DE102022112779A1 - Verfahren und vorrichtungen zur erhöhung der effizienz in einem linearen leistungsverstärker - Google Patents

Verfahren und vorrichtungen zur erhöhung der effizienz in einem linearen leistungsverstärker Download PDF

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Abstract

Eine Leistungsverstärkerschaltung, die mehrere analoge Leistungsverstärker beinhaltet, die dazu ausgelegt sind, eine Ausgangsleistung für ein Ausgangssignal zu erzeugen; zumindest einen Prozessor, der ausgelegt ist zum: Auswählen eines höchsten Ausgangsleistungssignals; Bestimmen einer Eingangssignalleistung eines modulierten Signals; Bestimmen einer Ausgangssignalleistung basierend auf der Eingangssignalleistung; Vergleichen der Ausgangssignalleistung und der höchsten Ausgangsleistung; und Deaktivieren einer Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker basierend auf dem Vergleich, wobei ein Rest der mehreren analogen Leistungsverstärker dazu ausgelegt ist, die Ausgangssignalleistung zu erzeugen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Offenbarung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen zum Erhöhen der durchschnittlichen Effizienz von linearen Leistungsverstärkern. Vorrichtungen innerhalb eines linearen Leistungsverstärkers beziehen konstant Strom unabhängig vom Eingangssignalpegel.
  • Stand der Technik
  • Ein digitaler Leistungsverstärker (PA) bezieht keinen Ruhestrom, sondern verursacht einen Schaltverlust. Daher werden digitale PAs in Hochfrequenzanwendungen selten verwendet. Andererseits beziehen analoge oder lineare PAs kontinuierlich statische Leistung, verursachen aber keinen Schaltverlust. Spektrale effiziente Modulationssysteme, wie etwa orthogonales Frequenzmultiplexing (OFDM), weisen ein großes PAPR (Spitze-zu-Durchschnitt-Leistungsverhältnis) auf und werden häufig in Hochfrequenzanwendungen und Drahtlosstandards 3 GPP und WiFi verwendet. Lineare PAs, die in solchen Hochfrequenzanwendungen verwendet werden, müssen eine Spitzenleistung unterstützen, obwohl erwartet wird, dass sie die meiste Zeit bei einem Viertel der Spitzenleistung arbeiten. Da analoge PAs unabhängig von dem Signalleistungspegel eine nahezu gleiche Gleichstromleistung beziehen, ist die Effizienz bei dem wahrscheinlichsten Signalpegel sehr niedrig. Lineare PAs beziehen zum Beispiel einen konsistenten statischen Strom, selbst wenn sie eine Ausgangsleistung erzeugen, die geringer als die Spitzenausgangsleistung ist. Zusätzlich muss ein linearer PA dazu konfiguriert sein, unabhängig von der Signalleistung bei Spitzenleistung zu arbeiten, um Spektralmaskenvorschriften zu erfüllen. Es ist wünschenswert, die durchschnittliche Effizienz in linearen PAs zu verbessern, indem der Gleichstromleistungsverbrauch reduziert wird.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen bezeichnen in den unterschiedlichen Ansichten gleiche Bezugszeichen allgemein dieselben Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und der Schwerpunkt wird allgemein auf das Darstellen der Prinzipien der Erfindung gelegt. In der folgenden Beschreibung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1 zeigt ein beispielhaftes Funkkommunikationsnetzwerk.
    • 2 zeigt eine beispielhafte interne Konfiguration eines Endgeräts.
    • 3 zeigt eine beispielhafte Leistungsverteilung aus einem linearen Leistungsverstärker für eine OFDM-Eingangswellenform.
    • 4 zeigt einen beispielhaften Vergleich zwischen Leistungsausgang und durchschnittlicher Effizienz von Leistungsprofilen eines Leistungsverstärkers.
    • 5A zeigt eine beispielhafte drahtlose Kommunikationsvorrichtung für Leistungseffizienz.
    • 5B zeigt einen beispielhaften Leistungsverstärker für eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung.
    • 6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Schalten von Leistungsverstärkern.
    • 7 zeigt eine beispielhafte physische Schicht eines modulierten Signals.
    • 8 zeigt eine beispielhafte Einzelstapelvorrichtung innerhalb eines Leistungsverstärkers.
    • 9 zeigt eine beispielhafte Doppelstapelvorrichtung innerhalb eines Leistungsverstärkers.
    • 10 zeigt eine beispielhafte Mehrstapelvorrichtung innerhalb eines Leistungsverstärkers.
    • 11 zeigt beispielhafte PA-Slices innerhalb eines Leistungsverstärkers.
    • 12 zeigt beispielhafte Phasen innerhalb eines Leistungsverstärkers.
    • 13 zeigt eine beispielhafte Spannungsbelastung über einer Mehrfachstapelvorrichtung innerhalb eines Leistungsverstärkers.
    • 14A zeigt einen Vergleich des Leistungsverbrauchs zwischen einem geschalteten Leistungsverstärker und einem nicht geschalteten Leistungsverstärker eines Signals, wie in 14B gezeigt.
    • 14B zeigt eine Spannung eines beispielhaften treppenfunktionsmodulierten Signals im Laufe der Zeit.
    • 15 zeigt einen beispielhaften parallelen PA-Block zum Kompensieren von Schaltzustandsverstärkungen.
    • 16 zeigt einen beispielhaften PA-Dummy zum Kompensieren einer plötzlichen Laständerung
    • 17A zeigt ein beispielhaftes transientes Verhalten ohne Oberwellenfilter.
    • 17B zeigt eine Spannung eines beispielhaften modulierten Signals im Laufe der Zeit.
    • 18A zeigt ein beispielhaftes transientes Verhalten mit Oberwellenfilter.
    • 18B zeigt eine Spannung eines beispielhaften modulierten Signals im Laufe der Zeit.
    • 19 zeigt eine beispielhafte Mehrstapelvorrichtung, die einen Oberwellenfilter innerhalb eines Leistungsverstärkers umfasst.
  • Beschreibung
  • Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die spezifischen Einzelheiten veranschaulichend zeigen, in denen die Offenbarung umgesetzt werden kann.
  • Das Wort „beispielhaft“ wird hierin mit der Bedeutung „als Beispiel, Instanz oder zur Veranschaulichung dienend“ verwendet. Die Wörter „mehrere“ und „mehrfache“ in der Beschreibung und den Ansprüchen beziehen sich auf eine Menge größer als eins. Die Begriffe „Gruppe“, „Menge“, „Sequenz“ und dergleichen beziehen sich auf eine Menge gleich oder größer als eins. Jeder Ausdruck in Pluralform, der nicht ausdrücklich „mehrere“ oder „mehrfache“ angibt, bezieht sich ebenfalls auf eine Anzahl gleich oder größer als eins. Der Begriff „reduzierte Teilmenge“ bezieht sich auf eine Teilmenge einer Menge, die weniger als alle Elemente der Menge enthält. Jede Vektor- und/oder Matrixschreibweise, die hier verwendet werden, ist beispielhafter Natur und wird zu Erläuterungszwecken verwendet. Beispiele dieser Offenbarung, die in Vektor- und/oder Matrixschreibweise beschrieben sind, sind nicht darauf beschränkt, mit Vektoren und/oder Matrizen implementiert zu werden, und die assoziierten Prozesse und Berechnungen können auf eine äquivalente Weise mit Mengen oder Sequenzen von Daten oder anderen Informationen durchgeführt werden.
  • Wie hier verwendet, versteht sich „Speicher“ als ein nicht-flüchtiges computerlesbares Medium, in dem Daten oder Informationen zum Abrufen gespeichert werden können. Hierin enthaltene Verweise auf „Speicher“ können somit als sich auf flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher beziehend verstanden werden, einschließlich unter anderem Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM), Flash-Speicher, Festkörperspeicher, Magnetband, Festplattenlaufwerk, optisches Laufwerk oder einer beliebigen Kombination davon. Register, Schieberegister, Prozessorregister, Datenpuffer sind hierin unter anderem auch von dem Begriff Speicher umfasst. Der Begriff „Software“ bezieht sich auf eine beliebige Art von ausführbarer Anweisung, einschließlich Firmware.
  • Der Begriff „Endgerät“, der hier eingesetzt wird, verweist auf benutzerseitige Geräte (sowohl tragbare als auch stationäre), die sich mit einem Kernnetzwerk und/oder externen Datennetzwerken über ein Funkzugangsnetzwerk verbinden können. „Endgerät“ kann eine beliebige mobile oder nicht mobile drahtlose Kommunikationsvorrichtung beinhalten, einschließlich Benutzergeräte (UEs), Mobilstationen (MSs), Stationen (STAs), Mobiltelefone, Tablets, Laptops, Personal Computer, Wearables, Multimedia-Wiedergabe und andere tragbare oder am Körper befestigte elektronische Vorrichtungen, Verbraucher-/Heim-/Büro- bzw. gewerbliche Geräte, Fahrzeuge und jede andere elektronische Vorrichtung, die zu benutzerseitigen drahtlosen Kommunikationen fähig ist.
  • Der Begriff „Netzwerkzugangsknoten“, wie hier eingesetzt, verweist auf ein netzwerkseitiges Gerät, das ein Funkzugangsnetz bereitstellt, mit dem sich Endgeräte verbinden und Informationen mit einem Kernnetzwerk und/oder externen Datennetzwerken durch den Netzwerkzugangsknoten austauschen können. „Netzwerkzugangsknoten“ können jeden Typ einer Basisstation oder eines Zugangspunkts beinhalten, einschließlich Makro-Basisstationen, Mikro-Basisstationen, NodeBs, Evolved NodeBs (eNBs), gNodeBs (gNBs), Heimbasisstationen, Remote Radio Heads (RRHs), Relaisstellen, Wi-Fi-/WLAN-Zugangspunkte (Access Points, APs), Bluetooth-Master-Geräte, DSRC-RSUs, Endgeräte, die als Netzwerkzugangsknoten wirken, und jede andere elektronische Vorrichtung, die zu drahtlosen netzwerkseitigen Kommunikationen fähig ist, einschließlich sowohl stationäre als auch mobile Geräte (zum Beispiel Fahrzeug-Netzwerkzugangsknoten, mobile Zellen sowie andere bewegbare Netzwerkzugangsknoten). Wie hierin verwendet, kann eine „Zelle“ in dem Kontext von Telekommunikationen eine „Zelle“ als ein Sektor, der von einem Netzwerkzugangsknoten bedient wird, verstanden werden. Eine Zelle kann folglich ein Satz an einem Ort geografisch gemeinsam liegender Antennen sein, der einer besonderen Sektoreinteilung eines Netzwerkzugangsknotens entspricht. Ein Netzwerkzugangsknoten kann daher eine oder mehrere Zellen (oder Sektoren) bedienen, wobei die Zellen durch separate Kommunikationskanäle gekennzeichnet sind.
