射频功率计在PAPR的分析和抑制中的应用-焱行科技

射频峰值功率计是一种简单易用和性价比很高的测量仪器，可用于测量PAPR（峰均功率比）和评估PAPR抑制技术的有效性。

大家都知道，移动宽带服务的需求一直都以指数规律不断增长，为了解决这种需求，增强移动宽带（eMBB）就是过渡到5G的关键基础技术之一，而更高的数据速率也可以提高军事通信网络的通讯能力。为了满足这些要求，工程师们正在开发支持高速数据传输、高机动性和更有效地利用现有频谱和网络资源的技术。正交频分复用技术（OFDM）是许多通信系统的重要技术之一，它应用于这些领域具有优势：主要包括4G（LTE）、WLAN（IEEE 802.11a/ac/ax/g/n）、数字无线技术、电缆传输（DAB和DVB-C2），甚至是铜缆宽带接入（ADSL）

在OFDM信号中，数字数据编码在多个频率或子载波上。每个子载波采用传统的调制方案以低符号速率进行调制，如正交幅度调制（QAM）或移相键控等，并占用一个子频段的频率。它与其他调制方案如频分复用（FDM））不同，子带可以重叠以提高频谱效率，因为每个子带都与下一个子带正交。这种方法使得OFDM对窄带共信道干扰、符号间干扰和多路径传输引起的衰落具有较低的敏感性1。

OFDM的一个主要缺点是多个子载波会相互叠加从而增加并产生很高的PAPR（见图1）。随着对更高数据传输速率的要求，子载波的数目必须不断增加以满足需求，这将增大PAPR。图2显示了PAPR和子载波数目（N）之间的关系2。

图1：四个正弦子载波合成而随机产生的一个大波峰

图2：PAPR和OFDM子载波数目（N）之间的关系

PAPR的重要性

高PAPR会导致放大器出现许多问题。如果没有正确设置峰值功率，一旦信号进入放大器的非线性工作区域，就会导致信号失真和频谱扩展或频谱再生。另一方面，如果降低输入功率（通常称为输入功率回退（IBO）），会导致放大器工作效率降低。在图3中，放大器的输入信号分别回退6分贝和8分贝；从中可以看出，输入信号回退6分贝比回退8分贝导致更高的频谱再生。而频谱再生会引起子载波间的相互干扰，导致误码率（BER）的增加；但是，如果降低放大器输出功率，却会降低信噪比（SNR），这也同样会导致误码率的增加。如果一味地以提高数据传输率为主要目的，则糟糕的误码率会使其适得其反。