[发明专利]用于多波束波峰因子降低的系统和方法

说明书

一种用于波束信号的系统，所述系统包括：波峰因子降低(CFR)模块，其具有输入和相应的输出，其中，所述输入中的各输入用于接收所述波束信号中的相应的不同波束信号，以及各输出与所述多个输入中的不同输入相对应、并且用于输出多个CFR调整信号中的不同CFR调整信号，所述多个CFR调整信号中的各CFR调整信号与所述多个波束信号中的不同波束信号相对应；以及发送器，其连接至所述CFR模块的输出，其中，所述CFR模块被配置为对所述波束信号进行波峰因子降低以生成多个CFR调整信号，以及对所述波束信号进行的波峰因子降低是基于所述波束信号中的数个波束信号的幅度的加权和。

根据美国法典第35条第119(e)款，本申请要求2015年12月9日提交的、标题为“Multi-Beam Crest Factor Reduction”的序列号为62/272,269的临时申请的权益，其全部内容通过引用而并入于此。

技术领域

本发明一般涉及诸如蜂窝或无线本地局域网等的无线系统，更特别地涉及多波束相控阵列(phased array)系统。

背景技术

相控阵列在自由空间中创建波束辐射图案以允许选择性通信信道的形成。通过在平面上以网格图案放置多个天线来形成相控阵列，其中这些天线通常以射频(RF)信号的波长的1/2彼此间隔开。相控阵列可以通过调整施加到每个天线的RF信号的相位和幅度来在优选方向上生成辐射图案。由于这些调整，发射的无线RF信号可以在特定方向上得到加强，而在其它方向上受到抑制。无线波束以电子方式转向以发送通信信道，从而消除机械地调整天线的位置或方向的需要。

相控阵列需要编制形成阵列的多个天线以一致地进行。公司馈电网络通过将RF信号的相同副本递送至形成相控阵列的多个天线中的各天线，来向相控阵列提供定时。多个天线在平面区域上的均匀放置将相控阵列定义为沿X方向和Y方向这两者具有在RF信号的载波频率的若干波长上延伸的表面区域。例如，具有被布置在正方形平面区域中的100个天线的相控阵列将沿各方向具有等于RF载波频率的5个波长的边缘尺寸。

在蜂窝传输中，正交频分复用(OFDM)由于其对码间干扰(ISI)的抵抗以及信道均衡的低复杂度因而被诸如长期演进(LTE)等的现代系统所采用。然而，OFDM信号通常展现出高峰值平均功率比(PAPR)。为了维持发送射频(RF)信号的线性，高PAPR需要大功率放大器(PA)回退(即，增加PA供给电压以相对于平均发送RF信号功率而增加供给的源功率)。被提供至PA的增加的供给电力确保了PA在RF信号处于其峰值水平时线性地工作。当RF信号恢复至其平均水平时，PA受到不会转换为RF信号功率的高功率损耗。附加功率损耗转化为PA内增加的散热。因此，通过增加PA回退以提高PA的线性，还导致PA效率的降低以及增加的电力使用。在许多情况下，对PA的散热或功耗的限制可能变为整个无线电传输系统的性能的瓶颈。

这种情形在相控阵列中变得更加严重，这是因为存在多个PA，由于这多个PA中的各个PA驱动相控阵列中的一个天线，因此各PA增加其热输出。所有PA可被放置在天线附近，这些天线定义了相控阵列的平面区域。PA紧密地放置在一起，这在与相控阵列相关联的相对小体积内产生了大量热量。如果PA经历了如前所述的高PAPR问题，则散热变得更加严重。由于高PAPR而引起的PA的增加的功率损耗可能在非常小的体积内产生大量的热量。此外，相控阵列可以处理多个重波束信号，并且在各PA的输入处，这些波束信号通常被旋转并相加。当多波束信号相加在一起时，需要用以降低PA所经历的高PAPR的技术。降低PAPR使得PA能够变得更加功率高效。

发明内容