JP2017526303A

JP2017526303A - 電力増幅処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2017526303A
Application number: JP2017512028A
Authority: JP
Inventors: ワン，シューシュー; ルー，ヨンガン; ソン，ウェイウェイ
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2017-09-07
Also published as: WO2015154574A1; CN105471446A

Abstract

本発明は電力増幅処理方法及び装置を開示し、該方法は、ベースバンド信号の電力を検出することと（Ｓ１０２）、検出された電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を確定することと（Ｓ１０４）、確定したゲート電圧に基づいてベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うことと（Ｓ１０６）、を含み、本発明による、既存技術において、異なるタイプの信号に一定のゲート電圧で電力増幅を行うことで電力増幅器の効率及び性能が低下する問題を解決し、ベースバンド信号の電力に基づいてゲート電圧をリアルタイムに動的に調節でき、電力の効率及び性能を有効に向上させる効果を実現できる。

Description

本発明は、通信分野に関し、特に、電力増幅処理方法及び装置に関するものである。

通信技術の発展に伴って、無線通信中に各種様式の通信ネットワークが絶えず更新されていて、ネットワークに対する高まる要求を満たすため、第３世代移動通信システム（ＴｈｉｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ、３Ｇと略称）ネットワークは全世界で商用化され、第４世代移動通信システム（ＦｏｕｒｔｈＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ、４Ｇと略称）の長期進化型移動通信システム（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＬＴＥと略称）のネットワーク技術も絶えずに更新されている。ネットワーク通信品質とネットワークカバー率は各通信事業者の主な運営競争指標になった。同時に、ネットワークを配置する基地局のエネルギー消費、体積及び信頼性も通信事業者間でのコスト競争のキーポイントとなった。

発信機技術も成熟して、その中の電力増幅器の効率に対する要求もますます高まっている。ここで、通常、電力増幅器のゲート電圧（又は、電力増幅器ゲート電圧）を調節することで電力増幅器の効率と性能を調整している。既存技術において、電力増幅器ブロック内部にシングルチップマイコンを具備して、電力増幅器のゲート電圧を一定値に制御する。実際に、異なるタイプの信号に対応する最適なゲート電圧は異なっていて、ゲート電圧が一定であると、特定信号の性能は最適化できない。

従って、既存技術において、異なるタイプの信号に一定のゲート電圧で電力増幅を行うことで電力増幅器の効率及び性能が低下する問題が存在している。

本発明は、少なくとも既存技術において異なるタイプの信号に一定のゲート電圧で電力増幅を行うことで電力増幅器の効率及び性能が低下する問題を解決できる電力増幅処理方法及び装置を提供する。

本発明の一態様によると、ベースバンド信号の電力を検出することと、検出された前記電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を確定することと、確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波に電力増幅処理を行うことと、を含む電力増幅処理方法を提供する。

前記ベースバンド信号の前記電力を検出することが、前記ベースバンド信号の前記電力を検出するための周期を確定することと、確定した前記周期に従って前記ベースバンド信号の前記電力を検出することと、を含むことが好ましい。

検出された前記電力に基づいて前記電力増幅器ゲート電圧を確定することが、電力レベルと電力増幅器ゲート電圧との間の対応関係を確定することと、確定した前記対応関係及び検出された前記電力に基づいて前記電力増幅器ゲート電圧を確定することと、を含むことが好ましい。

確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うことが、前記ベースバンド信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過処理を行って高周波信号を生成することと、確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うことと、を含むことが好ましい。

確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うことが、前記高周波信号と前記電力増幅器ゲート電圧の同期を実現するための遅延を確定することと、確定した前記遅延に基づいて生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うことと、を含むことが好ましい。

本発明の他の一態様によると、ベースバンド信号の電力を検出するように構成される検出モジュールと、検出された前記電力に基づいて電力増幅器のゲート電圧を確定するように構成される第１の確定モジュールと、確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される処理モジュールと、を含む電力増幅処理装置を提供する。

前記検出モジュールが、前記ベースバンド信号の前記電力を検出するための周期を確定するように構成される第１の確定ユニットと、確定した前記周期に従って前記ベースバンド信号の前記電力を検出するように構成される検出ユニットと、を含むことが好ましい。

