[发明专利]一种控制功率放大的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种控制功率放大的方法及装置。

背景技术

在无线通信系统中，射频功率放大器是网络设备的关键组件之一。射频功率放大器在本质上是一个能量转换器，作用是把电源的直流能量转变为射频能量通过天线发射出去，其射频功率与电源供给的直流功率之比，称为功率放大器的效率η，效率是功率放大器的重要指标。以基站中的功率放大器为例，它与基站系统的电源、散热、体积、风扇、噪音等诸多因素直接相关，高的功率放大器效率，可以提升基站系统的可靠性，降低设备成本；对于电信运营商而言，则可以有效的降低系统运行成本，以及后期的维护成本。

功率放大器效率η的计算公式如下：

η＝(Power_rf/power_dc)×100％    [1]

其中Power_rf为射频功率，Power_dc为直流功率。

Power_dc＝V_dd×I_d    [2]

V_dd为直流电源的电压，I_d为直流电源的电流。

因为在整个能量转换的过程中，总会有一部分直流能量变为热能而被白白地耗散掉，所以功率放大器的实际效率总是低于100％。

目前的基站功率放大器，为了兼顾效率和线性指标，其静态工作点通常都设置在A类或AB类，即功率放大器的静态工作电流I_dq＞0A，以目前广泛使用的功率放大管LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)为例，当使用该功率放大管的功率放大器电压偏置为AB类时，且功率放大器处于饱和输出状态时，效率达到最高；但随着输出功率的降低，效率会逐步下降。这就意味着电源供给的直流能量转化为热能的比例将随着效率的下降而上升。

当功率放大器无射频功率输出时，耗散的直流功率为：

Power_dc＝V_dd×I_dq    [3]

对于基站系统而言，功率放大器无射频功率输出的状态通常是频繁发生的(如无用户接入的情况)，根据上面的分析可知，对于常规的A类或AB类放大器而言，该时间段的静态功率是被白白耗散掉的，从而导致功率放大器的整体效率降低。

为了提高功率放大器的整体效率，现有技术中所采取的方案是：当功率放大器处于无射频功率输出状态时，将功率放大器中功率放大管的漏极电压调整为0V，由公式[3]可知，此时Power_dc＝0W，即耗散的直流功率为0W。

上述方法虽然从一定程度上提高了功率放大器的整体效率，但是在实现本发明的过程中，发明人发现该方案中还存在如下一些问题：

1)响应时间慢，应用场景少，功率放大器效率提升有限。

功率放大管的漏极通常工作在高电压(如28V)、大电流(如10A)的状态下，其供电单元必须是大功率电源。由于受到诸多因素的限制，如大容量电容的充放电，为保证安全的缓启动等，该类电源输出电压的建立或关闭时间，通常都需要几秒甚至数十秒。

而在正常情况下，基站系统的业务需求的时间周期远远低于1S，例如GSM通信系统，每个用户的时隙周期仅为577uS，在一个时隙周期内，有可能有用户接入(需要开启功率放大器)，也有可能无用户接入(需要关闭功率放大器)，而漏极电压控制方案无法跟踪如此快速的变化，为保证正常通信，只能长时间维持功率放大管漏极端口电压为正常工作电压不变，这样就会有一部分静态功耗被白白地耗散掉。

基于以上原因，上述漏极电压控制方案的实际应用的场景非常有限，通常只能用于夜间长时间无用户接入的情况，因此对功率放大器效率的提升并不明显，节能效果十分有限。

2)控制电路复杂，成本高，可靠性低。

漏极电压控制方案，处理的是高电压，大电流的信号，需要用到较多的大功率器件，电路实现比较复杂，成本较高，且可靠性相对较低，容易带来质量隐患。

发明内容

本发明的实施例提供了一种控制功率放大的方法、装置、一种基站及一种终端，通过降低无输出功率时间段的静态功率耗散，提高功率放大器的效率。

本发明的实施例提供了一种控制功率放大的方法，包括以下步骤：

根据网络设备所处的状态输出相应的电压信号；

将所述电压信号施加于功率放大器中至少一个功率放大管的栅极或基极。

本发明的实施例提供了一种发射机，包括：