功率放大器、发射机、基带处理单元及射频系统技术方案

本申请提供一种功率放大器、发射机、基带处理单元及射频系统，其中，射频系统包括：基带处理单元、发射机和功率放大器，基带处理单元，用于根据终端设备的接收信号强度，确定发射机输出给功率放大器的信号的目标功率，根据目标功率，确定功率放大器的目标功率回退点，向功率放大器发送第一控制信号，第一控制信号用于指示所述目标功率回退点，向发射机发送第二控制信号，第二控制信号用于指示所述目标功率。发射机，用于根据第二控制信号，将输出给功率放大器的信号的功率调节为目标功率。功率放大器，用于根据第一控制信号，将功率放大器的功率回退点调节为目标功率回退点。率回退点调节为目标功率回退点。率回退点调节为目标功率回退点。

【技术实现步骤摘要】
功率放大器、发射机、基带处理单元及射频系统


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种功率放大器、发射机、基带处理单元及射频系统。

技术介绍

[0002]为了不断满足人们对通信速率的增长诉求，通信系统正朝多通道演进，以实现速率与通道数量成比例增长，如已被广泛采用的多输入多输出(multi
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input multi
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output,MIMO)技术，在第四、五代移动通信(4G、5G)和无线局域网(wireless local area network,WLAN)系统中均被采用，以提升系统速率。以WLAN为例，2013年制定的802.11ac标准定义了最大可支持MIMO规模为4
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4，2018年新一代802.11ax标准进一步将MIMO规模提升至8
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8，正在制定中的802.11be标准将可支持16
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16MIMO规模，随着MIMO规模的不断提升，相应的WLAN峰值通信速率也从Gbps量级提升至几十Gbps。随着MIMO规模的增加，通信系统中配套的模拟通道数量成比例增长，如4
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4MIMO规模需要配套4套射频系统和4套接收机系统，随之而来的问题是系统功耗与MIMO规模同样成比例增加，导致大规模MIMO系统的成本、散热、功耗等问题突显。
[0003]以WLAN通信系统为例，接入点(access point，AP)通常放置于固定位置，站点(station，STA)与AP之间的距离会发生变化，不同的通信距离对AP侧的发射功率要求不同，为降低功耗，可以基于STA与AP之间的距离调整AP的输出功率。例如，在STA与AP之间的距离减小时，可以降低AP的输出功率。
[0004]为保证射频信号的无损发射，即要求功率放大器(power amplifier，PA)具备高线性度的特性，根据功率管的特性，放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降。为保证PA的线性度，可以采用功率回退的方法，使得PA的回退至线性工作区。但是，PA的线性度与效率存在折中关系，在保证线性度的同时会牺牲效率，导致PA的功耗增加。
[0005]以AP中的功率放大器为多赫蒂Doherty功率放大器为例，如图2所示为Doherty功率放大器的工作原理图，如图1的右图所示为Doherty功率放大器的效率曲线图。在AP的输出功率降低时，AP的功率放大器可能会工作于回退区或深回退区，导致功率放大器的效率非常低(甚至低于4％)，而功率放大器作为决定AP的发射功率和线性度的核心模块，其功耗通常占据整个射频收发系统功耗的30％～40％。因此，在基于STA与AP之间的距离调整AP的输出功率的情况下，容易导致功率放大器整体的效率降低，功耗过大的问题。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种功率放大器、发射机、基带处理单元及射频系统，用于通过调节功率放大器的目标功率和功率回退点，降低功率放大器在不同目标功率下工作时的功耗，提升通信系统的性能。
[0007]第一方面，本申请提供一种射频系统，包括：基带处理单元、发射机和功率放大器，基带处理单元，用于根据终端设备的接收信号强度，确定发射机输出给功率放大器的信号的目标功率，根据目标功率，确定功率放大器的目标功率回退点，向功率放大器发送第一控制信号，第一控制信号用于指示所述目标功率回退点，向发射机发送第二控制信号，第二控制信号用于指示所述目标功率。发射机，用于根据第二控制信号，将输出给功率放大器的信号的功率调节为目标功率。功率放大器，用于根据第一控制信号，将功率放大器的功率回退点调节为目标功率回退点。
