選擇性功率放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種傳送器，其包括全部以雙模式操作的功率放大器、相位調(diào)制器、開關(guān)式DC-DC轉(zhuǎn)換器以及控制器。該功率放大器布置成選擇性地以第一模式或第二模式操作，其中第一模式是線性模式，以及第二模式是非線性模式，以便以硬件上最少成本增加來實現(xiàn)節(jié)能。該傳送器適應(yīng)于對于不同無線電標(biāo)準(zhǔn)，在不同分配的帶寬下操作，同時保持控制器管理的最小功耗。還公開一種收發(fā)器、通信設(shè)備、方法和計算機(jī)程序。
【專利說明】選擇性功率放大器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及布置成根據(jù)分配的傳輸帶寬以不同的模式操作的傳送器，以及涉及對應(yīng)的收發(fā)器、通信設(shè)備、方法和計算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]降低無線電設(shè)備中的能耗始終是需要的，尤其是對于依賴于電池的無線電設(shè)備。當(dāng)傳送時消耗大多數(shù)能量，并且具有向天線提供無線電功率的任務(wù)的功率放大器當(dāng)然將消耗某個量的能量。但是，并非所有作為功率源提供到功率放大器的能量都成為無線電信號的信號功率。因此，功率放大器和傳送器具有一定程度的功率效率，即，信號功率相對于功率源。因此，期望提供一種無線電以及操作無線電的方式，其提供良好的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于至少緩解上述問題。本發(fā)明基于如下理念:就允許或設(shè)計的傳輸特性而言，根據(jù)傳輸特性以及尤其是分配的帶寬，允許多種傳輸方案的通信系統(tǒng)中使用無線電時，在傳送器的功率放大器以及緊密相關(guān)電路的極性調(diào)制操作和包絡(luò)跟蹤操作中，最有效率以及相對于負(fù)面效應(yīng)而言仍是可行的，可以選為就低能耗和非期望的負(fù)面效應(yīng)的低影響而言使得操作質(zhì)量得以改善。即，極性調(diào)制被優(yōu)選使用，因為其相對較低的能耗，只要負(fù)面效應(yīng)，如頻譜泄漏在合理極限內(nèi)即可，并且按此原理，以其它方式使用包絡(luò)跟蹤以保持適合的傳輸。功率放大器因此能夠盡可能多地以非線性且由此節(jié)能的方式操作，然后在必要時以線性但是更多能耗的方式操作。分配的帶寬是決定何時使用哪種模式的最重要的因素，但是本公開還提供用于進(jìn)一步適應(yīng)這些情況，例如考慮傳送器要執(zhí)行的傳輸?shù)恼{(diào)制類型、輸出功率、 誤差向量幅度和/或頻譜泄漏要求，其中在傳輸特性給定了縮減能耗的任何可能性時，能夠縮減能耗。
[0004]根據(jù)第一方面，提供一種傳送器，其包括功率放大器；直流到直流類型的開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器，其布置成向功率放大器提供供電源；以及控制器。該功率放大器布置成選擇性地以第一模式或第二模式操作，其中第一模式是線性模式，以及第二模式是非線性模式。該控制器布置成，在無線電接入技術(shù)RAT中操作，允許利用不同分配的帶寬時，確定RAT中傳送器要執(zhí)行的傳輸?shù)姆峙涞男盘枎?，以及該控制器包括控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)布置成控制功率放大器以基于該確定來選擇傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ街弧?br> [0005]在第二模式中，該功率放大器可以適于極性調(diào)制操作，以及該開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器可以布置成在第二模式時，通過傳輸?shù)恼穹至空{(diào)制至功率放大器的供電電壓。
[0006]該控制機(jī)構(gòu)可以包括查詢表，該查詢表包括映射到操作模式上的帶寬以使得操作模式相應(yīng)地被選擇。
[0007]該控制機(jī)構(gòu)可以包括帶寬閾值，使得如果該閾值被超過時選擇第一模式，否則選擇第二模式。
[0008]該控制器可以布置成選擇模式使得RAT的規(guī)范設(shè)置的傳送器要執(zhí)行的傳輸?shù)妮敵龉β?、誤差向量幅度和頻譜泄漏要求中任一項的要求得以滿足。
[0009]第一模式可以包括包絡(luò)跟蹤，以及其中該開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器布置成在第一模式時提供與功率放大器的輸出電壓對應(yīng)且具有余量(headroom)的供電電壓。
[0010]該開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器還可以包括連接在該開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器的輸出處的附加開關(guān)布置和連接以用于將該開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器的輸出與確定的包絡(luò)水平比較且布置成控制該附加開關(guān)布置的附加比較器，其中該附加開關(guān)布置和該附加比較器在處于第一模式以及使用包絡(luò)跟蹤時被啟用。
[0011]該傳送器還可以包括低通濾波器，該低通濾波器連接在開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器的輸出與功率放大器的供電源輸入之間，以及其中該低通濾波器布置成具有可選擇第一和第二截止頻率，其中第二截止頻率低于第一截止頻率，以及該低通濾波器布置成在第一模式時應(yīng)用第一截止頻率，以及在第二模式時，應(yīng)用第二截止頻率。
[0012]該傳送器還可以包括雙模式調(diào)制器，該雙模式調(diào)制器布置成在第一模式時提供線性正交調(diào)制，以及在第二模式中提供相位調(diào)制。該雙模式調(diào)制器可以包括布置成接收同相I分量和正交Q分量的正交基帶信號和無線電載波正交時鐘信號的輸入；正交混合器；變換電路,其布置成在第一模式中輸出未改變的I和Q,以及在第二模式中分別輸出
【權(quán)利要求】
1.一種傳送器，其包括: 功率放大器(102、202)； 直流到直流類型的開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器(104、204、904)，其布置成向所述功率放大器提供供電源；以及 控制器(206、1606)， 其特征在于， 所述功率放大器布置成選擇性地以第一模式或第二模式操作，其中所述第一模式是線性模式，以及所述第二模式是非線性模式， 所述控制器布置成，在無線電接入技術(shù)RAT中操作，允許利用不同分配的帶寬時，確定所述RAT中所述傳送器要執(zhí)行的傳輸?shù)姆峙涞男盘枎?，以及所述控制器包括控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)布置成控制所述功率放大器以基于所述確定來選擇所述傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ街?br> O
