CN105720926B - 选择性功率放大器 - Google Patents

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Abstract

公开一种传送器，其包括全部以双模式操作的功率放大器、相位调制器、开关式DC‑DC转换器以及控制器。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，以便以硬件上最少成本增加来实现节能。该传送器适应于对于不同无线电标准，在不同分配的带宽下操作，同时保持控制器管理的最小功耗。还公开一种收发器、通信设备、方法和计算机程序。

Description

选择性功率放大器
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
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
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，即，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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
和
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
和；
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。
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。
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。
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
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。
图1图示根据实施例的传送器电路。
图2以示意图形式图示根据实施例的传送器电路。
图3以示意图形式图示根据实施例的双模式调制器。
图4以示意图形式图示根据实施例的脉宽调制转换器。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
图11以示意图形式图示根据实施例的布置成将振幅路径和相位路径之间的延迟匹配的延迟调整机构。
图12是示出根据实施例的方法的流程图。
图13是示出根据实施例的方法的流程图。
图14是示出根据实施例的方法的流程图。
图15以示意图形式图示非短暂性计算机可读存储介质，其保存布置成被处理器执行以实现根据多个实施例的方法的计算机程序。
图16以示意图形式图示根据实施例的包括传送器电路的无线电电路。
图17以示意图形式图示根据实施例的包括无线电电路的通信设备。
图18图示根据实施例的通信设备。
图19图示根据实施例的通信节点。
图20至图22图示能够使用非线性模式的示例。
图23至图25图示需要使用线性模式的示例。
具体实施方式
为了理解本公开，读者应该认识到极性调制允许使用非线性功率放大器（PA），非线性功率放大器是具有功率效率的，但是隐含带宽扩充问题。因此，使用极性调制不适于宽带宽应用，如其中能够使用20 MHz带宽的宽带3GPP LTE。具有恒定供电电压的线性PA未隐含此类带宽扩充问题，但是显著地不如非线性PA具有功率效率。使用包络跟踪能够使线性PA更具功率效率。包络跟踪需要使用线性PA，线性PA固有地不如非线性PA具有功率效率，但是仍比无包络跟踪的PA，即恒定供电电压驱动的PA更有效率。高功率效率意味着在给定供电源下，向天线提供更多无线电功率和或功率放大器产生更少的热。
图1图示根据实施例的传送器电路100。传送器电路100包括布置成执行任何基带处理并提供要调制的同相（I）和正交相（Q）信号分量的基带部分106。传送器电路100还包括功率放大器102，其布置成输出用于传输的调制的信号，例如直接输出到天线布置或经由布置成提供阻抗匹配的输出网络输出到天线布置。传送器电路100还包括开关模式电压转换器104，其布置成向功率放大器102提供供电电压。开关模式电压转换器104优选地是直流到直流DC/DC转换器，其又连接到其中布置传送器电路100工作的任何装置的供电源。
