[問題] 當前一般手機HPA線性度如何滿足WiFi需求

[jerry0319 (他哭桑)]

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！


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※ 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
推 ultimachen: 4G和WiFi不會共用PA，另外可以查一下D
→ ultimachen: Digital Pre-Distortion
→ jerry0319: 謝謝u大的解惑，想另請教一個延伸問題
→ jerry0319: 如果4G LTE及WiFi使用同種波形，是否可
→ jerry0319: 共用PA，還是因角色不同仍需使用兩個？
※ 編輯: jerry0319 (140.129.27.117), 03/03/2017 17:01:31
推 ultimachen: 頻段不同，output power要求也不同
→ ultimachen: LTE-A可以用ISM band做CA
→ ultimachen: 實際產品還沒有吧，不確定
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。

→ maxwelljerry: 原po你似乎有點搞混使用時LTE開啟wi
→ maxwelljerry: fi分享的意思囉
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
推 amistad: 問題不清楚，先確定你要從系統面還是元件
→ amistad: 的角度來看這個問題。如果是系統，你對系
→ amistad: 統的基本功還不夠。如果是元件，你又加入
→ amistad: 太多系統的問題。
→ amistad: 建議先看市面上大廠的data sheet 跟
→ amistad: application note
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~


推 maxwelljerry: 目前手機LTE跟wifi是不同的兩個晶
→ maxwelljerry: 片 PA那些也都是不一樣的  連上你
→ maxwelljerry: 熱點的裝置資料會先透過wifi再透過L
→ maxwelljerry: TE傳到基地台
推 bxxl: 你的同時扮演UE/BS是同一個規格的,還是不同?
→ bxxl: LTE/Wifi是兩個不同規格,一邊當UE一邊當BS
→ bxxl: 本來就沒啥問題,更何況RF又是分開的獨立兩套
→ bxxl: 應該說不管BB,RF,PA都是獨立的兩套吧
→ bxxl: 這個情境本來就不會有什麼問題
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