2.如權(quán)利要求1所述的傳送器，其中在所述第二模式中，所述功率放大器適于極性調(diào)制操作，以及其中所述開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器布置成在所述第二模式時，通過所述傳輸?shù)恼穹至空{(diào)制至所述功率放大器的供電電壓。
3.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中所述控制機(jī)構(gòu)包括查詢表，所述查詢表包括映射到操作模式上的帶寬以使得操作模式相應(yīng)地被選擇。
4.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的傳送器，其中所述控制機(jī)構(gòu)包括帶寬閾值，使得如果所述閾值被超過時選擇所述第一模式，否則選擇所述第二模式。
5.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中所述控制器布置成選擇模式使得所述RAT的規(guī)范設(shè)置的所述傳送器要執(zhí)行的所述傳輸?shù)妮敵龉β?、誤差向量幅度和頻譜泄漏要求中任一項的要求得以滿足。
6.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中所述第一模式包括包絡(luò)跟蹤，以及其中所述開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器布置成在所述第一模式時提供與所述功率放大器的所述輸出電壓對應(yīng)且具有余量的供電電壓。
7.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中所述開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器還包括連接在所述開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器(904)的輸出處的附加開關(guān)布置(902)和連接以用于將所述開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器的輸出與確定的包絡(luò)水平比較且布置成控制所述附加開關(guān)布置的附加比較器(906、908)，其中所述附加開關(guān)布置和所述附加比較器在處于所述第一模式以及使用包絡(luò)跟蹤時被啟用。
8.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中將低通濾波器(208)連接在所述開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器(204)的輸出與所述功率放大器(202)的供電源輸入之間，以及其中所述低通濾波器布置成具有可選擇第一和第二截止頻率，其中所述第二截止頻率低于所述第一截止頻率，以及所述低通濾波器布置成在所述第一模式時應(yīng)用所述第一截止頻率，以及在所述第二模式時，應(yīng)用所述第二截止頻率。
9.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，還包括雙模式調(diào)制器(210、300)，所述雙模式調(diào)制器布置成在所述第一模式時提供線性正交調(diào)制，以及在所述第二模式中提供相位調(diào)制。
10.如權(quán)利要求11所述的傳送器，其中所述雙模式調(diào)制器(210、300)包括布置成接收同相I分量和正交Q分量的正交基帶信號和無線電載波正交時鐘信號的輸Λ； 正交混合器； 變換電路，所述變換電路布置成 在所述第一模式中輸出未改變的I和Q，以及 在所述第二模式中分別輸出
11.如前面權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中在選擇性地以所述第一模式操作或以所述第二模式操作時，將所述功率放大器偏置以便在所述第一模式中，將其布置成在A或AB類操作以及在所述第二模式中，將其布置成在D或E類操作。
12.一種包括如權(quán)利要求1至11中任一項所述的傳送器和接收器的收發(fā)器，其中所述收發(fā)器布置成從遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)接收有關(guān)所述傳送器要執(zhí)行的傳輸?shù)男盘杺鬏攷挼男畔ⅰ?br> 13.一種用于無線通信的通信設(shè)備(1700、1800、1900)，其中所述通信設(shè)備包括如權(quán)利要求I至11中任一項所述的傳送器或如權(quán)利要求12所述的收發(fā)器。
14.如權(quán)利要求13所述的通信(1700、1800)設(shè)備，所述通信設(shè)備布置成在3GPPTLE蜂窩通信系統(tǒng)中操作，并且所述傳輸是上行鏈路傳輸，以及還布置成在所述上行鏈路傳輸之前四個子幀基于下行鏈路傳輸中指示的所分配的資源塊確定為所述上行鏈路傳輸分配的帶寬。
15.一種傳送器的方法，所述傳送器包括功率放大器和布置成向所述功率放大器提供供電源的開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器，其中所述方法包括: 在無線電接入技術(shù)RAT中操作(1200、1300、1400)所述傳送器，允許利用不同分配的帶寬； 確定(1202、1302、1402)所述RAT中為所述傳送器要執(zhí)行的傳輸分配的信號帶寬； 基于所確定的分配的帶寬在第一模式或第二模式之間選擇(1204、1304、1404)所述功率放大器的操作模式，其中所述第一模式是線性模式，以及所述第二模式是非線性模式。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述第二模式中，操作所述功率放大器進(jìn)行極性調(diào)制，以及所述方法還包括在所述第二模式時，通過所述傳輸?shù)恼穹至空{(diào)制(1306、1408、1410 )至所述功率放大器的供電電壓。
17.—種包括計算機(jī)可執(zhí)行代碼的計算機(jī)程序(1500)，所述計算機(jī)可執(zhí)行代碼在處理器(1502)上執(zhí)行時，促使與所述處理器關(guān)聯(lián)的傳送器執(zhí)行如權(quán)利要求15或16中任一項所述的方法。
【文檔編號】H03F1/02GK103999368SQ201280063439
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】慕豐浩, B.林多夫 申請人:瑞典愛立信有限公司