选择性功率放大器的制造方法
【专利说明】
[0001 ] 本申请是申请日为2012年12月05日，申请号为201280063439.8,发明名称为"选择 性功率放大器"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明一般涉及布置成根据分配的传输带宽以不同的模式操作的传送器，以及涉 及对应的收发器、通信设备、方法和计算机程序。
【背景技术】
[0003] 降低无线电设备中的能耗始终是需要的，尤其是对于依赖于电池的无线电设备。 当传送时消耗大多数能量，并且具有向天线提供无线电功率的任务的功率放大器当然将消 耗某个量的能量。但是，并非所有作为功率源提供到功率放大器的能量都成为无线电信号 的信号功率。因此，功率放大器和传送器具有一定程度的功率效率，g卩，信号功率相对于功 率源。因此，期望提供一种无线电以及操作无线电的方式，其提供良好的效率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于至少缓解上述问题。本发明基于如下理念:就允许或设计的传 输特性而言，根据传输特性以及尤其是分配的带宽，允许多种传输方案的通信系统中使用 无线电时，在传送器的功率放大器以及紧密相关电路的极性调制操作和包络跟踪操作中， 最有效率以及相对于负面效应而言仍是可行的，可以选为就低能耗和非期望的负面效应的 低影响而言使得操作质量得以改善。即，极性调制被优选使用，因为其相对较低的能耗，只 要负面效应，如频谱泄漏在合理极限内即可，并且按此原理，以其它方式使用包络跟踪以保 持适合的传输。功率放大器因此能够尽可能多地以非线性且由此节能的方式操作，然后在 必要时以线性但是更多能耗的方式操作。分配的带宽是决定何时使用哪种模式的最重要的 因素，但是本公开还提供用于进一步适应这些情况，例如考虑传送器要执行的传输的调制 类型、输出功率、误差向量幅度和/或频谱泄漏要求，其中在传输特性给定了缩减能耗的任 何可能性时，能够缩减能耗。
[0005] 根据第一方面，提供一种传送器，其包括功率放大器;直流到直流类型的开关模式 电压转换器，其布置成向功率放大器提供供电源；以及控制器。该功率放大器布置成选择性 地以第一模式或第二模式操作，其中第一模式是线性模式，以及第二模式是非线性模式。该 控制器布置成，在无线电接入技术RAT中操作，允许利用不同分配的带宽时，确定RAT中传送 器要执行的传输的分配的信号带宽，以及该控制器包括控制机构，该控制机构布置成控制 功率放大器以基于该确定来选择传输的传输模式之一。
[0006] 在第二模式中，该功率放大器可以适于极性调制操作，以及该开关模式电压转换 器可以布置成在第二模式时，通过传输的振幅分量调制至功率放大器的供电电压。
[0007] 该控制机构可以包括查询表，该查询表包括映射到操作模式上的带宽以使得操作 模式相应地被选择。
[0008] 该控制机构可以包括带宽阈值，使得如果该阈值被超过时选择第一模式，否则选 择第二模式。
[0009] 该控制器可以布置成选择模式使得RAT的规范设置的传送器要执行的传输的输出 功率、误差向量幅度和频谱泄漏要求中任一项的要求得以满足。
[0010] 第一模式可以包括包络跟踪，以及其中该开关模式电压转换器布置成在第一模式 时提供与功率放大器的输出电压对应且具有余量(headroom)的供电电压。
[0011 ]该开关模式电压转换器还可以包括连接在该开关模式电压转换器的输出处的附 加开关布置和连接以用于将该开关模式电压转换器的输出与确定的包络水平比较且布置 成控制该附加开关布置的附加比较器，其中该附加开关布置和该附加比较器在处于第一模 式以及使用包络跟踪时被启用。
[0012] 该传送器还可以包括低通滤波器，该低通滤波器连接在开关模式电压转换器的输 出与功率放大器的供电源输入之间，以及其中该低通滤波器布置成具有可选择第一和第二 截止频率，其中第二截止频率低于第一截止频率，以及该低通滤波器布置成在第一模式时 应用第一截止频率，以及在第二模式时，应用第二截止频率。
[0013] 该传送器还可以包括双模式调制器，该双模式调制器布置成在第一模式时提供线 性正交调制，以及在第二模式中提供相位调制。该双模式调制器可以包括布置成接收同相I 分量和正交Q分量的正交基带信号和无线电载波正交时钟信号的输入;正交混合器;变换电 路，其布置成在第一模式中输出未改变的I和Q，以及在第二模式中分别输出
到正交混合器；以及限制器(302)，其中该正交混合器的总输出可选择性地在第二模式 时经由限制器连接到该双模式调制器的输出或在第一模式时直接连接到该双模式调制器 的输出。
[0014] 在选择性地以第一模式操作或以第二模式操作时，可以将该功率放大器偏置以便 在第一模式中，将其布置成在A或AB类操作以及在第二模式中，可以将其布置成在D或E类操 作。
