[发明专利]基于波形线性的PA增益状态切换

说明书

基于35U.S.C.§119要求优先权

本专利申请要求于2009年4月21日递交的、题为“WAVEFORM VARIABLE PA SWITCHPOINTS IMPLEMENTATION IN UE WITH MULTI GAIN STATE PA FOR LOW COST BATTERY LIFE OPTIMIZATION”的临时申请No.61/171,299的优先权，该临时申请已转让给本申请的受让人，故以引用方式将其明确地并入本文。

技术领域

概括地说，本发明涉及电子学，具体地说，本发明涉及发射机功耗的优化并且因此涉及无线通信设备的通话时间。

背景技术

通常将移动手机处生成的射频(RF)信号进行放大，通过手机天线进行发射，并发送给基站以便分发给接收机。通常，手机的操作频带是预先确定的，对于诸如WCDMA(宽带码分多址)和CDMA(码分多址)之类的各种移动标准来说，主要在从450MHz到2.6GHz的频率范围中。

通常，当手机远离接收基站时，手机需要以较高的输出功率电平来进行发射，以便在基站处维持预定的信号强度以实现充分接收。相反，手机离基站越近，则所需要的发射功率就越少。使用从基站向手机发送的RF控制信号中所嵌入的命令来调整手机的输出功率。

手机发射的信号和因此RF功率放大器输出信号必须满足关于频谱再生的政府法规(其还被称作线性-该线性通常是根据相邻信道泄露功率比(ACLR)来测量的，为了使信号之间的干扰最小化，ACLR规定了对于其它频率信道的最大可允许干扰)。

一些已知的移动设备(手机)具有一直由满电池电压来供电的RF功率放大器。在这种偏压状况下，通常将RF功率放大器设计为在最大发射功率电平(例如，某些WCDMA移动手机中的+28dBm)处满足线性规范。统计来说，功率放大器仅在一小部分时间期间以最大线性输出功率进行发射，而大多数发射则是以相当低的功率电平(比最大功率低10-20dB)来进行的。

来自功率放大器(并且因此手机)的实际输出功率电平是从某一-50dBm到28dBm连续的。与传统的单路径功率放大器相比，多增益状态功率放大器在低功率输出时消耗较少的电流。

通常，使用两个或三个功率增益状态来实现多增益状态功率放大器。在三增益状态解决方案中，这三个状态包括高功率(HP)、中等功率(MP)和低功率(LP)。对于示例性的普通WCDMA波形来说，可以将HP增益状态设置为从16dBm到28dBm的期望的最大输出功率范围，可以将MP增益状态设置为从8dBm到16dBm，并且将LP增益状态设置为低于8dBm的所有功率电平。简而言之，使用两个、三个(或者更多个)功率路径来实现多增益状态功率放大器，每一个功率路径用于以固定的增益来传送某个预定的最大输出功率。(以dBm为单位的)切换点是定义转换功率电平的值，在该转换功率电平处，手机从一个PA增益状态切换(跳变)到高于其或者低于该PA增益状态的增益状态。目前，多增益状态PA没有动态地改变该PA切换点以说明发射的波形的固有差别，例如，线性差别。

如上所述，当PA被迫在非线性区域中操作时，可能发生频谱再生，这种情况发生在在PA的1db压缩点附近驱动PA时。因此，频谱再生描述了由于非线性放大器影响引起的功率放大器输出处的带外信号能量的增加。频谱再生在与期望的发射信道相邻的信道中是最显著的。对于UMTS来说，对功率放大器的要求是由期望的信道的+/-5MHz处的相邻信道泄露比(ACLR)来定义的。功率放大器的电压增益特性可以被描绘为：

v_o(t)＝g₁·v_i(t)+g₂·v_i(t)²+g₃·v_i(t)³+...+g_n·v_i(t)ⁿ    式(1)