[發明專利]采用動態電源和數字預失真的高效多信道衛星通信的系統和方法

在審

• 申請號: 201510967436.2
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105721039A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: A.C.博杜帕利;A.馬拉加;N.S.拉納
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L27/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐紅燕;陳嵐

背景技術

多信道衛星通信（SATCOM）是一種航空電子學通信系統，其提供全世界載送提供高頻譜效率的高峰值平均功率比（PAPR）調制方案的語音和/或數據通信。多信道衛星通信被配置成將信號提供到若干獨立的同時信道用于通信。在任意給定時間的信道數是基于要求服務的同時發生的語音和/或數據用戶的數目。

發明內容

在一個實施例中，提供了一種無線電系統。該無線電系統包括天線；基帶模塊，功率放大器；以及可變電源。基帶模塊被配置成向天線輸出第一信號，基于計算的系數預失真第一信號，并輸出第二信號。基于第一信號的一個或多個特性確定第二信號，并且如果在第一信號的一個或多個特性中存在變化那么輸出第二信號。功率放大器被通信地耦合到基帶模塊和天線，并且被配置成放大預失真的信號。可變電源被通信地耦合到功率放大器和基帶模塊。可變電源被配置成接收第二信號并生成對應于第二信號的可變漏極電源電壓（variabledrainsupplyvoltage）。將漏極電源電壓輸出到功率放大器。

附圖說明

要理解的是附圖僅描繪示例性實施例，并且因此其不被視為限制范圍，將通過使用附圖用附加的特征和細節來描述示例性實施例，其中：

圖1是圖解本公開的一個實施例的無線電系統的框圖。

圖2是圖解依照本公開的一個實施例的基帶模塊和其連接的框圖。

圖3是示出了針對提供到本公開的一個實施例的功率放大器的不同漏極電源電壓的效率對.輸出功率的示例性圖。

圖4是依照本公開的一個實施例的圖解增加無線電系統的效率的方法的流程圖。

依照慣例，沒有按比例繪制各種描述的特征，而是按強調與示例性實施例相關的特定特征來繪制。

具體實施方式

在以下詳細描述中，參考形成其一部分的附圖，并且其中以圖解的方式示出特定的說明性實施例。然而，將理解的是，可以利用其它實施例，以及可以進行邏輯上、機械上、電子上的改變。另外，在附圖和說明書中所呈現的方法不應被解釋為限制單獨的步驟可以被以其執行的順序。因此，以下詳細描述不應被理解為限制的意義。

現代多信道無線電（例如，衛星通信）被要求傳輸具有高輸出功率的波形。這些波形不具有恒定包絡（振幅）并且可以在振幅方面具有大的變化，其中最高振幅與平均振幅的比可以超過10分貝（dB）。必須將無線電的高功率放大器的平均輸出功率相對于高功率放大器的最大輸出功率回退（back-off）至少等于波形的峰值平均功率比（PAPR）的量。這意味著必須向高功率放大器提供大量的功率以滿足最高輸出功率要求。例如，具有30瓦特（W）的平均輸出功率的要求10dB的PAPR的系統可以要求高功率放大器能夠輸出300W。當系統使用的調制不是恒定包絡時，功率放大器還應在整個振幅范圍上是線性的，以便不使波形失真，因為如果存在失真那么不能滿足頻譜發射掩模要求。

對多信道衛星通信無線電來說大多數功率消耗是通過其高功率放大器。當更靠近其飽和水平運行時高功率放大器是最高效的。用于高功率放大器的飽和水平是放大器不再能保持固定的信號增益并變成非線性的地方。因此，當調制是非恒定包絡時，期望將放大器的運行平均輸出功率設置成盡可能靠近飽和但是不會過于靠近以致RF波形的振幅中的任何變化由于放大器在其飽和水平附近的非線性行為而被削剪（失真）。多信道無線電的傳統高功率放大器采用固定的電源電壓運行。高功率放大器的效率是平均RF輸出功率與被供應到電子元件的DC功率量的比。被供應到電子元件但是沒被使用的DC功率作為熱量被耗散。對于其中衛星在距在地球表面上或附近的移動用戶的接近恒定距離處與地球的相對位置不變的衛星通信應用來說，期望的平均RF輸出功率直接地與載波的數目成比例，并且當用最大的載波數目運行時，從功率放大器需要在其處運行的飽和的回退的最小量等于波形的PAPR。因此，載波數目越少，放大器的效率越低并且作為熱量被耗散的DC供應功率越多。另外，當功率放大器被設計成采用大量載波運行并且然后用較少的載波運行時，平均RF輸出功率成比例于載波數目上的減少而減少，導致從飽和中增加的回退，并從而導致被供應到功率放大器的DC功率的甚至更低效的使用。

多信道無線電中的傳統高功率放大器采用固定的電源電壓運行。當遞送低輸出功率時具有固定電源電壓的高功率放大器是低效的，因為使用的功率與供應的功率的比降低。低效的高功率放大器產生大量的熱量并要求更貴和/或體積大且笨重的冷卻系統用于電子元件。在領域中對提供RF高功率放大器的系統來說存在一種需要，其更高效地使用供應到其的DC功率來生成RF輸出。