CN108632974B

CN108632974B - 基于毫米波通信的射频系统、发射功率的调整方法及终端

Info

Publication number: CN108632974B
Application number: CN201810275716.0A
Authority: CN
Inventors: 王坤
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: CN108632974A

Abstract

本申请实施例公开了一种基于毫米波通信的射频系统、发射功率的调整方法及终端，该基于毫米波通信的射频系统包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：Doherty功放单元的输出端与所述天线阵列单元的输入端相连接，Doherty功放单元的控制端和所述天线阵列单元的控制端分别与所述MCU相连接，所述MCU控制所述天线阵列单元中天线的辐射方向；Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，所述MCU通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制Doherty功放单元的发射功率。利用本申请实施例，可以控制Doherty功放单元的发射功率，进而控制射频系统的发射功耗。

Description

基于毫米波通信的射频系统、发射功率的调整方法及终端

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于毫米波通信的射频系统、发射功率的调整方法及终端。

背景技术

当前，在3G和4G网络中，为了利于终端设备的射频系统的发射功效，延长终端设备的待机时长，通常会选用具有较低信号峰均比(PAPR，Peak to Average Power Ratio)的上行信号，为此，产生了多种生成较低信号峰均比的上行信号的技术，例如，在3G和4G网络中上行信号大多采用单载频频分多址(SC-FDMA，Single-carrier Frequency-DivisionMultiple Access)技术生成。

然而，在5G或更高端的通信网络中，为了提高信号的处理效率，其上行信号对应的上行(UL，Upload)调制方式通常采用正交频分复用技术(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)，通过正交频分复用技术生成的上行信号的峰均比较高，其上行信号的峰均比可以高达8dB～12dB，该上行信号的峰均比较4G网络中的上行信号的峰均比提高至少3dB。而且，在5G或更高端的通信网络中，为了满足覆盖范围，终端设备的功率放大器的最大发射功率必须相应的提高，这样，终端设备的耗电自然会大大增加，待机时长会明显下降；同时，为了保持发射信号质量，终端设备的功率放大器必须在功率回退的状态下工作，而功率回退又会带来效率的降低，因此，在确保信号质量的前提下，需要尽可能高的提高功率放大器的效率，而如何提高终端设备的发射效率，同时控制终端设备的功耗，成为无线通信网络的关键技术。

发明内容

本申请实施例提供一种基于毫米波通信的射频系统、发射功率的调整方法及终端，以解决现有技术中在确保信号质量的前提下，需要尽可能高的提高功率放大器的效率，同时控制终端设备的功耗的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供的一种基于毫米波通信的射频系统，所述射频系统包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：

所述Doherty功放单元的输出端与所述天线阵列单元的输入端相连接，所述Doherty功放单元的控制端和所述天线阵列单元的控制端分别与所述MCU相连接，所述MCU控制所述天线阵列单元中天线的辐射方向；

所述Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，所述MCU通过控制所述Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制所述Doherty功放单元的发射功率。

第二方面，本申请实施例提供一种移动终端，包括如上述第一方面所述的基于毫米波通信的射频系统。

第三方面，本申请实施例提供了一种发射功率的调整方法，所述方法应用于如第二方面提供的移动终端，所述方法包括：

根据网络侧设备的下行信号，确定与所述下行信号对应的电平信息；

基于所述电平信息，调整所述移动终端中基于毫米波通信的射频系统中天线阵列的方向；

如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备的下行信号对应的电平值增大，则通过所述射频系统中MCU控制所述射频系统中Doherty功放单元降低发射功率。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第三方面提供的发射功率的调整方法的步骤。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的射频系统包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：Doherty功放单元的输出端与天线阵列单元的输入端相连接，Doherty功放单元的控制端和天线阵列单元的控制端分别与MCU相连接，该MCU控制天线阵列单元中天线的辐射方向，Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，MCU通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制Doherty功放单元的发射功率，这样，通过上述射频系统的结构，可以通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，来控制Doherty功放单元的发射功率，实现在确保信号质量的前提下，尽可能高的提高功率放大器的效率，同时，通过控制Doherty功放单元的发射功率进而控制射频系统的发射功耗，可以增加移动终端的待机时长。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种基于毫米波通信的射频系统的结构示意图；