为了实现传送器电路100的效率提高，功率放大器102布置成选择性地以线性或非线性模式工作。非线性模式能够实现功率放大器的效率提高，然后例如能够在D或E类中工作。线性模式欠效率，但是提供许多信号场合中的必要线性，例如以便避免扩大超出期望水平的频谱泄漏，并且该功率放大器能够例如在A或AB类中工作。为了从功率放大器的这种双模式操作获益，在正交调制与极性调制之间选择性地选择调制，正交调制需要功率放大器的线性操作，以及极性调制能够使功率放大器以非线性模式工作。
在此实施例中，极性调制器108将I和Q分量变换成提供到功率放大器的相位分量。由振幅发生器110提供对应的振幅分量，振幅发生器110根据I和Q分量导出振幅分量，并将该振幅分量提供到开关电压发生器104，开关电压发生器104进而控制对功率放大器的电压供应，使得振幅分量连同相位分量能够被功率放大器输出为极性调制的信号。
相似地，正交调制器112通过分别与同相振荡器信号和正交相振荡器信号混合来调制I和Q分量，并将调制的I和Q分量的聚合提供到功率放大器。振幅发生器110现在用于包络跟踪，并且基于I和Q分量向开关模式电压转换器104提供包络信号，以使开关模式电压转换器104向功率放大器提供适合的供电电压，其中使得该功率放大器能够线性地操作并放大调制的I和Q分量的聚合。包络信号跟踪I和Q分量的振幅信号的包络，并提供用于功率放大器的线性操作的适合余量。
传送器电路100被控制成基于要传送的信号的特性选择最有效率的操作模式。此控制能够由基带部分106或由专用的控制器（未示出）来提供。对于哪种模式适于使用有最大影响的要传送的信号的特性是分配的带宽。该控制提供的决策可以非常简单，如3GPPLTE的情况中当带宽是5 MHz或以下时，选择极性调制和非线性功率放大器操作，以及高于5MHz时，选择正交调制和功率放大器的线性操作。可以提供较复杂的控制，其中考虑来自基带部分的I和Q分量的调制特性，即如何使用信号空间。可以将其与有关分配的带宽的信息一起使用，以例如对于一些配置的I和Q分量，对于稍微较高带宽，也使用极性调制和非线性功率放大器操作，而对于一些其它配置的I和Q分量，对于稍微较低带宽，也使用正交调制和线性功率放大器操作。可以基于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一个或多个项来进行选择操作模式的类似考虑。因此，虽然分配的带宽在选择中起主要作用，但是可以基于使用的信号空间、输出功率、误差向量幅度和/或频谱泄漏要求来对中等大小的带宽进行进一步优化。
可以根据上文所演示的确定正交调制/线性操作或极性调制/非线性操作的选择，以使频谱泄漏不扩大超出使用传送器所在的系统的规范，例如不超出 3GPP TS25.101,3GPP TS 36.101中所规定的或实际系统的类似规定。
在许多时候能够稍微提前获取有关要传送的信号的知识以及由此要选择的操作模式的决策，这有利于实现。例如，在3GPP LTE中，提前四个子帧(等于提前4 ms)接收上行链路授予消息，其中传送器获知分配的带宽等，并且能够进行模式的适应。
当然，可以通过选择性地使用线性功率放大器或非线性功率放大器，即具有分设的功率放大器来实现功率放大器102以线性或非线性模式操作。但是，为了避免存在冗余电路，功率放大器的操作模式的控制可以包括适应一个功率放大器的偏置以选择性地以线性模式或非线性模式操作。还可以将输出网络适应于功率放大器的操作模式以便处理任何非期望的谐波。
图2以示意图形式图示根据实施例的传送器电路200。基带处理器BBP 212生成与参考图1演示的相似的I和Q分量。将I和Ｑ分量馈送到两个路径中，振幅路径（图2中上方）和相位路径（图2的右侧）。振幅路径包括包络/振幅发生器EAG 214、预先失真PDIS部分216、脉宽调制转换器PWMC 218、开关模式电压转换器204、低通滤波器LPF 208和双模功率放大器DMPA 202。相位路径包括延迟调整单元DA 220、双模调制器DMM 210和DMPA 202，其中这两个路径被合并在一起。DMM 210设有载波正交时钟CQC，以使调制能够实施。该CQC可以包括彼此相位偏移90度用于差分混合器的四个信号或彼此相位偏移90度用于单端混合器的两个信号。