  • Der Begriff „Leistungsverstärker-“ bzw. „PA-Vorrichtung“ kann verwendet werden, um einen Einheitszellenleistungsverstärker oder ein Slice eines Einheitszellenleistungsverstärkers zu beschreiben.
  • Diese Offenbarung kann Funkkommunikationstechnologien einsetzen oder damit in Zusammenhang stehen. Auch wenn einige Beispiele auf spezifische Funkkommunikationstechnologien verweisen können, können die hierin bereitgestellten Beispiele auf ähnliche Art auf verschiedene andere Funkkommunikationstechnologien angewendet werden, und zwar sowohl auf existierende als auf noch nicht formulierte, und dies insbesondere in Fällen, in welchen solche Funkkommunikationstechnologien ähnliche Merkmale wie die in Zusammenhang mit den folgenden Beispielen offenbarten aufweisen. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung können Funkkommunikationstechnologien als eine Funkkommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite oder eine zellbasierte Weitbereichsfunkkommunikationstechnologie klassifiziert werden. Funkkommunikationstechnologien mit kurzer Reichweite können Bluetooth, WLAN (z. B. gemäß einem beliebigen IEEE-802.11-Standard) und andere ähnliche Funkkommunikationstechnologien umfassen. Zellbasierte Weitbereichsfunkkommunikationstechnologien können, beispielsweise, GSM (Global System for Mobile Communications), CDMA2000 (Code Division Multiple Access 2000), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), LTE (Long Term Evolution), GPRS (General Packet Radio Service), EV-DO (Evolution-Data Optimized), EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), HSPA (High Speed Packet Access); einschließlich HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), HSUPA (High Speed Uplink Packet Access), HSDPA Plus (HSDPA+) und HSUPA Plus (HSUPA+)), WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), NR (5G New Radio) und andere ähnliche Funkkommunikationstechnologien umfassen. Zellbasierte Weitbereichsfunkkommunikationstechnologien beinhalten zudem „kleine Zellen“ solcher Technologien, wie etwa Mikrozellen, Femtozellen und Pikozellen. Zellbasierte Weitbereichsfunkkommunikationstechnologien können vorliegend allgemein als „zellbasierte“ Kommunikationstechnologien bezeichnet werden.
  • Sofern nicht explizit angegeben, umfasst der Begriff „Senden“ sowohl ein direktes (Punktzu-Punkt) als auch ein indirektes Senden (über einen oder mehrere Zwischenpunkte). Gleichermaßen umfasst der Begriff „Empfangen“ sowohl direkten als auch indirekten Empfang. Des Weiteren umfassen die Begriffe „Senden“, „Empfangen“, „Kommunizieren“ und andere ähnliche Begriffe sowohl physische Übertragung (z. B. die drahtlose Übertragung von Funksignalen) als auch logische Übertragung (z. B. die Übertragung von digitalen Daten über eine logische Verbindung auf Softwareebene). Ein Prozessor (oder eine Steuerung oder eine physische Schicht) kann zum Beispiel Daten mit einem anderen Prozessor (oder einer anderen Steuerung oder einer physischen Schicht) in der Form von Funksignalen über eine Verbindung auf Software-Ebene übertragen oder empfangen, wobei die physische Übertragung und der physische Empfang von Funkschicht-Komponenten wie etwa HF-Sendeempfängern und Antennen gehandhabt wird, und die logische Übertragung und der logische Empfang über die Verbindung auf Software-Ebene von den Prozessoren durchgeführt wird.
  • Viele drahtlose Kommunikationstechnologien verwenden Strahlformung, um die Verbindungsstärke zwischen Sender und Empfänger zu erhöhen. Der New-Radio- bzw. NR-Standard der fünften Generation (5G) des Partnership Project (3GPP) beinhaltet zum Beispiel Mechanismen zur Strahlformung sowohl in die Sende- als auch in die Empfangsrichtung. Auf die Endgerätseite fokussierend kann ein Endgerät (z. B. ein UE) einen Empfangsantennenstrahl und einen Sendeantennenstrahl für einen gegebenen Netzwerkzugangsknoten (z. B. gNodeB) identifizieren. In die Empfangsrichtung kann das Endgerät dann die Verbindungsstärke durch Empfangen von Signalen von dem Netzwerkzugangsknoten mit dem Empfangsantennenstrahl steigern. Gleichermaßen kann das Endgerät in die Senderichtung die Verbindungsstärke durch Senden von Signalen zu dem Netzwerkzugangsknoten mit dem Sendeantennenstrahl steigern.
  • 1 und 2 zeigen eine allgemeine Netzwerk- und Vorrichtungsarchitektur für drahtlose Kommunikationen. 1 zeigt ein beispielhaftes Funkkommunikationsnetzwerk 100, das Endgeräte 102 und 104 und Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 beinhalten kann. Das Funkkommunikationsnetzwerk 100 kann mit den Endgeräten 102 und 104 über die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 über ein Funkzugangsnetzwerk kommunizieren. Obwohl bestimmte hierin beschriebene Beispiele auf einen bestimmten Funkzugangsnetzwerkkontext (z. B. LTE, UMTS, GSM, andere 3GPP-Netzwerke (3rd Generation Partnership Project), WLAN/WiFi, Bluetooth, 5G NR, mmWave, WiGig usw.) verweisen können, sind diese Beispiele veranschaulichend und können leicht auf einen beliebigen anderen Typ oder eine beliebige andere Konfiguration von Funkzugangsnetzwerk angewendet werden. Die Anzahl von Netzwerkzugangsknoten und Endgeräten in dem Funkkommunikationsnetzwerk 100 ist beispielhaft und kann auf eine beliebige Menge skaliert werden.
  • In einem beispielhaften Kontext mit kurzer Reichweite können die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 Zugangspunkte (APs, z. B. WLAN-oder WiFi-APs) sein, während die Endgeräte 102 und 104 Endgeräte mit kurzer Reichweite (z. B. Stationen (STAs)) sein können. Die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 können eine Schnittstelle (z. B. über einen internen oder externen Router) mit einem oder mehreren externen Datennetzwerken bilden. In einem beispielhaften zellbasierten Kontext können die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 Basisstationen (z. B. eNodeBs, NodeBs, Basissendeempfängerstationen (BTSs), gNodeBs oder eine beliebige andere Art von Basisstation) sein, während die Endgeräte 102 und 104 zellbasierte Endgeräte (z. B. Mobilstationen (MSs), Benutzergeräte (UEs) oder eine beliebige Art von zellbasiertem Endgerät) sein können. Die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 können folglich eine Schnittstelle (z. B. über Backhaul-Schnittstellen) mit einem zellbasierten Kernnetzwerk, wie einem Evolved Packet Core (EPC, für LTE), Kernnetzwerk (CN, für UMTS) oder anderen zellbasierten Kernnetzwerken, die auch als Teil des Funkkommunikationsnetzwerks 100 angesehen werden können, bilden. Das zellulare Kernnetzwerk kann mit einem oder mehreren externen Datennetzwerken eine Schnittstelle bilden.
  • Die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 (und optional andere Netzwerkzugangsknoten des Funkkommunikationsnetzwerks 100, die nicht explizit in 1 gezeigt sind) können folglich ein Funkzugangsnetzwerk zu den Endgeräten 102 und 104 (und optional anderen Endgeräten des Funkkommunikationsnetzwerks 100, die nicht explizit in 1 gezeigt sind) bereitstellen. In einem beispielhaften Kontext mit kurzer Reichweite kann das Funkzugangsnetzwerk, das von den Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 bereitgestellt wird, Zugang zu internen Datennetzwerken (z. B. zum Übertragen von Daten zwischen Endgeräten, die mit dem Funkkommunikationsnetzwerk 100 verbunden sind) und externen Datennetzwerken (z. B. Datennetzwerken, die Sprache, Text, Multimedia (Audio, Video, Bild) und anderen Internet- und Anwendungsdaten bereitstellen) bereitstellen. In einem beispielhaften zellbasierten Kontext kann das Funkzugangsnetzwerk, das von den Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 bereitgestellt wird, den Endgeräten 102 und 104 ermöglichen, drahtlos auf das Kernnetzwerk über Funkkommunikationen zuzugreifen. Das Kernnetzwerk kann Umschalten, Routing und Übertragung für Verkehrsdaten in Bezug auf die Endgeräte 102 und 104 bereitstellen und kann ferner Zugang zu diversen internen Datennetzwerken (z. B. Steuerknoten, Routing-Knoten, die Informationen zwischen anderen Endgeräten auf dem Funkkommunikationsnetzwerk 100 usw. übertragen) und externen Datennetzwerken (z. B. Datennetzwerken, die Sprache, Text, Multimedia (Audio, Video, Bild) und anderen Internet- und Anwendungsdaten bereitstellen) bereitstellen.
  • Das Funkzugangsnetzwerk und das Kernnetzwerk des Funkkommunikationsnetzwerks 100 können von Kommunikationsprotokollen reguliert werden, die in Abhängigkeit von den Spezifika des Funkkommunikationsnetzwerks 100 variieren können. Solche Kommunikationsprotokolle können das Planen, Formatieren und Routen sowohl von Benutzer- als auch Steuerdatenverkehr durch das Funkkommunikationsnetzwerk 100 definieren, was das Übertragen und Empfangen solcher Daten sowohl durch die Funkzugangs- als auch Kernnetzwerkdomänen des Funkkommunikationsnetzwerks 100 beinhaltet. Die Endgeräte 102 und 104 und die Netzwerkzugangsknoten 110 und 120 können den definierten Kommunikationsprotokollen folgen, um Daten über die Funkzugangsnetzwerkdomäne des Funkkommunikationsnetzwerks 100 zu senden und zu empfangen, während das Kernnetzwerk den definierten Kommunikationsprotokollen folgen kann, um Daten innerhalb und außerhalb des Kernnetzwerks zu routen. Beispielhafte Kommunikationsprotokolle beinhalten LTE, UMTS, GSM, WiMAX, Bluetooth, WiFi, mmWave, 5G NR und dergleichen, von denen jedes auf das Funkkommunikationsnetzwerk 100 anwendbar sein kann.
