基于多天线的线性化传输方法技术

本发明专利技术涉及无线通信技术，目的是为了解决现有的功放线性化技术对功功率放大器的支路一致性要求较高而工程实际中不容易实现，从而影响无线通信的质量的问题。本发明专利技术提供一种基于多天线的线性化传输方法，包括如下步骤：发送端对待发送的宽带调制信号进行信号分解，将非恒定包络的宽带调制信号分解为多路恒包络信号后，将各路恒包络信号分别进行功率放大，并将放大后的信号分别对应一根发送天线进行发射；接收端通过多路接收天线分别接收各路恒包络信号后，对各路恒包络信号进行功率放大，并对放大后的各路恒包络信号进行线性合成，所述接收天线的数量与发送天线的数量相同。本发明专利技术适用于无线通信系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信技术，特别涉及一种基于多天线和恒包络分解的功放线性化技术在无线通信中的应用。
技术介绍
现代无线通信系统正朝着高速率、宽频带、智能化的方向发展，频带资源变得越来越紧张。为了在有限的频谱范围内容纳更多的通信信道，提高频谱利用率，LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信系统中引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出)等关键技术。其中MIMO多天线技术使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量，它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势。而OFDM则采用了载波正交技术，每个载波的频谱零点和相邻载波的零点重叠，这样便减小了载波间的干扰，与传统的FDMA相比进一步提高了频带利用率。现代无线通信系统所传输的信号具有宽频带、高峰均比(信号包络的动态范围较大)等特点，当这类宽带信号通过非线性功率放大器时将产生严重的带内和带外失真，增大通信系统的误码率并干扰邻近信道。因此，现代无线通信系统对射频功率放大器的线性度提出了非常高的要求，在尽量保持较高效率的前提下提高功率放大器的线性度具有十分重大的实际意义。射频功率放大器线性化技术已成为下一代无线通信系统中的一项关键技术。传统的功率放大器线性化方法是功率回退，即把功率放大器的输入功率从1dB压缩点向后回退几个dB，使功率放大器工作在远离1dB压缩点的区域，从而退回到线性放大区。然而，功率回退法降低了功放电源的利用效率并致使热耗散增大，这种以牺牲效率换取线性度的方法在很多应用场合中是不可取的，且当功率回退到一定程度时将无法再改善功率放大器的线性度。因此，功率回退法不适用于对功放线性度和效率都有较高要求的现代无线通信系统。针对功放线性化问题，人们提出了一系列的功放线性化和效率增强技术，如前馈技术、负反馈技术、LINC(Linear Amplification with Nonlinear Components)、预失真技术、包络跟踪(Envelope Tracking,ET)技术、包络消除和恢复(Envelope Elimination and Restoration,EER)技术、Doherty技术等。然而，这些功放线性化技术的发展仍然达不到宽带无线通信的要求。新一代的无线通信系统采用了高频谱利用率的OFDM技术和MIMO多天线技术，MIMO发射装置需要多个功放来驱动天线，各个天线的非线性特性是不同的，使用当前主流的功放线性化技术时(如预失真线性化技术等)，都需要增加多个不同的附加组件或装置，当天线较多时，其带来的开销较大。为了适应下一代移动通信技术的发展，功放线性化技术也需要不断的发展和创新。如何结合新一代无线通信技术的特点，适应新型通信技术的需要，进一步提高射频功放的效率和线性度是亟待解决的一个关键问题。LINC技术是一种同时具备效率增强和线性化功能的技术，该技术首先把一个非恒定包络信号分解成两个恒定包络的调相信号，然后用两个特性相同的功率放大器对这两路信号分别进行放大，最后利用功率合成器将放大后的两路信号合成为线性放大的信号。LINC技术可采用高效率的非线性功率放大器来放大恒定包络的两路信号，且功率放大器可以工作在接近饱和状态。从理论上讲，采用LINC技术可使功放的效率达到100％，但由于功率合成器的限制使采用LINC技术的功放系统整体效率不高，有损的威尔金森功率合成器的效率较低，无损的Chireix-Outphasing功率合成器效率较高，但其线性度较差。此外，LINC技术对两条功率放大器支路的幅度和相位不平衡误差十分敏感，所以要求两条功率放大器支路尽可能一致，然而这些在工程实际中并不容易做到。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的功放线性化技术对功功率放大器的支路一致性要求较高而工程实际中不容易实现，从而影响无线通信的质量的问题。为达到上述目的，本专利技术提供一种基于多天线的线性化传输方法，包括如下步骤：步骤一、对待发送的宽带调制信号进行信号分解，将非恒定包络的宽带调制信号分解为多路恒包络信号；步骤二、将各路恒包络信号分别进行功率放大，并将放大后的恒包络信号分别对应一根发送天线进行发射；步骤三、通过多路接收天线分别接收各路恒包络信号后，对各路恒包络信号进行功率放大，并对放大后的各路恒包络信号进行线性合成，所述接收天线的数量与发送天线的数量相同。具体地，所述恒包络信号的数量为两路，所述发射天线及接收天线分别为两根。具体地，步骤一进行信号分解的具体方法如下：所述调制信号表示为x(t)＝A(t)ejΦ(t)其中，x(t)表示调制信号，A(t)表示信号的调制幅度，Φ(t)表示信号的调制相位，对x(t)进行信号分解如下， x ( t ) = x 1 ( t ) + x 2 ( t ) = r 2 e j ( Φ ( t ) + θ ( t ) ) + r 2 e 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多天线的线性化传输方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对待发送的宽带调制信号进行信号分解，将非恒定包络的宽带调制信号分解为多路恒包络信号；步骤二、将各路恒包络信号分别进行功率放大，并将放大后的恒包络信号分别对应一根发送天线进行发射；步骤三、通过多路接收天线分别接收各路恒包络信号后，对各路恒包络信号进行功率放大，并对放大后的各路恒包络信号进行线性合成，所述接收天线的数量与发送天线的数量相同。

【技术特征摘要】
1.基于多天线的线性化传输方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对待发送的宽带调制信号进行信号分解，将非恒定包络的宽带调制信号分解为多路恒包络信号；步骤二、将各路恒包络信号分别进行功率放大，并将放大后的恒包络信号分别对应一根发送天线进行发射；步骤三、通过多路接收天线分别接收各路恒包络信号后，对各路恒包络信号进行功率放大，并对放大后的各路恒包络信号进行线性合成，所述接收天线的数量与发送天线的数量相同。2.如权利要求1所述的基于多天线的线性化传输方法，其特征在于，所述恒包络信号的数量为两路，所述发射天线及接收天线分别为两根。3.如权利要求2所述的基于双天线的线性化传输方法，其特征在于，步骤一进行信号分解的具体方法如下：所述调制信号表示为x(t)＝A(t)ejΦ(t)其中，x(t)表示调制信号，A(t)表示信号的调制幅度，Φ(t)表示信号的调制相位，对x(t)进行信号分解如下， x ( t ) = x 1 ( t ) + x 2 ( t ) = r 2 e j ( Φ ( t ) + θ ( t ) ) + r 2 e j ( Φ ( t ) - θ ( t ...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡顺燕，庹先国，杨建波，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51