图2为本申请另一种基于毫米波通信的射频系统的结构示意图；

图3为本申请又一种基于毫米波通信的射频系统的结构示意图；

图4为本申请一种基于毫米波通信的射频系统的结构示意图；

图5为本申请一种基于毫米波通信的射频系统的结构示意图；

图6为本申请一种基于毫米波通信的射频系统的结构示意图；

图7为本申请一种发射功率的调整方法实施例；

图8为本申请另一种发射功率的调整方法实施例；

图9为本申请一种移动终端实施例。

图例说明：

100-Doherty功放单元，101-三功分器，102-开关控制器，1021-第一开关控制器，1022-第二开关控制器，1023-第三开关控制器，Vcc1-第一电源，Vcc2-第二电源，Z₀₁～Z₀₅-第一四分之一波长阻抗线～第五四分之一波长阻抗线，103-主放大器，104-第一峰值放大器，105-第二峰值放大器，200-天线阵列单元，201-天线阵子，300-微控制单元MCU，400-网络侧设备。

具体实施方式

本申请实施例提供一种基于毫米波通信的射频系统、发射功率的调整方法及终端。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

在5G网络中，毫米波(Millimeter Wave)将会成为重要的通信频段，毫米波频段具有大量可用频谱资源，能够满足移动通信日益增长的业务流量需求。此外，由于毫米波的波长较短，根据天线理论，毫米波系统的天线尺寸也可以较小，这样，可以使得能够在小范围空间中放置多根天线，有利于大规模天线阵列系统(Massive MIMO)在现实系统中的应用。虽然毫米波系统存在信道路径衰落过大的缺点，但可以利用大规模天线所提供的波束赋形技术(Beam Forming)来弥补毫米波信道路径衰落过大的缺点，从而为毫米波技术应用于移动通信提供了可能。波束赋形技术可以改善天线的方向性，从而获得更明显的阵列增益。因此，波束赋形技术在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑止等方面都有很大的优势。基于上述内容，对于终端设备的射频前端，可以结合天线系统的波束赋形的技术特点(即方向性好、天线阵列的阵列增益高)，在完成和基站握手通信的情况下，通过提高天线阵列的阵列增益，从而降低终端设备的发射功率，达到节电的目的。本申请实施例提供一种基于毫米波通信的射频系统，如图1所示，该射频系统包括Doherty功放单元100、天线阵列单元200和微控制单元MCU300，其中：

如图2所示，Doherty功放单元100可以是通过将3路功率放大器组成Doherty结构的功率放大单元，Doherty功放单元100中可以包括一个主放大器103和多个峰值放大器(或辅放大器，图2中的104和105)。功率放大器可以包括多个不同的类别，如A类放大器、B类放大器和AB类放大器等，其中的A类放大器是一种完全的线性放大形式的放大器，在A类放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，其失真率极低。B类放大器为线性放大器，B类放大器在工作时，晶体管的正负通道通常处于关闭状态，除非有信号输入时晶体管的正负通道才会打开，即在正相信号输入时只有正相通道工作，负相通道关闭，两个通道不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。AB类放大器是兼容A类放大器与B类放大器的优势的一种放大器，当没有信号或信号非常小时，晶体管的正负通道常开，当信号是正相信号时，负相通道在信号变强前还是常开的，在信号转强后负通道关闭，当信号是负相信号时，正负通道的工作刚好相反，AB类功率放大器相对于它的效率比以及保真度而言，都优于A类放大器和B类放大器。主放大器103可以为B类放大器或者AB类放大器，峰值放大器(即图2中的104和105)可以为C类放大器。主放大器103可以一直处于工作状态，峰值放大器只有到设定的峰值才工作(峰值放大器也称为peak ampli-fier)。