  • 2 zeigt eine beispielhafte interne Konfiguration des Endgeräts 200, die ein Antennensystem 202, einen Hochfrequenz- bzw. HF-Sendeempfänger 204, ein Basisbandmodem 206 (einschließlich des digitalen Signalprozessors 208 und der Protokollsteuerung 210), einen Anwendungsprozessor 212 und einen Speicher 214 beinhalten kann. Das Endgerät 200 kann eines der Endgeräte 102 oder 104 sein. Obwohl in 2 nicht explizit gezeigt, kann die Endgerätvorrichtung 200 eine oder mehrere zusätzliche Hardware- und/oder Softwarekomponenten, wie Prozessoren/Mikroprozessoren, Steuerungen/Mikrocontroller, andere spezielle oder generische Hardware/Prozessoren/Schaltungen, (eine) Peripherievorrichtung(en), Speicher, eine Stromversorgung, (eine) externe Vorrichtungsschnittstelle(n), (ein) Teilnehmeridentitätsmodul(e) (SIMs), Benutzer-Eingabe-/Ausgabevorrichtungen ((eine) Anzeige(n), (eine) Tastatur(en), (einen) Touchscreen(s), (einen) Lautsprecher, (eine) externe Taste(n), (eine) Kamera(s), (ein) Mikrofon(e) usw.) oder andere zugehörige Komponenten, umfassen.
  • Die Endgerätvorrichtung 102 kann Funksignale auf einem oder mehreren Funkzugangsnetzwerken senden und empfangen. Das Basisbandmodem 206 kann eine solche Kommunikationsfunktionalität der Endgerätvorrichtung 200 gemäß den Kommunikationsprotokollen, die mit jedem Funkzugangsnetzwerk assoziiert sind, lenken, und kann die Kontrolle über das Antennensystem 202 und den HF-Sendeempfänger 204 ausführen, um Funksignale gemäß den Formatierungs- und Planungsparametern, die von jedem Kommunikationsprotokoll definiert werden, zu senden und zu empfangen. Obwohl diverse praktische Designs separate Kommunikationsbauelemente für jede unterstützte Funkkommunikationstechnologie beinhalten können (zum Beispiel eine separate Antenne, HF-Sendeempfänger, digitaler Signalprozessor und Steuerung), bildet zum Zweck der Kürze der Konfiguration das Endgerät 200, das in 2 gezeigt ist, nur jeweils eine Instanz solcher Bauelemente ab.
  • Die Endgerätvorrichtung 200 kann drahtlose Signale mit dem Antennensystem 202 senden und empfangen. Das Antennensystem 202 kann eine einzige Antenne sein oder kann ein oder mehrere Antennenarrays beinhalten, die jeweils mehrere Antennenelemente beinhalten. Das Antennensystem 202 kann zum Beispiel ein Antennenarray an der Oberseite des Endgeräts 200 und ein zweites Antennenarray an der Unterseite des Endgeräts 200 beinhalten. Das Antennensystem 202 kann zusätzlich eine analoge Antennenkombination und/oder eine Strahlformungsschaltungsanordnung (beamforming circuitry) beinhalten. Auf dem Empfangs-(RX-) Weg kann der HF-Sendeempfänger 204 analoge Funkfrequenzsignale von dem Antennensystem 202 empfangen und analoge und digitale HF-Frontend-Verarbeitung an den analogen Funkfrequenzsignalen ausführen, um digitale Basisbandabtastwerte (z.B. Gleichphasen-/Quadratur- (IQ-) Abtastwerte) zu erzeugen, um diese dem Basisbandmodem 206 bereitzustellen. Der HF-Sendeempfänger 204 kann analoge und digitale Empfangskomponenten beinhalten, darunter Verstärker (zum Beispiel rauscharme Verstärker (Low Noise Amplifiers - LNAs)), Filter, HF-Demodulatoren (zum Beispiel HF-IQ-Demodulatoren)) und Analog-Digital-Wandler (Analog Digital Converters - ADCs), die der HF-Sendeempfänger 204 einsetzen kann, um die empfangenen Funkfrequenzsignale in digitale Basisbandabtastwerte umzuwandeln. Auf dem Übertragungs-(TX-) Weg kann der HF-Sendeempfänger 204 digitale Basisbandabtastwerte von dem Basisbandmodem 206 empfangen und analoge und digitale HF-Frontend-Verarbeitung an den digitalen Basisbandabtastwerten ausführen, um analoge Hochfrequenzsignale zu erzeugen, um diese dem Antennensystem 202 zur drahtlosen Übertragung bereitzustellen. Der HF-Sendeempfänger 204 kann daher analoge und digitale Übertragungskomponenten beinhalten, darunter Verstärker (zum Beispiel Leistungsverstärker (Power Amplifiers - PAs), Filter, HF-Modulautoren (zum Beispiel HF-IQ-Modulautoren) sowie Digital-Analog-Wandler (Digital-to-Analog Converters - DACs), die der HF-Sendeempfänger 204 einsetzen kann, um die digitalen Basisbandabtastwerte, die von dem Basisbandmodem 206 empfangen werden, zu mischen und die analogen Funkfrequenzsignale zur drahtlosen Übertragung durch das Antennensystem 202 zu erzeugen. Das Basisbandmodem 206 kann die HF-Übertragung und den HF-Empfang des HF-Sendeempfängers 204 steuern, einschließlich des Spezifizierens der Übertragungs- und Empfangsfunkfrequenzen für den Betrieb des HF-Sendeempfängers 204.
  • Wie in 2 gezeigt, kann das Basisbandmodem 206 einen digitalen Signalprozessor 208 beinhalten, der Übertragungs- und Empfangsverarbeitung der physischen Schicht (PHY, Schicht 1) durchführen kann, um in dem Sendepfad ausgehende Sendedaten, die durch die Protokollsteuerung 210 bereitgestellt werden, zur Übertragung über den HF-Sendeempfänger 204 vorzubereiten und im Empfangspfad eingehende Empfangsdaten, die durch den HF-Sendeempfänger 204 bereitgestellt werden, zur Verarbeitung durch die Protokollsteuerung 210 vorzubereiten. Der digitale Signalprozessor 208 kann dazu ausgelegt sein, Fehlererfassung und/oder vorwärts gerichtetes Fehlerkorrekturcodieren/-decodieren und/oder Kanalcodieren und Interleaving und/oder Kanalmodulation/-demodulation und/oder physische Kanalzuordnung und/oder Funkmessung und -suche und/oder Frequenz- und Zeitsynchronisation und/oder Antennendiversitätsmessung und/oder Leistungssteuerung und -gewichtung und/oder Rate-Matching/De-Matching und/oder Weiterübertragungsverarbeitung und/oder Interferenzreduktion und/oder beliebige andere Verarbeitungsfunktionen der physischen Schicht auszuführen. Der digitale Signalprozessor 208 kann strukturell als Hardwarekomponenten (zum Beispiel als eine oder mehrere digital konfigurierte Hardwareschaltungen oder FPGAs), Software-definierte Komponenten (zum Beispiel ein oder mehrere Prozessoren, die konfiguriert sind, um Programmcode auszuführen, der Arithmetik, Steuerung und E/A-Anweisungen (zum Beispiel Software und/oder Firmware) definiert, die in einem nicht-transienten computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind) oder als eine Kombination von Hardware- und Softwarekomponenten ausgeführt sein. Der digitale Signalprozessor 208 kann einen oder mehrere Prozessoren beinhalten, die dazu ausgelegt sind, Programmcode abzurufen und auszuführen, der Steuer- und Verarbeitungslogik für Verarbeitungsoperationen der physischen Schicht definiert. Der digitale Signalprozessor 208 kann Verarbeitungsfunktionen mit Software über die Ausführung ausführbarer Anweisungen ausführen. Der digitale Signalprozessor 208 kann eine oder mehrere dedizierte Hardwareschaltungen (z. B. ASICs, FPGAs und andere Hardware) beinhalten, die digital dazu ausgelegt sind, speziell Verarbeitungsfunktionen auszuführen, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren des digitalen Signalprozessors 208 bestimmte Verarbeitungsaufgaben an diese dedizierten Hardwareschaltungen, die als Hardwarebeschleuniger bekannt sind, auslagern können. Beispielhafte Hardwarebeschleuniger können Schaltungen für schnelle FourierTransformation (FFT) und Codierer-/Decodiererschaltungen beinhalten. Die Prozessor- und Hardwarebeschleuniger-Komponenten des digitalen Signalprozessors 208 können als eine gekoppelte integrierte Schaltung realisiert sein.
  • Die Endgerätvorrichtung 200 kann konfiguriert sein, um gemäß einer oder mehreren Funkkommunikationstechnologien zu arbeiten. Der digitale Signalprozessor 208 kann für Verarbeitungsfunktionen niedrigerer Schichten (z. B. der Schicht 1/PHY) der Funkkommunikationstechnologien zuständig sein, während die Protokollsteuerung 210 für Protokollstapelfunktionen höherer Schichten (z. B. der Sicherungsschicht/Schicht 2 und/oder Netzwerkschicht/Schicht 3) zuständig sein kann. Die Protokollsteuerung 210 kann daher für das Steuern der Funkkommunikationsbauelemente der Endgerätvorrichtung 200 (Antennensystem 202, HF-Sendeempfänger 204 und digitaler Signalprozessor 208) in Übereinstimmung mit den Kommunikationsprotokollen jeder unterstützten Funkkommunikationstechnologie zuständig sein, und kann folglich die Access-Stratum und Non-Access-Stratum (NAS) (einschließlich Schicht 2 und Schicht 3) jeder unterstützten Funkkommunikationstechnologie darstellen. Die Protokollsteuerung 210 kann strukturell als ein Protokollprozessor umgesetzt sein, der dazu ausgelegt ist, Protokollstapelsoftware auszuführen (aus einem Steuerungsspeicher abgerufen) und anschließend die Funkkommunikationskomponenten der Endgerätvorrichtung 200 zu steuern, um Kommunikationssignale gemäß der entsprechenden Protokollstapelsteuerlogik, die in der Protokollsoftware definiert ist, zu senden und zu empfangen. Die Protokollsteuerung 210 kann einen oder mehrere Prozessoren beinhalten, die dazu ausgelegt sind, Programmcode abzurufen und auszuführen, der die Protokollstapellogik höherer Schichten für eine oder mehrere Funkkommunikationstechnologien definiert, die Sicherungsschicht-/Schicht-2- und Netzwerkschicht-/Schicht-3-Funktionen beinhalten können. Die Protokollsteuerung 210 kann konfiguriert sein, um sowohl Funktionen auf der Benutzerebene als auch auf der Steuerebene auszuführen, um die Übertragung von Anwendungsschichtdaten zu und von der Funkendgerätvorrichtung 200 gemäß den spezifischen Protokollen der unterstützten Funkkommunikationstechnologie zu erleichtern. Funktionen auf Benutzerebene können Header-Kompression und -Kapselung, Sicherheit, Fehlerprüfung und -korrektur, Kanalmultiplexen, Planung und Priorität beinhalten, während Funktionen auf Steuerebene Setup und Wartung der Radio Bearer beinhalten können. Der Programmcode, der von der Protokollsteuerung 210 abgerufen und ausgeführt wird, kann ausführbare Anweisungen beinhalten, die die Logik solcher Funktionen definieren.
