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一种提升射频 放大器效率的认知极化状态调制方法

阅读：1020发布：2020-08-31

专利汇可以提供一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法，适用于无线发射终端。所述方法包括：将传统基带调制得到的信号分为相同的两路，按照传统发射链路对第一路基带信号进行处理，并通入射频放大器非线性区中，用分出的第二路基带信号调制放大器输出失真信号的极化状态，使放大器输出失真信号的极化状态承载基带信息，接收端根据识别接收信号的极化状态解调出发射信息。通过该方法无线发射终端可以在保证有效传输效率的前提下显著提高放大器的效率。，下面是一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法，应用于无线发射终端，其特征在于，包括：
将传统基带调制得到的信号分为两路；
按照传统发射信号处理链路，对分出的第一路基带信号进行数模转换，上变频，并通入工作在非线性区的射频放大器中；
用分出的第二路基带信号调制射频放大器输出失真信号的极化状态，使射频放大器输出失真信号的极化状态承载第二路基带信息；
对发射信号进行预补偿；
将认知极化状态调制得到的信号通过一对正交双极化天线发射出去；
接收端接收信号，并识别信号的极化状态；
根据识别信号的极化状态解调出发射信息；
所述用分出的第二路基带信号调制射频放大器输出失真信号的极化状态，使射频放大器输出失真信号的极化状态承载第二路基带信息，包括：
对分出的第二路基带信号进行码速变换，使其速率与射频放大器输出信号速率匹配；
按照设定的映射规则，将码速变换得到的二进制符号映射成单位庞加莱球上的极化状态星座点(δi，φi)( φi∈[0，2π])；
根据映射得到的极化状态星座点(δi，φi)，调整相应功分网络的传递函数Fi为(1)；
根据映射得到的极化状态星座点(δi，φi)，调制相应移相网络的传递函数Gi为(2)；
通过滤波器组滤出射频放大器输出失真信号在每个子载波上的混合信号Ei，Ei中包括原频率分量，失真生产的交调和谐波分量；
其中，N为E的频率分量数，Ak、ωk、θk分别为每个频率分量的幅值，频率和相位；
将滤波器组输出的每个子载波信号通入相应的功分网络中，使该子载波信号分成两份并满足(4)；
将每个功分网络输出的两个信号分量通入相应的移相网络中，使两个信号满足(5)EH，EV即为移相网络输出的两个信号分量，而且EH，EV两分量的幅度比和相位差分别为tanδi和φi，从而使混合信号Ei中的每个频率分量都具有相同的极化状态(δi，φi)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端接收信号，并识别信号的极化状态，包括：
用一对相互正交的双极化天线接收信号；
分别提取两个信号分量的幅值和相位；
计算两个信号分量的幅度比和相位差，得到接收信号的极化状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据识别信号的极化状态解调出发射信息，包括：
根据星座映射规则逆映射，由极化状态得到相应的基带信息；
按照传统基带解调方法，得到发射信息。

说明书全文

一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法

技术领域

[0001] 本发明属于无线通信领域，特别涉及无线发射终端射频放大器效率的提升方法。

背景技术

[0002] 随着无线通信的飞速发展，人们对数据速率的要求也越来越高，大量高数据速率的技术已得到广泛的应用，如多载波技术、高阶调制技术等。由于这些传统调制技术得到的调制信号具有较高的峰均比，通常要求无线终端的射频功率放大器工作在线性区以避免非线性失真。然而工作在线性区的放大器效率仅为5％～10％，其能耗却占终端能耗的50％～70％。放大器的高能耗低能效导致了极高的终端耗能，极大限制了绿色通信的发展。
本专利提出的认知极化状态调制方法，可以使放大器工作在非线性区，通过在射频对失真信号进行认知极化状态调制，使失真信号极化状态承载正确的发射信息并对抗信道的去极化效应，从而实现在保证有效数据传输速率的同时提高放大器效率。

发明内容

[0003] 为了解决射频放大器工作在线性区带来的低效率高能耗问题，本发明实例提供了一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法，应用于无线终端发射机，所述技术方案如下：

[0004] 一种提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法，包括：

[0005] 将传统调制技术得到的调制信号通入工作在非线性区的射频放大器；

[0006] 对放大器输出的失真信号进行认知极化状态调制；

[0007] 将认知极化状态调制得到的信号发射出去；

[0008] 接收端识别接收信号的极化状态；

[0009] 根据识别出的极化状态解调出发射信息。

[0010] 本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

[0011] 通过提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法可在保证有效数据传输率的前提下，显著提高放大器的效率。附图说明

[0012] 图1：本发明实施例提供的提升射频放大器效率的认知极化状态调制方法流程图；

[0013] 图2：本发明实施例提供的认知极化状态调制流程图；

[0014] 图3：本发明实施例提供的极化星座映射流程图；

[0015] 图4：本发明实施例提供的极化星座映射流程图；

[0016] 图5：本发明实施例提供的预补偿流程图；

[0017] 图6：本发明实施例提供的接收并识别信号极化状态流程图；

具体实施方式

[0018] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作一步地详细描述。

[0019] 参见图1，本发明实施例提供了一种基于认知极化状态调制的放大器效率提升方法，包括：

[0020] 基带调制信号100：由传统基带调制技术，如QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)，产生的信号，会产生较高的峰均比。