如图1或图2所示，天线阵列单元200中可以包括多个天线阵子201，天线阵列单元200可以实现波束赋形，波束赋形可以是通过调整天线阵列中每个天线阵子201的加权系数产生具有指向性的波束，从而能够获得明显的阵列增益的过程，因此，波束赋形技术在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑止等方面有很大的优势。

微控制单元MCU300可以是发送控制指令的组件单元，微控制单元MCU300中可以预先设置有天线阵列单元200和Doherty功放单元100之间协调控制的算法，微控制单元MCU300可以基于该算法发出天线阵列单元200和/或Doherty功放单元100的控制指令，以控制Doherty功放单元100的输出功率和天线阵列单元200的辐射方向。

如图1或图2所示，为了达到微控制单元MCU300对天线阵列单元200和Doherty功放单元100的协调控制，可以将Doherty功放单元100的控制端和天线阵列单元200的控制端分别与MCU300相连接，同时，Doherty功放单元100的输出端与天线阵列单元200的输入端相连接，这样，微控制单元MCU300可以分别将相应的控制指令发送给Doherty功放单元100和天线阵列单元200，通过控制指令可以控制天线阵列单元200中各个天线的辐射方向，通过控制天线阵列的辐射方向，以及结合波束赋形技术可以调整天线阵列单元200的阵列增益，从而降低射频系统的发射功率，达到节省电量的目的。

此外，为了从根本上控制Doherty功放单元100的输出功率，可以将Doherty功放单元100设置为由多个功率放大器组成的功放单元，具体地，如图2所示，Doherty功放单元100可以由三路功率放大器组成(其中，三路功率放大器可以相互独立)，其中的功率放大器可以是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器，功率放大器可以包括多种，本申请实施例中，三路功率放大器中可以包括主放大器103和峰值放大器，主放大器103可以为B类放大器或者AB类放大器，峰值放大器可以为C类放大器等，功率放大器的具体结构可以根据实际情况设定，本申请实施例对此不做限定。此外，根据Doherty结构的功率放大单元的结构特性，Doherty功放单元100中的主放大器103后面包括四分之一波长阻抗线是阻抗变换，目的是在辅助功率放大器工作时，起到将主放大器103的视在阻抗减小的作用，从而保证峰值放大器工作时和后面的电路组成的有源负载阻抗变低，这样主放大器103输出电流就变大。由于主放大器103连接有四分之一波长阻抗线，为了使两个功率放大器输出同相，在峰值放大器前面也需要设置90°相移。由于微控制单元MCU300可以控制Doherty功放单元100的输出功率，因此，如果想要精准控制Doherty功放单元100的输出功率，就需要对Doherty功放单元100中的三路功率放大器中的一路或多路功率放大器分别进行控制，为此，可以为每路功率放大器均串联一个开关控制器102，即如图2中的第一开关控制器1021、第二开关控制器1022和第三开关控制器1023，这样，微控制单元MCU300可以通过控制Doherty功放单元100中开关控制器102的开启与闭合，控制Doherty功放单元100的发射功率。

在实际应用中，Doherty功放单元和天线阵列单元200通过微控制单元MCU300实现自适应控制，即在移动终端(如手机或平板电脑等终端设备等)和网络侧设备400(如基站等)进行握手通信后，天线阵列单元200通过波束赋形技术可以增强天线阵列单元200中的天线在某方向上的阵列增益，然后，就可以通过控制开关控制器102的开启与闭合，来实现降低Doherty功放单元100的发射功率。例如，微控制单元MCU300控制天线阵列单元200中天线的方向，并在没到达某一个方向时可以基于波束赋形对天线进行阵列增益，如果在某一个方向上，天线阵列单元200的阵列增益变大，则微控制单元MCU300可以向Doherty功放单元100发送控制信号，该控制信号中可以包括开启和/或关闭哪个或哪些开关控制器102，Doherty功放单元100接收到该控制信号后，可以根据控制信号中的内容指示相应的开关控制器102开启或关闭，从而使得射频系统具备最优的发射功率和辐射方向性，减少电量的损耗。