[0015] 根据第二方面，提供一种收发器，其包括根据第一方面的传送器和接收器，其中该 收发器布置成从远程通信节点接收有关传送器要执行的传输的信号传输带宽的信息。
[0016] 根据第三方面，提供一种用于无线通信的通信设备，其中该通信设备包括根据第 一方面的传送器或根据第二方面的收发器。
[0017] 该通信设备可以布置成在3GPP TLE蜂窝通信系统中操作，并且该传输是上行链路 传输，以及还布置成在该上行链路传输之前四个子帧基于下行链路传输中指示的所分配的 资源块确定为该上行链路传输分配的带宽。
[0018] 根据第四方面，提供一种传送器的方法，该传送器包括功率放大器和布置成向功 率放大器提供供电源的开关模式电压转换器。该方法包括在无线电接入技术RAT中操作传 送器，允许利用不同分配的带宽；确定RAT中为传送器要执行的传输分配的信号带宽；以及 基于所确定的分配的带宽在第一模式或第二模式之间选择功率放大器的操作模式，其中第 一模式是线性模式，以及第二模式是非线性模式。
[0019] 第二模式可以包括操作功率放大器进行极性调制，以及该方法还包括在第二模式 时，通过传输的振幅分量调制至功率放大器的供电电压。
[0020] 该方法还可以包括从远程通信节点接收有关传送器要执行的传输的信号传输带 宽的信息。
[0021] 该方法还可以包括将分配的带宽与带宽阈值比较；以及如果超过阈值，则选择第 一模式，否则选择第二模式。
[0022] 该方法还可以包括确定要用于传送器要执行的传输的调制；以及还基于该调制来 选择模式。该方法还可以包括确定传送器要执行的传输的输出功率、误差向量幅度和频谱 泄漏要求的任一项要求；以及选择模式使得RAT的规范设置的传输的输出功率、误差向量幅 度和频谱泄漏要求中任一项的要求得以满足。
[0023] 第一模式可以包括包络跟踪，以及该方法还包括在第一模式时由开关模式电压转 换器提供与功率放大器的输出电压对应且具有余量的供电电压。
[0024] 可以将低通滤波器连接在该开关模式电压转换器的输出与功率放大器的供电源 输入之间。该方法然后还可以包括在低通滤波器的第一和第二截止频率之间进行选择，其 中第二截止频率低于第一截止频率，以及在第一模式时应用第一截止频率，以及在第二模 式时，应用第二截止频率。
[0025] 该传送器还可以包括双模式调制器。该方法然后还可以包括由双模式调制器在第 一模式时提供线性正交调制，以及在第二模式中提供相位调制。
[0026]该方法还可以包括在第一模式中时向正交混合器提供同相I分量和正交Q分量的 正交基带信号和无线电载波正交时钟信号，或在第二模式中时，向正交混合器提供
以及在第二模式中时限制该正交混合器的输出并提供限制的信号作为该双模式调制 器的输出，或在第一模式中时提供正交混合器的输出作为该双模式调制器的输出。
[0027]该方法还可以包括在第一模式中时将功率放大器偏置以在A或AB类中操作，或在 第二模式中时，将功率放大器偏置以在D或E类中操作。
[0028] 根据第五方面，提供一种包括计算机可执行代码的计算机程序，这些计算机可执 行代码在处理器上执行时，促使与处理器关联的传送器执行根据第四方面的方法。
[0029] 从下文对详细公开以及所附独立权利要求书和附图，将显见到本发明的其它目 的、特征和优点。一般，除非本文中明确地另行定义，否则权利要求书中使用的所有术语应 根据其在技术领域中的通用含义来解释。除非明确另行陈述，否则对"一个/该[元件、设备、 组件、装置、步骤等]"的引述应开放地解释为所述元件、设备、组件、装置步骤等的至少一个 实例。除非明确地陈述，否则本文公开的任何方法的步骤无需按公开的具体顺序来执行。
【附图说明】
[0030] 参考附图，通过下文对本发明的优选实施例的说明性且非限制性详细描述将更好 地理解本发明的上文以及附加的目的，特征和优点。
[0031] 图1图示根据实施例的传送器电路。
[0032] 图2以示意图形式图示根据实施例的传送器电路。
[0033] 图3以示意图形式图示根据实施例的双模式调制器。
[0034] 图4以示意图形式图示根据实施例的脉宽调制转换器。
[0035] 图5图示根据实施例的采用宽带模式的脉宽调制转换器的操作。
[0036] 图6图示根据实施例的采用窄带模式的脉宽调制转换器的操作。
[0037] 图7图示以极性调制模式操作时至功率放大器的供电电压。
[0038] 图8图示以包络跟踪模式操作时至功率放大器的供电电压以及还图示对应放大的 信号。
[0039] 图9以示意图形式图示根据实施例的开关模式电压转换器设置。
[0040] 图10以示意图形式图示布置成对来自相应操作模式的开关模式电压转换器的输 出滤波的低通滤波器的截止频率。
[0041] 图11以示意图形式图示根