[发明专利]用于具有线性功率放大器的天线的天线控制器

说明书

提供了一种用于天线(10)的天线控制器(5)。天线控制器用于请求并接收状态信息，该状态信息包括至少两个可调功率放大器(1)的功率放大器数据。天线控制器用于基于接收的功率放大器数据，确定至少两个可调功率放大器的至少一个目标设置，以及发送至少两个可调功率放大器的至少一个目标设置。因此，天线的天线控制器可以为该天线的多个可调功率放大器设置一个总体目标。这继而实现了对可调功率放大器的设置，使得当使用天线的多个可调功率放大器进行发送时，发送信号由共享数字预失真器线性化。根据第二方面，提供了一种用于天线子阵列的射频集成电路RFIC控制器(2)。RFIC控制器用于控制至少一个可调功率放大器(1)。

技术领域

本发明涉及一种天线控制器，并且涉及由这种天线控制器控制的天线。本发明还涉及用于天线的RFIC控制器，并且涉及用于控制天线及其设备的方法。

背景技术

在用于发送射频(radio frequency，RF)信号的无线系统中，通常使用线性化技术以减少RF信号在传输过程中因功率放大引起的失真。线性化的几种原理是已知的，并且已经在无线应用中进行了尝试。其中最常见的一种是数字预失真(digital predistortion，DPD)。在DPD中，功率放大器(power amplifier，PA)的非线性传递函数通过数字信号处理器对PA传递函数求逆来补偿。在一定的动态范围内，其结果是放大器RF输出端的模拟信号域中的复合线性传递函数。如图1所示。

例如，随着5G移动通信的发展，具有定向天线的基站得以使用，这些基站使用波束成形将能量引向特定用户。为了促进波束的快速重定向，以便波束能够跟随用户运动，有源电子扫描阵列(active electrically scanned array，AESA)天线已经投入使用。AESA有多种变型，例如全数字波束成形(digital beamforming antennas，DBF)天线、模拟波束成形(analogue beamforming，ABF)天线、以及模拟波束成形和数字波束成形相结合的天线，通常称为混合波束成形(hybrid beam forming，HBF)天线。

HBF阵列结合DBF技术和ABF技术，并且视为毫米波应用在成本和性能方面的平衡。这种阵列具有多个子阵列，其中一个单独的数据流通过数模转换器(digital-analogueconverter，DAC)馈送到每个子阵列，这些子阵列使用多个RF发射/接收模块(transmit/receive module，TRM)进行放大和模拟波束成形。数字域中信号的预编码用于提高波束成形容量和分辨率。

预失真被广泛用于补偿无线系统中的PA固有的非线性。尽管数字预失真(DPD)最常见，但模拟预失真(analogue predistortion，APD)是另一种可选择的方式。在所有具有单输入单输出(single input and single output，SISO)的传统系统中，每个PA需要一种预失真功能(DPD或APD)。

因此，需要一种改进的天线和用于控制天线的设备，以便可以将线性化更有效地应用于天线阵列。

发明内容

本公开的目的是提供一种天线的改进控制。

根据所附权利要求中阐述的本发明，实现了该目的和/或其他目的。

在具有多个天线单元和PA的天线阵列系统中，每个PA一个数字预失真器可以用作解决各个PA的非线性问题的直接解决方案。在ADC速度相对较高且DSP性能相对更优时，这种线性化架构可用于数字波束成形(DBF)系统的RF频率和信号带宽。但每个PA使用一个预失真内核和功能(每个PA分支都需要一个DAC、反馈ADC、下变频和上变频混频器)，特别是在大型阵列系统中，会明显增加系统尺寸和总功耗。架构的复杂度和成本也将随频率和带宽的增加而增加。此外，对于一个数字数据流和一个DAC向多个并行PA提供共享信号的HBF系统来说，这并不是一个解决办法。在HBF构架体系中，无法为每个PA生成单独的DPD校正。