[发明专利]高效率、高线性直放站系统及其高效率和高线性实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效率、高线性直放站系统及直放站系统高效率和高线性实现方法。

背景技术

直放站系统是在无线通信传输过程中起到信号增强作用的一种无线电发射中继设备。

随着第三代移动通信技术的发展及成熟，直放站系统对其功率(效率)、以及线性提出了更高的要求，然而高功率(效率)与高线性之间存在着矛盾，表现在：线性功率放大器的效率低于非线性功率放大器。当功率放大器的输出功率接近最大时，效率最高，但线性变差；输出功率从最大值回退时，线性较好，但效率变差。因此，直放站系统研究的关键在于解决高功率(效率)与高线性之间矛盾。

现有的提高直放站系统线性的技术包括回退技术、前馈技术、反馈技术以及预失真技术。回退技术是以牺牲直流功耗来提高功放的线性度。前馈技术是在利用硬件电路提高功放线性的基础上，减少和消除误差，从而提高功放线性。反馈技术是将功率放大器输出端的失真反馈回输入端并与之相减，从而在输出端消除失真，达到改善线性度的目的。预失真技术是在输入信号与功率放大器之间插入一个非线性模块，它是通过产生输入信号的互补信号，使非线性模块与功率放大器的非线性产物互相抵消，来消除RF功放(射频功放)的非线性失真。

现有的提高直放站系统功率(效率)的技术包括包络消除与恢复(EER)、使用非线性组件的线性放大(LINC)、Doherty放大器等。EER技术通过包络检波和限幅器将输入信号分解，经过高效非线性放大器来放大后再合成，其功率放大器可工作在饱和区，同时实现功率放大器的高效率和高线性；LINC技术通过改变输入信号来避免非线性功率放大器的影响，通过将输入信号分离成相同幅度的两路相位调制信号，分别使用强非线性的功率放大器进行放大并合成，充分利用功率放大器的放大能力，具有较高的功率和效率；Doherty功率放大器有工作在AB类的主功率放大器和工作在C类的辅助放大器组成，通过调节主功率放大器的工作方式，使Doherty功率放大器具有B类放大器的工作效率及AB类放大器的线性度。

现有的功率(效率)的技术中，由于EER技术和LINC技术的电路设计采用非线性功率放大器，因此可得到较高的效率，但是电路较为复杂、成本较高、方案实现困难，而Doherty放大器技术具有实现方法简单，成本低廉，对系统的线性影响相对较小等优点。传统的线性技术中，回退技术和前馈技术都存在一定问题，比如效率低，高耗电，发热大，可靠性低和成本高。

以故，将现有的预失真技术和Doherty技术进行组合，能解决高功率(效率)与高线性之间的矛盾，可以完全克服上述缺点，并且有更宽的信号频带，能够处理含多载波的信号，成本低，工艺简单，便于生产。

然而，现有采用这种组合方式的系统也存在一定的缺陷，由于器件的自身特性，预失真技术能够处理的信号功率范围有一定的限制，如何在更宽的范围内保证功率放大器有稳定的输出功率，是面临的需要解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效率、高线性直放站系统及直放站系统高效率和高线性实现方法，能解决直放站系统中高功率(效率)与高线性之间的矛盾，线性高、功率(效率)高，同时能够保证功率放大器在宽动态范围内功率的稳定，系统简单，成本低廉。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高效率、高线性直放站系统，包括：

施主端双工单元，用于对下行输入射频信号进行隔离和滤波；

Doherty功率放大单元，用于对数字预失真单元输出的信号进行放大，同时将放大后部分输出的射频信号反馈至数字预失真单元；

数字预失真单元，与所述施主端双工单元以及所述Doherty功率放大单元连接，用于提取所述施主端双工单元输出的隔离和滤波后的下行输入射频信号中的基带信号幅度信息和相位信息，提取所述Doherty功率放大单元部分输出的反馈链路射频信号中的基带信号幅度信息和相位信息，根据提取的下行输入射频基带信号幅度信息和相位信息与反馈链路基带信号幅度信息和相位信息的比较结果矫正下行输入射频信号，并将校正的下行输入射频信号输出至Doherty功率放大单元；

监控单元，与所述数字预失真单元和所述Doherty功率放大单元连接，用于监控所述Doherty功率放大单元的输出功率电平，所述数字预失真单元根据所述监控单元监控的所述Doherty功率放大单元的输出功率电平调整下行输入射频信号的功率电平以稳定所述Doherty功率放大单元的输出功率电平；

重发端双工单元，与所述Doherty功率放大单元连接，用于对所述Doherty功率放大单元输出的另一部分射频信号进行隔离和滤波。