Substrat De Boîtier IC - Application des compteurs de puissance RF à l'analyse et à la suppression PAPR

Le RF peak power meter est un instrument de mesure simple, facile à utiliser et économique qui peut être utilisé pour mesurer le PAPR (Peak average power ratio) et évaluer l'efficacité des techniques d'inhibition PAPR.

Tout le monde sait que la demande de services mobiles à large bande augmente de façon exponentielle. Pour répondre à cette demande, l’embb (Enhanced Mobile Broadband) est l’une des technologies essentielles à la transition vers la 5G, et des débits de données plus élevés peuvent également améliorer les capacités de communication des réseaux de communication militaires. Pour répondre à ces exigences, les ingénieurs développent des technologies qui prennent en charge la transmission de données à haute vitesse, une mobilité élevée et une utilisation plus efficace du spectre existant et des ressources réseau. Le multiplexage par division de fréquence orthogonale (OFDM) est l'une des technologies importantes dans de nombreux systèmes de communication. Il a des avantages dans ces domaines: y compris 4G (LTE), WLAN (IEEE 802.11a / AC / ax / G / n), technologie sans fil numérique, transmission filaire (DAB et DVB - C2) et même accès à large bande en cuivre (ADSL).

Dans un signal OFDM, les données numériques sont codées sur plusieurs fréquences ou sous - porteuses. Chaque sous - porteuse est modulée avec un faible taux de signe en utilisant des schémas de modulation classiques tels que la modulation d'amplitude en quadrature (QAM) ou la modulation par déphasage et occupe une fréquence dans la Sous - bande. Il diffère d'autres schémas de modulation tels que le multiplexage par répartition de fréquence (FDM). Les sous - bandes peuvent se chevaucher pour améliorer l'efficacité spectrale, car chaque sous - bande est orthogonale à la suivante. Cette approche rend l'OFDM moins sensible aux évanouissements induits par les interférences co - Canal à bande étroite, les interférences inter - symboles et les transmissions multitrajets 1.

L'un des principaux inconvénients de l'OFDM est que plusieurs sous - porteuses vont s'empiler les unes sur les autres et produire un PAPR élevé (voir figure 1). Avec la demande de taux de transmission de données plus élevés, le nombre de sous - porteuses doit augmenter pour répondre à la demande, ce qui augmentera le PAPR. La figure 2 montre la relation entre PAPR et le nombre de sous - porteuses (n) 2.

Un PAPR élevé peut causer de nombreux problèmes dans un amplificateur. Si la puissance de crête n'est pas réglée correctement, une fois que le signal entre dans la zone de fonctionnement non linéaire de l'amplificateur, il en résulte une distorsion du signal et une extension spectrale ou une régénération spectrale. D'autre part, si la puissance d'entrée diminue (souvent appelée IBO), cela entraînera une diminution de l'efficacité de fonctionnement de l'amplificateur. Sur la figure 3, les signaux d'entrée de l'amplificateur sont supportés respectivement par 6 et 8 décibels; On voit qu'un recul du signal d'entrée de 6 décibels conduit à une régénération spectrale plus élevée qu'un recul de 8 décibels. La régénération spectrale entraînera des interférences mutuelles entre les sous - porteuses, entraînant une augmentation du taux d'erreur de code (ber); Cependant, si la puissance de sortie de l'amplificateur diminue, le rapport signal sur bruit (SNR) diminuera, ce qui entraînera également une augmentation du taux d'erreur de code. Si l'objectif principal est d'augmenter aveuglément le taux de transfert de données, un mauvais taux d'erreur de code peut le rendre contre - productif.

L'efficacité est très importante dans de nombreuses applications. Pour un téléphone, l'efficacité d'un amplificateur peut avoir un impact sur la durée de vie de la batterie. Pour les opérateurs de réseau, l'efficacité des stations de base aura une incidence sur leurs dépenses d'exploitation. Les amplificateurs sont généralement les plus efficaces lorsqu'ils sont proches de la saturation. Pour illustrer cela, la réduction du PAPR est le seul moyen de réduire le taux de régénération du spectre et de maintenir une efficacité élevée. Selon ce principe, dans les systèmes basés sur l'OFDM, de nombreuses études ont développé des techniques pour réduire le PAPR afin de réduire la compression de l'amplificateur tout en minimisant l'IBO nécessaire. Rahmatallah et mohan2 ont fait un excellent examen et compromis des différentes techniques, dont les résultats sont résumés dans le tableau 1. La découpe et la filtration sont les plus couramment utilisées dans les produits commerciaux de PCB en raison de leur simplicité et de leur facilité d'utilisation.