0 弁言
目前移动通信终真个性能瓶颈之一是续航能力，射频发射通信电路中的功率放大器（Power Amplifier，PA）功耗大、效率低、发热严重[1]，提升其效率有利于加强续航能力，减轻终真个发热。
支持LTE的通信制式的移动终端采取高阶调制办法，能高速传输数据[2]，但是对旗子暗记的质量哀求较高，须要线性PA，并且旗子暗记峰均大，须要利用功率回退办法，线性PA只能在低效率状态下事情[3]。
包络跟踪（Envelope Tracking，ET）技能是一种极有希望提高LTE通信制式下PA效率的办法。而实现包络跟踪技能在LTE移动通信终端上的高效运用，须要系统供应包络参考旗子暗记Venv至包络跟踪电源芯片。为了降落系统资源的开销，包络参考旗子暗记的天生须要采取查找表，因此查找表的选取是一项至关主要的事情。本文提出“固定增益法”确定查找表的方法，其占用资源少，线性度恶化少，具有很大的运用代价。
1 包络跟踪技能的实现
传统固定偏置的功率放大器如图1所示。
从基带发出的IQ旗子暗记经由上变频变成待放大的射频旗子暗记送入PA，功率放大器的供电由电池供应。利用ET技能供应偏置的PA如图2所示[4]。
从基带发出的IQ旗子暗记将分出一起至包络通路，经由包络天生整形成为包络参考旗子暗记Venv送入到包络跟踪电源，包络跟踪电源的输出VCC(t)将跟随Venv。
PA的效率可由下式近似表达[5]：
式中，ICC、VCC(t)为PA的偏置电流和电压，Iout、Vout为PA输出旗子暗记的电流和电压振幅。当PA事情点确定，导通角基本恒定，Iout/ICC比值为常数[3]，功率放大器的VCC(t)越靠近PA输出旗子暗记的Vout，PA的效率就会越大。将包络跟踪电源芯片的输入输出看作一个线性函数，Venv能够准确地反响Vout。当PA的增益稳定时，Vin与Vout线性对应，由此，只要Venv能够准确地反响Vin的大小，就能够有效地提升PA的效率。
射频PA增益的压缩会带来非线性产物，个中带内的AM-AM、AM-PM失落真会随着PA的压缩深度的增加而变大[6]，而带外的邻道泄露比（Adjust Channel Leakage Ratio，ACLR）也是PA非线性的产物，也会随着PA增益压缩的深度的增加而恶化。图3是某型PA的增益和ACLR随输入功率变革的曲线，测试旗子暗记是中央频率为1 747.5 MHz、20 MHz、QPSK、100 RB的旗子暗记。可以看到，随着PA增益的压缩，ACLR逐渐恶化。
2 固定增益法提取查找表
2.1 包络跟踪查找表
从PA的输入来看，ET系统的核心是知足偏置电压VCC与输入功率Pin的函数表达式关系的查找表：
VCC=f(Pin)
决定这张查找表的参数的成分紧张有PA的增益、增益附加效率(Power Added Efficiency，PAE)，以及ACLR。在实际运用中，可以有多个方法确定查找表。
2.2 固定增益法提取查找表
为了降落系统的繁芜度和硬件的开销，提高系统的稳定性，从PA的特性曲线入手，提出并采取了固定增益法来确定查找表中的参数。详细步骤如下：
首先，确定PA的增益。在最大偏置电压的特性曲线上选取将PA的失落真掌握在可接管范围内的最大压缩点，以该点增益为参考增益。以图4为例，在4.5 V供电电压条件下，PA能供应的最大增益是29.85 dB，在知足线性度哀求的条件下（ACLR<-35 dBc），功率放大器的增益能够压缩到28.7 dB，选取28.7 dB为参考增益。
其次，确定不同偏置电压下PA的增益即是参考增益的输入功率值。以28.7 dB为参考增益，画一条等增益线与其他电压条件的PA特性曲线相交，这些交点所在的曲线的偏置电压便是PA所需的偏置电压，该点的纵坐标便是PA的增益，横坐标便是PA对应的输入功率。理论上，如果曲线足够密集，可以确定出任意输入功率的查找表。
末了，优化查找表。根据上面的方法确定出来的查找表，须要根据ACLR和延时的情形进行进一步的优化，以找到ACLR最佳和延时最小的曲线。
根据上面的方法，确定了一张查找表，见表1。
3 测试数据剖析
对在某型商用功率放大器及ET电源芯片进行了测试，测试系统如图5所示。
将前文所确定的查找表加载到旗子暗记源，由旗子暗记源产生射频旗子暗记和包络旗子暗记进行测试。测试采取的RF旗子暗记是5 MHz、25RB、QPSK、PAPR=6.48 dB，载频为1 750 MHz的SC-FDMA的FDD-LTE旗子暗记，包络旗子暗记是前文所确定的查找表天生的包络参考旗子暗记。在输出功率为26 dBm的条件下，PA在不同模式下测试数据如表2。不同输出功率下的PA在ET模式测试参数如表3所示。图6为PA的偏置电压测试点的波形图。
测试结果表明，利用固定增益法确定的查找表包络跟踪电源，其增益与固定偏置模式比较低落了0.92 dB，ACLR恶化了3.5 dB，但是知足3GPP标准哀求，功率附加效率从28.58%提升到了33.68%。结果表明，固定增益法确定的查找表是实用的。
4 总结
本文紧张谈论和研究了包络跟踪电源芯片在LTE通信终端中的运用，设计了包络跟踪技能中用于产生包络参考旗子暗记的查找表的提取方法，确定了一张查找表。根据该表对某型功率放大器与包络跟踪电源进行测试，利用5 MHz、QPSK旗子暗记、载频为1 750 MHz的FDD-LTE旗子暗记，PAPR=6.48 dB，输出功率26 dBm，利用包络跟踪技能的功率放大器，功率附加效率达到33.68%，ACLR达到-34.14 dBc。比较未利用包络跟踪技能的功率放大器时，电流节省了40 mA，功率附加效率提升了5.1%。
参考文献
[1] KIM J，KIM D，CHO Y，et al.Analysis of envelope-track-ing power amplifier using mathematical modeling[J].Microwave Theory and Techniques，IEEE Transactions on，2014，62(6)：1352-1362.
[2] 张志林.3GPP LTE物理层和空中接口技能[M].北京：电子工业出版社，2011.
[3] Vladimir Prodanov，Mihai Banu.RF and microwave power amplifier design[M].Microwave Symposium Digest，2004.
[4] RAUTIO T，HARJU H，HIETAKANGAS S，et al.Effects of different VDD-drives in ET & EER transmitters[C].Norchip，2007.IEEE，2007：1-4.
[5] 胡云，薛红喜.基于包络跟踪技能的功率放大器设计方法的研究[J].电路与系统学报，2010，15(6)：6-10.
[6] HEKKALA A，KOTELBA A，LASANEN M.Compensation oflinear and nonlinear distortions in envelope tracking ampli-fier[C].Personal，Indoor and Mobile Radio Communications，2008.PIMRC 2008.IEEE 19th International Symposium on.IEEE，2008：1-5.