控制器206布置成根据第一操作模式，即正交调制和线性放大器设置，以及根据第二操作模式，即极性调制和非线性放大器设置来控制传送器电路100的元件操作。第一模式是通常使得DMPA 202以线性模式操作，而第二模式将DMPA 202设在非线性操作模式。来自开关模式电压转换器的输出可选地由LPF 208执行低通滤波，然后将该电压供电提供到DMPA 202。再者，根据操作模式，由EAG 214将BBP 212生成的基带I和Q分量被转换成包络或振幅信号，并且可以经由PDIS 216对该包络信号或振幅信号进行预失真以减少在DMPA 202的输出处生成输出信号时的非线性。此非线性可以包括来自PWMC 218、开关模式电压转换器204和DMPA 202的任何贡献。
在控制器206的控制下，可以由DA 220来校准相位调制路径与振幅路径之间的任何延迟匹配。LPF 208可以具有两种模式，一种用于宽带应用，一种用于窄带应用，这两种模式由电气或机械手段来选择。LPF 208的功能是减少开关模式电压转换器的输出中的纹波，改善频带干扰的相邻信道泄漏比以满足无线电标准规定的频谱掩罩，并且还抑制无线电终端中使用传送器电路200时传送器频谱泄漏到接收器频带，这意味着表面声波滤波器或双工器中的接收器频带中的衰减的要求放宽。
在DMPA 202之后，放大的信号可以通过输出网络ON 222，ON 222包括阻抗匹配，阻抗匹配将反射减到最小并将信号能量的大部分馈送到天线，有时如果采用平衡式功率放大器拓扑，则为差分至单端的转换。ON 222还能够减少功率放大器的非线性所导致的非期望频率分量。ON 222还能够由控制器206控制，并且能够基于功率放大器202的操作模式来进行适应。
第一模式，即，线性模式操作定位于使用宽带的应用，即具有较宽的分配的带宽和/或使用大码元的信号空间的调制方案，例如使用20 MHz带宽的3GPP LTE中的用户方案。所以在线性模式中，对于所有单元，操作频率或带宽的要求都非常高，并且功率效率下降。但是，因为时间占用通常短暂且此情况的概率比窄带应用中的操作相对较低，所以能够承受此能耗。
第二模式，即非线性模式设计成适于例如GSM、EDGE等的多种标准中的大多数窄带应用，以及甚至高达约5 MHz分配的带宽的3GPP LTE中的窄带用户方案。
将参考图3至图11演示传送器电路200的元件的其它功能、操作和选项。
图3以示意图形式图示根据实施例的双模式调制器DMM 300。在图2中的相位调制路径中，采用DA 220来匹配振幅路径与相位路径之间的延迟。根据实际实现的相位路径和振幅路径中的延迟，可以将DA 220移到相位路径或振幅路径中的任何位置，并且可以采用数字或模拟方式来实现。为了在图3中图示DMM 300，假定该DA在相位路径中提供，并且将延迟的分量Id和Qd提供到DMM 300。双模式调制器通过映射部分304中的矩阵A将输入信号Id和Qd映射到U和V，然后通过正交载波时钟调制U和V信号，并产生射频信号。矩阵A可以在查询表中或RAM或ROM单元中实现。在用于包络跟踪应用的第一模式中，映射部分304仅是具有如下的旁路
在第二模式中，该映射部分执行如下非线性映射：
因此，U和V信号是振幅归一化的正交信号。在正交调制之后，可以将输出表示为
其中
这意味着在第一模式中，调制器执行正常线性正交调制，而在第二模式中，调制器将正常线性正交调制与限制器函数合并在一起。
限制器函数还可以采用模拟方式来实现，并且图3中示出示范电路，其中使用模拟限制器302和复用器306。
图4以示意图形式图示根据实施例的脉宽调制转换器400。图2的包络/振幅发生器EAG 214根据正交数字输入I和Q分量产生数字包络或极性调制振幅信号。为了产生极性调制，采用一对一映射
而对于包络信号，生成可能不是唯一的，例如可以通过如下产生包络信号
其中h()是数字滤波器的系数，以及G0()产生最大振幅与供电电压之间的电压间隙以确保线性功率放大器总是在线性区域处操作。另一个示例可以是
包络信号或振幅信号都可以过采样，并且以数字方式进行平滑。
遗憾的是，功率放大器的输出Po是包络或振幅信号的非线性函数，即在PDIS中，信号包络信号或振幅信号通过预失真函数P和Q非线性地映射到Penv或Pamp中。