本申请实施例提供一种基于毫米波通信的射频系统包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：Doherty功放单元的输出端与天线阵列单元的输入端相连接，Doherty功放单元的控制端和天线阵列单元的控制端分别与MCU相连接，该MCU控制天线阵列单元中天线的辐射方向，Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，MCU通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制Doherty功放单元的发射功率，这样，通过上述射频系统的结构，可以通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，来控制Doherty功放单元的发射功率，实现在确保信号质量的前提下，尽可能高的提高功率放大器的效率，同时，通过控制Doherty功放单元的发射功率进而控制射频系统的发射功耗，可以增加移动终端的待机时长。

实施例二

本申请实施例提供又一种基于毫米波通信的射频系统。该基于毫米波通信的射频系统包含了图1～图2所示的基于毫米波通信的射频系统的全部功能单元，并在其基础上，对其进行了改进，改进内容如下：

如图3所示，考虑到Doherty功放单元100由三路功率放大器组成，为了使得输入到Doherty功放单元100中的功率分配均匀，可以在Doherty功放单元100的输入端连接三功分器101，这样，三功分器101可以分别与Doherty功放单元100中的每路功率放大器相连接，从而实现将输入信号一分为三的目的，三功分器101的功率分配比可以根据需求灵活设置。通过上述三功分器101可以将输入的功率分配成3个部分，分别输入到每一路功率放大器中，同时，每一路功率放大器连接有开关控制器102，通过开关控制器102还可以控制相应功率放大器的功率传输与处理，另外，三功分器101的输出端口之间可以保证一定的隔离度和功率损耗，从而可以尽最大可能减少功率的损耗。

此外，如图3所示，基于Doherty结构的功率放大单元的特性，上述三路功率放大器中可以包括主放大器103、第一峰值放大器104和第二峰值放大器105，其中，主放大器103的输出端与第一峰值放大器104的输出端连接后还与第二峰值放大器105的输出端相连接。另外，主放大器103和第一峰值放大器104可以组成2路Doherty功放(此时，与主放大器103连接的第一开关控制器1021处于闭合状态，与第一峰值放大器104连接的第二开关控制器1022也处于闭合状态，而与第二峰值放大器105连接的第三开关控制器1023则处于开启状态)，在低功率下，上述组成的2路Doherty功放可以单独使用。而由主放大器103、第一峰值放大器104和第二峰值放大器105组成的3路Doherty功放可以用于大功率发射的情况下，此时，可以利用3路Doherty功放回退的高效率特性，可以大大提升大功率发射情况下的效率值，如图4所示。另外，当与主放大器103连接的第一开关控制器1021处于闭合状态，而与第一峰值放大器104连接的第二开关控制器1022处于开启状态，与第二峰值放大器105连接的第三开关控制器1023处于开启状态时，Doherty功放单元100可以形成单功放链路，该单功放链路可以用于低功率等级的发射需求，可以大幅度提高低功率等级的效率值。当与主放大器103、第一峰值放大器104和第二峰值放大器105分别连接的开关控制器102都处于闭合状态时，每一路功率放大器分别工作在不同的状态，其中主放大器103可以工作在AB类状态，保持常开状态，第一峰值放大器104和第二峰值放大器105都工作在C类状态，第一峰值放大器104和第二峰值放大器105均在低功率下关闭，当输出功率升高到一定数值后才会开启。其中的主放大器103可以负责低功率放大，第一峰值放大器104和第二峰值放大器105可以负责峰值功率放大等。

