作者jerry0319 (他哭桑)
看板comm_and_RF
標題[問題] 當前一般手機HPA線性度如何滿足WiFi需求
時間Fri Mar 3 09:20:57 2017
各位先進大家好，
小弟最近研究HPA中放大曲線線性度的問題時，
突然對一個問題很好奇，
但網路找了很多資訊似乎比較少在探討(可能是我下的關鍵字不好)，
所以特別來這裡請教版上的專家們。
我們知道目前的手機通常都可以支援4G Wi-Fi分享，
就目前4G LTE-A架構的波形，DL為OFDM、UL為SC-FDM，
由於前者訊號的PAPR若不經處理可達10dB以上，
後者則介於6-7dB之間，是為了降低發射功率達省電功能，
(或說行動裝置的HPA設計受限於成本因素，線性區無法很長，
過大的PAPR容易造成非線性失真，為了保持訊號線性度，OBO必須加大，
但卻又造成輸出功率效能變低)
然而，Wi-Fi UL/DL均採OFDM波形，
理論上如果4G LTE-A及Wi-Fi均共用相同RF模組(亦即使用同一個HPA)，
那在Wi-Fi UL的訊號不就會超出HPA的線性範圍而造成失真嗎？(在不調整OBO的狀況下)
想請教目前產品大多怎麼解決這個問題？
就我目前研究的想法是：
1. 查當前4G LTE-A規範，用在傳輸資料的載波占整個FFT的size比例其實才六、七成
(已扣除Guard band的預留)，看來是用zero-padding(也就是浪費頻寬)的方式在解
決OFDM訊號的PAPR問題，學術界討論的各種降PAPR方式似乎業界並不買單。
(但是Wi-Fi資料載波的比例算蠻高的，好像沒有要透過軟體端降PAPR的意思)
2. 因高PAPR所發生的機率相對不高，加上訊號好像還可以容忍2dB的失真範圍(EVM<3%)，
所以在傳輸過程中如果出錯，頂多就再重傳一次，訊號若不經任何處理，使用者可能
使用起來也沒有太大感覺。
以上是小弟目前的問題及想法，
還請各位大大不吝賜教，感激不盡！
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.129.27.117
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/comm_and_RF/M.1488504060.A.CBE.html
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/03/2017 09:21:54
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/03/2017 09:27:23
1F：推 ultimachen: 4G和WiFi不會共用PA，另外可以查一下D114.137.131.120 03/03 14:16
2F：→ ultimachen: Digital Pre-Distortion114.137.131.120 03/03 14:18
3F：→ jerry0319: 謝謝u大的解惑，想另請教一個延伸問題 140.129.27.117 03/03 16:58
4F：→ jerry0319: 如果4G LTE及WiFi使用同種波形，是否可 140.129.27.117 03/03 16:59
5F：→ jerry0319: 共用PA，還是因角色不同仍需使用兩個？ 140.129.27.117 03/03 17:00
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/03/2017 17:01:31
6F：推 ultimachen: 頻段不同，output power要求也不同114.137.131.120 03/03 19:26
7F：→ ultimachen: LTE-A可以用ISM band做CA114.137.131.120 03/03 19:28
8F：→ ultimachen: 實際產品還沒有吧，不確定114.137.131.120 03/03 19:30
謝謝u大的補充~
所以就u大的解釋，不知道這樣理解對不對(單論PHY層)：
1.目前手機一般均用兩個HPA分別滿足不同頻段的需求：WiFi(上網/開熱點)及LTE(上網)
(所以手機沒辦法同時使用WiFi網路及開WiFi熱點，只能擇一使用，是否因同一個HPA只
能一次扮演一種角色(BS或UE)，即便對頻段及功率需求都一樣仍然無法共用)
2.頻段及傳輸功率：
(1)如果有寬頻的通用型RF模組，可涵蓋手機所有需求頻段(如WiFi及LTE)，則理論上可