或
由此
或
其中P或Q是振幅路径中减小振幅失真的f(.)或G(.)的逆函数。
通过PWMC 400，将数字信号Penv转换成脉宽调制的脉冲序列PWM，其中该脉冲宽度是输入电压的函数以及脉冲频率是Cs。有多个不同方式用于产生PWM。例如，可以通过将锯齿发生器104利用重复频率CS提供的锯齿输入削波产生脉宽调制的序列，如图4所示，PWMC可以具有分别用于宽带信号和窄带信号的两种图5和图6中所示的模式，由更改分频器402的分频器比率的CTRL控制。
PWM脉冲序列的开关频率确定开关模式电压转换器的转换效率，因为开关模式电压转换器中的调节器晶体管按此频率操作，并对负载和LPF中电容充电和放电，导致动态的功耗。该动态功率降低了开关模式电压转换器中的转换效率。根据特定用户方案，控制器设置与带宽对应的分频器比率，进而优化开关模式电压转换器的转换效率。
DC/DC转换器开关模式电压转换器还能够以两种模式来操作。一种在其中如图7所示实现极性调制的窄带宽应用中使用，另一种用于线性模式，即，其中如图8所示执行包络跟踪的宽带模式。
对于窄带宽应用，开关模式电压转换器具有与正常DC/DC转换器904相似的结构，以及转换器904的输出的转换速率（slew rate）足够跟踪Penv的变化，如图7所示。在宽带宽应用中，当带宽扩充发生时，能够自动导通附加快速开关902和快速比较器906，如图9所示。比较器906的输出提供到逻辑电路908，逻辑电路908进而控制开关布置902的开关。
图2的LPF 208能够可选地设计成具有不同的截止频率，如图10所示，以及该LPF能够包括LC无源器件、MEMS或具有低插入损耗的其它半导体开关。
DMPA具有对应于不同应用的带宽要求等的双操作模式，即，用于利用包络跟踪操作的线性模式和用于极性调制的非线性模式。可以通过设置功率放大器的操作点来更改操作模式。例如，对于线性操作，功率放大器可以在A类或AB类下操作。假定输出网络能够移除任何非期望的谐波分量，为了提高功率效率，功率放大器还可以设置成以非线性模式操作，即D类或E类，而无需实质性地更改放大器的拓扑。当然，有可能兼具有并联的线性功率放大器和非线性功率放大器并且这些功率放大器中每一个具有使能控制，并且在操作期间仅其中之一被启用。
图11图示根据实施例的DA 1100。在时钟信号的控制下，将I和Q分量馈送到寄存器阵列1102，并在调整的时钟信号的控制下，将其从输出寄存器1104输出，其中调整的时钟信号由可调相移器1106提供，可调相移器1106优选地由图2的控制器206控制。根据实际实现的相位路径和振幅路径中的延迟，可以将延迟调整单元移到相位路径或振幅路径的任何位置，并且可以采用数字或模拟方式来实现。
图12是示出根据实施例的方法的流程图。在例如可以是GSM、EDGE、WCDMA或LTE的无线电接入技术RAT中操作1200传送器。确定1202为要执行的传输分配的带宽。对于如GSM的一些RAT，该确定可以非常简单地进行，因为该RAT仅支持能够使用非线性模式的阈值以下的带宽。对于其它RAT，如LTE，分配的带宽可以暗含非线性（由于高效率而成为优选）或线性操作的任何一种。因此，将根据上文演示的功率放大器等的操作模式确定1204为使得传送器能够相应地适应并执行传输。该过程一直自行重复，并且下一次传输可以是另一个RAT或相同的RAT，具有另一个分配的带宽，并且为该传输选择适合的操作模式。
图13是示出根据实施例的方法的流程图。在例如可以是GSM、EDGE、WCDMA或LTE的RAT中操作1300传送器。确定1302为要执行的传输分配的带宽。对于如GSM的一些RAT，该确定可以非常简单地进行，因为该RAT仅支持能够使用非线性模式的阈值以下的带宽。对于其它RAT，如LTE，分配的带宽可以暗含非线性（由于高效率而成为优选）或线性操作的任何一种。在LTE的情况中，将从上行链路授予消息提前四个子帧获知分配的带宽。将该分配的带宽与阈值比较1304。
如果分配的带宽超过阈值，例如阈值可以是5 MHz，则应用1305包络跟踪，并为功率放大器选择1307线性模式。可选地，可以为布置在开关模式电压转换器的输出处的低通滤波器选择1309较高的截止频率（与将应用于极性调制的截止频率相比）。
