[发明专利]高效率LINC发射机

说明书

技术领域：

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种高效率LINC发射机。

背景技术：

随着移动通信向高速率、大容量、宽带方向发展，对射频前端要求也越来越高。近些年来对于射频发射机来说，必须考虑宽带、高速、高PAPR(峰均功率比)和信号高质量等引起的新的要求，特别是发射机的高效率和高线性已经成为人们关心的焦点。使用非线性器件的线性放大技术--LINC(Linear Amplification With Nonlinear Component)技术自提出以来，由于其极高的效率和线性成为最具潜力的发射机技术之一，传统LINC发射机框图如图1所示。通过一个信号分离模块10将同时包含幅度和相位信息的输入信号分离成两路包络恒定但相位变化的信号，之后经调制器21和调制器22将两路信号调制到射频，然后用两个非线性高效率的功率放大器31和功率放大器32放大，最后用合成器40将两路信号合成输出。这种结构由于可以使用高效率的非线性放大器(如B类和开关类放大器)从而使整个发射机的效率很高，而且由于通过放大器的信号为恒包络的信号，所以放大器的非线性失真对被放大信号没有影响，信号以恒定的增益G被放大，所以这种结构同时具有很高的线性。对本领域的技术人员来说，图1的传统的LINC发射机结构是公知的，在此不做详细描述。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

虽然图1的传统LINC发射机在线性方面优于其它的发射机结构，尤其在低功率电平下其线性几乎可以认为是理想的。但其在效率方面却有待提高，虽然LINC结构可以使用高效率的非线性放大器，使得发射机的效率得到一定的提高。但整个发射机的效率由功率放大器和合成器的效率共同决定。而合成器的效率和输入信号的幅度密切相关，对于高峰均比的输入信号传统LINC发射机很难在功率合成时保持高的平均效率，所以传统的LINC发射机受限于信号的高峰均比，很难在一个大的功率电平范围内保持高效率。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题就是要提供一种高效率的LINC发射机，能够完成对高峰均比信号的线性放大并且在功率合成时保持非常高的平均效率。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种新的信号分离的方法，在信号分离前，通过对输入信号的幅度进行提取，并根据预先设定的门限r_th将输入信号按照幅度大小分为两类。对于包络幅度小于所设门限的信号在信号分离时用门限电平值r_th代替传统的LINC信号分离方法中的r_max；对于包络幅度大于所设门限的信号在分离时仍使用传统LINC信号分离方法中的r_max。这种信号分离方法通过将高峰均比的输入信号按幅度大小分别处理，减小了分离后信号的异相角θ，从而保证了信号在合成时的高效率。此外，本发明还通过提取信号分离时的异相角θ，控制合成器的输入阻抗，从而提高了合成器的瞬时效率。

该高效率LINC发射机包括：数字信号处理单元，完成对基带信号的处理和对发射机的控制；模拟信号处理单元，把数字基带信号转换成模拟基带信号并直接通过正交调制到发射载频；放大单元，完成对射频信号的放大；合成单元，对两路信号进行合成输出

该数字信号处理单元最好包括一个包络检波器，用来提取输入信号的幅度信息；一个门限判决器，用来将输入信号的幅度与门限值进行比较；一个信号分离器，完成对输入信号的分离；一个反余弦差值表，将输入信号幅度映像成信号分离时的异相角；一个相位控制器，根据信号分离时的异相角输出对数字移相器的控制信号。

该模拟信号处理单元最好包括一个D/A(数/模)转换器，用来将数字信号处理单元输出的数字信号转换成模拟信号；一个正交调制器，用来把基带模拟信号正交调制到射频；一个本地振荡器，用来提供一个振荡信号以便正交调制器操作。

该放大单元最好包括一个高效率的非线性功率放大器，完成对射频信号的放大。

该功率合成单元最好包括一个数字移相器，控制合成器的输入阻抗；一段四分之波长微带线。

附图说明

图1为现有技术提供的传统LINC发射机的结构框图

图2为本发明实施例提供的高效率LINC发射机的结构框图

图3为本发明实施例提供的高效率LINC发射机的信号分离示意图

图4为传统LINC发射机分离后信号的θ分布和本发明实施例提供的高效率LINC发射机的θ分布的对比图

图5为本发明实施例提供的合成器的合成效率曲线随β的变化