[发明专利]集成电路、无线通信单元及电源供应方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种无线通信单元，用于提供一种电源的传送器结构以及电路。本发明应用于，但不限于为一用于线性传送器和无线通信单元的电源集成电路以及一相关的功率放大器电源电压供应方法。本发明主要的技术领域为应用于无线通信中的射频(radio frequency，RF)功率放大器技术领域。

背景技术

随着可用于无线通信系统的有限频谱所带来的压力，推动线性调制体制的效率得到了不断的发展。由于线性调制机制的包络波动，使得送至天线的平均功率远低于最大功率值，从而导致了功率放大器的功率降低。因此，致力于发展一种能够提供功率放大器的「功率回退」(back-off)(即线性)区域的高性能的高效率结构，在本技术领域中具有一定的意义。

线性调制机制需要对调制后信号进行线性放大，以最小化由频谱再生(spectral re-growth)所引起的不期望的带外(out-of-band)消耗。但是，应用于一普通RF放大设备中的主动装置并非天生就是非线性的，只有当消耗后的直流(DC)功率的一小部分转换为RF功率时，放大设备的转换函数才能够近似地为一直线，即运作为一理想的线性放大器。这种运作模式能够提供一低效率的DC功率至RF功率的转换，但是并不适用于便携式(用户)无线通信单元中。此外，对于基站来说，这种低效率运作模式同样存在一定问题。

此外，便携式(用户)装置的重点在于增长电池的寿命。为了同时达到线性度以及高效率的目的，所谓的直线化(linearisation)技术得到应用以改善更多类别的放大器的线性度，例如AB类、B类或者C类放大器。各种直线化技术纷纷出现，从而可应用于线性传送器的设计当中，例如笛卡尔(Cartesian)反馈、前置反馈(Feed-forward)以及适应性的预失真(Adaptive Pre-distortion)。

线性放大器(例如AB类放大器)的输出电压通常可以依据RF功率放大器(PowerAmplifier，PA)设备的需求而设定。通常地，PA的最小电压远大于AB类放大器的输出设备所需求的电压。因此，这还不是效率最好的放大技术。传送器(主要指PA)的效率由输出设备两端的电压，以及任何下拉式设备元件两端的任何过电压(excess voltage)来决定的，该过电压由PA的最小所需电源电压(Vmin)所引起。

为了提高传送上行链路通信通道中的比特率，需要研究，或者确切地说，需要应用一具有一振幅调制(amplitude modulation，AM)元件的更好的调制机制。这些调制机制，例如16位正交振幅调制(16-QAM)机制，需要分别关联于调制包络波形的多个高峰值因子(即波动程度)的多个线性PA。而这于现有技术中常使用的包络调制机制是相互矛盾的，并将导致功率效率以及线性度的大大降低。

因此，为了克服上述的效率以及线性度问题，多种解决方法得以提出。其中一种方法是关于对PA的电源电压进行调制，以使其与即将被RF PA传送的无线频率波形的包络相匹配。包络调制需要PA电源提供一反馈信号至放大器的控制断。上述应用包络调制的方法包括对包络的去除及恢复(envelope elimination and restoration，EER)，及包络追踪(envelope tracking，ET)。以及上述的所有操作均需要在PA的电源断使用一带宽电源信号。

众所周知的是PA电源中对RF包络追踪的应用可以同时改善高功率传送环境下的高峰值平均功率(peak-to-average power，PAPR)的PA效率以及线性度。图1为两种现有的可选技术的示意图100。第一种技术提供了一固定电源电压105至一PA，第二种技术中，PA的电源电压被调整为对RF包络波形115进行追踪。在第一种技术中，PA电源电压余度110的超额部分得到利用(否则将被浪费)，而无需考虑被放大的调制后RF波形的特性。但是，在第二种技术115中，PA电源电压余度的超额部分能够透过RF PA电源得以降低120，从而使得PA电源能够精确地追踪瞬时RF包络。