功率放大器是移动通信基站的重要组成部分。电信运营商的运营费用中大约30%的比例用于电费支出,其中50%~60%是基站用电,而功率放大器是基站中耗能最多的器件。功放效率低下意味着要在能源消耗上付出更多的成本,同时因为大部分电能被转化为热能,造成设备的维护成本增加和使用寿命降低。从环境保护角度来看,据估计2009年全球信息通信产业共排放了约7.5亿吨二氧化碳,移动通信在其中占有相当份额。我国的3G网络正处于建设阶段,为了打造绿色3G网络,新型节能基站必不可少,这也是我国建设节约型社会、实现节能减排的强烈要求。提高功率放大器的效率则是实现节能基站的关键。功率放大器是非线性器件,会对输入信号产生交调失真。为保证通信质量,如果采用简单的功率回退,使功率放大器一直工作在线性区间,那么功放的效率会很低。如采用TD-SCDMA (Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access) 9载波信号,峰均比约为12dB,如果直接将输入信号功率回退,功率放大器的效率会低于10%。当前,兼顾功率放大器的高效率和高线性度的有效方法是采用高效率功放技术结合中频数字辅助。如采用峰均比降低技术、数字预失真技术结合多合体高效率放大技术。论文侧重于研究数字辅助技术。峰均比降低技术可以在功率放大器保持相同线性工作区间的情况下提高功放的输出功率,进而提高功放的效率。为使功放输出保持线性,回退功率等于信号的峰均比加上饱和功率与线性工作区间的功率差。输入信号的峰均比越低,回退越少,功放的效率也就越高。数字预失真技术可以扩展放大器的线性工作区间。当输出功率增加至非线性区间时,放大器的输出信号与理想线性性能曲线发生偏离,从而导致信号质量下降和邻带干扰。数字预失真可将失真输出信号与非失真输入信号进行比较,然后在对输入进行预先失真,其失真特性与功放相反,从而有效消除失真。扩展线性区间的功率放大器可以输出更高的功率,因此效率也更高。论文描述了当前高效率功放数字辅助的CFR和DPD的研究现状,分析了这些方法的优缺点,并通过仿真验证分析的正确性。然后设计并实现了结合脉冲对消峰均比降低技术,记忆多项式数字预失真技术的高效率功放数字辅助部分。最后,我们外接Doherty放大器,使用6载波TD-SCDMA信号测试了数字辅助的效果。在相同线性度要求下,如果采用直接回退的方式,功率放大器的效率为6.0%,如果采用上述数字辅助系统,功放的效率提高到37.7%。以上结果验证了宽带高效率功率放大器数字辅助的工程可行性和有效性,对高效率功率放大器在基站中的应用和进一步研究具有一定的借鉴意义。