前記第１の確定モジュールが、電力レベルと電力増幅器ゲート電圧との間の対応関係を確定するように構成される第２の確定ユニットと、確定した前記対応関及び検出された前記電力に基づいて前記電力増幅器ゲート電圧を確定するように構成される第３の確定ユニットと、を含むことが好ましい。

前記処理モジュールが、前記ベースバンド信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過処理を行って高周波信号を生成するように構成される生成ユニットと、確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される処理ユニットと、を含むことが好ましい。

前記処理ユニットが、前記高周波信号と前記電力増幅器ゲート電圧の同期を実現するための遅延を確定するように構成される確定サブユニットと、確定した前記遅延に基づいて生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される処理サブユニットと、を含むことが好ましい。

本発明によると、ベースバンド信号の電力を検出し、検出された前記電力に基づいて電力増幅器のゲート電圧を確定し、確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うことで、既存技術において、異なるタイプの信号に一定のゲート電圧で電力増幅を行うことで電力増幅器の効率及び性能が低下する問題を解決し、ベースバンド信号の電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を動的且つリアルタイムに調整でき、電力の効率及び性能を有効に向上させる効果を実現できる。

ここで説明する図面は本発明を一層理解させるためのもので、本願の一部を構成し、本発明に示す実施例及びその説明は本発明を解釈するもので、本発明を限定するものではない。
本発明の実施例に係わる電力増幅処理方法を示すフローチャートである。本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置の構造を示すブロック図である。本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における検出モジュール２２の好適な構造を示すブロック図である。本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における第１の確定モジュール２４の好適な構造を示すブロック図である。本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における処理モジュール２６の好適な構造を示すブロック図である。本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における処理モジュール２６中の処理ユニット５４の好適な構造を示すブロック図である。本発明の好適な実施例に係わる電力増幅処理装置の構造を示す図である。本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における信号予測モジュール７２の構造を示す図である。本発明の実施例に係わる電圧ユニット８６電力とゲート電圧の対応テーブルと電圧出力スイッチを示す図である。本発明の好適な実施例に係わる電力増幅処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ実施例を結合して本発明を詳しく説明する。なお、矛盾しない限り、本願の実施例及び実施例中の特徴は組み合わされることができる。

本実施例において電力増幅処理方法を提供し、図１は本発明の実施例に係わる電力増幅処理方法を示すフローチャートで、図１に示すように、以下のステップを含む。

ベースバンド信号の電力を検出する（ステップＳ１０２）。

検出された電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を確定する（ステップＳ１０４）。

確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて、ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行う（ステップＳ１０６）。

上記ステップによると、ベースバンド信号に基づいて該ベースバンド信号の電力増幅器ゲート電圧を確定し、確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて電力増幅処理を行うことで、既存技術において一定のゲート電圧で信号に処理を行う場合に比べ、既存技術において異なるタイプの信号に一定のゲート電圧で電力増幅を行うことで電力増幅器の効率及び性能が低下する問題の解決に有利であって、ベースバンド信号の電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を動的且つリアルタイムに調整でき、電力の効率及び性能を有効に向上させる効果を実現できる。

ベースバンド信号の電力を検出する場合、異なる信号について異なる周期で検出することができ、即ち、まずベースバンド信号の電力を検出するための周期を確定し、確定した周期に従ってベースバンド信号の電力を検出する。

検出された電力に基づいて上記電力増幅器ゲート電圧を確定する場合、まず電力のレベルを区画し、その後、電力レベルと電力増幅器ゲート電圧との間の対応関係を確定し、確定した対応関係と検出された電力に基づいて該電力増幅器ゲート電圧を確定することができる。このように処理することで、電力レベルに基づいて、検出された電力に対応する適切な電力増幅器ゲート電圧を高速に確定することができる。

確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて、ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行う場合、ベースバンド信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過処理を行って高周波信号を生成することと、確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて、生成した高周波信号に電力増幅処理を行うことと、を含むことが好ましい。

そして、確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて、生成した高周波信号に電力増幅処理を行う場合、異なる信号について異なる電力増幅器ゲート電圧を用いる必要があるので、異なる電力増幅器ゲート電圧で信号に電力増幅を行う場合、高周波信号と電力増幅器ゲート電圧が同期できない問題がある。そこで、まず高周波信号と電力増幅器ゲート電圧の同期を実現できる遅延を確定し、確定した遅延に基づいて、生成した高周波信号に電力増幅処理を行うことができる。