另外，如图3所示，该射频系统还包括多个四分之一波长阻抗线Z，四分之一波长阻抗线可以实现阻抗变换，即将偏置电路的低阻变换为高阻，从而达到高频隔离的目的。基于四分之一波长阻抗线的作用，以及Doherty结构的功放单元的特性，四分之一波长阻抗线可以分别设置于第二峰值放大器105的输出端和输入端，即第二峰值放大器105的输出端设置有第四四分之一波长阻抗线，如图3中的Z₀₄，第二峰值放大器105的输入端设置有第五四分之一波长阻抗线，如图3中的Z₀₅，此外，四分之一波长阻抗线还可以分别设置于主放大器103的输出端和第一峰值放大器104的输入端，即主放大器103的输出端设置有第一四分之一波长阻抗线，如图3中的Z₀₁，第一峰值放大器104的输入端设置有第三四分之一波长阻抗线，如图3中的Z₀₃，另外，主放大器103的输出端通过第一四分之一波长阻抗线Z₀₁与第一峰值放大器104的输出端连接后还通过第二四分之一波长阻抗线(如图3中的Z₀₂)与设置于第二峰值放大器105的输出端的第四四分之一波长阻抗线Z₀₄相连接。

此外，Doherty功放单元100中可以包括两个电源，即第一电源Vcc1和第二电源Vcc2，其中，主放大器103与第一峰值放大器104可以连接于第一电源Vcc1，第二峰值放大器105可以连接于第二电源Vcc2。射频系统中还可以包括多个APT电路，即第一APT电路和第二APT电路，第一APT电路和第二APT电路相互独立，两个独立的APT电路可以分别实现APT功能，从而提高功率放大器的发射效率，其中，第一电源Vcc1还可以连接于第一APT电路，第二电源Vcc2连接于第二APT电路。

另外，天线阵列单元200中可以包括多个天线阵子201，其中的天线阵子201可以通过匹配网络合成公共接口，并通过合成的公共接口与Doherty功放单元100的输出端相连接。

如图5所示，天线阵列单元200由m×n个天线阵子201组成，其中的n表示n行，m表示m列。m×n个天线阵子201通过匹配网络合成一个公共的port口，通过同一个port口和Doherty功放单元100的输出端相连接。MUC通过控制端分别和Doherty功放单元100以及天线阵列单元200相连接，实现协同控制。

在实际应用中，如图6所示，在移动终端和网络侧设备400进行握手通信后，天线阵列单元200通过波束赋形技术可以增强天线阵列单元200中的天线在某方向上的阵列增益，然后，就可以通过控制开关控制器102的开启与闭合，来实现降低Doherty功放单元100的发射功率，从而使得射频系统具备最优的发射功率和辐射方向性，减少电量的损耗。

实施例三

如图7所示，本申请实施例提供一种发射功率的调整方法，该方法的执行主体可以为移动终端，该移动终端中可以包含如上述实施例一和实施例二中的基于毫米波通信的射频系统，其中，该移动终端可以如手机、平板电脑等，该移动终端可以为用户使用的移动终端。该方法可以应用于对移动终端中射频系统的发射功率进行调整等处理中。该方法具体可以包括以下步骤：

在步骤S702中，根据网络侧设备400的下行信号，确定与该下行信号对应的电平信息。

其中，网络侧设备400可以是用于与移动终端(如手机或平板电脑等终端设备)通信的设备，网络侧设备400可以是GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯)或CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)中的BTS(Base TransceiverStation，基站)，也可以是WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)中的NB(NodeB，基站)，还可以是LTE(Long Term Evolution，长期演进)中的eNB或eNodeB(Evolutional Node B，演进型基站)或接入点，或者车载设备、可穿戴设备，未来5G网络中的网络侧设备400或者未来演进的PLMN(Public Land Mobile Network，公共陆地移动网络)网络中的网络侧设备400等。

在实施中，移动终端与网络侧设备400建立通信连接后，移动终端可以接收网络侧设备400发送的下行信号，为了更好的控制波束赋形，可以将接收的下行信号转换为电平的数值信息，每个电平的数值可以对应一个功率值，用于显示当前的下行信号的信号强度。由于天线收发信号是互异的过程，所以，可以利用接收的下行信号对应的电平信号的信息作为波束赋形的控制依据，以改善发射性能。