  • Die Endgerätvorrichtung 200 kann auch den Anwendungsprozessor 212 und den Speicher 214 beinhalten. Der Anwendungsprozessor 212 kann eine CPU sein und kann dazu ausgelegt sein, die Schichten über dem Protokollstapel, einschließlich der Transport- und der Anwendungsschicht, zu handhaben. Der Anwendungsprozessor 212 kann konfiguriert sein, um diverse Anwendungen und/oder Programme der Endgerätvorrichtung 200 an einer Anwendungsschicht der Endgerätvorrichtung 200 auszuführen, wie etwa ein Betriebssystem (OS), eine Benutzeroberfläche (UI) zum Unterstützen von Interaktion des Benutzers mit der Endgerätvorrichtung 200, und/oder diverse Benutzeranwendungen. Der Anwendungsprozessor kann eine Schnittstelle mit dem Basisbandmodem 206 bilden und als eine Quelle (im Sendepfad) und eine Senke (im Empfangspfad) für Benutzerdaten, wie etwa Sprachdaten, Audio-/Video-/Bilddaten, Nachrichtenübermittlungsdaten, Anwendungsdaten, grundlegende Internet-/Webzugangsdaten usw. fungieren. Auf dem Sendepfad kann die Protokollsteuerung 210 folglich ausgehende Daten, die von dem Anwendungsprozessor 212 bereitgestellt werden, gemäß den schichtspezifischen Funktionen des Protokollstapels empfangen und verarbeiten und die resultierenden Daten dem digitalen Signalprozessor 208 bereitstellen. Der digitale Signalprozessor 208 kann dann auf der physischen Schicht Verarbeitung an den empfangenen Daten ausführen, um digitale Basisbandabtastwerte zu erzeugen, die der digitale Signalprozessor dem HF-Sendeempfänger 204 bereitstellen kann. Der HF-Sendeempfänger 204 kann dann die digitalen Basisbandabtastwerte verarbeiten, um die digitalen Basisbandabtastwerte in analoge HF-Signale umzuwandeln, die der HF-Sendeempfänger 204 drahtlos über das Antennensystem 202 übertragen kann. Auf dem Empfangspfad kann der HF-Sendeempfänger 204 analoge HF-Signale von dem Antennensystem 202 empfangen und die analogen HF-Signale verarbeiten, um digitale Basisbandabtastwerte zu erhalten. Der HF-Sendeempfänger 204 kann die digitalen Basisbandabtastwerte dem digitalen Signalprozessor 208 bereitstellen, der auf Ebene der physischen Schicht Verarbeitung an den digitalen Basisbandabtastwerten ausführen kann. Der digitale Signalprozessor 208 kann dann die resultierenden Daten der Protokollsteuerung 210 bereitstellen, die die resultierenden Daten gemäß den schichtspezifischen Funktionen des Protokollstapels verarbeiten und die resultierenden eingehenden Daten dem Anwendungsprozessor 212 bereitstellen kann. Der Anwendungsprozessor 212 kann dann die eingehenden Daten auf Ebene der Anwendungsschicht handhaben, was die Ausführung eines oder mehrerer Anwendungsprogramme mit den Daten und/oder Darstellung der Daten für einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle beinhalten kann.
  • Der Speicher 214 kann eine Speicherschaltungsanordnung oder ein Speicherelement der Endgerätvorrichtung 200, wie eine Festplatte oder eine andere solche permanente Speichervorrichtung, sein. Obwohl dies nicht explizit in 2 dargestellt ist, können die verschiedenen anderen in 2 gezeigten Komponenten der Vorrichtung 200 zusätzlich jeweils integrierte permanente und nicht-permanente Speicherkomponenten beinhalten, wie etwa zum Speichern von Softwareprogrammcode, Puffern von Daten usw.
  • In Übereinstimmung mit einigen Funkkommunikationsnetzwerken können die Endgerätvorrichtungen 102 und 104 Mobilitätvorgehensweisen ausführen, um zwischen verfügbaren Netzwerkzugangsknoten des Funkzugangsnetzwerks des Funkkommunikationsnetzwerks 100 zu verbinden, trennen und umzuschalten. Da jeder Netzwerkzugangsknoten des Funkkommunikationsnetzwerks 100 einen spezifischen Abdeckungsbereich aufweisen kann, können die Endgerätvorrichtungen 102 und 104 konfiguriert sein, um verfügbare Netzwerkzugangsknoten auszuwählen und neu auszuwählen, um eine starke Funkzugangsverbindung mit dem Funkzugangsnetzwerk des Funkkommunikationsnetzwerks 100 aufrechtzuerhalten. Die Endgerätvorrichtung 102 kann zum Beispiel eine Funkzugangsverbindung mit dem Netzwerkzugangsknoten 110 herstellen, während die Endgerätvorrichtung 104 eine Funkzugangsverbindung mit dem Netzwerkzugangsknoten 120 herstellen kann. Falls sich die aktuelle Funkzugangsverbindung verschlechtert, können die Endgerätvorrichtungen 102 oder 104 eine neue Funkzugangsverbindung mit einem anderen Netzwerkzugangsknoten des Funkkommunikationsnetzwerks 100 suchen; die Endgerätvorrichtung 104 kann sich zum Beispiel vom Abdeckungsbereich des Netzwerkzugangsknotens 120 in den Abdeckungsbereich des Netzwerkzugangsknotens 110 bewegen. Infolgedessen kann sich die Funkzugangsverbindung mit dem Netzwerkzugangsknoten 120 verschlechtern, die die Endgerätvorrichtung 104 über Funkmessungen, wie Signalstärke- oder Signalqualitätsmessungen des Netzwerkzugangsknotens 120, erfassen kann. In Abhängigkeit von den Mobilitätvorgehensweisen, die in den entsprechenden Netzwerkprotokollen für das Funkkommunikationsnetzwerk 100 definiert sind, kann die Endgerätvorrichtung 104 eine neue Funkzugangsverbindung suchen (die zum Beispiel an der Endgerätvorrichtung 104 oder durch das Funknetzwerk ausgelöst wird), wie durch Ausführen von Funkmessungen auf benachbarten Netzwerkzugangsknoten, um zu bestimmen, ob irgendwelche benachbarten Netzwerkzugangsknoten eine zweckdienliche Funkzugangsverbindung bereitstellen können. Da sich das Endgerät 104 eventuell in den Abdeckungsbereich des Netzwerkzugangsknotens 110 bewegt hat, kann die Endgerätvorrichtung 104 den Netzwerkzugangsknoten 110 identifizieren (der von der Endgerätvorrichtung 104 ausgewählt werden kann, oder von dem Funkzugangsnetzwerk ausgewählt werden kann) und zu einer neuen Funkzugangsverbindung mit dem Netzwerkzugangsknoten 110 transferieren. Solche Mobilitätvorgehensweisen, einschließlich Funkmessungen, Zellauswahl/Wiederauswahl und Handover werden in den diversen Netzwerkprotokollen festgelegt und können von Endgeräten und dem Funkzugangsnetzwerk eingesetzt werden, um starke Funkzugangsverbindungen zwischen jedem Endgerät und dem Funkzugangsnetzwerk über eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Funkzugangsnetzwerkszenarien aufrecht zu erhalten.
  • Diese Offenbarung stellt verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Verbessern der durchschnittlichen Leistungseffizienz linearer PAs innerhalb eines drahtlosen Kommunikationssystems bereit. Zum Beispiel stellt diese Offenbarung verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Anpassen des Leistungsverbrauchs basierend auf Signalleistungspegeln bereit, indem einheitsbasierte lineare PA-Zellen ein- oder ausgeschaltet werden.
  • Während des Betriebs einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung kann die tatsächliche erforderliche Leistungsabgabe der PAs der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung viel niedriger sein als die Spitzenleistung der PAs. Falls die lineare Leistungsabgabe immer so eingestellt ist, dass sie mit einer maximalen Leistungsabgabe arbeitet, kann der Leistungsverbrauch mehr als für das gegebene Szenario notwendig sein.
  • 3 zeigt eine Verteilung 300 der Leistungsaufnahme 302 gegen einen prozentualen Belegungsgrad 304 für ein Modulationssystem 310 unter Verwendung von 64-Quadraturamplitudenmodulation (QAM). Spektral effiziente Modulationssysteme arbeiten üblicherweise mit einem großen Spitze-zu-Durchschnitt-Leistungsverhältnis (PAPR). Die Verteilung 300 zeigt ein beispielhaftes Histogramm der momentanen Leistung. Wie in 3 gezeigt, weist das Modulationsschema eine Spitzenleistungsabgabe von 22 Dezibel Milliwatt (dBm) auf, es wird jedoch erwartet, dass es 80 % der Zeit 306 bei einer Belegung 304 von 14 dBm oder weniger arbeitet. Falls der Leistungsverbrauch unabhängig von der Leistungsabgabe statisch bleibt, ist der lineare PA ineffizient.
  • 4 zeigt Effizienzprofile eines linearen PA für fünf unterschiedliche Profile. Jedes Profil ist mit einer Signalausgangsleistung 402a, 404a, 406a, 408a und 410a assoziiert. Außerdem ist jedes Profil mit der addierten Leistungseffizienz (PAE) 402b, 404b, 406b, 408b und 410b assoziiert. Wobei Effizienzprofile 402, 404, 406, 408 und 410 einer Ausgangsleistung 402a, 404a, 406a, 408a und 410a bzw. einer Effizienz 402b, 404b, 406b, 408b bzw. 410b entsprechen. 4 zeigt ein Diagramm 400, das die Ausgangssignalleistung (Pout) gegenüber der addierten Leistungseffizienz (PAE) für jedes Profil eines beispielhaften PA vergleicht. Wie in 4 gezeigt, ist die PAE am höchsten, wenn der PA bei Spitzenleistung arbeitet, kann aber signifikant fallen, wenn Signale erzeugt werden, die eine geringere Leistung als die Spitzenleistung erfordern. Daher wird die durchschnittliche Effizienz durch die Effizienz bei der durchschnittlichen Leistung vorgegeben. Die Hauptursache für die Effizienzverschlechterung liegt darin, dass der PA unabhängig von der Ausgangsleistung die gleiche (Klasse A) oder nahezu die gleiche (Klasse AB) statische Leistung verbraucht. Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken zielen darauf ab, den statischen Leistungsverbrauch proportional für reduziertes Pout zu reduzieren.
  • Wie in 4 gezeigt, sind manche Profile effizienter als andere, wenn die gleiche Ausgangsleistung erzeugt wird. Zum Beispiel können der Leistungsausgang 402a und 404a die gleiche Ausgangsleistung 412 (näherungsweise 15 dBm) erzeugen. Die Effizienz 402b ist jedoch größer als die Effizienz 404b beim Erzeugen dieser Ausgangsleistung. Daher wäre es hinsichtlich des Leistungsverbrauchs vorteilhaft, das Profil 402 zu verwenden, um ein 15-dBm-Signal zu erzeugen.
  • Eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann mit unterschiedlichen HF-Ausgangsleistungsprofilen basierend auf Signalübertragungsanforderungen konfiguriert sein, um den statischen Gesamtleistungsverbrauch zu reduzieren. Einzelne PA-Einheitszellen können basierend auf dem PA-Eingangssignalpegel ausgeschaltet (deaktiviert) oder eingeschaltet (aktiviert) werden. Eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann zum Beispiel für eine Spitzen-HF-Ausgangsleistung von 22 dBm konfiguriert sein. Falls die erforderliche Ausgangsleistung 14 dBm beträgt, kann eine Teilmenge von PA-Einheitszellen ausgeschaltet werden, um den statischen Leistungsverbrauch zu reduzieren. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann mit 5 unterschiedlichen Profilen für Bereiche von Ausgangsleistung konfiguriert sein. Beispielsweise können die Profile 1 bis 5 für Bereiche mit 0-2, 3-4, 5-8, 9-16 bzw. 14-22 dBm konfiguriert sein. Es ist anzumerken, dass die drahtlose Kommunikationsvorrichtung für eine beliebige Anzahl N von Profilen konfiguriert sein kann. Jedes Profil kann dazu konfiguriert sein, eine Teilmenge von Einheitszellen ein- oder auszuschalten, um die HF-Ausgangleistungs-dBm-Anforderungen für jeden Profilbereich zu erfüllen.
  • 5 A zeigt eine beispielhafte drahtlose Kommunikationsvorrichtung 500. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann den Leistungsdetektor 502 beinhalten. Der Leistungsdetektor 502 kann dazu ausgelegt sein, ein moduliertes Eingangssignal 510, wie etwa ein Hochfrequenzsignal, zu empfangen. Der Leistungsdetektor 502 kann ein Hüllkurvendetektor sein, der dazu ausgelegt ist, die Hüllkurve 512 des modulierten Eingangssignals 510 zu bestimmen. Die Hüllkurve 512 kann die Spitzenamplitude des modulierten Eingangssignals 510 beinhalten. Der Verstärker 504 kann eine erforderliche Übertragungsleistung für ein HF-Ausgangssignal basierend auf der durch den Leistungsdetektor 502 bestimmten Hüllkurve 512 bestimmen. Der Komparator 506 kann die erforderliche Sendeleistung mit der maximalen Ausgangsleistung 520 der Vorrichtung 500 vergleichen. Falls die erforderliche Übertragungsleistung größer oder gleich der maximalen Ausgangsleistung 520 ist, bestimmt die Logikschaltung 508, dass alle PA-Vorrichtungen oder Einheitszellen aktiviert werden müssen. Falls die erforderliche Sendeleistung geringer als die maximale Ausgangsleistung ist, kann die Logikschaltung 508 ein angemessenes Leistungsprofil für die erforderliche Sendeleistung bestimmen.
  • Die Logikschaltung 508 kann zum Beispiel den PA 540 basierend auf dem bestimmten Leistungsprofil steuern. Die Logikschaltung 508 kann eine Teilmenge von PA-Vorrichtungen 540 deaktivieren, um den statischen Leistungsverbrauch zu reduzieren und dennoch die erforderliche Übertragungsleistung zu erfüllen. Die Logikschaltung 508 kann in dem Anwendungsprozessor 212 von 2 implementiert sein. Die Logikschaltung 508 kann einen Algorithmus implementieren, um zu bestimmen, welche PA-Vorrichtungen aktiviert oder deaktiviert werden sollen. Zum Beispiel den Algorithmus 600, der in 6 unten beschrieben ist.
  • Alternativ dazu kann der Leistungsdetektor 502 die Hüllkurve 512 durch Bestimmen einer Anzahl von Ressourcenblöcken (RB) des Eingangssignals 510 bestimmen. Das modulierte Eingangssignal kann zum Beispiel verarbeitet werden, um Datensymbole in dem gemeinsam genutzten physischen Downlink-Kanal (PDSCH) zu bestimmen. Die erforderliche Sendeleistung kann auf der Anzahl von RBs pro Downlink-Benutzerdatensymbol basieren, wie in 7 unten beschrieben.
  • Das Bestimmen einer Hüllkurve durch frühes Platzieren des Leistungsdetektors 502 in der HF-Kette reduziert die Verzögerung. Eine Eingangsleistung basierend auf einer Hüllkurve, die früh in der HF-Kette detektiert wird, kann jedoch Verstärkungsvariationen später in der HF-Kette ignorieren. Infolgedessen kann eine Leistungsreserve zu der Eingangsleistung hinzugefügt werden, um Verstärkungsvariationen zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann ein Ansatz eine 3-dB-Leistungsreserve hinzufügen, so dass der PA-Ausgang für plötzliche Variationen der Hüllkurvenamplitude nicht gesättigt ist. Zusätzlich dazu kann auch ein statistisches Modell der Hüllkurve verwendet werden, um die Leistungsreserve zu bestimmen und das Risiko zu reduzieren, Informationen zu verlieren.
  • Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 500 kann optional einen Phasenschieber 520 beinhalten, um Phasen eines modulierten Signals zu erzeugen. Der Phasenschieber 520 kann ein Phasenregelkreis sein, der dazu ausgelegt ist, Phasen eines modulierten Signals zu erzeugen, das zum Steuern des PA 540 verwendet wird. Der Phasenschieber 520 kann mit dem Spannungsverstärkungsverstärker (VGA) 522 verbunden sein, um die Spannungsverstärkung 526 zwischen dem modulierten Signal und den erzeugten Phasen zu erzeugen. Zusätzlich dazu kann die digitale Vorverzerrung 524 enthalten sein, um die mehreren PA-Vorrichtungen des PA 540 zu linearisieren. Die Schaltsteuerung 528 kann die PA-Vorrichtungen gemäß einem Ausgang der Logikschaltung 508 steuern.
  • Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 500 kann auch optional eine Antenne 530 beinhalten, die mit dem PA 540 verbunden ist. Die Antenne 530 kann ein Antennenarray sein. Der PA 540 kann durch einen Transformator mit der Antenne 530 verbunden sein und den PA-Ausgang an die Antenne 530 weiterleiten.
  • 5B zeigt einen beispielhaften Leistungsverstärker 540 aus 5A. Der PA kann mehrere PA-Vorrichtungen 540a beinhalten. Die PA-Vorrichtungen 540a können basierend auf Leistungsprofilen dynamisch aktiviert oder deaktiviert werden. Zum Beispiel kann der PA 540 dazu ausgelegt sein, eine maximale Signalstärke von 16 dBm zu erzeugen, wobei jede PA-Vorrichtung 540a dazu ausgelegt ist, eine Signalstärke von 1 dBm zu erzeugen. Die maximale Signalstärke ist das höchste Ausgangsleistungssignal, wenn alle PAs 540a aktiviert sind. Die Logikschaltung 508 kann basierend auf dem Ausgang vom Leistungsdetektor 502 bestimmen, dass die erforderliche Signalstärke geringer als die maximale Signalstärke von 16 dBm ist. Die Logikschaltung 508 kann ein Leistungsprofil auswählen, das für die niedrigere Signalstärke konfiguriert ist. Falls zum Beispiel die niedrigere Signalstärke 9 dBm beträgt, kann die Logikschaltung 508 ein Leistungsprofil bestimmen, das dazu ausgelegt ist, eine Signalstärke von 9 dBm zu erzeugen. Das Leistungsprofil kann damit assoziiert sein, sicherzustellen, dass nur die Teilmenge 542 der mehreren Einheitszellen-PAs 540a aktiviert ist und die komplementäre Teilmenge 544 der Einheitszellen-PAs 540a deaktiviert ist. Die Logikschaltung kann einen Befehl zum Deaktivieren der PAs 540a in der komplementären Teilmenge 544 und Aktivieren der PAs 540a in der Teilmenge 542 erzeugen. Zum Beispiel kann der Befehl Öffnen eines Schalters der PAs 540a in der Teilmenge 544 beinhalten, um sie zu deaktivieren. Die deaktivierten PAs verbrauchen keine Leistung mehr. Es sollte angemerkt werden, dass eine beliebige Kombination von Einheitszellen in dem PA 540 verwendet werden kann, zum Beispiel Einheitszellen, die in 8, 9 und 10 weiter unten beschrieben sind. Verfahren zum Deaktivieren der PAs 540 sind ferner mit Bezug auf 8, 9 und 10 weiter unten beschrieben. Es ist anzumerken, dass die Konfiguration in 5B nur veranschaulichenden Zwecken dient.
  • 6 zeigt den Algorithmus 600 zum Auswählen von PA-Vorrichtungszuständen. Die Steuerlogik 508 kann den Algorithmus 600 implementieren. Der Ausgang des Algorithmus kann einer Logikschaltung zum Steuern der PA-Vorrichtungen bereitgestellt werden. Der Eingang 602 kann die Eingangshüllkurve oder die Anzahl von RB-Blöcken des modulierten Signals sein. Eine Eingangsleistung des modulierten Signals basiert auf dem Eingang 602 und wird an die Schritte 604a, 604b und 604c weitergeleitet. Bei den Schritten 604a, 604b und 604c wird die Eingangsleistung mit einem Vielfachen einer gesättigten Ausgangsleistung (Psat) oder Spitzenleistung verglichen, um ein Leistungsprofil zu bestimmen. Eine Anweisung zum dynamischen Aktivieren oder Deaktivieren einer PA-Vorrichtung wird basierend auf dem Leistungsprofil erzeugt. Die Anweisungen können an eine Steuerlogikschaltung gesendet werden, um PA-Vorrichtungen basierend auf der Anweisung zu aktivieren oder zu deaktivieren. Eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung erfordert keinen hochauflösenden Analog-Digital-Wandler (ADC), falls er nicht unnötig gewichtet ist. In diesem Fall kann ein binär gewichtetes Array nur dazu führen, dass ein Bit hoch ist, während andere Bits niedrig sind. Daher reicht ein Komparator, wie etwa der Komparator 506 aus 5, aus. Diese Architektur kann jedoch für binäre und unäre Slices oder eine Kombination beider gelten.
