概述
2008年初，中国移动制定了“十一五”末节能减排总体发展目标：“力争2010年每单位业务量耗电量较2005年下降40%，对比2005年能耗水平当年可节电80亿度。”这也是中国通信运营企业首次制订并发布节能减排指标。在中国移动的移动通信通体系统基站等相关设备的采购中，节能指标的测试数据成为中国移动设备选型的一个重要因素。
据悉，整个通信行业年耗电量已经超过200亿千瓦时，其中移动通信网络，尤其是基站则是名副其实的耗能大户。从整个移动通信网络设备的能源消耗分布来看，基站设备的能源消耗占到了90%，而其它的包括核心网和传输设备占了不到10%。因此，对于新建的TD-SCDMA无线网络，其基站的节能特性从一开始就成为中国移动考虑的重要指标。
作为国内领先的无线接入设备提供商，烽火科技在3G分布式基站系统项目投入了很大的力量，在国内率先推出了WCDMA RRU（Remote Radio Unit，远端射频单元）产品。同时，从2004年开始进行TD-SCDMA相关标准的研究，2005年，完成TD-SCDM直放站及室内覆盖系统系列产品样机的研制并成功加入TD-SCDMA产业联盟，在实施了多种新技术以增效、降耗的基础上，2006年推出了极具竞争力的TD-SCDMA RRU产品。
RRU设备中，功放是能源消耗的主要部分。作为RRU发射单元关键组成部分的功率放大器是RRU节能的关键，不过其难点在于，如何在保证其线性指标的前提下，尽量提高功放效率，从而降低设备整机功耗、节约能源。
TD-SCDMA采用非恒包络调制，峰均比很大，传统的采用前馈以及模拟预失真技术的功率放大器虽然能在线性上能够满足设计要求，但是效率低。烽火科技的TD-SCDMA RRU采用高线性高效率的CFR（Crest Factor Reduction，削峰）、DPD（Digital Predistortion，数字预失真）和Doherty技术的功率放大器，其效率在30%以上。
发射机架构
采用CFR、DPD和Doherty技术的功率放大器的架构如图1所示。
图1 采用CFR、DPD和Doherty技术的功率放大器的架构
系统主要由CFR模块、DPD模块、功放和反馈通道等4部分构成。首先CFR模块对基带信号进行削峰，在保证EVM指标的前提下降低信号的峰均比，然后由数字预失真器处理后，变换成失真后的信号由DAC（Digital to Analogue Converter，数模转换器）变换成模拟信号送给发射机，经过射频通道的变频、放大等处理后送到功放进行功率放大；功放输出信号由天线发射出去，其中部分信号耦合给反馈接收机，并经过ADC（Analogue to Digital Converter，模数转换器）的采样得到数字反馈信号。由DPD中运行的自适应校正算法比较系统中功放输入信号和数字反馈信号（相当于功放输出信号），进行自适应校正参数计算，并且将计算得到的参数应用到预失真模块，可以实时跟踪功放特性的变化，保持功放输出口线性度良好，获得无失真的射频输出信号。
主要技术介绍
1 CFR技术
主要的CFR算法分为四类：第一类是在基带对合成的多载波数据进行处理，例如采用格雷码对基带数据进行编码，或者对基带数据进行一定的加扰处理，这种方法涉及到对基带数据的处理，在接收模块需要对经过处理的基带数据进行解码，TD-SCDMA RRU中没有相应的处理模块，所以这类方法不能在TD-SCDMA RRU中使用；第二类就是clipping加上带通滤波器的处理方法，这类方法先是利用前级的clipping对合成的多载波数据进行削峰处理，后级的带通滤波器滤除带外杂散，改善ACP指标，但是后级的带通滤波器会产生新的峰值，对削峰效果有一定的影响；第三类是加窗方法，这种方法实际上是对第二类方法的一种改进，可以解决第二类方法产生新峰值的缺点，但是在实现中需要较多的硬件资源；第四种方法是对削峰后的误差信号进行滤波处理，使得误差信号和原始信号在相同的频带内，最好将原始信号减去经过处理的误差信号，得到削峰后的信号，这种算法实现时需要较少的硬件资源。
2 Doherty功放
Doherty功放包括两个部分，一个载波放大器，一个峰值放大器。载波放大器可以工作在接近饱和的状态，从而获得较高效率，大部分信号通过该放大器放大；峰值放大器只在峰值到来的时候才工作，大部分时间不消耗功率。它们的合成输入输出特性的线性区比单个放大器的线性区有较大扩展，从而在保证信号落在线性区的前提下获得较高的效率。Doherty功放的两路信号分别采用了AB类偏置和C类偏置，功率合成采用了负载牵引方式。
3 DPD技术
单纯的Doherty功率放大器在虽然效率上很高,但是在线性度上存在缺陷。特别是TD-SCDMA采用非恒包络调制，峰均比很大，因此Doherty功放需要和数字预失真技术结合起来使用，这样即可以保证效率，又可以保证线性度。
DPD其原理是通过一个预失真元件和功放元件（PA）级联，这两个非线性失真功能相结合，便能够实现高度线性、无失真的系统。当功放由于信号幅度进入功放非线性区产生失真后，反馈通道将失真后的信号反馈到预失真元件中，经过计算，补偿和抵消功放的失真。
结论
在我们的TD-SCDMA RRU中实施了上述技术后并经过测试，在满足相关指标的前提下，TD-SCDMA RRU功放效率由未采取这些措施前的10%提高到30%以上。 
