[发明专利]利用多个功率放大器的功率控制和波束成形

说明书

本发明涉及一种通信实体(100)，包括：‑天线阵列(110)，所述天线阵列(110)具有：用于发送和接收信号的多个不同天线(111‑114)，其中通过叠加来自天线阵列中的所述多个不同天线的发送信号来生成组合发送信号；以及多个功率放大器(121‑124)，每个功率放大器连接到天线(111‑114)之一。所述通信实体还包括控制单元(130)，所述控制单元(130)被配置为控制所述多个功率放大器(121‑124)中的每一个的输入信号，并且被配置为通过控制阵列(110)中的每个天线的相位和幅度来生成定向组合发送信号，其中所述控制单元(130)被配置为确定针对定向组合发送信号的总输出功率，并且确定连接天线的至少一个功率放大器正以最大功率在饱和状态下操作的饱和状态，其中当针对所述至少一个功率放大器(121‑124)检测到饱和状态时，所述控制单元被配置为以增大由连接到至少一个非饱和功率放大器的至少一个对应的天线发射的功率的方式来控制至少一个非饱和功率放大器的输入信号。

技术领域

本发明涉及一种通信实体，包括天线阵列和多个功率放大器。此外，提供了一种用于操作通信实体的方法和计算机可读存储介质。

背景技术

在无线网络中，无线电接收机是无线电节点中用于从一个或多个无线电发射机接收无线电发送的功能。最重要和最基本的问题之一是设置发射机的输出功率。在许多系统(例如，在LTE(长期演进)中，无线电链路具有DL(下行链路)和UL(上行链路)，其中DL是从还调度无线电链路的“主”节点(例如，基站节点)起始的发送，UL是从自主节点调度的从节点(例如，UE(用户实体))起始的发送。

通常，基站节点设置发射机的输出功率，以在UL和DL二者中实现确定的接收功率。根据基站的最大功率，DL功率通常是基站侧的固定功率密度。UL功率通过以下过程来确定：基站发送UE测量并调整其输出功率的DL参考信号，以便使所有UL发送的基站处的接收功率密度或多或少相同。在LTE中，不同UL发送的接收功率密度的接近程度由下面的公式(1)中的α确定，其中α＝1给出相同的接收功率密度。对于LTE中的上行链路数据信道PUSCH(物理上行链路共享信道)，UE在子帧i中的发送功率通过以下公式确定：

P_PUSCH(i)＝min{P_CMAX，10log₁₀(M_PUSCH(i))+P_{O_PUSCH}(j)+α(j)·PL+Δ_TF(i)+f(i)}(1)

其中，P_CMAX是配置的最大UE发送功率，M_PUSCH(i)是针对UE分配的资源块的数量，P_{O_PUSCH}(j)是由更高层提供的小区特定和UE特定部分的总和组成的参数，j可以是0或1，α是由更高层配置的小区特定参数(也称为分数路径损耗补偿因子)，PL是在UE中计算的下行链路路径损耗估计，Δ_TF(i)是由更高层提供的UE特定参数，并且f(i)是由在PDCCH(物理下行链路控制信道)上发送的上行链路授权中发送的TPC(发送功率控制)命令控制的UE特定校正项。对于3GPP规范的后续版本，由于UE可以支持多个服务小区的多载波的支持，功率控制稍微复杂一些。

先进的多天线发射机的趋势是通常馈送所有天线的共有功率放大器(PA)正在被分布式PA替代，每个天线元件或子阵列一个PA。在新兴系统中，以高于当前蜂窝频率的频率(例如，毫米波)工作，分布式PA不仅将用于基站，还将用于UE，因为无线电可能将与天线集成。由于与波束成形的相互作用，分布式PA的功率控制会是更复杂的问题。

在分布式PA的情况下利用波束成形(共同称为预编码)进行上行链路功率控制的当前解决方案中，存在两种主要方法，每种方法都有其优点和缺点。第一种方法是使用仅相位预编码器，其能够以全功率(即，采用同样好的所有PA)发送。从单个链路的角度来看，这在覆盖有限的情况下是必需的。仅相位预编码的问题在于：(与包括幅度逐渐减小的最佳预编码器相比)它具有更高的旁瓣，并且因此传播更多干扰，这具有恶化系统性能的作用。