  • 7 zeigt eine beispielhafte physische Schicht 700 eines drahtlosen Kommunikationssystems. Die maximale Anzahl von RBs 702 gibt die maximale Anzahl von Ressourcenblöcken an, die Benutzerdatensymbolen zugewiesen sind. Ein moduliertes Eingangssignal kann zum Beispiel mehrere Benutzerdatensymbole 704 beinhalten. Das modulierte Eingangssignal kann mit einer maximalen Anzahl von RBs für die Benutzerdatensymbole 704 assoziiert sein. Falls ein Benutzerdatensymbol die maximale Anzahl von Ressourcenblöcken beinhaltet, kann es eine maximale Ausgangsleistung erfordern. Wie in 7 gezeigt, beinhaltet das Benutzerdatensymbol TX2 mehr RBs als das Benutzerdatensymbol TX3, und das Benutzerdatensymbol TX3 beinhaltet mehr RBs als das Benutzerdatensymbol TX4. Die erforderliche Sendeleistung kann auf den bestimmten Ressourcenblöcken basieren, die mit den Benutzerdatensymbolen assoziiert sind. Wenn folglich eine physische Schicht 700 eines modulierten Eingangssignals verarbeitet wird, kann die Ausgangsleistung basierend auf den Ressourcenblöcken bestimmt werden, die mit dem Benutzerdatensymbol TX2 assoziiert sind. Da die Ressourcenblöcke abnehmen, wie für Übergänge zwischen den Benutzerdatensymbolen TX2 zu TX3 und TX3 zu TX4 gezeigt, kann die bestimmte Ausgangsleistung abnehmen, wodurch der statische Leistungsverbrauch einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung reduziert wird. Die Ausgangsleistung kann für jedes Benutzerdatensymbol bestimmt werden.
  • 8 zeigt einen Leistungsverstärker 800. Eine beispielhafte Einzelstapel-Einheitszelle 802 von PA 800 ist ausführlicher gezeigt. Die Einheitszelle 802 kann basierend auf Übertragungsanforderungen ein- oder ausgeschaltet werden. Die Einzelstapel-Einheitszelle 802 umfasst einen Tail-Schalter 804. Wenn der Tail-Schalter 804 geschlossen ist, ist die Einheitszelle 802 eingeschaltet oder aktiviert. Wenn der Tail-Schalter 804 geöffnet ist, ist die Einheitszelle 802 ausgeschaltet oder deaktiviert. Eine geschaltete PA-Einheitszelle, wie etwa die Einheitszelle 802, kann eine hohe Auflösung aufweisen. Das Deaktivieren von Einheitszellen, die nicht benötigt werden, kann die durchschnittliche Effizienz des PA signifikant erhöhen. Da Übertragungsleistung der Hauptleistungsverbraucher in mm-Wellenvorrichtungen, wie etwa Femtozellen, Basisstationen usw., ist, kann das Reduzieren der Anzahl an aktivierten Einheitszellen den Gesamtleistungsverbrauch stark reduzieren. Eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs kann eine Kapselung, thermische Zuverlässigkeit, Elektrizitätskosten usw. stark verbessern.
  • Eine Steuerlogik kann den Schalter 804 steuern, zum Beispiel Anweisungen, wie in 6 beschrieben. Die Steuerlogik kann den erforderlichen Übertragungs-HF-Leistungsausgang empfangen und ein Leistungsprofil basierend auf der Übertragungsanforderung bestimmen. Die Steuerlogik kann dann den Schalter 804 basierend auf dem bestimmten Leistungsprofil öffnen oder schließen.
  • Falls die Steuerlogik den Schalter 804 schließt, wird die Einzelstapel-Einheitszelle 802 aktiviert. Die aktivierte Einheitszelle 802 empfängt ein moduliertes Hochfrequenzsignal zur Verstärkung und eine Leistungsquelle 810 an einem oder mehreren Eingangsanschlüssen. Die Einheitszelle 802 kann durch den Transformator 812 mit dem Antennenelement 806 verbunden sein. Der Transformator 812 kann einen Ausgang einer Einheitszelle 802 an die Antenne 806 weiterleiten. Die Antenne 806 kann Teil eines Antennenarrays sein. Der Transformator 812 kann auch mit Masse 808 verbunden sein und die an die Antenne 806 weitergeleitete Spannung steuern.
  • 9 zeigt eine beispielhafte Doppelstapel-PA-Einheitszelle 902. Die PA-Vorrichtung 902 kann Teil des PA 800 aus 8 sein. Die Doppelstapelvorrichtung 902 kann eine obere PA-Vorrichtung 904 und eine untere PA-Vorrichtung 906 beinhalten. Die Steuerlogik kann den erforderlichen Übertragungs-HF-Leistungsausgang empfangen und ein Leistungsprofil basierend auf der Übertragungsanforderung bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerlogik dann die obere PA-Vorrichtung 904 basierend auf dem bestimmten Leistungsprofil aktivieren oder deaktivieren. Die obere PA-Vorrichtung 904 kann deaktiviert werden, indem eine Spannung gleich einer Schwellenspannung der Gates 904a und 904b injiziert wird.
  • Es ist anzumerken, dass entweder die obere PA-Vorrichtung 904 oder die untere PA-Vorrichtung 906 deaktiviert sein kann, wie zuvor beschrieben.
  • Falls die Steuerlogik die obere Vorrichtung 904 der Doppelstapel-PA-Vorrichtung 902 deaktiviert, kann die untere Vorrichtung 906 aktiviert werden. Die PA-Vorrichtung 902 empfängt ein moduliertes Hochfrequenzsignal zur Verstärkung und eine Leistungsquelle 912 an einem oder mehreren Eingangsanschlüssen. Die aktivierte PA-Vorrichtung 906 kann das empfangene Signal und die Leistungsquelle verarbeiten. Die PA-Vorrichtung 902 kann durch den Transformator 914 mit dem Antennenelement 908 verbunden sein. Der Transformator 914 kann eine Ausgabe einer PA-Vorrichtung 902 an die Antenne 908 weiterleiten. Die Antenne 908 kann Teil eines Antennenarrays sein. Der Transformator 914 kann auch mit Masse 910 verbunden sein und die an die Antenne 908 weitergeleitete Spannung steuern. Falls beide PA-Vorrichtungen 904 und 906 aktiviert sind, kann der Transformator 914 die Ausgänge der PA-Vorrichtungen 904 und 906 kombinieren und die Kombination an die Antenne 908 weiterleiten.
  • 10 zeigt eine beispielhafte Mehrfachstapel-PA-Einheitszelle 1002. Die Mehrfachstapel-PA-Einheitszelle 1002 kann eine obere PA-Vorrichtung 1004, eine mittlere PA-Vorrichtung 1006 und eine untere PA-Vorrichtung 1008 beinhalten. Die Steuerlogik kann die Einheitszelle 1002 steuern. Die Steuerlogik kann den erforderlichen Übertragungs-HF-Leistungsausgang empfangen und ein Leistungsprofil basierend auf der Übertragungsanforderung bestimmen. Die Steuerlogik kann dann die mittlere PA-Vorrichtung 1006 basierend auf dem bestimmten Leistungsprofil aktivieren oder deaktivieren. Die mittlere PA-Vorrichtung 1006 kann deaktiviert werden, indem eine Spannung gleich einer Schwellenspannung für die Gates 1006a und 1006b injiziert wird.
  • Die mittlere Vorrichtung 1006 kann deaktiviert werden, während die maximale Drain-zu-Source-Spannung (VDS) über jeder PA-Vorrichtung 1004, 1006 und 1008 eingehalten wird.
  • Falls die Steuerlogik die PA-Vorrichtung 1006 der Mehrstapel-Einheitszelle 1002 deaktiviert, können die Slices 1004 und 1008 aktiviert werden. Die Einheitszelle 1002 empfängt ein moduliertes Hochfrequenzsignal zur Verstärkung und eine Leistungsquelle 1014 an einem oder mehreren Eingangsanschlüssen. Die aktivierten PA-Vorrichtungen 1004 und 1008 können das empfangene Signal und die Leistungsquelle verarbeiten. Die Einheitszelle 1002 kann durch den Transformator 1016 mit dem Antennenelement 1010 verbunden sein. Der Transformator 1016 kann einen Ausgang einer Einheitszelle 1002 an die Antenne 1010 weiterleiten. Die Antenne 1010 kann Teil eines Antennenarrays sein. Der Transformator 1016 kann auch mit Masse 1012 verbunden sein und die an die Antenne 1010 weitergeleitete Spannung steuern. Falls alle PA-Vorrichtungen 1004, 1006 und 1008 aktiviert sind, kann der Transformator 1016 die Ausgänge der PA-Vorrichtungen 1004, 1006 und 1008 kombinieren und die Kombination an die Antenne 1010 weiterleiten.
  • Das Aus- und Einschalten einzelner PA-Einheitszellen oder PA-Vorrichtungen in Abhängigkeit von der erforderlichen Ausgangssignalleistung, anstatt sie alle eingeschaltet zu halten, um eine Spitzenleistung zu unterstützen, kann den Leistungsverbrauch reduzieren. Die Anzahl aktivierter (eingeschalteter) PA-Vorrichtungen sollte ausreichend sein, um die erforderliche Leistung zu übertragen, während ein Spielraum für plötzliche Variationen innerhalb der Grenzen der Bandbreite gehalten wird.
  • 11 zeigt beispielhafte PA-Slice-Konfigurationen 1102 und 1104 innerhalb eines Leistungsverstärkers 1100. Der PA 1100 kann als ein beliebiger der PAs 802, 902 oder 1002 konfiguriert sein. Die Slice-Konfiguration 1102 kann mehrere unäre Slices beinhalten, wobei jedes der unären Slices gleich groß ist. Jedes unäre Slice kann eine PA-Einheitszelle sein. Die Slice-Konfiguration 1104 kann binäre Slices 1104a, 1104b und 1104c beinhalten. Die Scheiben 1104a, 1104b bzw. 1104c nehmen an Größe zu, wie in 11 gezeigt ist. Für beide Slice-Konfigurationen 1102 und 1104 ist die kumulative Ausgabe von Slices gleich dem Ausgang der PA-Einheitszelle 1100.
  • Jeder PA kann dazu ausgelegt sein, eine spezifische Ausgangsleistung durch separates Aktivieren oder Deaktivieren jedes PA-Slice (PA-Vorrichtung) zu erzeugen. Jede PA-Vorrichtung, wie in 9 und 10 beschrieben, kann ein oder mehrere Slices 1102 oder 1104 beinhalten. Jedes PA-Slice kann an ein anderes Leistungsprofil gebunden sein, um das PA-Slice zu aktivieren oder zu deaktivieren. Das Binden jedes PA-Slice an ein Leistungsprofil ermöglicht schnelle Anpassungen an Änderungen der erforderlichen Ausgangsleistung.