[0021] 分为两路200：将基带调制信号100分为相同的两路。

[0022] 对第一路信号进行处理300：按照传统发射信号处理链路，对200分出的第一路信号进行数模转换，上变频，并通入工作在非线性区的射频放大器中。

[0023] 认知极化状态调制400：用200分出的第二路信号调制放大器输出失真信号的极化状态，使放大器输出失真信号的极化状态承载基带信息。预补偿500：对发射极化状态进行预补偿，使其能对抗去极化效应。

[0024] 正交双极化天线发射600：将认知极化状态调制得到的信号通过一对垂直水平极化天线发射出去。

[0025] 需要说明的是，本发明实施例所提出的技术方案对各种相互正交的双极化发射天线均适用；

[0026] 接收并识别信号的极化状态700：接收端接收信号，并识别信号的极化状态；

[0027] 解调信息800：根据识别信号的极化状态解调出发射信息。

[0028] 在本发明实施例中，如图2，认知极化状态调制400包括：

[0029] 第二路信号401：200输出的第二路基带信号；

[0030] 码速变换402：对200输出的第二路信号进行码速变换，使其速率与射频放大器输出信号速率匹配；

[0031] 认知极化星座映射403：按照设定的映射规则并根据感知的信道信息，将码速变换得到的二进制符号映射成单位庞加莱球上的极化状态星座点；

[0032] 单位极化星座图中每个星座点可用极化相位描述子(δi，φi) 来描述。

[0033] 调整功分网络404：根据映射得到的极化状态星座点，调整相应功分网络的幅度比值；

[0034] 根据映射得到的极化相位描述子(δi，φi)，调整功分网络传递函数Fi为(1)，从而使其满足幅度比值tanδi

[0035]

[0036] 调整移相网络405：根据映射得到的极化状态星座点，调整相应移相网络的相位差值；

[0037] 根据映射得到的极化相位描述子(δi，φi)，调整移相网络传递函数Gi为(2)，从而使其满足相位差值φi

[0038]

[0039] 射频放大器输出信号406：工作在非线性区的射频放大器输出信号，此信号包括原频率分量，由失真生产的交调和谐波频率分量；

[0040] 滤波407：通过滤波器组滤出放大器输出失真信号在每个子载波上的混合信号，该信号包括原子载波上的频率分量，失真生产的交调和谐波分量。如公式(3)，将该信号表示为Ei；

[0041]

[0042] 其中，N为E的频率分量数，Ak、ωk、θk分别为每个频率分量的幅值，频率和相位。

[0043] 功分网络处理408：将滤波器组输出的每个子载波信号通入相应的功分网络中，把该子载波信号分成两份，并使两份信号的幅度比值满足功分网络中设定的幅度比值；

[0044] 经功分网络处理之后，输出信号为(4)

[0045]

[0046] 移相网络处理409：将每个功分网络输出的两个信号分量通入相应的移相网络中，使两份信号的相位差值满足移相网络中设定的相位差值。

[0047] 经移相网络处理之后，输出信号为(5)

[0048]

[0049] EH，EV即为移相网络输出的两个信号分量，而且EH，EV两分量的幅度比和相位差分别为tanδi和φi，从而使混合信号Ei中的每个频率分量都具有相同的极化状态(δi，φi)。

[0050] 在本发明实施例中，如图3，认知极化星座映射403包括：

[0051] 建立星座结构403a：根据误码率最小原则，在单位庞加莱球上建立不同调制阶数所对应的极化星座结构；

[0052] 感知信道信息403b：利用认知无线电信道感知技术获得当前信道去极化效应程度。

[0053] 确定极化状态调制阶数403c：通过感知到的信道去极化效应程度，确定采用的极化状态调制阶数。

[0054] 选择星座图403d：按照所需极化状态的调制阶数选择应的极化星座图；

[0055] 映射403e：按照格雷星座图映射规则将码速变换输出的二进制符号映射成相应的极化星座点。

[0056] 需要说明的是，本发明实施例所提出的技术方案对各种星座映射规则均适用。

[0057] 在本发明实施例中，如图4，预补偿500包括：

[0058] 提取信道矩阵501：根据感知到的信道信息提取信道矩阵；

[0059] 预补偿502：让发射信号状态乘以信道矩阵的逆矩阵。

[0060] 在本发明实施例中，如图5，接收并识别信号的极化状态700包括：

[0061] 正交双极化接收701：用一对垂直水平极化天线接收到两个信号分量；

[0062] 需要说明的是，本发明实施例所提出的技术方案对各种相互正交的双极化接收天线均适用；

[0063] 提取幅值和相位702：分别提取两个信号分量的幅值和相位；

[0064] 极化状态识别703：计算两个信号分量的幅度比和相位差，得到接收信号的极化状态。

[0065] 在本发明实施例中，如图6，解调信息800包括：

[0066] 反映射801：根据星座映射规则逆映射，由极化状态得到相应的基带信息；

[0067] 基带解调802：按照传统基带解调方法，得到发射信息。

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