一种双功率模式包络跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种双功率模式包络跟踪方法，包括以下几个步骤：步骤1：获取最大PAE整形表和恒定增益整形表；步骤2：通过误差矢量幅度不超过阈值EVMth，来获得功率区域分界点P′o；步骤3：确定恒定增益整形方法的最低增益值Glow，最高增益值Ghigh；步骤4：采用恒定增益整形方法时，放大器在高功率区域使用低增益值Glow，低功率区域使用高增益值Ghigh，来分别获得最好的性能。本发明专利技术在不同的功率区域选用不同恒定增益值的恒定增益整形方法，使低功率区域，此时效率也较低，提高线性性能；在高功率区域，满足一定线性的条件下，尽可能的提高效率。

【技术实现步骤摘要】
一种双功率模式包络跟踪方法
本专利技术属于高效率通信(节能)领域，涉及采用包络跟踪放大器的包络整形方法研究，具体涉及一种对于不同的输出功率区域(低功率区域和高功率区域)，采用不同的包络整形方法，提高线性和效率。
技术介绍
随着现代移动通信演进到4G(4thgeneration)，LTE(Longtermevolution)移动终端需要能在有限的功率内提供更高速率的数据服务。尽管高阶调制技术能改善频谱效率，但这会使已调信号具有较高的峰均比(PAPR)。为了放大这种高峰均比的信号，传统固定偏压的放大器需要工作在相对高的输出功率回退区域来避免信号在峰值处的失真。但是，功率回退的越多，功放的效率越低。而在收发机中，功放(PA)是移动终端中最重要的功耗部件，在功率回退区域的较低的效率意味着更短的电池寿命【1】。为了改善在相对低的输出功率区域，几种效率增强的PA结构被提出，包括多尔蒂功率放大器(DPA)、使用非线性组件的线性放大(LINC)、包络消除和恢复(EER)以及包络跟踪技术(ET)【2】。包络跟踪是指根据输入信号的瞬时包络，通过电源电压调制器控制输出放大器的供电电压。目前主要有这几种，【3】中PA的膝电压被用于补偿低输出功率时膝效应带来的强的非线性，电源调制器必须提供一个比膝电压大的电源电压。考虑到膝电压的变化，【4】使用了α因子的指数函数来调制电源电压，【5】中的方法是通过减少包络信号的带宽来减轻电源调制器的负担。【6】中通过双音互调仿真3阶和5阶互调来获得最佳点，通过最小互调点来跟踪输入信号包络调制电源电压，从而改善ETPA的线性。【7】是通过两并联支路获得两路不同的射频放大器特性来改善性能。其中，【4】和【5】的具有较高的实现复杂度，【7】会增加额外支路的复杂度，并且以上的方法都没有在非线性和效率的角度上进行综合考虑。常用的包络跟踪方法有恒定增益跟踪、恒定增益压缩整形、最大PAE(功率附加效率)跟踪。恒定增益整形(constantgainshaping)：当包络信号随时间变化时，通过包络来调制射频功放的电源电压，使放大器始终能够获得相同的增益。恒定增益压缩整形(Constantgaincompressionshaping)：当包络信号不断变化时，通过包络来调制射频功放的电源电压，使放大器始终工作在相同的增益压缩点上，其中增益压缩指的是相对于最大增益而减小的增益值。最大PAE整形(maxPAEshaping):当包络信号不断变化时，根据包络变化来调制电源电压，使得放大器始终获得最大的PAE。PAE(poweraddedefficiency)指的是功率附加效率。尽管最大PAE整形具有最好的效率，但它由于线性最差，经常与一些非线性技术(比如预失真)一起使用来满足LTE终端的要求，这会引入额外的系统实现复杂度。参考文献：[1]Gillenwater,Todd,andManfredSchindler."Technologytrendsinmobilehandsets."InWirelessSymposium(IWS),2013IEEEInternational,pp.1-4.Apr.2013.[2]Boumaiza,Slim."AdvancedtechniquesforenhancingwirelessRFtransmitters'powerefficiency."Microelectronics,2008.ICM2008.InternationalConferenceon,pp.68-73.IEEE,2008.[3]Choi,Jinsung,DongsuKim,DaehyunKang,andBummanKim,”ApolartransmitterwithCMOSprogrammablehysteretic-controlledhybridswitchingsupplymodulatorformultistandardapplications,”MicrowaveTheoryandTechniques,IEEETransactionson,Volume.57,Issue.7pp.1-5,July.2009.[4]HassanM,LarsonLE,LeungVW,etal,“AwidebandCMOS/GaAsHBTenvelopetrackingpoweramplifierfor4GLTEmobileterminalapplications,”MicrowaveTheoryandTechniques,IEEETransactionson,vol.60,Issue.5,pp.1321-1330,May.2012[5]JeongJ,KimballDF,KwakM,etal,“Widebandenvelopetrackingpoweramplifierwithreducedbandwidthpowersupplywaveform,”MicrowaveSymposiumDigest,2009.MTT’09.IEEEMTT-SInternational,pp.1381-1384,Jun.2009.[6]KimD,ChoiJ,KangD,etal,“Highefficiencyandwidebandenvelopetrackingpoweramplifierwithsweetspottracking,”RadioFrequencyIntegratedCircuitsSymposium(RFIC),2010IEEE,pp.255-258,May.2010.[7]ChoY,KangD,KimJ,etal.”ADualPower-ModeMulti-BandPowerAmplifierWithEnvelopeTrackingforHandsetApplications,”MicrowaveTheoryandTechniques,IEEETransactionson,Volume.61,Issue.4,pp.1608-1619,April.2011.