  • 12 zeigt beispielhafte Phasen 1202a, 1202b und 1202c einer PA-Einheitszelle 1200 innerhalb eines Leistungsverstärkers. Jede Phase kann eine Einzelstapel-, Doppelstapel- oder Mehrfachstapel-PA-Einheitszelle beinhalten. Zum Beispiel kann Phase 1202a eine Einzelstapel-PA-Vorrichtung 802 beinhalten, Phase 1202b kann eine Doppelstapel-PA-Vorrichtung 902 beinhalten, und Phase 1202c kann eine Mehrfachstapel-PA-Vorrichtung 1002 beinhalten. Die kumulative Ausgangsleistung jeder Phase 1202a, 1202b und 1202c ist gleich der Gesamtausgangsleistung der PA-Einheitszelle 1200.
  • 13 zeigt die Spannungsbelastung 1300 über jede Vorrichtung einer Mehrfachstapel-PA-Einheitszelle. Zum Beispiel der PA-Einheitszelle 1002, wie in 10 gezeigt. 13 veranschaulicht die Spannungsbelastungen 1302, 1304, 1306, 1308, 1310 über PA-Vorrichtungskomponenten, um zu zeigen, dass PA-Vorrichtungen durch Steuern der Gate-Vorspannung sicher ein- oder ausgeschaltet werden können.
  • Die obere PA-Vorrichtung 1004 aus 10 kann Drain-Spannungsbelastung 1302 und Gate-Spannungsbelastung 1304 ausdrücken. Die mittlere PA-Vorrichtung 1006 aus 10 kann Drain-Spannungsbelastung 1306, Gate-Spannungsbelastung 1308 und Source-Spannungsbelastung 1310 ausdrücken. Zum Zeitpunkt 1320 (25 ns) wird eine Spannung gleich der Gate-Spannung der mittleren PA-Vorrichtung 1006 in die Gate-Anschlüsse der mittleren Vorrichtung 1006a und 1006b injiziert, um die mittlere Vorrichtung 1006 auszuschalten. Wie in 13 gezeigt, verbraucht die mittlere PA-Vorrichtung 1006 eine Spannung von 0 oder nahe 0, nachdem sie deaktiviert wurde.
  • 14 A zeigt den Leistungsverbrauch für eine PA-Vorrichtung. Zum Beispiel die PA-Vorrichtung 802, 902 oder 1002. Die Linie 1404 zeigt eine variable Spannung für eine geschaltete Einzelstapel-PA-Vorrichtung 802, wie etwa in 8 gezeigt. Die Linie 1402 zeigt eine konstante Spannung für einen herkömmlichen PA unabhängig von den Variationen eines modulierten Eingangssignals. Wie in 14A gezeigt, fallen die Spannungsvariationen mit Änderungen der Eingangssignalmodulation zusammen.
  • 14B zeigt die Spannungsvariationen für ein moduliertes Eingangssignal, wie es in 14A verwendet wird.
  • 15 zeigt parallele PA-Blöcke 1502 und 1504. Der PA-Block 1502, wie etwa der PA-Block 540 aus 5, kann dazu ausgelegt sein, eine Spitzenausgangsleistung oder Psat zu erzeugen. Aktivieren und Deaktivieren von PA-Slices sind möglicherweise nicht vollständig linear. Obwohl eine ordnungsgemäße Layoutanpassung das Risiko von Verstärkungsvariationen aufgrund des Ein- und Ausschaltens von PA-Slices reduzieren kann, kann sie Verstärkungsvariationen erzeugen. Um jegliche Verstärkungsvariationen aufzunehmen, kann der PA-Block 1504 parallel zu dem PA-Block 1502 hinzugefügt werden, um eine Leistungsreserve zu erzeugen, die zu der Ausgangsleistung des PA-Blocks 1502 hinzugefügt werden kann. Der PA-Block1504 kann beispielweise 4 PA-Einheitszellen beinhalten, die für eine Auflösung von etwa 0,1 dB konfiguriert sind. Der PA-Block 1504 kann im Vergleich zu dem PA-Block 1502 eine relativ kleine Leistungsmenge erzeugen. Zum Beispiel produziert der PA-Block 1504 möglicherweise nur eine Verstärkung von näherungsweise 0,5 dB, um die Verstärkungsvariationen für unterschiedliche Schaltzustände zu kompensieren. Das gleiche kann mit einem Spannungsverstärkungsverstärker (VGA) erfolgen, falls es einen Knopf mit feinerer Auflösung gibt.
  • 16 zeigt den Dummy-PA-Block 1604 und den PA-Block 1602. Der PA-Block 1602, wie etwa der PA-Block 540 aus 5, kann dazu ausgelegt sein, eine Spitzenausgangsleistung oder Psat zu erzeugen. Plötzliches Aktivieren und Deaktivieren von PA-Einheitszellen kann ein Einschießen transienter Ströme vom DC-DC verursachen. Der Dummy-PA-Block 1604 ist dazu ausgelegt, sich mit der Versorgung zu verbinden, sich aber nicht mit der Last zu verbinden. Während die PA-Slices in dem PA-Block 1602 ein- und ausgeschaltet werden, kann der PA-Block 1604 während des Schaltens des PA-Blocks 1602 weich geschaltet werden, um die plötzliche Laständerung zu kompensieren.
  • 17A zeigt ein transientes Verhalten 1700 eines modulierten Signals 1710, wie in 17B gezeigt. Zum Zeitpunkt 1702, bei etwa 50 ns, können PA-Slices ein- oder ausgeschaltet werden, was das transiente Verhalten zum Zeitpunkt 1702 verursacht, wie in 17A gezeigt ist.
  • 18A zeigt ein transientes Verhalten 1800 für eine PA-Vorrichtung einschließlich eines Oberwellenfilters. Das gezeigte transiente Verhalten 1800 ist ein moduliertes Signal 1810, wie in 18B gezeigt. Bei ungefähr 25 ns können PA-Slices ein- oder ausgeschaltet werden, was Rauschen verursacht. Da die PA-Vorrichtung jedoch einen Oberwellenfilter beinhaltet, ist das transiente Verhalten, wie in 18A gezeigt, im Vergleich zu dem transienten Verhalten, das in 17A gezeigt ist, reduziert.
  • 19 zeigt einen PA 1900, der einen Oberwellenfilter 1910 aufweist. Zum Beispiel die PA-Vorrichtung, auf die im Zusammenhang mit 18A und 18B verwiesen wird. Der Oberwellenfilter 1910 umfasst eine erste Induktivität 1902 und eine zweite Induktivität 1904. Der Oberwellenfilter umfasst ferner einen Kondensator 1906. Der Kondensator 1906 ist elektronisch mit der ersten Induktivität 1902 und der zweiten Induktivität 1904 gekoppelt. Der Kondensator 1906 ist ferner mit einem Referenzsignal, wie etwa Masse, verbunden.
  • Plötzliches Ein-/Ausschalten größerer PA-Einheitszellen führt zu einem Einschwingen am Ausgang (RLC-Schaltung). Ein Oberwellenfilter reduziert dieses in 17A und 17B gezeigte transiente Verhalten jedoch stark. 17A und 18A zeigen den transienten Ausgang ohne bzw. mit Oberwellenfilter.
  • Im Folgenden werden verschiedene Beispiele der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht:
  • Beispiel 1 ist eine Leistungsverstärkerschaltung, die mehrere analoge Leistungsverstärker beinhaltet, die dazu ausgelegt sind, eine Ausgangssignalleistung zu erzeugen; wobei zumindest ein Prozessor ausgelegt ist zum: Auswählen einer höchsten Ausgangsleistung; Bestimmen einer Eingangssignalleistung eines modulierten Signals; Bestimmen einer Ausgangssignalleistung basierend auf der Eingangssignalleistung; Vergleichen der Ausgangssignalleistung und der höchsten Ausgangsleistung; und Deaktivieren einer Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker basierend auf dem Vergleich, wobei ein Rest der mehreren analogen Leistungsverstärker dazu ausgelegt ist, die Ausgangssignalleistung zu erzeugen.
  • In Beispiel 2 kann der Gegenstand aus Beispiel 1 optional ferner beinhalten, dass der eine oder die mehreren Prozessoren ferner dazu ausgelegt sind, einen Leistungspuffer abzurufen, und wobei die Ausgangssignalleistung den Leistungspuffer beinhaltet.
  • In Beispiel 3 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 oder 2 optional ferner einen Parallelleistungsverstärkerblock beinhalten, der dazu ausgelegt ist, den Leistungspuffer von bis zu 1 dBm zu erzeugen.
  • In Beispiel 4 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 3 optional ferner einen Hüllkurvendetektor beinhalten, wobei der Hüllkurvendetektor dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal zu empfangen; und die Eingangssignalleistung basierend auf dem Eingangssignal zu bestimmen.
  • In Beispiel 5 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 4 optional ferner beinhalten, dass der eine oder die mehreren Prozessoren ferner dazu ausgelegt sind, die Eingangssignalleistung basierend auf mehreren Eingangssignal-Benutzerdatensymbolen zu bestimmen, wobei die mehreren Eingangssignal-Benutzerdatensymbole einen oder mehrere Ressourcenblöcke beinhalten.
  • In Beispiel 6 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 5 optional ferner beinhalten, dass die mehreren analogen Leistungsverstärker Einzelstapel-Leistungsverstärker sind.
  • In Beispiel 7 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 6 optional ferner beinhalten, dass jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker einen Schalter beinhaltet; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren dazu ausgelegt sind, den Schalter zu öffnen, um den Leistungsverstärker zu deaktivieren.
  • In Beispiel 8 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 7 optional ferner beinhalten, dass jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker eine erste Leistungsverstärkervorrichtung und eine zweite Leistungsverstärkervorrichtung beinhaltet.
  • In Beispiel 9 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 8 optional ferner beinhalten, dass der eine oder die mehreren Prozessoren dazu ausgelegt sind, eine Gate-Spannung in jedes Gate der ersten Leistungsverstärkervorrichtung oder der zweiten Leistungsverstärkervorrichtung zu injizieren.
  • In Beispiel 10 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 9 optional ferner beinhalten, dass jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker drei oder mehr Leistungsverstärkervorrichtungen beinhaltet.
  • In Beispiel 11 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 10 optional ferner beinhalten, dass der eine oder die mehreren Prozessoren dazu ausgelegt sind, eine Gate-Spannung in jedes Gate einer der Leistungsverstärkervorrichtungen zu injizieren.
  • In Beispiel 12 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 11 optional ferner einen Dummy-Leistungsverstärkerblock beinhalten, wobei der Dummy-Leistungsverstärkerblock: nicht mit einer Last verbunden ist; und mit einer Leistungsversorgung verbunden ist.
  • In Beispiel 13 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1 bis 12 optional ferner einen Oberwellenfilter beinhalten, der eine erste Induktivität; eine zweite Induktivität; und einen Kondensator, der elektronisch mit der ersten Induktivität und der zweiten Induktivität gekoppelt ist, beinhaltet, wobei der Kondensator ferner mit einem Referenzsignal, wie etwa einem Massereferenzsignal, verbunden ist.