在步骤S704中，基于上述电平信息，调整该移动终端中基于毫米波通信的射频系统中天线阵列的方向。

在实施中，移动终端接收到下行信号，并将该下行信号转换为电平信息后，可以记录该下行信号对应的电平信息，可以将该电平信息与上一次接收到的下行信号对应的电平信息或基准电平信息进行对比，确定本次获取的电平信息中的电平值相较于上一次获取的电平信息或基准电平信息中的电平值增大还是减小，可以根据增大或减小的结果，相应的调整上述射频系统中天线阵列单元200中的各个天线阵子201的方向，例如，如果上一次获取的电平信息或基准电平信息中的电平值增大，则可以继续保持当前的移动方向，调整该射频系统中天线阵列的方向，如果上一次获取的电平信息或基准电平信息中的电平值减小，则可以向与当前的移动方向相反的方向，调整该射频系统中天线阵列的方向等。

在步骤S706中，如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备400的下行信号对应的电平值增大，则通过该射频系统中MCU控制该射频系统中Doherty功放单元降低发射功率。

在实施中，在移动终端和网络侧设备400建立通信的过程中，移动终端可以通过改变天线阵列单元200发出的波束的方向，从而找到接收的下行信号对应的电平的最大值(即波束方向就是网络侧设备400的天线方向)，确定天线阵列单元200发出的波束方向后，便可通过调节天线阵列的波束宽度，使得发射信号更集中，从而提高天线阵列在此方向上的阵列增益。在优化了天线阵列单元200中的天线的方向性和波束宽度后，微控制单元MCU300便可以根据预设定的自适应算法，控制Doherty功放单元100中的三个开关控制器102的通断情况，从而，同步控制天线阵列单元200中功率放大器的工作状态，以此来降低移动终端的发射功率，从而实现最优的效率值。

本申请实施例提供一种发射功率的调整方法，该方法可以应用于移动终端，该移动终端包括基于毫米波通信的射频系统，该射频系统可以包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：Doherty功放单元的输出端与天线阵列单元的输入端相连接，Doherty功放单元的控制端和天线阵列单元的控制端分别与MCU相连接，该MCU控制天线阵列单元中天线的辐射方向，Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，MCU通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制Doherty功放单元的发射功率，这样，通过上述射频系统的结构，可以通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，来控制Doherty功放单元的发射功率，实现在确保信号质量的前提下，尽可能高的提高功率放大器的效率，同时，通过控制Doherty功放单元的发射功率进而控制射频系统的发射功耗，可以增加移动终端的待机时长。

实施例四

如图8所示，本申请实施例提供一种发射功率的调整方法，该方法的执行主体可以为移动终端，该移动终端中可以包含如上述实施例一和实施例二中的基于毫米波通信的射频系统，其中，该终端设备可以如手机、平板电脑等，该移动终端可以为用户使用的移动终端。该方法可以应用于对移动终端中射频系统的发射功率进行调整等处理中。该方法具体可以包括以下步骤：

在步骤S802中，根据网络侧设备400的下行信号，确定与该下行信号对应的电平信息。

在步骤S804中，基于上述电平信息，调整该移动终端中基于毫米波通信的射频系统中天线阵列的方向。

在步骤S806中，如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备400的下行信号对应的电平值增大，则通过该射频系统中MCU控制该射频系统中Doherty功放单元降低发射功率。

上述步骤S802～步骤S806的步骤内容分别与上述实施例三中的步骤S702～步骤S706的步骤内容相同，步骤S802～步骤S806的具体处理过程可以分别参见上述步骤S702～步骤S706的相关内容，在此不再赘述。

在步骤S808中，如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备400的下行信号对应的电平值减小，则调整该射频系统中天线阵列的方向。