如果分配的带宽未超过阈值，则应用1306极性调制，并为功率放大器选择1308非线性操作模式。可选地，可以为布置在开关模式电压转换器的输出处的低通滤波器选择1310较低的截止频率（与将应用于包络跟踪的截止频率相比）。
因此，将根据上文演示的功率放大器等的操作模式适应为使得传送器能够尽可能高效地执行传输。该过程一直自行重复，并且下一次传输可以是另一个RAT或相同的RAT，具有另一个分配的带宽，并且为该传输选择适合的操作模式。
图14是示出根据实施例的方法的流程图。在例如可以是GSM、EDGE、WCDMA或LTE的RAT中操作1400传送器。确定1402要执行的传输的如调制、输出功率、误差向量幅度和/或频谱泄漏要求的传输特性和分配的带宽。将这些传输特性映射到1404适合的操作模式。该映射可以包括访问查询表。
当传输特性映射到第一操作模式时，将功率放大器调整1405到线性操作模式，将从基带提供的I和Q分量变换成1407包络信号，并且根据该包络信号来控制1409开关模式电压转换器。再者，可以执行1411这些I和Q分量的预先补偿，和/或可以执行1413如上文演示的LPF的较高截止频率的选择。如上文演示的根据适应和利用包络跟踪的正交调制执行传输1415，而该过程返回到处理下一次传输。
当传输特性映射到第二操作模式时，将功率放大器调整1406到非线性操作模式，将I和Q分量变换成1408振幅信号，并且根据该振幅信号来控制1410开关模式电压转换器，以及例如通过数字方式或模拟限制器进行限制，将这些I和Q分量变换成1412相位信号。再者，可以设置1414 LPF的较低截止频率。如上文演示的根据适应和利用极性调制执行传输1416，该过程返回到处理下一次传输。
作为几个不同的示例，参考图12至14演示的这些方法。但是，应该理解，在一个示例中的一些动作由另一个示例中的其它对应动作替代，例如比较带宽阈值的步骤可以利用传输特性的映射来替代，或反之。而且，虽然这些步骤作为依次顺序来给出，但是这通常不反映实际中的操作。所阐述的适应通常并行地执行，或至少只要有适应所需的输入数据就执行。作为几个示例，将振幅路径的元件与相位路径的元件的适应同时地进行适应，在整个传输期间执行开关模式电压转换器的控制，确定下一次传输的传输特性通常在前一次传输就绪之前开始等。
根据本发明的方法适于借助如计算机和/或处理器的处理装置来实现，尤其是例如以下情况：其中要基于复杂信息确定适合的操作模式和/或相应地确定提供到不同的操作模式中的调制的信号。因此，提供包含指令的计算机程序，所述指令布置成促使处理装置、处理器或计算机执行根据参考图12-14中任一个描述的任一实施例的任一方法的步骤。该计算机程序优选地包括存储在图15所示的计算机可读介质1500上的程序代码，所述程序代码能够被处理装置、处理器或计算机1502加载并执行以使之执行分别根据本发明的实施例的方法，优选地作为参考图12-14中任一个描述的任一实施例。计算机1502和计算机程序产品1500可以布置成依次执行该程序代码，其中任一方法的动作按步骤执行。处理装置、处理器或计算机1502优选地通常称为嵌入式系统。因此，图15中说明的计算机可读介质1500和计算机1502应该视为仅出于说明性目的，以便理解原理，而不应视为元件的任何直接说明。
图16以示意图形式图示根据实施例的无线电电路1600。无线电电路1600包括根据所演示的任一实施例的传送器电路1602。该传送器电路将其输出信号可能地经由馈送线路和/或输出网络提供到一个或多个天线1608。无线电电路1600还可以包括其它无线电电路1604，例如可以包括接收器、信号处理设备、接口电路等。还可能的，无线电电路1600可以包括多于一个传送器电路1602，例如，一个布置成针对蜂窝网络操作，以及另一个布置成针对无线接入点操作。无线电电路1600还可以包括控制器1606，例如控制器1606可以向传送器电路1602提供有关进入传输的所获取的数据。
图17以示意图形式图示根据实施例的通信设备1700。该通信设备包括根据上文演示的任一实施例的无线电电路1702。通信设备1700还包括进一步的电路和元件1704，如输入和输出设备、接口、电源等。无线电路1702连接到进一步的电路1704以用于提供或接收接收的或要传送的信号。再者，进一步的电路和元件1704可以向无线电电路1702的控制器提供控制信息。
