[发明专利]有源天线阵列的线性化

说明书

提供了一种用于有源天线阵列的线性化的传送器布置及其中的方法。有源天线阵列包括多个天线元件，其与多个功率放大器相关联。有源天线阵列进一步与预编码器W相关联，所述预编码器W具有许多输入和5输出端口。该方法包括获得经由预编码器W的第一输入端口被提供至天线阵列的第一信号X₁。该方法进一步包括基于第一信号X₁和基于由X₁经由预编码器W和经由功率放大器的传播而产生的来自多个天线元件的反馈，适配与第一输入端口连接的预失真线性化器。10实施例还被提供用于基于多个输入信号X₁、X₂等以及来自多个天线元件的反馈来适配预失真线性化器。

技术领域

本发明应用于功率放大器的线性化的技术领域，并且具体地应用于在有源天线阵列中操作的功率放大器。

背景技术

射频功率放大器是一类电子放大器，其用于将低功率射频信号转换成大功率的较大信号，典型地用于驱动传送器的天线。典型地优化的是，具有高效率、高输出功率(P1dB)压缩、在输入和输出上的良好回波损耗（return loss）、良好增益、和最佳的热耗散。

在通信系统中的下行链路中传送的无线电典型地被设计成向天线传递预定的功率等级，天线进而被设计成在某个方向中辐射向一些用户设备(UE)。在这样做时，通常同时要求信号具有某个质量，并且在系统视角中还要求相邻信道/频率(频谱、或空间)中的泄漏遵照某个值，所述某个值由对应的标准或有时由官方规章规定。

无用（unwanted）信号发射(即相邻信道/频率中的泄漏)是由发射链中组件或多或少地是非线性的而引起，从而引起频谱加宽。对于某种受害系统而言，无论信号是否正被用作“有用信号”还是信号是否正被视为干扰信号(即无用发射)，该频谱加宽的等级可直接与信号质量有关。

一种解决这些种类的缺陷(即非线性化)并确保无用发射的要求的等级保持低于某个限制或值的方法，是使用仿真或数字线性化器来以适当的方式使信号预失真，使得由例如功率放大器的非线性引起的无用发射在传送链路中被抵消。预失真电路反向模拟放大器的增益和相位特性，并且在与放大器结合时产生更线性并减少放大器的失真的整体系统。实质上，“逆失真”被引入到放大器的输入内，从而抵消放大器的非线性化。由于无线电功率放大器随着其输出功率增大到其最大额定输出而趋于变得更加非线性，因此预失真是从放大器获得更多可用功率而无需构建更大、更低效和更昂贵的放大器的一种方式。如今线性化或预失真是非常普遍的方法。该方法还被应用于具有两个或更多个传送路径（即并行的无线电）的系统中，诸如在所谓的有源天线阵列或有源阵列系统(AAS)中。

然而，随着AAS中有源收发器分支(即传送路径/无线电)的数量的增大，使所有传送路径线性化的复杂性显著增大。明显的是，当来到高于某个数量的收发器分支时，用于线性化器的处理功率和容量超过用于其它功能性的处理功率和容量，并且从而业务容量以及功率效率能剧烈被降级。另外，随着AAS中有源收发器分支数量的增大，与线性化相关联的硬件成本和复杂性成为问题。

发明内容

降低具有大量有源天线分支的有源天线系统的复杂性将是期望的。这通过本文描述的实施例被实现，并提供随附的权利要求的集合被定义。实施例能够实现使用仅一个或几个线性化器的天线阵列的传送路径中的多个并行功率放大器的线性化(即，能够实现比传送路径的数量少得多的线性化器的使用)。功率放大器在其非线性的特性中可以都不相同。

本文描述的实施例的优点是用例如仅一个预失真器来使大量天线放大器预失真的能力。从更广泛的意义上，受限数量的(一个或几个)预失真器可服务有源阵列天线中的大量放大器。这种受限数量的预失真器可配置成不仅在一个波束的波束方向上线性化，而且实际上同时在若干波束中线性化。

本文描述的实施例的一大优点是对于放大器的整个天线阵列可使用例如仅一个预失真器而不需要单独使每个放大器预失真的可能性。该优点主要在于线性化器、用于接收路径的硬件的减少以及用于应付具有不同非线性特性的所有放大器的信号处理的减少。