| 講演名 | 2007-03-09 WCDMA用電力増幅器の低歪・高効率化回路技術 : 動的プリディストーションとポーラ変調技術(移動通信ワークショップ) 國弘 和明, 山之内 慎吾, 高橋 清彦, 青木 雄一, |
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| 抄録(和) | 近年の無線通信システムにおいて重要な課題となっている電力増幅器(PA)の低歪・高効率化技術として、本報告では、WCDMA端末用途に開発した(1)動的プリディストーション(PD)技術と、(2)ポーラ変調技術について述べる。動的PDは、ベースバンド帯域におけるPAの利得(動的)を圧縮し、準B級動作する次段PAの利得拡張を補償する技術である。動的利得圧縮は、周波数領域では主信号に対してIMD3が逆相であることと等価であり、それを実現するPD回路を提案した。提案した動的PD回路を適用することにより、アイドル電流を20mAまで低減した2段InGaP/GaAs HBT PAにおいて、ACPR=-40dBc、出力26.8dBm時に効率50%の良好な特性を実証した。一方、ポーラ変調は、飽和動作するPAの電源電圧をAM変調することにより、バックオフ領域の効率を向上する送信アーキテクチャである。ポーラ変調では、AM変調にスイッチング電源技術を用いているため、高効率である半面、本質的に非線形でノイズが混入しやすいという欠点がある。本報告では、デルタ変調器に線形アンプを補助的に用いることによって、非線形歪や量子化ノイズを低減する方法を提案した。その結果、WCDMA変調時にACPR=-45dBcを達成し、10-15dBバックオフ時の効率を従来のAB級アンプの1.5-2倍に向上できることを実証した。 |
| 抄録(英) | This paper presents linearization and efficiency-enhancement techniques, i.e., dynamic predistortion (PD) and polar modulation, for WCDMA handset power amplifiers (PAs). The dynamic-PD was designed to compress dynamic-gain of a driver-stage PA at base-band frequency; this compensates for expanded gain of an output-stage PA, resulting in flat dynamic-gain in total. It is shown that compressing dynamic-gain is equivalent to generating anti-phase inter-modulation-distortion (IMD3) which cancels out in-phase IMD3 of the output-stage PA, thus minimizing total IMD3. The fabricated two-stage InGaP/GaAs HBT PA with the dynamic PD exhibited an ACPR of -40 dBc and a PAE of 50% at an average output power of 26.8 dBm with an extremely low quiescent current of 20 mA. A polar-modulation PA using a new linear-assisted delta-modulation (LADM) envelope-amplifier is also described. The LADM system is composed of a highly efficient switching block based on a 200-MHz-clock delta-modulator, which is implemented in a 0.18-μm CMOS IC, and a highly accurate linear block. In the LADM approach, the residual quantization noise and distortion of switching amplification are removed through the assistant linear process; thus, a sufficiently low ACPR of -45 dBc and a small EVM of 1.7% can be achieved without a predistortion technique. The developed polar transmitter nearly doubles the average efficiency in the 10- to 15-dB back-off region of class-AB PAs. |
| キーワード(和) | 電力増幅器 / CDMA / プリディストーション / ポーラ変調 / デルタ変調 |
| キーワード(英) | Power amplifier / code division multiple access (CDMA) / predistortion / polar modulation / delta modulation |
| 資料番号 | MW2006-193 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MW |
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| 開催期間 | 2007/3/2(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Microwaves (MW) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | WCDMA用電力増幅器の低歪・高効率化回路技術 : 動的プリディストーションとポーラ変調技術(移動通信ワークショップ) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Circuit Design of Highly Linear and Efficient Power Amplifiers for WCDMA Applications : Dynamic Predistortion and Polar Modulation Technologies |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 電力増幅器 / Power amplifier |
| キーワード(2)（和/英） | CDMA / code division multiple access (CDMA) |
| キーワード(3)（和/英） | プリディストーション / predistortion |
| キーワード(4)（和/英） | ポーラ変調 / polar modulation |
| キーワード(5)（和/英） | デルタ変調 / delta modulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 國弘 和明 / Kazuaki KUNIHIRO |
| 第 1 著者 所属（和/英） | NECシステムデバイス研究所 System Devices Research. Laboratories, NEC Corporation |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山之内 慎吾 / Shingo YAMANOUCHI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | NECシステムデバイス研究所 System Devices Research. Laboratories, NEC Corporation |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 高橋 清彦 / Kiyohiko TAKAHASHI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | NECシステムデバイス研究所 System Devices Research. Laboratories, NEC Corporation |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 青木 雄一 / Yuuichi AOKI |
| 第 4 著者 所属（和/英） | NECシステムデバイス研究所 System Devices Research. Laboratories, NEC Corporation |
| 発表年月日 | 2007-03-09 |
| 資料番号 | MW2006-193 |
| 巻番号（vol） | vol.106 |
| 号番号（no） | 560 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |