Combinação entre pré-distorção digital e redução de fator de crista para a linearização de amplificadores de potência para sistemas de telecomunicações móveis

Abstract

Resumo: O uso de aparelhos de comunicações móveis, como telefones celulares e smartphones, cresce em popularidade, fazendo parte da rotina das pessoas que os usam para trocar informações e dados através da conexão à internet 3G. Porém, a largura de banda reservada para esses sistemas é limitada. Para isso, se faz necessário uma modulação eficiente do sinal, tanto em amplitude quanto em fase e, em se tratando da tecnologia 3G, um dos esquemas mais usados de modulação é o WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Este sinal apresenta um grande valor de PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) o que é indesejado e, para reduzir o PAPR do sinal, há um interesse crescente da comunidade de pesquisadores de micro-ondas nas técnicas de CFR (Crest Factor Reduction). Embora o uso da pré-distorção digital (DPD) esteja consagrado na literatura, estão sendo elaborados muitos estudos em que é feito o uso combinado entre as técnicas de CFR e DPD para a linearização de amplificadores de potência (PAs). O desenvolvimento teórico apresentado nesse trabalho visa estudar benefícios da combinação entre os linearizadores DPD e CFR, bem como propor um esquema de linearização, combinando o uso de um CFR do tipo hard clipping com filtro e um DPD ideal para linearizar um PA modelado através de uma cascata Wiener. A elaboração deste desenvolvimento teórico é motivada pelo fato de que a maior parte dos pesquisadores desta área não tomam cuidados para respeitar ou recomendar critérios de projeto, ou realizam simulações sem uma previsão teórica a ser atingida. Limitações dessa pesquisa incluem o estudo de apenas este tipo de CFR (hard clipping com filtro) e a utilização de um PA em que se conheça a tensão de saturação e a inversa exata para assumir a existência do DPD ideal para esse PA. Por fim, foram realizadas simulações computacionais em ambiente MATLAB para demonstrar a metodologia estabelecida. Como resultado, observa-se a necessidade de alguns cuidados nos projetos que envolvem a combinação entre esses dois linearizadores, bem como a validação de um procedimento que sempre será vantajoso, para o caso específico estudado.