  • Beispiel 14 ist ein Verfahren zum Reduzieren des statischen Leistungsverbrauchs, das Folgendes beinhaltet: Auswählen einer höchsten Ausgangsleistung; Bestimmen einer Eingangssignalleistung; Bestimmen einer Ausgangssignalleistung basierend auf der Eingangssignalleistung; Vergleichen der Ausgangssignalleistung und der höchsten Ausgangsleistung; und Deaktivieren einer Teilmenge mehrerer analoger Leistungsverstärker basierend auf dem Vergleich, wobei ein Rest der mehreren analogen Leistungsverstärker dazu ausgelegt ist, die Ausgangssignalleistung zu erzeugen.
  • In Beispiel 15 kann der Gegenstand aus Beispiel 14 optional ferner das Abrufen eines Leistungspuffers; und das Einschließen des Leistungspuffers in die Ausgangssignalleistung beinhalten.
  • In Beispiel 16 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 oder 15 optional ferner das Erzeugen des Leistungspuffers von bis zu 1 dBm beinhalten.
  • In Beispiel 17 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 16 optional ferner das Empfangen einer Eingangssignalhüllkurve; und das Bestimmen der Eingangssignalleistung basierend auf dem Eingangssignal beinhalten.
  • In Beispiel 18 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 17 optional ferner das Bestimmen der Eingangssignalleistung basierend auf mehreren Eingangssignalnutzerdatensymbolen beinhalten, wobei die mehreren Eingangssignalnutzerdatensymbole einen oder mehrere Ressourcenblöcke beinhalten.
  • In Beispiel 19 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 18 optional ferner beinhalten, dass die Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker Einzelstapel-Leistungsverstärker sind.
  • In Beispiel 20 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 19 optional ferner das Öffnen eines Tail-Schalters jedes aus der Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker beinhalten.
  • In Beispiel 21 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 20 optional ferner beinhalten, dass jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker eine erste Leistungsverstärkervorrichtung und eine zweite Leistungsverstärkervorrichtung beinhaltet.
  • In Beispiel 22 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 21 optional ferner das Injizieren einer Gate-Spannung in jedes Gate der ersten Leistungsverstärkervorrichtung oder der zweiten Leistungsverstärkervorrichtung beinhalten.
  • In Beispiel 23 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 22 optional ferner beinhalten, dass jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker drei oder mehr Leistungsverstärkervorrichtungen beinhaltet.
  • In Beispiel 24 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 14 bis 23 optional ferner das Injizieren einer Gate-Spannung in jedes Gate einer der Leistungsverstärkervorrichtungen beinhalten.
  • Beispiel 25 ist eine Schaltung, die einen Speicher beinhaltet: mehrere analoge Leistungsverstärker, die dazu ausgelegt sind, eine maximale Ausgangsleistung für ein Ausgangssignal zu erzeugen; einen oder mehrere Prozessoren, die mit dem Speicher gekoppelt sind, um die in dem Speicher gespeicherten Anweisungen auszuführen, wobei die Anweisungen ausgelegt sind zum: Bestimmen einer Eingangssignalleistung; Bestimmen einer Ausgangssignalleistung basierend auf der Eingangssignalleistung; Vergleichen der Ausgangssignalleistung und der maximalen Ausgangsleistung; und Deaktivieren einer Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker basierend auf dem Vergleich, wobei ein Rest der mehreren analogen Leistungsverstärker dazu ausgelegt ist, die Ausgangssignalleistung zu erzeugen.
  • Beispiel 26 ist ein System, das eine oder mehrere Vorrichtungen gemäß Beispiel 1 bis 13 und 25 beinhaltet, dazu ausgelegt, ein Verfahren gemäß Beispiel 14 bis 24 zu implementieren.
  • Beispiel 27 sind ein oder mehrere nicht-flüchtige computerlesbare Medien, die programmierbare Anweisungen darauf beinhalten, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren einer Vorrichtung ausgeführt werden, die Vorrichtung veranlassen, eines der Verfahren der Beispiele 14 bis 24 auszuführen.
  • Beispiel 28 ist ein Mittel zum Implementieren eines der Beispiele 1 bis 13 und 25.
  • Obwohl die obigen Beschreibungen und verbundenen Figuren elektronische Vorrichtungskomponenten als separate Elemente abbilden können, verstehen Fachleute die verschiedenen Möglichkeiten, diskrete Elemente zu einem einzigen Element zu kombinieren oder zu integrieren. Dies kann Kombinieren von zwei oder mehr Schaltungen zum Bilden einer einzigen Schaltung, Montieren von zwei oder mehr Schaltungen auf einem gemeinsamen Chip oder Chassis zum Bilden eines integrierten Elements, Ausführen diskreter Softwarekomponenten auf einem gemeinsamen Prozessorkern usw. beinhalten. Umgekehrt erkennt ein Fachmann die Möglichkeit, ein einzelnes Element in zwei oder mehr diskrete Elemente zu trennen, wie etwa Aufteilen einer einzelnen Schaltung in zwei oder mehr separate Schaltungen, Trennen eines Chips oder Chassis in diskrete Elemente, die ursprünglich darauf bereitgestellt wurden, Trennen einer Softwarekomponente in zwei oder mehr Abschnitte und Ausführen jeweils auf einem separaten Prozessorkern usw.
  • Es versteht sich, dass Implementierungen von hierin beschriebenen Verfahren demonstrativer Natur sind und somit so verstanden werden, dass sie in einer entsprechenden Vorrichtung implementiert werden können. Gleichermaßen versteht es sich, dass Implementierungen von hier ausführlich beschriebenen Vorrichtungen als dazu in der Lage verstanden werden, mit einem entsprechenden Verfahren implementiert zu werden. Daher versteht es sich, dass eine Vorrichtung, die einem hierin ausführlich beschriebenen Verfahren entspricht, eine oder mehrere Komponenten beinhalten kann, die zum Durchführen jedes Aspekts des zugehörigen Verfahrens ausgelegt sind.
  • Alle in der obigen Beschreibung definierten Akronyme gelten zusätzlich in allen hierin enthaltenen Ansprüchen.

Claims (10)

  1. Leistungsverstärkerschaltung, die Folgendes umfasst: mehrere analoge Leistungsverstärker, die dazu ausgelegt sind, Ausgangssignalleistung zu erzeugen; zumindest einen Prozessor, der ausgelegt ist zum: Auswählen einer höchsten Ausgangssignalleistung; Bestimmen einer Eingangssignalleistung eines modulierten Signals; Bestimmen einer Ausgangssignalleistung basierend auf der Eingangssignalleistung; Vergleichen der Ausgangssignalleistung und der höchsten Ausgangssignalleistung; und Deaktivieren einer Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker basierend auf dem Vergleich, wobei ein Rest der mehreren analogen Leistungsverstärker dazu ausgelegt ist, die Ausgangssignalleistung zu erzeugen.
  2. Schaltung nach Anspruch 1, ferner dazu ausgelegt, eine Leistungsreserve zu aktivieren, und wobei die Ausgangssignalleistung die Leistungsreserve beinhaltet; wobei die Schaltung optional ferner einen Parallelleistungsverstärkerblock umfasst, der dazu ausgelegt ist, die Leistungsreserve von bis zu ± 1 dBm zu erzeugen.
  3. Schaltung nach Anspruch 2, die ferner einen Hüllkurvendetektor umfasst, wobei der Hüllkurvendetektor dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal zu empfangen; und die Eingangssignalleistung basierend auf dem Eingangssignal zu bestimmen; und/oder wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner dazu ausgelegt sind, die Eingangssignalleistung basierend auf mehreren Eingangssignal-Benutzerdatensymbolen zu bestimmen, wobei die mehreren Eingangssignal-Benutzerdatensymbole eine oder mehrere Dateneinheiten beinhalten.
  4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mehreren analogen Leistungsverstärker Einzelstapel-Leistungsverstärker sind; wobei optional jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker einen Schalter beinhaltet; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren dazu ausgelegt sind, den Schalter zu öffnen, um den Leistungsverstärker zu deaktivieren; und/oder wobei jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker eine erste Leistungsverstärkervorrichtung und eine zweite Leistungsverstärkervorrichtung beinhaltet; und wobei optional der eine oder die mehreren Prozessoren dazu ausgelegt sind, eine Gate-Spannung in jedes Gate der ersten Leistungsverstärkervorrichtung oder der zweiten Leistungsverstärkervorrichtung zu schalten.
  5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der mehreren analogen Leistungsverstärker drei oder mehr Leistungsverstärkervorrichtungen beinhaltet; wobei optional der eine oder die mehreren Prozessoren dazu ausgelegt sind, eine Gate-Spannung in jedes Gate einer der Leistungsverstärkervorrichtungen zu schalten.
  6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner Folgendes umfasst: einen Dummy-Leistungsverstärkerblock, wobei der Dummy-Leistungsverstärkerblock: nicht mit einer Last verbunden ist; und mit einer Leistungsversorgung verbunden ist; und/oder ein Oberwellenfilter ist, wobei der Oberwellenfilter Folgendes umfasst: eine erste Induktivität; eine zweite Induktivität; und einen Kondensator, der funktionsfähig mit der ersten Induktivität und der zweiten Induktivität gekoppelt ist, wobei der Kondensator ferner mit einem Referenzsignal verbunden ist.
  7. Verfahren zum Reduzieren des statischen Leistungsverbrauchs, das Folgendes umfasst: Auswählen einer höchsten Ausgangssignalleistung; Bestimmen einer Eingangssignalleistung; Bestimmen einer Ausgangssignalleistung basierend auf der Eingangssignalleistung; Vergleichen der Ausgangssignalleistung und der höchsten Ausgangsleistung; und Deaktivieren einer Teilmenge mehrerer analoger Leistungsverstärker basierend auf dem Vergleich, wobei ein Rest der mehreren analogen Leistungsverstärker dazu ausgelegt ist, die Ausgangssignalleistung zu erzeugen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: Aktivieren einer Leistungsreserve; und Einschließen der Leistungsreserve in die Ausgangssignalleistung; wobei das Verfahren optional ferner Erzeugen der Leistungsreserve von bis zu 1 dBm umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst: Empfangen einer Eingangssignalhüllkurve; und Bestimmen der Eingangssignalleistung basierend auf dem Eingangssignal; wobei das Verfahren optional ferner das Bestimmen der Eingangssignalleistung basierend auf mehreren Eingangssignal-Benutzerdatensymbolen umfasst, wobei die mehreren Eingangssignal-Benutzerdatensymbole einen oder mehrere Ressourcenblöcke beinhalten.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker Einzelstapel-Leistungsverstärker sind; wobei das Verfahren optional ferner Öffnen eines Tail-Schalters jedes aus der Teilmenge der mehreren analogen Leistungsverstärker umfasst.
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