【摘 要】
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基于PWM射频数字功率放大器无需使用复杂的数字预失真DPD（digital pre-distortion）硬件即可实现超高线性度。对于宽带5G OFDM系统,PWM调制需要满足严苛的时间分辨率要求（时间分辨率要小于10 ps）,但受限于现有的CMOS技术（只能达到40 ps）,限制了调制的复杂度。所以到目前为止,基于PWM调制的全数字射频功率放大器实际上还不能够在宽带无线电产业或者移动通信技术中进
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基于PWM射频数字功率放大器无需使用复杂的数字预失真DPD（digital pre-distortion）硬件即可实现超高线性度。对于宽带5G OFDM系统,PWM调制需要满足严苛的时间分辨率要求（时间分辨率要小于10 ps）,但受限于现有的CMOS技术（只能达到40 ps）,限制了调制的复杂度。所以到目前为止,基于PWM调制的全数字射频功率放大器实际上还不能够在宽带无线电产业或者移动通信技术中进行大规模的应用。在本文的5G正交频分复用（OFDM,orthogonal frequency division multiplexing）射频收发系统中,提高脉宽调制（PWM,pulse width modulation）全数字射频调制分辨率是本文的研究和讨论的重点方向。全数字发射机是一种全新的射频发射机结构。为了保持开关射频功率放大器（RFPA,radio frequency power amplifier）的高线性度,其驱动信号必须是脉冲电平信号。然而,常规PWM调制的量化误差较大,PWM的调制分辨率有限。因此,在本文中,本文将对提高PWM调制分辨率进行详细研究,并提出一种抖动（jitter）方法来提高PWM调制分辨率。主要研究内容如下:本文验证了抖动方案可以极大提高调制的时间分辨率（小于2.6 ps）。因此,在当前可用和可实现的数字CMOS技术下,PWM RFPA可用于支持正交频分复用的256QAM的5G系统。在相同的脉宽分辨率频率下,与传统无抖动的调制相比,有抖动的幅度比特分辨率从3.9 bits提高到8 bits,相位调制的比特分辨率从9 bits提高到13.1 bits。在3GPP 38.101的n28频段中,抖动使5G系统的调制阶数从16QAM提高到256QAM。本文还验证了5G 256QAM系统可在3GPP n20,Softbank band28和NTT Docomo band28这三个频段中实现。256QAM的均方根误差向量幅度约为-44 dB。本文的仿真结果证明了本文提出的抖动方案可以改善PWM调制的硬件电路本身的固有分辨率低的缺点。综上所述,本文提出的抖动方法可以满足PWM调制的EVM要求,使PWM数字射频发射机的商业应用成为可能。
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