本実施例において、上記実施例及び好適な実施形態を実現できる電力増幅処理装置を提供し、既に説明した部分の説明は省略する。以下で使用する用語「モジュール」は所定の機能を実現できるソフトウェア及び/又はハードウェアの組み合わせである。以下の実施例に記載の装置をソフトウェアで実現することが好ましいが、ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実現することもできる。

図２は本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置の構造を示すブロック図で、図２に示すように、該装置は、検出モジュール２２と、第１の確定モジュール２４と、処理モジュール２６とを含む。

検出モジュール２２は、ベースバンド信号の電力を検出するように構成される。第１の確定モジュール２４は、上記検出モジュール２２に接続されて、検出された電力に基づいて、電力増幅器ゲート電圧を確定するように構成される。処理モジュール２６は、上記第１の確定モジュール２４に接続されて、確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて、ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される。

図３は本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における検出モジュール２２の好適な構造を示すブロック図で、図３に示すように、該検出モジュール２２は第１の確定ユニット３２と検出ユニット３４とを含み、以下該検出モジュール２２を説明する。

第１の確定ユニット３２は、ベースバンド信号の電力を検出するための周期を確定するように構成される。検出ユニット３４は、上記第１の確定ユニット３２に接続されて、確定した周期に従って、ベースバンド信号の電力を検出するように構成される。

図４は本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における第１の確定モジュール２４の好適な構造を示すブロック図で、図４に示すように、該第１の確定モジュール２４は第２の確定ユニット４２と第３の確定ユニット４４を含み、以下該第１の確定モジュール２４を説明する。

第２の確定ユニット４２は、電力レベルと電力増幅器ゲート電圧との間の対応関係を確定するように構成される。第３の確定ユニット４４は、上記第２の確定ユニット４２に接続されて、確定した対応関係と検出された電力に基づいて、上記電力増幅器ゲート電圧を確定するように構成される。

図５は本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における処理モジュール２６の好適な構造を示すブロック図で、図５に示すように、該処理モジュール２６は生成ユニット５２と処理ユニット５４を含み、以下該処理モジュール２６を説明する。

生成ユニット５２は、ベースバンド信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過処理を行って高周波信号を生成するように構成される。処理ユニット５４は、上記生成ユニット５２に接続されて、確定した電力増幅器ゲート電圧に基づいて、生成した高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される。

図６は本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における処理モジュール２６中の処理ユニット５４の好適な構造を示すブロック図で、図６に示すように、該処理ユニット５４は確定サブユニット６２と処理サブユニット６４を含み、以下該処理ユニット５４を説明する。

確定サブユニット６２は、高周波信号と電力増幅器ゲート電圧の同期を実現するための遅延を確定するように構成される。処理サブユニット６４は、上記確定サブユニット６２に接続されて、確定した遅延に基づいて、生成した高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される。

既存技術における上記問題に鑑み、本実施例において、電力増幅処理方法を提供し、該方法によると、送信信号に基づいて、オンライン且つリアルタイムにゲート電圧（又は、上述した電力増幅器ゲート電圧とも呼ばれる）を動的に調整できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図７は本発明の好適な実施例に係わる電力増幅処理装置の構造を示す図で、図７に示すように、該装置は、信号予測モジュール７２（その機能は上述した検出モジュール２２及び第１の確定モジュール２４と同様である）と、信号処理モジュール７４（その機能は上述した生成ユニット５２と同様である）と、電力増幅器モジュール７６（その機能は上述した処理モジュール２６と同様である）と、を含み、以下該装置を説明する。

信号予測モジュール７２は、ベースバンド信号の電力を検出し、検出された電力レベルに基づいて、適切なゲート電圧を選択して電力増幅器モジュールへ出力し、同時に、遅延モジュールによってゲート電圧と信号が電力増幅器に達する時間の同期を実現するように構成される。信号処理モジュール７４は、ベースバンドデジタル信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過等の処理を行って高周波信号を生成して電力増幅器モジュールへ伝送するように構成される。電力増幅器モジュール７６は、アナログ高周波信号をアンプして出力するように構成される。