在实施中，在移动终端和网络侧设备400建立通信的过程中，如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备400的下行信号对应的电平值减小，则表明当前天线阵列单元200发出的波束在当前方向上的阵列增益并没有提高，此时，可以继续调整该射频系统中天线阵列的方向，找到接收的下行信号对应的电平的最大值(即波束方向就是网络侧设备400的天线方向)。确定天线阵列单元200发出的波束方向后，便可通过调节天线阵列的波束宽度，使得发射信号更集中。同时，微控制单元MCU300可以根据预设定的自适应算法，控制Doherty功放单元100中的三个开关控制器102的通断情况，从而，同步控制天线阵列单元200中功率放大器的工作状态，以此来降低移动终端的发射功率，实现最优的效率值。

实施例五

图9为实现本申请各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图，

该移动终端900包括基于毫米波通信的射频系统901，此外，还可以包括但不限于：网络模块902、音频输出单元903、输入单元904、传感器905、显示单元906、用户输入单元907、接口单元908、存储器909、处理器910、以及电源911等部件。本领域技术人员可以理解，图9中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，移动终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本申请实施例中，移动终端包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

其中，基于毫米波通信的射频系统901包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：

另外，所述Doherty功放单元的输入端连接有三功分器，所述三功分器分别与每路功率放大器相连接。

此外，三路功率放大器包括主放大器、第一峰值放大器和第二峰值放大器，所述主放大器的输出端与所述第一峰值放大器的输出端连接后还与所述第二峰值放大器的输出端相连接。

另外，所述射频系统901还包括多个四分之一波长阻抗线，所述主放大器的输出端设置有第一四分之一波长阻抗线，所述第一峰值放大器的输入端设置有第三四分之一波长阻抗线，所述第二峰值放大器的输入端设置有第五四分之一波长阻抗线，所述主放大器的输出端通过所述第一四分之一波长阻抗线与所述第一峰值放大器的输出端连接后还通过第二四分之一波长阻抗线与设置于所述第二峰值放大器的输出端的第四四分之一波长阻抗线相连接。

本申请实施例中，所述主放大器与所述第一峰值放大器连接于第一电源，所述第二峰值放大器连接于第二电源。

此外，所述第一电源连接于第一APT电路，所述第二电源连接于第二APT电路。

另外，所述天线阵列单元中包括多个天线阵子，所述天线阵子通过匹配网络合成公共接口，并通过所述公共接口与所述Doherty功放单元的输出端相连接。

其中，射频系统901，用于根据网络侧设备的下行信号，确定与所述下行信号对应的电平信息；

射频系统901，还用于基于所述电平信息，调整所述移动终端900中基于毫米波通信的射频系统中天线阵列的方向；

射频系统901，还用于如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备的下行信号对应的电平值增大，则通过所述MCU控制Doherty功放单元降低发射功率。

此外，射频系统901，还用于如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备的下行信号对应的电平值减小，则调整所述射频系统中天线阵列的方向。

本申请实施例提供一种移动终端，该移动终端可以包括基于毫米波通信的射频系统，该射频系统可以包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：Doherty功放单元的输出端与天线阵列单元的输入端相连接，Doherty功放单元的控制端和天线阵列单元的控制端分别与MCU相连接，该MCU控制天线阵列单元中天线的辐射方向，Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，MCU通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制Doherty功放单元的发射功率，这样，通过上述射频系统的结构，可以通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，来控制Doherty功放单元的发射功率，实现在确保信号质量的前提下，尽可能高的提高功率放大器的效率，同时，通过控制Doherty功放单元的发射功率进而控制射频系统的发射功耗，可以增加移动终端的待机时长。

应理解的是，本申请实施例中，射频系统901可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器910处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频系统901包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频系统901还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。

移动终端通过网络模块902为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。

音频输出单元903可以将射频系统901或网络模块902接收的或者在存储器909中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元903还可以提供与移动终端900执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元903包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

输入单元904用于接收音频或视频信号。输入单元904可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)9041和麦克风9042，图形处理器9041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元909上。经图形处理器9041处理后的图像帧可以存储在存储器909(或其它存储介质)中或者经由射频系统901或网络模块902进行发送。麦克风9042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频系统901发送到移动通信基站的格式输出。

移动终端900还包括至少一种传感器905，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板9061的亮度，接近传感器可在移动终端900移动到耳边时，关闭显示面板9061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器905还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。