以只使用1個HPA，但這個選擇必須還要搭配SDR等技術，加上通用型的RF模組較貴，
所以綜合考量還是使用2個HPA比較符合經濟效益。
(2)由於WiFi及LTE的傳輸功率差異很大(一個傳近一個傳遠)，理論上不易在同一個HPA
實現，所以使用2個HPA是必需。
9F：→ maxwelljerry: 原po你似乎有點搞混使用時LTE開啟wi 111.71.27.104 03/03 23:34
10F：→ maxwelljerry: fi分享的意思囉 111.71.27.104 03/03 23:34
抱歉小弟才疏學淺，
我說明一下我問這個問題的用意，
由於研究需要，最近想探討一個情境：
當行動裝置同時扮演UE及BS的角色時，實際的HPA究竟是怎樣運作的？
因為想要結合實務，所以才想到手機這個例子(或是還有其他更好的例子？)
若哪裡有誤會，再麻煩大大協助解惑~ (雙手合十)
感激不盡~
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/04/2017 22:20:17
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/04/2017 22:21:44
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/04/2017 22:25:01
11F：推 amistad: 問題不清楚，先確定你要從系統面還是元件 27.105.197.179 03/04 23:48
12F：→ amistad: 的角度來看這個問題。如果是系統，你對系 27.105.197.179 03/04 23:49
13F：→ amistad: 統的基本功還不夠。如果是元件，你又加入 27.105.197.179 03/04 23:51
14F：→ amistad: 太多系統的問題。 27.105.197.179 03/04 23:51
15F：→ amistad: 建議先看市面上大廠的data sheet 跟 27.105.197.179 03/04 23:52
16F：→ amistad: application note 27.105.197.179 03/04 23:53
謝謝m大的建議~
看完大家的回應後，小弟在論述的基礎的確不明確，我稍微說明一下問題的用意：
我自己本身的研究是屬於系統方面，但為了凸顯研究的價值，
就想在元件方面Survey發展的現況，看是否能找到一些情境是目前元件比較難跨越
的瓶頸，由於UDN是5G的趨勢，未來應該會有越來越多的無線裝置必須同時扮演UE/BS
的情況，所以正思考就元件的角度於上述的情境中，是否會帶來某些衝擊，進而能夠
讓自己於系統上所研究的一些新方法有一些應用之處。
以上是小弟問此問題的初衷，還請各位大大不吝指教~
17F：推 maxwelljerry: 目前手機LTE跟wifi是不同的兩個晶 1.161.15.236 03/05 11:49
18F：→ maxwelljerry: 片 PA那些也都是不一樣的 連上你 1.161.15.236 03/05 11:49
19F：→ maxwelljerry: 熱點的裝置資料會先透過wifi再透過L 1.161.15.236 03/05 11:49
20F：→ maxwelljerry: TE傳到基地台 1.161.15.236 03/05 11:49
21F：推 bxxl: 你的同時扮演UE/BS是同一個規格的,還是不同?118.160.237.202 03/05 15:18
22F：→ bxxl: LTE/Wifi是兩個不同規格,一邊當UE一邊當BS118.160.237.202 03/05 15:18
23F：→ bxxl: 本來就沒啥問題,更何況RF又是分開的獨立兩套118.160.237.202 03/05 15:19
24F：→ bxxl: 應該說不管BB,RF,PA都是獨立的兩套吧118.160.237.202 03/05 15:19
25F：→ bxxl: 這個情境本來就不會有什麼問題118.160.237.202 03/05 15:20
謝謝兩位大大的指教~
b大問題直搗核心，小弟的確是要探討同一個規格下扮演UE/BS的問題，
顯然小弟之前不熟產品設計現況，不清楚LTE/WiFi實際上根本是兩套硬體，
不知道目前有沒有上述欲探討情境的例子？(LTE/WiFi這個例子是小弟我誤舉了，謝謝
大家糾正，抱歉造成大家混淆)
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/05/2017 22:02:56