[0008]通过上述实现方式，基于基带处理单元根据终端设备的接收信号强度，确定发射机的输出给功率放大器的信号的目标功率，并通过第二控制信号调节发射机，使得发射机在接收到基带处理单元发送的待放大信号后，可以将待放大信号的功率输出为目标功率。同时，基带处理单元还可以根据目标功率，确定目标功率回退点，并通过第一控制信号将功率放大器的功率回退点调整至目标功率回退点。从而，功率放大器在接收到发射机发送的目标功率下的待放大信号时，可以工作在目标功率回退点下，对该待放大信号进行放大，降低了功率放大器在放大待放大信号时的功耗，尤其是在射频系统所在的发射端和终端设备的通信距离动态调整输出的信号的目标功率的场景下，显著性的降低了射频系统的功耗，提升了射频系统的整体性能。
[0009]一种可能的实现方式，所述基带处理单元通过所述发射机的第一通路连接所述功率放大器，所述基带处理单元通过所述发射机的第二通路连接所述发射机；所述基带处理单元，用于通过所述第一通路向所述功率放大器发送所述第一控制信号，通过所述第二通路向所述发射机发送所述第二控制信号。
[0010]通过上述实现方式，基带处理单元通过第二通路发射第二控制信号，从而实现对发射机的调节，基带处理单元通过第一通路控制功率放大器，实现对功率放大器的调节，从而，使得基带处理单元对发射机和功率放大器实现更灵活的控制。
[0011]一种可能的实现方式，所述功率放大器包括N个功率调节单元，N为正整数；所述功率放大器，用于根据所述第一控制信号启动所述N个功率调节单元中的至少一个功率调节单元，在所述至少一个功率调节单元启动后，所述功率放大器的功率回退点为所述目标功率回退点。
[0012]通过上述实现方式，基带处理单元可以通过控制N个功率调节单元中的至少一个功率调节单元的开启，使得功率放大器可以通过至少一个功率调节单元对所述目标功率对应的待放大信号进行放大，此时，功率放大器的效率对应于目标功率回退点的效率，从而，实现了功率放大器的效率的提升。
[0013]一种可能的实现方式，在所述基带处理单元和所述功率放大器通过所述发射机的第一通路连接时，所述第一通路包括N个第一子通路，所述功率放大器的N个功率调节单元分别连接所述N个第一子通路；所述基带处理单元，用于通过所述至少一个第一子通路将所述至少一个功率调节单元对应的至少一个第一控制信号分别发送给所述至少一个功率调节单元，所述至少一个第一控制信号用于启动所述至少一个功率调节单元，在所述至少一个功率调节单元启动后，所述功率放大器的功率回退点为所述目标功率回退点。
[0014]通过上述方法，基带处理单元可以通过至少一个第一子通路分别向至少一个功率调节单元发送少一个功率调节单元对应的至少一个第一控制信号，使得基带处理单元可以
灵活的控制至少一个功率调节单元的启动，提高控制的效果。另外，由于是通过数字信号进行调节，相比通过模拟信号进行调节的方式，可以扩大功率放大器的功率回退点的调节范围，保证功率放大器工作在功率回退区域，有效提升功率放大器的效率，降低功耗。
[0015]一种可能的实现方式，所述功率放大器还包括：控制单元，所述控制单元的输入端通过所述发射机的第一通路连接所述基带处理单元，所述控制单元的输出端分别连接所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频系统，其特征在于，包括：基带处理单元、发射机和功率放大器，所述基带处理单元分别连接所述发射机和所述功率放大器，所述发射机还连接所述功率放大器；所述基带处理单元，用于根据终端设备的接收信号强度，确定所述发射机输出给所述功率放大器的信号的目标功率，根据所述目标功率，确定所述功率放大器的目标功率回退点，并向所述功率放大器发送第一控制信号，所述第一控制信号用于指示所述目标功率回退点；以及向所述发射机发送第二控制信号，所述第二控制信号用于指示所述目标功率；所述功率放大器，用于根据所述第一控制信号，将所述功率放大器的功率回退点调节为所述目标功率回退点；所述发射机，用于根据所述第二控制信号，将输出给所述功率放大器的信号的功率调节为所述目标功率。2.如权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述基带处理单元通过所述发射机的第一通路连接所述功率放大器，所述基带处理单元通过所述发射机的第二通路连接所述发射机；所述基带处理单元，用于通过所述第一通路向所述功率放大器发送所述第一控制信号，通过所述第二通路向所述发射机发送所述第二控制信号。3.如权利要求1或2所述的射频系统，其特征在于，所述功率放大器包括N个功率调节单元，N为正整数；所述功率放大器，用于根据所述第一控制信号启动所述N个功率调节单元中的至少一个功率调节单元，在所述至少一个功率调节单元启动后，所述功率放大器的功率回退点为所述目标功率回退点。4.如权利要求1
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3任一项所述的射频系统，其特征在于，在所述基带处理单元和所述功率放大器通过所述发射机的第一通路连接时，所述第一通路包括N个第一子通路，所述功率放大器的N个功率调节单元分别连接所述N个第一子通路；所述基带处理单元，用于通过所述至少一个第一子通路将所述至少一个功率调节单元对应的至少一个第一控制信号分别发送给所述至少一个功率调节单元，所述至少一个第一控制信号用于启动所述至少一个功率调节单元，在所述至少一个功率调节单元启动后，所述功率放大器的功率回退点为所述目标功率回退点。5.如权利要求1