图18以示意图形式图示根据实施例的移动通信设备1800的示例。该移动通信设备可以布置成用于在蜂窝通信系统中进行通信并且包括上文演示的元件。
图19以示意图形式图示根据实施例的用于蜂窝通信系统中操作蜂窝的通信节点1900的示例。通信节点1900可以布置成在蜂窝通信系统中操作小区，并且包括上文演示的元件。
图20至图22图示其中能够使用极性调制的用户方案的示例。在图20中，示出用于相关整个频带的LTE频谱2000。该频谱可以被多个用户共享。在图20中，还示出用户带宽2002，即分配的带宽。
图21示出用户占用的资源块的振幅的频谱。图22示出相位调制的射频时钟信号。对于用户被调度占用与频谱2000的中心频率有频率偏移量2004和具有分配的带宽2002的几个收集的资源块时的具有整个频谱2000的LTE上行链路链路中的这种用户方案，基带信号的振幅将具有与LTE频谱2000的带宽相比相对较窄的带宽。因此，传送器能够以第二操作模式操作，并应用极性调制。相位调制路径将生成载波频率加偏移量频率2004附近的相位调制的射频时钟信号，如图22所示。
图23至图25图示其中需要使用包络跟踪的用户方案的示例。在图23中，示出用于相关整个频带的LTE频谱2300。该频谱可以被多个用户共享。在图23中，还示出用户带宽2302，即分配的带宽，其包含分布在不同频率位置中的分配的资源块。对于具有整个频谱2300的LTE上行链路链路中的用户方案，当用户被调度占用分布在频谱2300上的资源块时，并且由此具有几乎与LTE频谱2300的带宽一样宽的分配的带宽2302。在第一选项中，传送器能够以第一操作模式操作，其中优选地使用图24所示的带宽2402的LTE频谱的中心频率的载波频率进行包络跟踪。在第二选项中，调制器可以生成正交调制的射频时钟信号，其频率在LTE频谱的中心频率加偏移量频率周围，如图25所示，其中带宽2502等于2302。
本发明主要在上文中参考几个实施例来描述。但是，正如本领域技术人员容易认识到的，在本发明的范围内上文公开以外的其它实施例是同样可能的，本发明的范围由所附专利权利要求书来定义。

Claims (19)

1.一种传送器，包括：
功率放大器（102，202）；
直流到直流类型的开关模式电压转换器（104，204，904），其布置成向所述功率放大器提供电源；以及
控制器（106，206，1606），
其中，所述功率放大器布置成被所述控制器（106，206，1606）控制以选择性地以第一模式或第二模式操作，其中所述第一模式是线性模式，并且所述第二模式是非线性模式，
其特征在于，所述功率放大器布置成被所述控制器（106，206，1606）控制以基于用于传输的分配的带宽而选择性地以第一模式或第二模式操作，使得所述第一模式被选择用于宽的分配的带宽，以及所述第二模式被选择用于窄的分配的带宽。
2.根据权利要求1所述的传送器，其中在所述第二模式中，所述功率放大器适于极性调制操作，以及其中所述开关模式电压转换器布置成在所述第二模式时，通过所述传输的振幅分量调制至所述功率放大器的供电电压。
3.根据权利要求1所述的传送器，其中，如果分配的带宽超过阈值，则选择所述第一模式，否则选择所述第二模式。
4.根据权利要求3所述的传送器，其中所述阈值布置成使得所述第一模式被选择用于20 MHz的分配的带宽，以及所述第二模式被选择用于达约5 MHz的分配的带宽。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的传送器，其中模式的选择还基于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。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的传送器，其中所述第一模式包括包络跟踪，以及其中所述开关模式电压转换器布置成在所述第一模式时提供与所述功率放大器的输出电压对应且具有余量的供电电压。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的传送器，其中所述开关模式电压转换器还包括连接在所述开关模式电压转换器（904）的输出处的附加开关布置（902）和连接以用于将所述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所述附加开关布置的附加比较器（906，908），其中所述附加开关布置和所述附加比较器在处于所述第一模式以及使用包络跟踪时被启用。