図８は本発明の実施例に係わる電力増幅処理装置における信号予測モジュール７２の構造を示す図で、図８に示すように、該信号予測モジュール７２は遅延ユニット８２（その機能は上述した確定サブユニット６２と同様である）と、電力検出ユニット８４と、電圧ユニット８６とを含み、以下該信号予測モジュール７２を説明する。

電力検出ユニット８４は、単位時間内のベースバンド信号電力を計算して電圧ユニット８６に伝送するように構成される。電圧ユニット８６は、予め設定された電力とゲート電圧との対応テーブルに基づいて、適切な電圧を選択して電力増幅器モジュール７６へ出力するように構成される。遅延ユニット８２は、電力検出ユニット８４による電力計算から電圧ユニット８６により電圧を電力増幅器モジュール７６へ出力するまでの総時間と、ベースバンド信号が遅延ユニット８２、信号処理モジュール７４を介して電力増幅器モジュール７６に達するまでの総時間とが同じである原則に従って、ベースバンド信号が該信号予測モジュール７２を通過する遅延を計算して、電力増幅器ゲート電圧とデータ信号との同期を実現するように構成される。

図９は本発明の実施例に係わる電圧ユニット８６電力とゲート電圧の対応テーブルと電圧出力スイッチを示す図で、図９に示すように、電力検出ユニット８４が伝送した電力情報に基づいて、テーブルから対応する電圧を得て該モジュールの出力とする。

上記実施例及び好適な実施形態によると、発射機の信号がベースバンドから入力されてから電力増幅器により出力するまでに遅延があることを利用して、ベースバンド信号の電力が予め設定された電力増幅器ゲート電圧に達する時間を計算する方法で、既存技術において電力増幅器ゲート電圧が一定でオンラインで動的に調整できないので電力増幅器の効率及び性能が高くない問題を解消できる。

図１０は本発明の好適な実施例に係わる電力増幅処理を示すフローチャートで、図１０に示すように、以下のステップを含む。

遅延ユニットの遅延をΔｔに、電圧ユニットの出力をＰｍに初期化する（ステップＳ１００２）。

電力検出ユニットが、各サブフレームの０．５ｍｓ内の信号電力Ｐｉを計算する（ステップＳ１００４）。

テーブルによると、ＰｉがＶｉに対応し、電圧ユニットがＶｏ＝Ｖｉを出力する（ステップＳ１００６）。

なお、初期化する場合、テスト値に基づいて信号予測モジュール７２内の遅延ユニット８２内に達する一定の遅延時間を設定する。電圧ユニット８６の初期化された出力電圧はＰｍである。電力検出ユニット８４は０．５ｍｓごとのベースバンド電力を検出し、電圧ユニット８６は予め設定された電力電圧関係に基づいて、に対応する電圧を選択して電力増幅器ゲート電圧へ出力する。

そして、上記処理フローにおいて、送信したベースバンド信号は信号予測モジュール７２に入力され、信号予測モジュール７２によりベースバンド信号が遅延されて伝送され、信号処理モジュール７４へ出力して処理され、信号処理モジュール７４がベースバンドデジタル信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過等の処理を行って高周波信号を生成して、電力増幅器モジュール７６に出力してさらにアンプしてから出力する。同時に、信号予測モジュール７２内部の電力検出ユニット８４は、リアルタイムのベースバンド信号の電力に基づいて、対応する電圧を選択して電力増幅器モジュール７６へゲート電圧として出力することで、ゲート電圧をリアルタイムに調節する目的を実現する。

ここで、信号予測モジュール７２内の遅延ユニット８４の遅延時間を設定する原則は、
Ｔｓ＋Δｔ＝Ｔｅで、ベースバンド信号が遅延ユニットを通過する時間はΔｔで、ベースバンド信号が信号処理モジュール７４を通過して電力増幅器モジュール７６に達する時間はＴｓで、信号予測モジュール７２内部の電力検出ユニット８４の処理時間と電圧ユニット８６が出力した電圧が電力増幅器モジュール７６に達する時間はＴｅである。