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出一种双功率模式包络跟踪方法，本专利技术采用双功率模式包络跟踪方法，通过将输出功率分为高功率区域和低功率区域，分别在不同区域采用增益值不同的恒定增益整形方法。在高功率区域，放大器使用低增益值的恒定增益方法，最大化的提高效率的同时，保持较好的线性，在低输出功率时，效率较低的情形下，保证线性。一种双功率模式包络跟踪方法，包括以下几个步骤：步骤1：获取最大PAE整形表和恒定增益整形表；采用单音仿真，扫描不同放大器的偏置电压，获得放大器射频特性，射频特性包括功率附加效率、增益，然后得到最大PAE整形表和恒定增益整形表，即检测到的输入功率和偏置电压的关系；其中，采用最大PAE整形方法，获取最大PAE整形表，采用恒定增益整形方法，获取恒定增益整形表；步骤2：通过误差矢量幅度不超过阈值EVMth，来获得功率区域分界点P′o；P′o＝min{Po|EVM(PO,G)≤EVMth}其中，EVM(PO,G)是在不同输出功率和增益下的EVM，阈值EVMth通过对放大器非线性的要求确定；步骤3：确定恒定增益整形方法的最低增益值Glow，最高增益值Ghigh本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双功率模式包络跟踪方法，包括以下几个步骤：步骤1：获取最大PAE整形表和恒定增益整形表；采用单音仿真，扫描不同放大器的偏置电压，获得放大器射频特性，射频特性包括功率附加效率、增益，然后得到最大PAE整形表和恒定增益整形表，即检测到的输入功率和偏置电压的关系；其中，采用最大PAE整形方法，获取最大PAE整形表，采用恒定增益整形方法，获取恒定增益整形表；步骤2：通过误差矢量幅度不超过阈值EVMth，来获得功率区域分界点P′o；P′o＝min{Po|EVM(PO,G)≤EVMth}其中，EVM(PO,G)是在不同输出功率和增益下的EVM，阈值EVMth通过对放大器非线性的要求确定；步骤3：确定恒定增益整形方法的最低增益值Glow，最高增益值Ghigh；设置恒定增益整形方法的最低增益值Glow为最大PAE整形方法所能达到的最大增益：Glow=max(Gk*),k=1,...,n]]>恒定增益整形方法的最高增益值Ghigh由放大器所能达到的最大增益值确定：Ghigh＝max(G(Vk,Po)),k＝1,...,n其中，G(Vk,Po)为在电压为Vk、输出功率为Po时，放大器所能达到的增益；步骤4：采用恒定增益整形方法时，放大器在高功率区域使用低增益值Glow，低功率区域使用高增益值Ghigh，来分别获得最好的性能。...

【技术特征摘要】
1.一种双功率模式包络跟踪方法，包括以下几个步骤：步骤1：获取最大PAE整形表和恒定增益整形表；采用单音仿真，扫描不同放大器的偏置电压，获得放大器射频特性，射频特性包括功率附加效率、增益，然后得到最大PAE整形表和恒定增益整形表，即检测到的输入功率和偏置电压的关系；其中，采用最大PAE整形方法，获取最大PAE整形表，采用恒定增益整形方法，获取恒定增益整形表；步骤2：通过误差矢量幅度不超过阈值EVMth，来获得功率区域分界点P′o；P′o＝min{Po|EVM(PO,G)≤EVMth}其中，EVM(PO,G)是在不同输出功率和增益下的EVM，其中EVM为误差矢量幅度，阈值EVMth通过对放大器非线性的要求确定；步骤3：确定恒定增益整形方法的最低增益值Glow，最高增益值Ghigh；设置恒定增益整形方法的最低增益值Glow为最大PAE整形方法所能达到的最大增益：恒定增益整形方法的最高增益值Ghigh由放大器所能达到的最大增益值确定：Ghigh＝max(G(Vk,Po)),k＝1,...,n其中，G(Vk,Po)为在电压为Vk、输出功率为Po时，放大器所能达到的增益；步骤4：采用恒定增益整形方法时，放大器在高功率区域使用低增益值Glow，低功率区域使用高增益值Ghigh，来分别获得最好的性能。2.根据权利要求1所述的一种双功率模式包络跟踪方法，所述的步骤1中，采用最大PAE整形方法，获取最大PAE整形表，具体为：电源电压分别设置为V1,V2,…,Vn，电源电压为放大器的供电电压，n为扫描的放大器的电压值的个数，放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新宁，吴勇彬，曾志民，李欣书林，冯春燕，
申请(专利权)人：北京邮电大学，罗德与施瓦茨中国科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11