DPD的并无不同。因而，它并不至于由于数字复杂度进步而导致或许危害总功率增益的潜在功率本钱。AMO容许某种权衡折衷，以处理移相和封包 追寻行为的约束，然后完成在各方面都具有最佳特性的体系。
图3：10W Class E 1.95GHz测验电路原理图。
GaN组件和PA规划
中心的开关形式(switch-mode)PA功率决议了移相、ET和AMO等技 术的最高体系功率。关于现在的无线通信扩大器来说，大多数最高功率的产品组件都选用GaN制程来出产。例如美国麻省理工学院(MIT)开发的原型中运用的 GaN HEMT组件在最大饱满输出功率时规则65%(3.6GHz)和>70%(2GHz)的典型功率。图3显现PA的电路图，图4则是拼装的扩大器照 片。关于AMO运用来说，PA的规划意图是在整个由阶梯式开关电源调变器供给的漏极电压规模内具有杰出的功用。
图4：Class E GaN扩大器相片。
全体功用
一 个完好的传送器(参见图5)包含几种额定的体系组成。基频I和Q信号被传送至选用FPGA建置的DPD和调变信号处理器中。在此体系中，DPD选用查找表 来进行建置，该查找表是由PA上的传送器针对不同DC电平组合所测得的静态非线性所建构的。移相信道相位调变数据被传送到两个PA的数字模拟转换器 (DAC)和相位调变器。振幅调变数据以及大略推迟校对则用于驱动电源调变器电路。RF前置扩大器供给必要的驱动电平，而在输出端，组合器将PA输出汇整 至一个RF输出中。
图5：测验传送器方块图。
功用总结
AMO结合了移相和ET技能在独自运用时所需的特性。图6显现四级AMO测验传送器的功率与宽带功用。AMO体系架构运用Class E GaN PA，结合最新的DPD建置，在1MHz带宽供给均匀70%的调变漏极功率，而在20MHz带宽上仅微幅降至68%的功率。在这一功率丈量中还包含了电源调变器损耗。
图6：在2.14GHz、100W峰值功率、7dB PAPR和ACPR>45dBc时的功率与带宽比较。
图7显现了选用最新DPD建置时相邻通道中的频谱能量。在20MHz信道带宽时，ACPR功用大于54dBc，一起可坚持在68%的功率。功率与功率回退 (backoff)比较的丈量数据如图8所示。尽管这些组件在最大均匀输出功率上具有70%的调变漏极功率 (包含调变器损耗)，但在功率回退时的功用可说是更重要的。这是由于电信业者的基地台简直历来不会在最大均匀输出功率时运作。相反地，它们通常以最大值的 30至50%功率作业。图8显现，关于最大均匀功率的10dB功率回退，该组件体系仅丢失10%的功率。针对具有7dB PAPR的信号，实践上则是从峰值功率上回退了17dB。
图7：20MHz带宽、7dB PAPR传送时的频谱功用，载波频率为2.14GHz，输出功率峰值为100W。
图8：在功率回退时的丈量功率(ACPR>45dBc)。图中显现四个独自的漏极电压，以虚线阐明四级AMO怎么在整个功率回退规模时到达体系功率。8。
这项技能正继续扩展其才能，专心于支撑LTE和MC-GSM，以完成软件界说无线电(SDR)，一起迎候WLAN等继续扩展中的宽带规范应战。