電力検出モジュール７２が信号を検出する周期は具体的な信号の違いによって異なるように設定することができ、例えば、ＬＴＥ信号の場合、各無線フレーム（ｒａｄｉｏｆｒａｍｅ）の長さは１０ｍｓで、各無線フレームは二つの長さが５ｍｓであるハーフフレーム（ｈａｌｆ−ｆｒａｍｅ）からなり、各ハーフフレームは五つの長さが同一のサブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）からなり、各サブフレームはさらに二つの長さが０．５ｍｓであるタイムスロット（ｓｌｏｔ）からなる。ここで、電力検出モジュール７２の検出周期は０．５ｍｓであることができる。

上記した本発明の各ブロック又は各ステップを共通の計算装置によって実現することができ、単独の計算装置に集中させることができれば、複数の計算装置から構成されるネットワークに分布させることもでき、さらに計算装置が実行可能なプログラムコードによって実現することもできるので、それらを記憶装置に記憶させて計算装置によって実行することができ、場合によっては、他の順で図に示す又は説明したステップを実行することができ、又は夫々集積回路ブロックに製作し、又はそれらの中の複数のブロック又はステップを単一の集積回路ブロックに製作して実現できることは当業者にとって明らかなことである。このように、本発明は如何なる特定のハードウェアとソフトウェアの結合にも限定されない。

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の精神や原則内での全ての修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。

上記実施例及び好適な実施形態によると、既存技術において異なるタイプの信号に一定のゲート電圧で電力増幅を行うことで電力増幅器の効率及び性能が低下する問題を解決し、ベースバンド信号の電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を動的且つリアルタイムに調整でき、電力の効率及び性能を有効に向上させる効果を実現できる。

Claims

ベースバンド信号の電力を検出することと、
検出された前記電力に基づいて電力増幅器ゲート電圧を確定することと、
確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波に電力増幅処理を行うことと、を含む電力増幅処理方法。
前記ベースバンド信号の前記電力を検出することが、
前記ベースバンド信号の前記電力を検出するための周期を確定することと、
確定した前記周期に従って、前記ベースバンド信号の前記電力を検出することと、を含む請求項１に記載の方法。
検出された前記電力に基づいて前記電力増幅器ゲート電圧を確定することが、
電力レベルと電力増幅器ゲート電圧との間の対応関係を確定することと、
確定した前記対応関係及び検出された前記電力に基づいて前記電力増幅器ゲート電圧を確定することと、を含む請求項１に記載の方法。
確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うことが、
前記ベースバンド信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過処理を行って高周波信号を生成することと、
確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うことと、を含む請求項１に記載の方法。
確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うことが、
前記高周波信号と前記電力増幅器ゲート電圧の同期を実現するための遅延を確定することと、
確定した前記遅延に基づいて、生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うことと、を含む請求項４に記載の方法。
ベースバンド信号の電力を検出するように構成される検出モジュールと、
検出された前記電力に基づいて電力増幅器のゲート電圧を確定するように構成される第１の確定モジュールと、
確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、前記ベースバンド信号により変換処理された後の高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される処理モジュールと、を含む電力増幅処理装置。
前記検出モジュールが、
前記ベースバンド信号の前記電力を検出するための周期を確定するように構成される第１の確定ユニットと、
確定した前記周期に従って前記ベースバンド信号の前記電力を検出するように構成される検出ユニットと、を含む請求項６に記載の装置。
前記第１の確定モジュールが、
電力レベルと電力増幅器ゲート電圧との間の対応関係を確定するように構成される第２の確定ユニットと、
確定した前記対応関及び検出された前記電力に基づいて、前記電力増幅器ゲート電圧を確定するように構成される第３の確定ユニットと、を含む請求項６に記載の装置。
前記処理モジュールが、
前記ベースバンド信号にデジタルーアナログ変換、アップコンバート、アンプ、ろ過処理を行って高周波信号を生成するように構成される生成ユニットと、
確定した前記電力増幅器ゲート電圧に基づいて、生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される処理ユニットと、を含む請求項６に記載の装置。
前記処理ユニットが、
前記高周波信号と前記電力増幅器ゲート電圧の同期を実現するための遅延を確定するように構成される確定サブユニットと、
確定した前記遅延に基づいて、生成した前記高周波信号に電力増幅処理を行うように構成される処理サブユニットと、を含む請求項９に記載の装置。