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3任一项所述的射频系统，其特征在于，所述功率放大器还包括：控制单元，所述控制单元的输入端通过所述发射机的第一通路连接所述基带处理单元，所述控制单元的输出端分别连接所述功率放大器的N个功率调节单元；所述控制单元，用于根据所述第一控制信号从所述N个功率调节单元中确定出所述至少一个功率调节单元，并启动所述功率放大器的至少一个功率调节单元，在所述至少一个功率调节单元启动后，所述功率放大器的功率回退点为所述目标功率回退点。6.如权利要求1
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5任一项所述的射频系统，其特征在于，所述功率放大器包括M个第一阻抗元件，M为正整数；所述M个第一阻抗元件通过所述发射机的第一通路与所述基带处理单元连接，或者，所述M个第一阻抗元件与所述功率放大器的控制单元的输出端连接，所述控制单元的输入端通过所述发射机的第一通路与所述基带处理单元连接；所述基带处理单元或所述控制单元，还用于根据所述目标功率回退点，确定所述功率放大器的M个第一阻抗元件中的至少一个第一阻抗元件对应的至少一个第三控制信号，并
向所述至少一个第一阻抗元件分别发送所述至少一个第三控制信号，所述至少一个第三控制信号用于分别启动所述至少一个第一阻抗元件；所述启动后的至少一个第一阻抗元件的阻抗与所述功率放大器的至少一个功率调节单元的晶体管阻抗匹配；所述至少一个第一阻抗元件，用于根据所述至少一个第三控制信号，启动所述至少一个第一阻抗元件。7.如权利要求4
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6任一项所述的射频系统，其特征在于，所述功率调节单元为以下任一项：晶体管或阻抗元件。8.一种基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元分别连接发射机和功率放大器，所述发射机还连接所述功率放大器；所述基带处理单元，用于根据终端设备的接收信号强度，确定所述发射机输出给所述功率放大器的信号的目标功率，根据所述目标功率，确定所述功率放大器的目标功率回退点，并向所述功率放大器发送第一控制信号，所述第二控制信号用于指示所述目标功率；以及向所述发射机发送第二控制信号，所述第一控制信号用于指示所述目标功率回退点。9.如权利要求8所述的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端通过所述发射机的第一通路连接所述发射机，所述第二输出端通过所述发射机的第二通路连接所述功率放大器；所述基带处理单元，用于通过所述发射机的第一通路向所述功率放大器发送所述第一控制信号，通过所述第二通路向所述发射机发送所述第二控制信号。10.如权利要求8或9所述的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元，用于将所述功率放大器的至少一个功率调节单元的至少一个第一控制信号分别发送给所述至少一个功率调节单元；所述至少一个第一控制信号用于分别启动所述功率放大器的至少一个功率调节单元，在所述至少一个功率调节单元启动后，所述功率放大器的功率回退点为所述目标功率回退点。11.如权利要求8
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10任一项所述的基带处理单元，其特征在于，所述基带处理单元，用于根据所述目标功率回退点，确定所述功率放大器的M个第一阻抗元件中的至少一个第一阻抗元件的至少一个第三控制信号，并将所述至少一个第三控制信号分别发送给所述至少一个第一阻抗元件，M为正整数，所述至少一个第三控制信号用于分别启动所述至少一个第一阻抗元件，在所述至少一个第一阻抗元件启动后，所述功率放大器的至少一个功率调节单元的晶体管与所述至少一个第一阻抗元件的阻抗匹配。12.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器分别连接基带处理单元和发射机，所述发射机还连接所述基带处理单元；所述功率放大器，用于通过所述发射机接收第一控制信号，所述第一控制信号用于指示所述功率放大器的目标功率回退点，所述目标功率回退点为所述基带处理单元根据所述发射机输出给所述功率放大器的信号的目标功率确定的，所述目标功率为所述基带处理单元根据终端设备的接收信号强度确定的；所述功率放大器，还用于根据所述第一控制信号，将所述功率放大器的功率回退点调节为所述目标功率回退点。13.如权利要求12所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括N个功率调节
单元，N为正整数；所述功率放大器，用于根据所述第一控制信号启动所述N个功率调节单元中的至少一个功率调节单元，所述功率放大器的功率回退点在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志雄，柳剑飞，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：