Tỷ lệ rò kênh lân cận (ACLR: Adjacent Channel Leakage Ratio) quy định công suất trung bình mà thiết bị người sử dụng (UE) được phép phát trong kênh lân cận (dịch ± 5MHz) và các kênh kế tiếp sau (± 10MHz). Yêu cầu đựơc quy định là tỷ số công suất mà UE phát tại kênh được ấn định cho nó tương đối so với kênh lân cận phải lớn hơn hoặc bằng 33dBc và 43dBc tại các khoảng cách tần số ±5MHz và ± 10MHz. Quy định này cần đựơc kiểm định cho các UE nằm tại biên ô vì khi này chúng phát công suất gần như cực đại đến nút B làm việc tại kênh lân cận. ACLR là một thông số quan trọng đảm bảo rằng các tần số lân cận không bị mất dung lượng do rò rỉ phát xạ tạp âm của UE. Vì thế UE ACLR không chỉ được quy định tại công suất phát xạ cực đại mà còn cho toàn bộ dải động công suất đầu ra. Thí dụ của ACLR cho một bộ khuếch đại công suất thương mại đựơc cho trên hình 4.1 Tất cả công suất đựơc đo trong băng thông 3,84MHz thông qua bộ lọc cosin tăng căn bậc hai (RRC).
Hình 4.1. Thí dụ về ACLR trong WCDMA
Thuật ngữ AM-AM để thể hiện sự thay đổi trong điều biên (hay đường bao) tại tín hiệu đầu ra gây ra do điều biên (AM) tín hiệu này tại đầu vào của thiết bị phi tuyến. Tương tự thuật ngữ AM-PM thể hiện điều pha (PM) gây ra do điều biên tín hiệu đầu vào.
Khi công suất trung bình của một kích thích AM tăng, PA bị đẩy mạnh ra khỏi vùng tuyến tính vào vùng bão hòa (xem các vùng I và II trên hình 4.2a). Điểm nén 1 dB (CP 1: 1dB Compression Point) thường được sử dụng để định nghĩa sự chuyển đổi này. Nó tương ứng với mức công suất (đầu vào hay đầu ra được tham chuẩn) mà tại đó độ lợi bộ khuếch đại dịch (giảm) so với gíá trị khuếch đại tuyến tính của nó một lượng là 1dB. Tăng thêm công suất đầu vào sẽ dẫn đến xén dạng sóng.
Đường liên tục biểu thị cho hệ số khuếch đại phụ thuộc vào công suất đầu vào, còn đường không liên tục biểu thị cho công suất đầu ra phụ thuộc vào công suất đầu vào của bộ khuếch đại công suất.
Hình 4.2. Vùng tuyến tính (I), bão hòa (II), nén (III) trong các bộ khuếch đại công suất (a) AM-AM, khuếch đại và công suất ra phụ thuộc vào công suất vào. (b) AM-PM.
Trong quá trình xén, rò kênh lân cận tăng (ACL: Adjacent Channel Leakage) tăng do các phi tuyến bậc lẻ. Hình 4.2a mô tả ảnh hưởng của nén trong một thiết bị chỉ thể hiện méo bậc ba.
Đưa các kích thích AM gồm hai tần số (hai tone) gần nhau f1 và f2 dẫn đến tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) đường bao bằng 3dB (giả thiết hai tần số có cùng công suất), như thấy trên hình 4.3a. Trong quá trình nén, hai sản phẩm rò kênh lân cận (ACL) được tạo ra tại các tần số 2f1-f2 và 2f2-f4. Hình 4.3b cho thấy hiệu suất ra tăng công suất tối ưu PAE≈40% tại công suất vào 1dBm. PAE (Power Added Efficency: hiệu suất gia tăng công suất) đạt được khi công suất vào trung bình
gần đến điểm nén 1 dB (CP1) của bộ khuếch đại. PAE được rút ra bằng cách trừ công
suất ra với công suất vào và chia cho công suất tiêu thụ: PAE = 100 × [(PRfout- PRfin )/PDC,Total]. Ước tính PAPR trong WCDMA trong trường hợp hai tone khó hơn vì tín hiệu đầu vào thể hiện ở dạng các chip ngẫu nhiên trong miền thời gian. Sử dụng các công cụ thống kê như xác suất phân bố biên độ trên hình 4.3b cho phép hiểu sâu
đánh giá PAPR của kênh tham khảo (RMC) 12,2kbps với biên độ kênh số liệu vật lý
riêng đường lên (DPDCH) βd và biên độ kênh điều khiển vật lý riêng đường lên
(DPCCH) βd bằng nhau. Đối với một công suất đầu vào trung bình cho trước gần CP1, ta thấy rằng PAPR càng cao thì xác suất giá trị đỉnh đi vào vùng nén càng cao và vì thế dẫn đến tăng rò kênh lân cận. Vì thế các sơ đồ điều chế giảm thiểu PAPR sẽ hỗ trợ bộ khuếch đại công suất làm việc tại PAE tối ưu.
Hình 4.3. Thí dụ về ACLR do AM-AM trong bộ khuếch đại được lập mô hình với Vra (t)=12Vin (t)-4Vin3(t).((a) Ảnh hưởng của kích thích hai tần số. (b) Phân tích thông kê kênh
tham khảo R3 12,2 kbps (βc=βd) theo khuếch đại, công suất vào và PAE.)
Trong WCDMA, khóa chuyển pha vuông góc (QPSK), QPSK trong WCDMA được sử dụng ở dạng PSK lai (HPSK: Hybrrid PSK) để tránh việc biểu đồ chùm tín
hiệu cắt không dẫn đến chuyển pha 1800. Trong phát hành R3, HPSK đảm bảo duy trì
PAPR hầu như không đổi trong dải từ 3dB đến 3,1dB tại xác suất 0,001% không phụ thuộc vào tỷ số βc/ βd.
Tương tự công suất đầu vào cao sẽ gây ra PM (AM-PM) trong bộ khuếch đại đẫn đến quay pha và vì thế phổ đầu ra do điều chế pha sóng mang sẽ đóng góp thêm các sản phẩm ACL. Hình 4.2b được vẽ trong trường hợp tone sóng không đổi (đường bao không đổi) cho thấy pha được duy trì gần như không đổi chừng nào PA còn được làm việc trong vùng tuyến tính (vùng I). Trong thí dụ này khi đẩy bộ khuếch đại vào
vùng nén (vùng III) dẫn đến quay pha 40/dB. Lưu ý rằng thông thường AM-PM xẩy ra
trước AM-AM. Tính chất này gây ảnh hưởng rất lớn lên các ứng dụng của HSDPA.