RESUMO

Com a introdução das tecnologias sem fio no mercado, a necessidade de se reduzir à perda de potência nas estações rádio-base é imprescindível. Além disso, manter a linearidade no sinal transmitido é uma obrigação exigida pelas agências reguladoras. Não obstante, o consumo de bateria pelos usuários e questões ambientais também apontam para a necessidade de transmissores mais eficientes. Uma vez que transmissores estão sujeitos a um compromisso entre linearidade e eficiência energética, torna-se necessário a inclusão de um linearizador na cadeia de transmissão. A pré-distorção digital (DPD) em banda base é uma alternativa atraente. Neste trabalho, é proposto então a síntese de um DPD em um FPGA (Field-Programmable Gate Array) para amplificadores de potência (PA) de radiofreqüência (RF). O ponto principal a ser investigado neste trabalho é a precisão do DPD sintetizado em FPGA. Por precisão entende-se a linearidade entre os sinais de entrada e saída da conexão em cascata do DPD seguido pelo PA. O DPD sintetizado compensa os efeitos não lineares do amplificador, permitindo, dessa forma, aumentar sua eficiência. O modelo DPD utilizado é o polinômio com memória (MP), um exemplo de série de Volterra, que tem resultados excelentes para a modelagem e compensação de diversos tipos de PAs RFs. A identificação dos coeficientes do modelo MP foi realizada em ponto flutuante e em software MATLAB. A síntese do DPD em FPGA é feita em ponto fixo. O programa em VHDL implementado deve ser capaz de somar, multiplicar e indexar valores em Look-Up-Tables (LUT). O sinal pré-distorcido em ponto fixo é adquirido através da simulação no software ISE Design Suite da Xilinx e, na seqüência, passa por um conversor de ponto fixo para ponto flutuante. Para validar a precisão do DPD sintetizado, foi utilizado um dispositivo que é um modelo comportamental de um PA classe AB que trabalha na frequência de 900 MHz. O sinal de entrada é um sinal 3GPP WCDMA. Para medir a linearidade oferecida pelo PA testado, é usada a métrica Razão de Potência no Canal Adjacente (ACPR). Para avaliar a precisão do DPD, os ACPRs na saída do PA, com e sem pré-distorção, foram calculados. A fim de compararmos os resultados com e sem o uso de DPD, a potência média de saída do PA é a mesma para ambos os casos. Com o uso do DPD sintetizado, o ACPR foi reduzido em 25dB, deste modo validando a linearização proposta.

Palavras-chave: FPGA, Power Amplifier, VHDL