[發明專利]有源天線陣列的線性化

有效

• 申請號: 201580084850.7
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN108292926B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: B.喬漢斯森;F.格哈塞姆扎德;J.蒂爾伯格;L.雷克伯格
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 王琦;康泉

提供了一種用于有源天線陣列的線性化的傳送器布置及其中的方法。有源天線陣列包括多個天線元件，其與多個功率放大器相關聯。有源天線陣列進一步與預編碼器W相關聯，所述預編碼器W具有許多輸入和5輸出端口。該方法包括獲得經由預編碼器W的第一輸入端口被提供至天線陣列的第一信號X₁。該方法進一步包括基于第一信號X₁和基于由X₁經由預編碼器W和經由功率放大器的傳播而產生的來自多個天線元件的反饋，適配與第一輸入端口連接的預失真線性化器。10實施例還被提供用于基于多個輸入信號X₁、X₂等以及來自多個天線元件的反饋來適配預失真線性化器。

技術領域

本發明應用于功率放大器的線性化的技術領域，并且具體地應用于在有源天線陣列中操作的功率放大器。

背景技術

射頻功率放大器是一類電子放大器，其用于將低功率射頻信號轉換成大功率的較大信號，典型地用于驅動傳送器的天線。典型地優化的是，具有高效率、高輸出功率(P1dB)壓縮、在輸入和輸出上的良好回波損耗（return loss）、良好增益、和最佳的熱耗散。

在通信系統中的下行鏈路中傳送的無線電典型地被設計成向天線傳遞預定的功率等級，天線進而被設計成在某個方向中輻射向一些用戶設備(UE)。在這樣做時，通常同時要求信號具有某個質量，并且在系統視角中還要求相鄰信道/頻率(頻譜、或空間)中的泄漏遵照某個值，所述某個值由對應的標準或有時由官方規章規定。

無用（unwanted）信號發射(即相鄰信道/頻率中的泄漏)是由發射鏈中組件或多或少地是非線性的而引起，從而引起頻譜加寬。對于某種受害系統而言，無論信號是否正被用作“有用信號”還是信號是否正被視為干擾信號(即無用發射)，該頻譜加寬的等級可直接與信號質量有關。

一種解決這些種類的缺陷(即非線性化)并確保無用發射的要求的等級保持低于某個限制或值的方法，是使用仿真或數字線性化器來以適當的方式使信號預失真，使得由例如功率放大器的非線性引起的無用發射在傳送鏈路中被抵消。預失真電路反向模擬放大器的增益和相位特性，并且在與放大器結合時產生更線性并減少放大器的失真的整體系統。實質上，“逆失真”被引入到放大器的輸入內，從而抵消放大器的非線性化。由于無線電功率放大器隨著其輸出功率增大到其最大額定輸出而趨于變得更加非線性，因此預失真是從放大器獲得更多可用功率而無需構建更大、更低效和更昂貴的放大器的一種方式。如今線性化或預失真是非常普遍的方法。該方法還被應用于具有兩個或更多個傳送路徑（即并行的無線電）的系統中，諸如在所謂的有源天線陣列或有源陣列系統(AAS)中。

然而，隨著AAS中有源收發器分支(即傳送路徑/無線電)的數量的增大，使所有傳送路徑線性化的復雜性顯著增大。明顯的是，當來到高于某個數量的收發器分支時，用于線性化器的處理功率和容量超過用于其它功能性的處理功率和容量，并且從而業務容量以及功率效率能劇烈被降級。另外，隨著AAS中有源收發器分支數量的增大，與線性化相關聯的硬件成本和復雜性成為問題。

發明內容

降低具有大量有源天線分支的有源天線系統的復雜性將是期望的。這通過本文描述的實施例被實現，并提供隨附的權利要求的集合被定義。實施例能夠實現使用僅一個或幾個線性化器的天線陣列的傳送路徑中的多個并行功率放大器的線性化(即，能夠實現比傳送路徑的數量少得多的線性化器的使用)。功率放大器在其非線性的特性中可以都不相同。

本文描述的實施例的優點是用例如僅一個預失真器來使大量天線放大器預失真的能力。從更廣泛的意義上，受限數量的(一個或幾個)預失真器可服務有源陣列天線中的大量放大器。這種受限數量的預失真器可配置成不僅在一個波束的波束方向上線性化，而且實際上同時在若干波束中線性化。

本文描述的實施例的一大優點是對于放大器的整個天線陣列可使用例如僅一個預失真器而不需要單獨使每個放大器預失真的可能性。該優點主要在于線性化器、用于接收路徑的硬件的減少以及用于應付具有不同非線性特性的所有放大器的信號處理的減少。