显示单元906用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元906可包括显示面板9061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板9061。

用户输入单元907可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元907包括触控面板9071以及其他输入设备9072。触控面板9071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板9071上或在触控面板9071附近的操作)。触控面板9071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器910，接收处理器910发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板9071。除了触控面板9071，用户输入单元907还可以包括其他输入设备9072。具体地，其他输入设备9072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。

进一步的，触控面板9071可覆盖在显示面板9061上，当触控面板9071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器910以确定触摸事件的类型，随后处理器910根据触摸事件的类型在显示面板9061上提供相应的视觉输出。虽然在图9中，触控面板9071与显示面板9061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板9071与显示面板9061集成而实现移动终端的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元908为外部装置与移动终端900连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元908可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端900内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端900和外部装置之间传输数据。

存储器909可用于存储软件程序以及各种数据。存储器909可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器909可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器910是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器909内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器909内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器910可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器910可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器910中。

移动终端900还可以包括给各个部件供电的电源911(比如电池)，优选的，电源911可以通过电源管理系统与处理器910逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

优选的，本申请实施例还提供一种移动终端，包括处理器910，存储器909，存储在存储器909上并可在所述处理器910上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器910执行时实现上述Wi-Fi天线的控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

实施例六

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述发射功率的调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，通过上述射频系统的结构，可以通过控制Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，来控制Doherty功放单元的发射功率，实现在确保信号质量的前提下，尽可能高的提高功率放大器的效率，同时，通过控制Doherty功放单元的发射功率进而控制射频系统的发射功耗，可以增加移动终端的待机时长。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种基于毫米波通信的射频系统，其特征在于，所述射频系统包括Doherty功放单元、天线阵列单元和微控制单元MCU，其中：

所述Doherty功放单元由三路功率放大器组成，每路功率放大器均串联有开关控制器，所述MCU通过控制所述Doherty功放单元中开关控制器的开启与闭合，控制所述Doherty功放单元的发射功率；

其中，所述天线阵列单元采用波束赋形，所述波束赋形为通过调整所述天线阵列中每个天线阵子的加权系数产生具有指向性的波束。

2.根据权利要求1所述的射频系统，其特征在于，所述Doherty功放单元的输入端连接有三功分器，所述三功分器分别与每路功率放大器相连接。

3.根据权利要求2所述的射频系统，其特征在于，三路功率放大器包括主放大器、第一峰值放大器和第二峰值放大器，所述主放大器的输出端与所述第一峰值放大器的输出端连接后还与所述第二峰值放大器的输出端相连接。

4.根据权利要求3所述的射频系统，其特征在于，所述射频系统还包括多个四分之一波长阻抗线，所述主放大器的输出端设置有第一四分之一波长阻抗线，所述第一峰值放大器的输入端设置有第三四分之一波长阻抗线，所述第二峰值放大器的输入端设置有第五四分之一波长阻抗线，所述主放大器的输出端通过所述第一四分之一波长阻抗线与所述第一峰值放大器的输出端连接后还通过第二四分之一波长阻抗线与设置于所述第二峰值放大器的输出端的第四四分之一波长阻抗线相连接。

5.根据权利要求4所述的射频系统，其特征在于，所述主放大器与所述第一峰值放大器连接于第一电源，所述第二峰值放大器连接于第二电源。

6.根据权利要求5所述的射频系统，其特征在于，所述第一电源连接于第一APT电路，所述第二电源连接于第二APT电路。

7.根据权利要求5或6所述的射频系统，其特征在于，所述天线阵列单元中包括多个天线阵子，所述天线阵子通过匹配网络合成公共接口，并通过所述公共接口与所述Doherty功放单元的输出端相连接。

8.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的基于毫米波通信的射频系统。

9.一种发射功率的调整方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求8所述的移动终端，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果调整天线阵列的方向后，接收的网络侧设备的下行信号对应的电平值减小，则调整所述射频系统中天线阵列的方向。