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的传送器，其中将低通滤波器（208）连接在所述开关模式电压转换器（204）的输出与所述功率放大器（202）的电源输入之间，以及其中所述低通滤波器布置成具有可选择的第一截止频率和第二截止频率，其中所述第二截止频率低于所述第一截止频率，以及所述低通滤波器布置成在所述第一模式时应用所述第一截止频率，以及在所述第二模式时应用所述第二截止频率。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的传送器，还包括双模式调制器（210，300），所述双模式调制器布置成在所述第一模式时提供线性正交调制，以及在所述第二模式中提供相位调制。
10.根据权利要求9所述的传送器，其中所述双模式调制器（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，所述变换电路布置成：
在所述第一模式中输出未改变的分量I和Q，以及
在所述第二模式中分别输出和至所述正交混合器；以及
限制器（302），
其中所述正交混合器的总输出能选择性地在所述第二模式时经由所述限制器（302）连接到所述双模式调制器的输出或在所述第一模式时直接连接到所述双模式调制器的输出。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的传送器，其中在选择性地以所述第一模式操作或以所述第二模式操作时，将所述功率放大器偏置以便在所述第一模式中，将其布置成在A或AB类操作以及在所述第二模式中，将其布置成在D或E类操作。
12.一种包括根据权利要求1至11中任一项所述的传送器和接收器的收发器，其中所述收发器布置成从远程通信节点接收有关所述传送器要执行的传输的信号传输带宽的信息。
13.一种用于无线通信的通信设备（1700，1800，1900），其中所述通信设备包括根据权利要求1至11中任一项所述的传送器或根据权利要求12所述的收发器。
14.根据权利要求13所述的通信设备（1700，1800，1900），所述通信设备布置成在3GPPLTE蜂窝通信系统中操作，并且所述传输是上行链路传输，以及还布置成在所述上行链路传输之前四个子帧基于下行链路传输中指示的分配的资源块确定为所述上行链路传输分配的带宽。
15.一种传送器的方法，所述传送器包括功率放大器和布置成向所述功率放大器提供电源的开关模式电压转换器，其中所述方法包括：
确定（1202，1302，1402）所述传送器要执行的传输的分配的信号带宽；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（1204，1304，1404）所述功率放大器的操作模式，其中所述第一模式是线性模式，以及所述第二模式是非线性模式；
其特征在于，所述第一模式被选择用于宽的分配的带宽，以及所述第二模式被选择用于窄的分配的带宽。
16.根据权利要求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进行极性调制，以及所述方法还包括在所述第二模式时，通过所述传输的振幅分量调制（1306，1408，1410）至所述功率放大器的供电电压。
17.根据权利要求15或16的任一项所述的方法，其中，如果分配的带宽超过阈值，则选择所述第一模式，否则选择所述第二模式。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述阈值布置成使得所述第一模式被选择用于20 MHz的分配的带宽，以及所述第二模式被选择用于达约5 MHz的分配的带宽。
19.一种存储有计算机可执行代码的计算机可读介质（1500），所述计算机可执行代码当在处理器（1502）上执行时，促使与所述处理器关联的传送器执行根据权利要求15至18中任一项所述的方法。
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