Power consumption optimization of a power amplifier for LTE system

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Author
Date
2011
Department
Radiotieteen ja -tekniikan laitos
Major/Subject
Radiotekniikka
Mcode
S-26
Degree programme
Language
en
Pages
57
Series
Abstract
The topic of this thesis is the study of possibility to reduce the power consumption of a power amplifier in a mobile phone. The possibility based on the characteristics of the LTE system. The special characteristics of uplink signal from mobile phone to base station differ substantially from the former technologies. The first part of thesis covers the basic power amplifier theory and presents few linearization methods. After that, the LTE system is reviewed accentuating the information about uplink transmission and the requirements of it. Finally, the measurements and the results are proposed. In the measurements, the operating point of a power amplifier was decreased and the decreased gain was compensated by increasing the input power. The possibility to do this based on the dynamic frequency spectrum of an uplink signal. The results prove the decreasing of power consumption to be possible by this method. The large number of parallel variables makes the measurements challenging while the signal must reach the requirements of specification in every combination. Because of the variables, the reduction of power consumption varies substantially and the average reduction can only estimate to be around 20 %.

Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää LTE-järjestelmän ominaisuuksiin perustuvaa mahdollisuutta pienentää matkapuhelimen tehovahvistimen tehonkulutusta. Mahdollisuus perustuu LTE:ssa puhelimesta tukiasemalle lähetettävän signaalin erityispiirteisiin, jotka poikkeavat merkittävästi aikaisemmista teknologioista. Aluksi työssä käsitellään teoriaa vahvistimista ja vahvistimille tyypillisistä ominaisuuksista sekä muutamista lineaarisointimenetelmistä. Seuraavaksi työssä esitellään LTE-järjestelmää painottuen työssä käytettävään tietoon matkapuhelimesta tukiaseman suuntaan tapahtuvasta tiedonsiirrosta ja sen vaatimuksista. Lopuksi käydään läpi mittaukset ja niihin vaikuttaneet tekijät sekä tulokset. Mittauksissa pienennettiin tehovahvistimen toimintapistettä ja pienentynyt vahvistus korvattiin suuremmalla syöttöteholla. Tällainen mahdollisuus perustuu signaalin dynaamiseen taajuusspektriin. Tulokset osoittavat tehonkulutuksen pienentämisen olevan mahdollista. Useat rinnakkaiset muuttujat tekevät mittauksista haastavat ja signaalin on täytettävä spesifikaation määrittämät ehdot kaikissa tapauksissa. Tehonkulutuksen pudotus vaihtelee merkittävästi muuttujista riippuen, ja keskimääräiseksi tehonkulutuksen pudotukseksi voidaan arvioida noin 20 %.
Description
Supervisor
Vainikainen, Pertti
Thesis advisor
Pesola, Mikko
Keywords
LTE, tehovahvistin, power amplifier, tehonkulutus, power consumption, resource block
Other note
Citation
Permanent link to this item
https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122358324
Collections
[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC