在高峰均功率比信號下進行功率效率改進的相控陣列加權的制作方法

在高峰均功率比信號下進行功率效率改進的相控陣列加權的制作方法
【專利摘要】本發明涉及在高峰均功率比信號下進行功率效率改進的相控陣列加權。相控陣列包括具有非均等功率放大器陣列的多個發射單元，以用于以毫米波頻率接收或發射輸入信號。相位陣列在空中發射毫米波，以通過組合來自非均等功率放大器陣列的信號來重構相位和幅度信號。非均等功率放大器陣列包括具有比陣列中的其它功率放大器高的峰值功率的功率放大器。功率放大器也可以具有彼此不同的發射功率。
【專利說明】
在高峰均功率比信號下進行功率效率改進的相控陣列加權
技術領域
[0001] 本公開涉及相控陣列，更具體地說，在高峰均功率比信號下進行功率效率改進的 相控陣列的加權。
【背景技術】
[0002] 在便攜式的電池供電式無線通信中，高效率射頻(RF)系統是期望的。對于現代無 線系統，調制格式具有高包絡峰均比(PAR)，并且所實現的線性功率放大器具有低的平均效 率。在新興毫米波(_W)系統(例如，WiGig和5G)中，由于功率放大器在mmW頻帶處的關于線 性度的回退(back-off)較高以及初始效率低，功率效率下降得更多。例如30GHz至300GHz之 間的頻譜可以稱為毫米波帶，因為這些頻率的波長大約是一至十毫米。不同技術(例如，用 于提升PA效率的包絡跟蹤(ET)和極性數字發射機)在低頻率和幾十MHz的中等數據率處展 現出某些前途，但在_1處以及在Gb/s速率的情況下變得無效。
【附圖說明】
[0003] 圖1是示出根據所公開的各個方面的相控陣列系統或設備的框圖。
[0004] 圖2是示出根據所公開的各個方面的另一相控陣列系統或設備的框圖。
[0005] 圖3是示出根據所公開的各個方面的關于相控陣列中的回退點的一組效率曲線的 圖線。
[0006] 圖4是示出根據所公開的各個方面的關于相控陣列中的WiGig分組的回退點的一 組效率曲線的另一圖線。
[0007] 圖5是示出根據所公開的各個方面的另一相控陣列系統或設備的框圖。
[0008]圖6是示出根據所公開的各個方面的關于相控陣列的增益和波束角度的波束圖案 曲線的另一圖線。
[0009]圖7根據所公開的各個方面的關于相控陣列的頻率的頻譜曲線的另一圖線。
[0010]圖8是示出根據所公開的各個方面的關于相控陣列的角度的功率曲線和信噪曲線 的另一圖線。
[0011] 圖9是示出根據所公開的各個方面的用于相控陣列的方法的流程圖。
[0012] 圖10是可以根據所公開的方面操作的無線環境的示意性示例。
[0013] 圖11是用于實現所公開的各個方面的示例無線網絡平臺的說明。
【具體實施方式】
[0014] 現將參照附圖描述本公開，其中，相同標號用于通篇指代相同要素，并且其中，所 示結構和設備不一定按比例繪制。如在此所使用的那樣，術語"部件"、"系統"、"接口"等意 圖指代與計算機有關的實體、硬件、（例如在執行中的）軟件和/或固件。例如，部件可以是處 理器、處理器上運行的處理、控制器、電路或電路元件、對象、可執行、程序、存儲設備、計算 機、平板PC和/或具有處理設備的移動電話。通過說明的方式，在服務器上運行的應用或服 務器自身也可以是部件。一個或多個部件可以駐留在處理內，部件可以位于計算機上和/或 分布在兩臺或更多臺計算機之間。在此可以描述要素集合或其它部件集合，其中，術語"組/ 集合"可以解釋為"一個或多個"。
[0015] 此外，例如，這些部件可以例如通過模塊從具有其上所存儲的各種數據結構的各 種計算機可讀存儲介質執行。部件可以經由本地處理和/或遠程處理(例如，根據具有一個 或多個數據分組的信號（例如一個部件在本地系統、分布式系統中和/或穿過網絡(例如互 聯網、局域網、廣域網或相似網絡)與另一部件或經由信號與其它系統交互的數據））進行通 {目。
[0016] 作為另一示例，部件可以是具有電或電子電路所操作的機械部分所提供的特定功 能的裝置，其中，電或電子電路可以由一個或多個處理器所執行的軟件應用或固件應用操 作。一個或多個處理器可以處于裝置的內部或外部，并且可以執行軟件或固件應用的至少 一部分。作為又一示例，部件可以是通過沒有機械部分的電子部件或元件提供特定功能的 裝置，電子部件可以在其中包括一個或多個處理器，以執行至少部分地賦予電子部件的功 能的軟件和/或固件。
[0017] 示例性詞語的使用意圖以具體方式提出構思。如在該申請中所使用的那樣，術語 "或"意圖表示包括性的"或"而非排除性的"或"。也就是說，除非另外指定或根據上下文顯 見，"X采用A或B"意圖表示任何自然包括性的排列。也就是說，在任何前述實例下，如果X采 用A;X采用B;或X采用A和B二者，則滿足"X采用A或B"。此外，該申請和所附權利要求中所使 用的數量詞"一個"和"某個"通常應理解為表示"一個或多個"，除非另外指定或從上下文顯 見是針對單數形式。此外，在術語"包括"、"包含"、"具有"、"帶有"、"含有"或其變形用在具 體實施方式或權利要求中的程度上，這些術語意圖通過與術語"囊括"相似的方式是包含性 的。
[0018] 考慮到以上所描述的針對無線通信系統的功率控制的缺點，描述了用于增加如下 暈米波系統(例如，WiGig、5G或其它暈米波系統）的收發機功率效率的各個方面，這些系統 經由空中介質或在空間而不是在發射機管芯、芯片、板或設備上或其處組合了不同數據流。
[0019] 波束賦形是一種能夠用在通信陣列中進行方向性信號發射或接收的信號處理技 術。以處于特定角度的信號經歷建設性干擾而其它信號經歷破壞性干擾的方式來組合相控 陣列的部件。波束賦形可以用在發射端和接收端，以便實現空間選擇性。與全向接收/發射 相比，峰均功率比(PAPR)或信號強度的改進量處于接收/發射增益(或損耗）中。在用于通信 系統的毫米波頻率處可用的大帶寬可以進一步用于對抗對于數據流量的需求的指數上升。 在毫米波頻率處，大規模天線陣列可以用于在特定方向上對通信信號進行波束賦形，以便 減輕路徑損耗增加帶來的影響。波束賦形可以應用在數字域或模擬射頻(RF)域中。
[0020] 根據所公開的各個方面，相控陣列系統或設備在無需添加更多的天線和信號處理 鏈(例如，發射機射頻(RF)鏈、接收機RF鏈等)的情況下增加功率放大器效率。相控陣列系統 包括工作在毫米波(mmW)頻率下的相控陣列發射機/接收機中的多個信號處理鏈，以關于來 自功率放大器的峰值/最大/飽和/平均功率的回退等級而提升效率，該操作是在不增加管 芯大小和天線陣列大小的情況下完成的。在一個優點中，能夠在距可用于16QAM WiGig傳輸 或5G傳輸的最大功率放大器效率(Psat)高于8dB的回退點處獲得50%效率提升或更大。
[0021] 在一個示例中，所公開的相控陣列系統包括具有通信(陣列)單元陣列的相控陣列 設備，通信單元陣列可以各自包括針對至少一個對應天線生成增益或發射功率的至少一個 功率放大器。通信單元陣列(或通信陣列)是由具有不同輸出功率等級和不同峰值功率等級 (例如，最大/飽和/平均功率)的非均等(unequal)功率放大器陣列形成，用于通過對應天線 或天線端口來傳遞數據信號。可以根據或基于峰值功率與回退功率之間的折中（tradeoff) 來確定非均等功率放大器陣列內的激活的功率放大器的最優組合。相控陣列系統可以 被配置為:通過空中加合(over the air summation)來進行發射，以通過非均等通信單元 陣列來生成或重構所傳遞的信號(例如，幅度和相位調制信號）。通過比較，與具有相等或近 似相同的輸出功率等級和飽和功率等級的功率放大器的均勻陣列相比，通過非均等陣列能 夠以更大的功率效率生成空中（或在空間介質中）的通信。相控陣列系統可以通過彼此具有 不同參數的功率放大器來生成信號峰值并且發射或接收信號峰值；由此，使得陣列非均等 或不均勻。在此所公開的通信陣列或功率放大器陣列可以針對發射功率和效率進行優化， 其改進總設備功率效率，同時還保持與利用空中加合的相控陣列系統中的均勻陣列相同數 量的信號處理鏈。以下參照附圖進一步描述本公開的附加方面和細節。
[0022] 參照圖1，示出根據所描述的各個方面的無線通信系統或設備的示例。無線通信設 備100可以是相控陣列設備100,其包括數字控制部件102、一個或多個處理鏈108和通信陣 列110。相控陣列設備100通過天線陣列112而操作，在天線陣列112中，饋送天線的信號的相 對相位在相位和增益關系上變化，以確保天線陣列112的有效輻射圖案在期望的方向上得 以增強而在不期望的方向上受抑制。
[0023] 數字控制部件102可以包括處理器104和數據存儲106。數字控制部件102可以操作 為:通過一個或多個預編碼器、編碼器、解碼器或用于接收或發射通信數據的其它通信部件 來處理輸入信號。例如，數字控制部件102可以在寬帶頻率范圍內，在一個或多個數據輸入 114(例如，RF信號輸入)處從不同載波接收各種數據信號。數字控制部件102可以將輸入信 號處理為毫米波信號，以便在16QAM WiGig、5G中進行發射或在具有通過空中發射來操作的 mmW相控陣列波束賦形操作的系統中進行其它無線傳輸。
[0024] 相控陣列設備100可以操作為數字波束賦形設備、模擬波束賦形設備或具有數字 波束賦形操作和模擬波束賦形操作的混合波束賦形設備。相控陣列設備1〇〇的處理鏈108可 以操作為RF接收機或發射機處理鏈，例如，其中，收發機路徑包括基帶或RF通信部件(包括 通信陣列110和天線陣列112)。
[0025] 在一個示例中，通過在空間中、空中或空氣介質中而非處理鏈108的芯片上、收發 機芯片處或發射機電路板處組合通信陣列110的信號輸出來減小片上部件的損耗。因此，通 信陣列110包括功率放大器陣列（例如，圖2的功率放大器202a-202f)，它們通過對應的天線 112或被配置為耦合到對應的天線112的天線端口進行操作，以有助于以預定角度在空中進 行輸出信號的加合，以對信號進行重構或波束賦形，從而在空間中從處理鏈108生成初始幅 度和相位調制信號。
[0026] 例如，通信陣列110包括彼此不同的功率放大器，以用于將輸出功率和增益傳遞到 天線端口或天線112。一組通信陣列部件(例如，功率放大器)可以具有比通信陣列110的另 一組功率放大器低的峰值(最大/飽和/平均）功率；因此，形成非均等陣列。例如，通信陣列 110中的第一組功率放大器可以具有與第二組功率放大器不同的峰值功率(例如，具有比第 二組功率放大器低的最大飽和功率）。此外，第一組功率放大器也可以具有與第二組功率放 大器不同的輸出/發射功率(例如，具有比第二組功率放大器低的輸出功率）。
[0027] 此外，通信陣列110包括如下非均等陣列，在其中，通信陣列110的功率放大器具有 不同的用于操作的最大飽和功率等級以及不同的用于發射的輸出功率等級。通信陣列110 可以具有在它們的操作參數(例如，峰值功率、發射輸出功率等)方面彼此不同的功率放大 器，或者具有在這些操作參數方面彼此不同的不同功率放大器群組或集合。在一個方面中， 具有較低最大飽和功率或較低輸出功率的功率放大器的數量可以基于預定比率而與通信 陣列110的其它功率放大器不同，其中，該數量在具有較高最大飽和功率的功率放大器的數 量與具有較高輸出功率的功率放大器的數量當中變化。
[0028] 此外，第一組功率放大器的數量與第二組功率放大器的數量的比率可以指定發射 的效率等級。通信陣列110例如可以包括比所激活的較高供電的功率放大器數量多的所激 活的較低供電（較低的飽和功率等級和輸出功率等級）的功率放大器。例如，為三(例如，3) 的比率可以確定，對于第二組功率放大器中的每一個較高供電的功率放大器，在相控陣列 設備1〇〇內激活或連接有第一組功率放大器中的三個較低供電的功率放大器，以用于發射。 也可以基于一個或多個預定準則來動態地或固定地利用通信陣列110的其它比率和功率放 大器組合。預定準則例如可以是與以下項有關的參數:輸入RF信號、信號的信號峰值、通信 陣列110中的至少兩個功率放大器的組合的效率、輸出功率、飽和功率等級、通信陣列110的 峰值效率、回退功率點/等級、波束賦形增益或其它有關參數。
[0029] 另外地或替代地，為了在空中傳遞作為毫米波信號的數據信號，通信陣列110還可 以包括不同的子陣列，其包括第一組功率放大器或第二組功率放大器的一個或多個不同組 合，這些組合也可以在整個通信陣列110重復。每個子陣列可以在通信陣列110內被重復任 何次數。在一個方面中，功率放大器的第一子陣列和第二子陣列可以用于在不同的天線112 處在空間中發射輸出信號，以便基于非均等陣列/子陣列配置而在空中生成或重構初始幅 度和相位調制信號116。不同的子陣列可以包括具有相同或不同操作參數的基于預定比率 的功率放大器，以用于在空中最優地發射并組合信號。
[0030] 天線112示出在空間中或空中按預定角度或矢量進行的至少兩個不同的信號傳 輸，這兩個信號傳輸從相控陣列設備100發射并且接著在外部組合。相控陣列設備的通信陣 列110可以被配置為:從設備向外部發射信號，并且在空中或空間介質中以期望的幅度和相 位形成組合信號作為重構信號。因此，相控陣列設備100以一個或多個預定波束賦形角度通 過天線112在空中或空間中生成幅度和相位調制信號116,這也是基于具有在此所描述的各 個方面的非均等通信陣列110。
[0031] 現參照圖2,示出根據所公開的各個方面的mmW相控陣列系統的另一示例。相控陣 列系統200包括:通信陣列110,耦合到一個或多個處理鏈108;以及數字控制部件102,如上 所述。例如，處理鏈108可以包括分別包含收發機電路204和移相器206的部件以及一個或多 個其它部件。系統200還可以包括適配部件208、加權部件212以及通信陣列110的多個發射 單元202。
[0032] 數字控制部件102可以通過處理器104(例如，基帶處理器等)處理一個或多個數據 信號，以經由相控陣列系統200進行處理并且通信。處理器鏈108可以包括與一個或多個天 線元件210a-210f對應的多個收發機、發射機或接收機鏈。處理器鏈108可以包括用于處理 具有相對的與特定處理鏈對應的相位的信號的各種處理部件。處理鏈108可以包括一個或 處理部件、濾波器、信號整形元件、數模轉換器、模數轉換器、接收機電路元件、發射機元件、 耦合器、開關、其它信號處理部件等。處理鏈108分別包括收發機電路204和移相器206,以處 理(例如，生成或接收)相對于彼此相移的信號，其中，每個鏈108相對于彼此并且根據預定 角度或關于要在空氣介質中發射的重構信號116而動態地確定的角度來處理不同的相移。 [00 33] 重構信號116可以包括正交(Q)分量和同相（I)分量。在一個不例中，在空中重構/ 組合之前，Q分量和I分量可以整合在一起，所以重構信號116受具有Q分量和I分量的不同信 號調制，并且不同信號可以在空中輻射或發射，以用于在空間中進行波束賦形。替代地或另 外地，每個重構信號可以包括例如形成重構信號116的正交分量信號或同相分量信號。 [0034]每個鏈108的收發機電路204可以包括發射機設備或接收機設備，以用于經由通信 陣列110傳遞相控陣列信號。每個鏈108還可以包括移相器206,其被配置為:偏移相位，使毫 米波頻率中的數據信號彼此不同，使得通信陣列110的有效輻射圖案在期望的方向上得以 增強，而在不期望方向上受抑制。
[0035]例如，通信陣列110可以包括具有天線的發射單元陣列202或功率放大器，其中，每 個發射單元202包括例如功率放大器202a和天線210a。功率放大器202a-202f耦合到或對應 于各自的天線210a-210f，其可以相對于彼此在架構、數量或波束賦形功能方面變化或是均 勻的。天線210a-210f例如可以沿著通信陣列110包括不同的平面式、分段式或各種形狀的 天線，或是均勻的。在一個方面中，通信陣列110可以包括發射單元202的不同子集或陣列， 以用于發射信號。發射單元202的兩個子陣列203和205被示為通信陣列110的一部分。然而， 通信陣列110可以包括具有不同量的發射單元202的不同數量的子陣列作為每個陣列的一 部分。例如，子陣列203被示出具有三個發射單元，但也可以預期更多或更少的發射單元 202。此外，例如，子陣列203可以包括與子陣列205不同數量的發射單元202,使得并非每個 子陣列具有三個發射單元202,而是一個子陣列可以具有比另一子陣列更多或更少的發射 單元202。
[0036]在另一方面中，通信陣列110可以是發射單元202的非均等陣列，使得發射單元202 可以具有不同種類的功率放大器202a-202f，它們對于空氣介質中的波束賦形mmW頻率通信 彼此在規格方面不是相同的。例如，加黑的功率放大器202a和202f可以包括與功率放大器 202b、202c、202d和202e不同的功率飽和等級(Psat)或峰值操作功率等級。此外，因為發射 單元202的功率放大器在它們的操作參數方面例如因具有用于在空中生成組合信號116的 不同的輸出/發射功率而為非均等的，所以通信陣列可以是非均等陣列。
[0037]在一個示例中，每個子陣列203和205的發射單元可以具有較強的功率放大器202a 和202f (加黑）與較弱的功率放大器202b、202c、202d和202e(未加黑）的比率。因此，較強的 功率放大器202a和202f可以具有比較弱的峰值功率放大器高的峰值功率。替代地或另外 地，較強的功率放大器可以具有比較弱的功率放大器202b、202c、202d和202e高的用于信號 發射的輸出功率。雖然功率放大器202a和202f包括與功率放大器202b、202c、202d和202e相 比更高的峰值功率或輸出功率，但是處于與較強的功率放大器和較弱的功率放大器不同的 峰值功率等級和輸出功率處的其它功率放大器(例如，具有比其它功率放大器高的峰值等 級的功率放大器，具有比其它功率放大器低的峰值等級的功率放大器，具有較高等級與較 低等級之間的中間等級的功率放大器，或者具有與發射單元202的功率放大器不同的發射 輸出功率等級的功率放大器)也可以位于陣列內。
[0038] 子陣列203和205還可以進一步關于彼此重復，以激活或連接具有相同配置或相同 數量(例如，相同的較強功率放大器與較弱功率放大器的比率)的發射單元202的不同的子 陣列或具有不同配置/數量比率的子陣列。因此，可以基于作為數據輸入信號114的帶寬的 函數的不同波束賦形參數、與數據輸入信號有關的其它預定準則（幅度、相位、頻率等）、與 預定角度有關的波束賦形準則(相移、波束賦形權重等)或用于通過通信陣列110在空中生 成重構信號的其它參數來動態地激活這些子陣列。
[0039] 非均等通信陣列110可以利用空中加合來生成比功率放大器在大小(Psat)和輸出 功率(Pout)方面相等的均勻陣列更高效地生成期望的信號，并且從天線112發射的不同信 號被加合，以重構所處理的信號。相控陣列系統200提供數據輸入信號114的信號峰值，并且 通過針對功率被優化以進行高效發射的通信陣列110的不同功率放大器202a-202f發射它 們。例如，不同的信號可以于是在空中被加合，以在空中生成在期望的方向上得以增強而在 不期望的方向上受抑制的有效輻射圖案。
[0040] 在一個示例中，相控陣列系統200實現通信陣列110的峰值功率與自峰值功率的回 退功率等級之間的折中，同時增加總陣列效率。相控陣列系統200例如選擇或生成操作處理 鏈108的激活或連接的強功率放大器(例如，功率放大器202a)相對于弱放大器(例如，202b) 的最優組合，該組合與通過系統200中所激活或配置的相同總數量的處理鏈108實現的具有 均勻功率放大器的陣列相比，增加總功率效率。另外地或替代地，通信陣列可以動態地激活 具有相同功率規格/參數的陣列中的均勻功率放大器，或者動態地將它們耦合到一個或多 個處理鏈108。
[0041] 在一個方面中，系統200包括適配部件208,其被配置為:選擇性地激活非均等的功 率放大器202a-202e的陣列，以基于一組預定準則，經由天線陣列112來處理一個或多個數 據輸入信號114。例如，該組預定準則可以包括數據信號114的信號峰值等級、至少兩個功率 放大器或發射單元202的組合的總發射功率效率、系統或功率放大器的輸出功率、功率放大 器、發射單元或其陣列的飽和功率等級、回退點/量等。適配部件208可以被配置為：從非均 等通信陣列110選擇功率放大器202a-202f或發射單元202的組合，以動態地或靜態地增加 與數據輸入信號114的發射對應的發射功率效率，或者動態地或靜態地增加通信陣列110的 總功率效率。例如，適配部件108可以操作為:選擇性地激活或耦合功率放大器202a-202f或 發射單元202，以基于自峰值功率的回退目標等級來增加總體陣列功率效率。
[0042]另外地或替代地，適配部件108可以基于第一數量的功率放大器202b_202e與第二 數量的功率放大器202a和202f的預定比率，來選擇性地激活或（例如經由開關、可變鏈路、 通電等)耦合功率放大器202a-202f，其中，第一數量的功率放大器202b-202e包括比第二數 量的功率放大器202a和202f低的峰值功率等級或發射功率等級。在另一實施例中，適配部 件108可以基于一個或多個預定準則來生成峰值功率效率與回退功率效率之間的折中，以 增加非均等通信陣列110的總功率效率，以便發射或處理一個或多個不同的信號。
[0043]在另一方面中，加權部件212可以被配置為:將信號相位權重或增益權重提供給處 理路徑108,但是也可以被配置為:有助于基于效率功率提升范圍來對非均等通信陣列110 中的功率放大器202a-202f的一個或多個組合進行加權或評級(rank)。為了優化通信陣列 110的陣列效率，可以利用上述預定準則，通過對發射單元202的非均等加權來對數據信號 114動態地進行波束賦形，以提升總效率。加權部件212可以操作為:例如基于預定準則，將 不同的權重提供給發射單元202、發射單元的不同組合或不同的子陣列。
[0044] 響應于適配部件208，例如，加權部件212可以對通信陣列中的不同的子陣列、激活 的較強功率放大器與較弱或不強大的功率放大器的不同預定比率或組合進行評級。例如， 這些組合可以被評級，并且根據評級進行加權，以便基于當前通信狀況或可用資源來同時 地或不同地處理多種數據信號(例如，不同載波分量）。例如，多用戶或單用戶設備(例如，多 輸入多輸出(MBTO)設備、多輸入單輸出設備(例如，圖11的無線系統1100))等可以基于在適 配部件208的輸出的基礎上對不同功率放大器或子陣列進行的不同加權來操作。加權部件 212例如可以考慮諸如針對每個用戶或輸入數據信號的波束賦形增益以及總陣列/子陣列 效率或發射機/接收機效率的準則。
[0045] 在一個示例中，陣列的總功率可以近似表示為：
[0046]
(公式1)，其中，接收機處的總功率(P)(Pt〇t_rx是 發射場之和，每個發射場均為收發機功率的平方根(例如，/^ )。此外，陣列的效率(TWray) 可以近似如下：
[0048]其中，每個處理鏈的每個功率放大器可以被假設為根據放大器的類而工作(例如， 近似于B類），并且功率被表示為基于數量N(放大器元件或發射單元的比率或陣列重復數 量)的峰值(max)功率和發射功率。
[0049]在一個示例中，在此所描述的相位陣列系統或相控陣列(例如，通信陣列110)可以 具有在最大功率(pm)方面相等的N個發射單元202(其中，N是至少為2的整數）以及具有不同 峰值功率( Pmx)的另一數量的發射單元。回退點或等級可以因此定義為單個元件(例如單獨 的發射單元或功率放大器)關閉或禁用的點，并且陣列（例如，通信陣列110)的功率從比其 它發射單元更弱的或更小的（例如，具有更弱的一組功率放大器的)N個發射單元導出。以下 公式可以進一步近似峰值功率和陣列效率：
[0050]
(公式3);其中，例如，B0是回退點或自峰值功率的回退；
[0051 ]
(公式4);其中，與輸入功率相比的總陣 列效率被劃分為兩個功率提升范圍。這兩個范圍例如可以表示如下：
[0052] 對于最大功率到B0的范圍，0<α<1，β=1;以及對于B0到0的范圍，α = 〇〇<β<1。
[0053]參照圖3,示出根據在此所描述的各個方面的相控陣列系統的圖線。圖線300示出 例如對于激活或耦合的功率放大器組合的特定示例比率的通信陣列110的效率。圖線300包 括用于擬合最優的實際發射的信號和功率的具有回退(Β0)的效率曲線300。沿著X軸表示自 作為陣列110的最大功率的p max 302的回退，而沿著y軸表示總效率404。例如，在此所描述 的相控陣列系統和設備操作為（例如，經由適配部件208或加權部件212)促進峰值功率 (Psat)與自通信陣列110的峰值功率的回退功率之間可見的折中。作為通過功率放大器的 預定比率來配置或激活通信陣列110的結果，回退效率可以上升達近似50%或更大。回退可 以稱為單個功率放大器被禁用或斷電并且通信陣列110的所有功率僅源自較弱的功率放大 器的點或等級。功率效率可以隨著回退從零（自峰值功率的低回退或無回退)朝向大約_6dB 增加而上升。因此，6dB的回退等級/量增加效率;然而，例如，在曲線312處，對于包括N= 3的 較弱功率放大器(例如，202b至202e)與較強功率放大器(例如，202a或202f)的比率的通信 陣列110,減小峰值效率達大約同樣的量。也可以示出其它曲線:N=1時為曲線306, N = 7時 為曲線308，N = 5時為曲線310。相控陣列因此實現折中，如所示，以基于激活的較弱功率放 大器與較強功率放大器的比率來優化通信陣列110的總效率，以便進行最優發射。
[0054]參照圖4,示出根據所描述的各個方面的圖線的另一示例。圖線400示出效率提升 計算，其中，通過通信陣列110中所配置的不同的功率放大器的不同比率組合對所發射的 WiGig分組進行實際效率提升。曲線406示出與發射功率回退相比的對于WiGig分組的實際 總效率提升，其中，通信(相控)陣列110中激活的較弱功率放大器與較強功率放大器的比率 是N=3。曲線408和410表示同樣的情況，其中，N分別等于5和7的比率。
[0055]在關于N = 3的曲線406的一個示例中，可以從高達4dB回退的效率提升獲得益處， 并且在大約9dB回退處達到最優提升或峰值。例如，所描述的相控陣列系統可以操作為甚至 對于因掩蔽限制導致的低速率，自Psat超過4dB回退進行發射。對于高PAPR信號速率(例如， QAM16)，可以生成自Psat的8dB回退或更多，這里實現了大部分提升。
[0056]參照圖5,示出用于毫米波系統（例如，60GHz或5G系統）的根據各個方面的相控陣 列系統的另一示例。在該示例性配置中，在各方面與上述相控陣列系統相似的相位陣列系 統500包括通信陣列514,其具有發射單元512,以用于在空中或空間中用高PAPR信號(例如， 0FDM信號或其它這些信號)驅動信號發射，以在空中形成重構或組合信號。
[0057] 發射單元512與上述發射單元202相似，并且陣列514與陣列110相似，包括所公開 的相似特征和方面，但還包括RF數模轉換器，以提供功率放大器202a-202f的功能和方面。 數模轉換器(DAC)508al、508a2、508bl、508b2、508cl、508c2、508dl、508d2 操作為：以不同的 峰值功率和輸出功率通過數字信號到模擬信號的轉換來驅動信號發射。DAC508al-508d2可 以操作為:將RF數據信號轉換為mmW信號，并且通過上變頻器、濾波器進行操作，或提供其對 應操作。例如，DAC 508al-508d2還可以包括上變頻器電路、預驅動器或混頻器接口，其經由 耦合在一起的一個或多個晶體管(例如，在漏極處耦合到另一晶體管或通過另一配置耦合） 提供電壓擺動。
[0058] 通過對應天線510a_510d的每個發射例如可以包括組合以預定角度在空中或空間 中發射的Q分量和I分量，以在空中或空間介質中用從通信陣列514發射的一個或多個其它 信號來生成重構信號。例如，可以在對應的移相器506a-506d處根據加權的相移來分別處理 數據信號的Q分量和I分量，其中，陣列的信號相位被偏移，以促進波束賦形矢量，用于經由 通信陣列514進行發射。在一個不例中，可以經由不同的DAC(例如，處理Q分量的DAC 508al 和處理I分量的DAC 508a2)來處理Q分量和I分量，或替代地，二者可以之前被組合并且由同 一DAC處理，其中，至少兩個DAC可以對應于由移相器506a至506d生成的同一相移，如所示那 樣。相移可以變化，以便在空氣介質中生成期望的波束賦形。
[0059]在另一方面中，限幅部件502可以被配置為：從上述處理鏈接收一個或多個信號， 并且對來自所處理的數據信號的峰值信號進行限幅。接著，限幅部件502可以經由移相器 506a、506b和506c將限幅后的信號提供給發射單元。接著，這些移相器506a、506b和506c將 相移后的信號提供給RF數模轉換器508al、508a2、508bl、508b2、508cl、508c2。這些轉換器 508al至508c2與轉換器508dl和508d2相比，可以具有不同的輸出功率和峰值功率。系統500 可以操作為:提供陣列514的峰值功率與回退功率之間的折中，類似于上面描述的系統。雖 然系統500的架構被示為具有發射輸出功率和峰值功率較低的六個數模轉換器(DAC)508al 至508c2以及發射輸出功率和峰值功率較高的兩個數模轉換器的8乘1陣列，但是根據在此 所描述的各個方面，也可以預期用于非均等通信陣列的DAC的其它比率。
[0060] 通信（相控)陣列514可以操作為:基于發射單元的不同驅動單元(例如，功率放大 器202a至202f、DAC 508al至508d2或其它功率發射鏈或部件）的組合的結構配置或激活來 提供效率提升范圍。例如在加權部件212中或在外部對于固定陣列架構執行的加權優化可 以指示用于大陣列（對于回退目標以及較高峰值功率放大器(PA)與較低功率PA之間的比 率）的明顯改進的解決方案。對于各個非均等陣列，可以基于所選取的單位單元（unit cell)組合來重復激活的、耦合的或配置的通信陣列。
[0061] 例如，具有帶九個較強供電單元(PA、DAC等)和二十七個較弱供電單元的三十六個 發射單元的通信陣列514(比率是N = 3)可以被激活、配置或耦合以發射毫米波信號，以關于 相位和幅度調制信號在空間介質中重構這些信號，以便傳遞數據。這三十六個單位陣列例 如可以具有帶驅動部件（例如PA、DAC等）的九個較強的發射單元且峰值功率在Psat處達 9.5dB，這可以比發射單元具有相等規格/參數以及相同的等同各向同性輻射的功率(EIRP) 的均勻或均等陣列強5.5dB。與通過均等陣列配置進行的高星座圖WiGig信號的發射功率等 級相比，非均等通信陣列514可以提供50%效率改進。
[0063] Pmx = N2 · Pm (公式6)。
[0065] 可以實現以上通信陣列514,用于60GHz和5G標準以及有關無線過程的毫米波 (mmW)系統的數字陣列實現方式的未來演進。在數字陣列中，可以利用直接IQ RF DAC 508al-508d2,其每處理鏈將輸入的數據流從RF轉換為mmW。在非均等通信陣列514中，例如， RF DAC可以具有更大的開關單元，其中，例如在此方面可以是九倍。經由限幅部件502的削 峰可以因此在數字域中以更直接的方式執行，而無需其它附加處理操作。
[0066 ] 現參照圖6，示出根據通信陣列514的mmW發射的圖線600。例如，示出與不同圖案編 號對應的陣列圖案。用于均等通信陣列的波束圖案示為圖案606。用于加權的非均等的完全 功率陣列的波束圖案示為圖案608。用于具有6dB B0的加權的非均等陣列的波束圖案示為 圖案610。用于具有6dB B0的均等陣列的波束圖案示為圖案612。通信陣列514是具有重復兩 次的四個發射單元的8x1陣列的示例，其中，對于每個子陣列或重復，三個是較弱，一個是較 強的。非均等陣列可以與單元中的具有相等功率規格的陣列相比。
[0067]除了空間增益改變之外，還存在隨著通信陣列514內的發射單元512的空間定位的 頻譜發射改變，其中，在不同空間定位處與該比率對應的所激活或耦合的發射(陣列）單元 可以改變頻譜。在一個示例中，圖7示出關于聯邦通信委員會(FCC)違例的與期望目標不同 的角度處的WiGig頻譜的圖線700。水平軸表示以GHz為單位的頻率702,垂直軸表示以dB為 單位的頻譜704。例如，頻譜曲線706示出在零度處的WiGig頻譜。頻譜曲線708示出在10度處 的WiGig頻譜。頻譜曲線710示出在20度處的WiGig頻譜，頻譜曲線712示出不可見的在30度 處的WiGig頻譜。FCC違例線由FCC違例曲線714示出。如所示，在高角度處，主信號的功率下 降，帶外發射增加。對于所選取的并且在所有角度上的八個發射單元510,不存在超過掩蔽 和規管要求的FCC違例線的違例(對于10dBm發射和15dBi天線增益）。
[0068] 參照圖8,示出根據各個方面的表示信噪比（SNR)和功率退化的圖線800。水平軸 802表示以度為單位的角度，而垂直軸804在左側表示以dB為單位的SNR，垂直軸806在右側 表示功率退化。SNR曲線808示出關于角度改變的SNR降低。在ldB點退化線812處，功率退化 曲線810由用于8個發射單元的陣列波束寬度限定。ldB點線812仍提供37dB SNR，其遠高于 所期望的總發射機誤差矢量量值(EVM)。這些結果展示所提出的系統是魯棒的并且在整個 空間中遵守FCC限制。
[0069]雖然本公開內所描述的方法示出并且在此描述為一系列動作或事件，但應理解， 這些動作或事件的所示排序并非解釋為限制的意義。例如，脫離在此所示出和/或描述的順 序，一些動作可以按不同順序和/或而與其它動作或事件同時發生。此外，并非要求所有所 示動作在此實現描述的一個或多個方面或實施例。此外，可以在一個或多個分離的動作和/ 或階段中執行在此所描述的動作中的一個或多個。
[0070] 參照圖9,示出用于毫米波通信設備的示例方法900。方法在902指示：基于一組預 定準則，通過具有非均等飽和功率等級和非均等發射功率的功率放大器陣列來處理一個或 多個數據信號。在904,以預定角度經由耦合到功率放大器陣列的天線元件陣列發射一個或 多個數據信號，該預定角度在空氣介質中組合一個或多個數據信號并且在空氣介質中重構 幅度和相位調制信號。該組預定準則例如可以包括以下項中的至少一個:一個或多個數據 信號的信號峰值、功率放大器陣列的效率或回退功率等級。
[0071] 該方法還可以包括:生成功率放大器陣列中的至少一個功率放大器的飽和功率等 級與回退功率等級之間的折中，以增加一個或多個數據信號在毫米波頻帶內經由耦合到功 率放大器陣列的天線元件陣列的發射效率。通過功率放大器陣列來處理一個或多個數據信 號還可以包括:分別沿著耦合到功率放大器陣列的信號或處理鏈，對一個或多個數據信號 不同地進行相移。可以在自第一飽和功率等級的回退點處通過功率放大器陣列中的第一組 功率放大器以第一輸出功率范圍傳遞一個或多個數據信號。可以在自第二飽和功率等級的 回退點處通過功率放大器陣列中的第二組功率放大器以第二輸出功率范圍傳遞一個或多 個數據信號。以此方式，功率放大器陣列通過不同功率參數或特性的功率放大器不同地傳 遞一個或多個數據信號。可以例如在同一相位陣列中同時或同期完成該操作，以通過峰值 功率和回退功率的折中來提供總效率的增加。例如，第二輸出功率范圍可以大于第二輸出 功率范圍，并且在功率放大器陣列中，第一組功率放大器包括比第二組功率放大器的數量 大的功率放大器。
[0072] 在另一實施例中，方法900還可以包括:基于回退目標等級和功率放大器陣列中的 第一數量的功率放大器與第二數量的功率放大器的預定比率，選擇性地激活功率放大器陣 列中的功率放大器，以增加總體陣列功率效率，其中，第一數量的功率放大器包括比第二數 量的功率放大器低的峰值功率等級。
[0073] 通過關于用于促進相控陣列聯網的一個或多個非限定性環境的進一步描述的方 式，圖10是可以根據在此所描述的方面而操作的示意性示例無線環境1000。具體地說，示例 無線環境1000示出無線網絡宏小區集合。三個覆蓋宏小區1002、1004和1006包括示意性無 線環境;然而，注意，無線蜂窩網絡部署可以囊括任何數量的宏小區。覆蓋宏小區1002、1004 和1006示出為六邊形;然而，覆蓋小區可以采用通常由待覆蓋的部署配置或地平面、幾何區 域等所指定的其它幾何。每個宏小區1002、1004和1006按2V3配置分扇區，其中，每個宏小 區包括圖10中通過虛線劃分的三個扇區。注意，其它扇區化是可能的，并且可以利用所公開 的主題內容的方面和特征，而無論扇區化的類型如何。分別通過基站或eNodeB1008、1010和 1012來服務宏小區1002、1004和1006。任何兩個eNodeB可以看作eNodeB站點配對。注意，無 線電部件通過鏈路(例如纜線(例如RF和微波同軸線））、端口、交換機、連接器等以功能方式 耦合到發射并且接收無線信號的一個或多個天線的集合(未示出）。注意，可以是移動網絡 平臺1014的部分的無線電網絡控制器（未示出）以及服務宏小區集合的基站集合（例如 eNodeB 1008、1010和1012)、與基站集合中的基站關聯的電子電路或部件、通過基站根據無 線電技術操作的各個無線鏈路（例如鏈路1016、1018和1020)的集合形成宏無線電接入網 絡。進一步注意，基于網絡特征，無線電控制器可以分布在基站集合或關聯無線電裝備之 間。在一方面中，對于基于全球移動通信系統的網絡，無線鏈路1016、1018和1020實施Uu接 口（全球移動通信系統空中接口）。
[0074] 根據用于差異化市場的各種無線電技術，移動網絡平臺1014促進基于電路交換 (例如語音和數據）以及分組交換(例如互聯網協議、幀中繼或異步傳送模式)的流量和信令 生成以及用于連網電信的傳遞和接收。電信至少部分地基于用于對于通信所利用的無線電 技術所確定的通信的標準化協議。此外，電信可以利用各種頻帶或載波，其包括服務提供商 網絡1022所授權的任何電磁頻帶（例如個人通信服務、先進無線服務、通用無線通信服務 等）以及當前對于電信可用的任何未授權的頻帶(例如_W、2.4GHz工業、醫療和科學頻帶或 5GHz帶集合中的一個或多個或其它頻帶）。此外，移動網絡平臺1014可以通過例如無線網絡 管理部件（例如無線電網絡控制器、蜂窩網關節點、相控陣列等）的方式在不同的宏小區 1002、1004和1006中控制并且管理基站1008、1010和1012及其關聯的無線電部件。此外，無 線網絡平臺可以整合不同的網絡（例如Wi-Fi網絡、毫微微小區網絡、寬帶網絡、服務網絡、 企業網絡等）。在蜂窩無線技術(例如第三代伙伴項目全球移動通信系統、全球移動通信系 統）中，移動網絡平臺1014可以實施在服務提供商網絡1022中。
[0075]此外，無線回程鏈路1024可以包括:有線鏈路部件，例如T1/E1電話線路;T3/DS3線 路、同步或異步的數字訂戶線路;不對稱數字訂戶線路;光纖骨干;同軸線纜等；以及無線鏈 路部件，例如視線或非視線鏈路，其可以包括地面空中接口或深空間鏈路(例如用于導航的 衛星通信鏈路）。在一方面中，對于基于全球移動通信系統的網絡，無線回程鏈路1024實施 IuB接口。
[0076] 注意，雖然對于宏小區和宏基站示出示例性無線環境1〇〇〇,但所公開的主題內容 的方面、特征和優點可以實現在微小區、微微小區、毫微微小區等中，其中，基站實施在與 (例如通過一個或多個相控陣列等)對網絡的接入有關的基于家庭的裝備中。
[0077] 圖11示出也可以實現以上所描述的相控陣列的部件和方面的無線通信系統1100 的一個示例。為了簡明，無線通信系統1100描述一個基站1110和一個接入終端1150。然而， 應理解，系統1100可以包括多于一個的基站和/或多于一個的接入終端，其中，附加基站和/ 或接入終端可以與以下所描述的示例基站1110和接入終端1150基本上相似或不同。此外， 應理解，基站1110和/或接入終端1150可以采用在此所描述的系統和/或方法以促進其之間 的無線通信。
[0078] 在基站1110處，用于多個數據流的流量數據從數據源1112提供給發射(TX)數據處 理器1114。根據示例，可以通過各個天線發射每個數據流。TX數據處理器1114基于對于該數 據流所選擇的特定編碼方案對流量數據流進行格式化、編碼和交織，以提供編碼的數據。 [0079]可以使用正交頻分復用（(FDM)技術將用于每個數據流的編碼的數據與導頻數據 復用。附加地或替代地，導頻符號可以是頻分復用(FDM)、時分復用(TDM)或碼分復用(CDM) 的。導頻數據典型地是通過已知方式所處理的已知數據圖案，并且可以用在接入終端1150 處，以估計信道響應。可以基于對于該數據流所選擇的特定調制方案(例如二進制相移鍵控 (BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、M相移鍵控(M-PSK)、M正交幅度調制(M-QAM)等)而調制（例如 符號映射)所復用的導頻和所編碼的數據，以提供調制符號。可以通過處理器1130所執行或 提供的指令來確定用于每個數據流的數據率、編碼和調制。
[0080] 用于數據流的調制符號可以提供給ΤΧ ΜΙΜΟ處理器1120,其可以進一步處理調制 符號（例如，用于OFDM) JX ΜΙΜΟ處理器1120然后將Ντ個調制符號流提供給Ντ個發射機 (TMTR)1122a至1122t。在各個實施例中，ΤΧ ΜΠΚ)處理器1120將波束賦形加權應用于數據流 的符號和發射符號的天線。
[0081] 每個發射機1122接收并且處理各個符號流，以提供一個或多個模擬信號，并且進 一步調整(例如放大、濾波和上變頻)模擬信號，以提供適合于在ΜΜ0信道上的傳輸的調制 信號。此外，分別從Ντ個天線1124a至1124t發射來自發射機1122a至1122t的Ντ個調制信號。 [0082]在接入終端1150處，發射的調制信號由Nr個天線1152a至1152r接收，并且從每個 天線1152接收到的信號提供給各個接收機(RCVR) 1154a至1154r。每個接收機1154調整（例 如濾波、放大和下變頻)各個信號，對所調整的信號進行數字化，以提供采樣，并且進一步處 理采樣，以提供對應的"接收到的"符號流。
[0083] RX數據處理器1160可以基于特定接收機處理技術而接收并且處理來自Nr個接收 機1154的Nr個接收到的符號流，以提供Ντ個"檢測到的"符號流。RX數據處理器1160可以對每 個檢測到的符號流進行解調、解交織以及解碼，以恢復用于數據流的流量數據。RX數據處理 器1160進行的處理與基站1110處的ΤΧ ΜΠΚ)處理器1120和ΤΧ數據處理器1114所執行的處理 互補。
[0084] 處理器1170可以周期性地確定如上所述利用那種可用技術。此外，處理器1170可 以對包括矩陣指數部分和排序值部分的反向鏈路消息進行公式化。
[0085]反向鏈路消息可以包括關于通信鏈路和/或接收到的數據流的各種類型的信息。 反向鏈路消息可以由還從數據源1136接收用于多個數據流的流量數據的ΤΧ數據處理器 1138處理，由調制器1180調制，由發射機1154a至1154r發射，并且發射回到基站1110。
[0086]在基站1110處，來自接入終端1150的調制信號由天線1124接收，由接收機1122調 整，由解調器1140解調，并且由RX數據處理器1160處理，以提取接入終端1150所發射的反向 鏈路消息。此外，處理器1130可以處理所提取的消息，以確定哪個預編碼矩陣用于確定波束 賦形加權。
[0087] 處理器1130和1170可以分別指定（例如控制、協調、管理等)基站1110和接入終端 1150處的操作。各個處理器1130和1170可以與存儲程序代碼和數據的存儲器1132和1172關 聯。處理器1130和1170也可以執行計算，以推導分別用于上行鏈路和下行鏈路的頻率和沖 擊響應估計。
[0088] 示例可以包括主題內容，例如方法、用于執行方法的動作或塊的手段、包括指令的 至少一個機器可讀介質，所述指令當由機器執行時使得機器使用根據在此所描述的實施例 和示例的多種通信技術關于同時通信執行所述方法或裝置或系統的動作。
[0089] 示例1是一種相控陣列通信系統，包括:發射單元陣列，包括:非均等功率放大器陣 列，包括具有彼此對應的不同輸出功率和不同飽和功率等級的第一功率放大器和第二功率 放大器；以及天線端口陣列(或天線陣列），耦合到所述非均等功率放大器陣列，并且被配置 為:接收包括相對于彼此不同的相位和增益的多個輸入信號。所述發射單元陣列被配置為： 通過在空氣介質中以預定角度發射至少兩個信號輸出，在所述空氣介質中生成組合信號， 以重構所述多個輸入信號中的至少一個信號的幅度和相位調制信號。
[0090] 示例2包括示例1的主題，還包括:加權部件，被配置為:基于效率功率提升范圍，對 所述非均等功率放大器陣列中的功率放大器的組合進行加權。
[0091] 示例3包括示例1和2中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述非均等功 率放大器陣列包括第一數量的第一功率放大器以及第二數量的第二功率放大器，所述第二 數量的第二功率放大器包括比所述第一數量的第一功率放大器高的飽和功率等級。
[0092] 示例4包括示例1-3中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，基于預定比率， 所述第一功率放大器的第一數量大于所述第二功率放大器的第二數量。
[0093] 示例5包括示例1-4中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括:適配部件，被 配置為:基于一組預定準則，選擇性地激活所述非均等功率放大器陣列，以經由所述天線端 口陣列處理所述多個輸入信號中的所述至少一個信號。
[0094] 示例6包括示例1-5中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，該組預定準則包 括以下項中的至少一個:所述至少一個信號的信號峰值、所述非均等功率放大器陣列中的 至少兩個功率放大器的組合的效率、所述非均等功率放大器陣列中的功率放大器的輸出功 率、或所述功率放大器的飽和功率等級。
[0095] 示例7包括示例1-6中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述適配部件進 一步被配置為:從所述非均等功率放大器陣列中選擇功率放大器的組合，以增加與所述至 少一個信號的發射對應的發射功率效率以及所述發射單元陣列的總體效率。
[0096] 示例8包括示例1-7中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述適配部件進 一步被配置為:生成峰值功率效率與回退功率效率之間的折中，以增加所述非均等功率放 大器陣列和所述天線端口陣列的總功率效率，以用于發射信號。
[0097] 示例9包括示例1-8中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括：多個移相器， 耦合到所述發射單元陣列；以及限幅部件，耦合到所述多個移相器，并且被配置為:對所述 多個信號的峰值等級進行限幅。
[0098] 示例10包括一種相控陣列設備，包括:非均等功率放大器陣列，包括第一組功率放 大器和第二組功率放大器，所述第二組功率放大器與所述第一組功率放大器不同；以及天 線端口陣列，耦合到所述非均等功率放大器陣列，并且被配置為：以預定角度將具有彼此不 同的相位和增益的數據信號發射到空氣介質中，并且用所發射的數據信號中的至少兩個的 相位和增益在空氣介質中重構幅度和相位調制信號。
[0099] 示例11包括示例10的主題，其中，所述數據信號包括在毫米波帶內發射或接收的 WiGig信號或5G信號。
[0100] 示例12包括示例10和11中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述第一組 功率放大器被配置為：以第一輸出功率范圍傳遞所述數據信號并且以第一飽和功率等級進 行操作，所述第二組功率放大器被配置為：以第二輸出功率范圍傳遞所述數據信號并且以 第二飽和功率等級進行操作，所述第二輸出功率范圍和所述第二飽和功率等級與所述第一 輸出功率范圍和所述第一飽和功率等級不同。
[0101] 示例13包括示例10-12中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述非均等 功率放大器陣列中的所述第二組功率放大器包括比所述非均等功率放大器陣列中的所述 第一組功率放大器高的飽和功率等級。
[0102] 示例14包括示例10-13中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括:適配部件， 被配置為:基于功率效率目標和回退功率點，選擇性地激活所述第一組功率放大器和所述 第二組功率放大器，以傳遞所述數據信號。
[0103] 示例15包括示例10-14中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述回退功 率點距所述第一組功率放大器的峰值飽和功率大約8dB或更大，所述功率效率目標大約是 50%或更大。
[0104] 示例16包括示例10-15中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括：多個處理 鏈，耦合到所述非均等功率放大器陣列和所述天線端口陣列，并且包括：I/Q RF數模轉換 器，被配置為:將所述數據信號從射頻轉換為毫米波頻率；以及一組開關單元，被配置為:連 接所述第一組功率放大器中的至少一個第一功率放大器和所述第二組功率放大器中的至 少一個第二功率放大器。
[0105] 示例17包括示例10-16中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述第一組 功率放大器和所述第二組功率放大器包括在整個所述非均等功率放大器陣列重復的在數 量上為1比N的比率，其中，N是至少為2的整數。
[0106] 示例18是一種用于毫米波通信設備的方法，包括:基于一組預定準則，通過具有非 均等飽和功率等級和非均等發射功率的功率放大器陣列來處理一個或多個數據信號；以及 以預定角度，經由耦合到所述功率放大器陣列的天線端口陣列發射所述一個或多個數據信 號，該預定角度在空氣介質中組合所述一個或多個數據信號并且在所述空氣介質中重構幅 度和相位調制信號。
[0107] 示例19包括示例18的主題，包括或省略可選要素，其中，該組預定準則包括以下項 中的至少一個:所述一個或多個數據信號的信號峰值、所述功率放大器陣列的效率、或回退 功率等級。
[01 08] 示例20包括示例18-19中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括:生成所述 功率放大器陣列中的至少一個功率放大器的飽和功率等級與回退功率等級之間的折中，以 增加所述一個或多個數據信號在毫米波頻帶內經由耦合到所述功率放大器陣列的所述天 線端口陣列的發射效率。
[0109] 示例21包括示例18-20中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，通過功率放 大器陣列來處理一個或多個數據信號包括:分別沿著耦合到功率放大器陣列的信號鏈，對 一個或多個數據信號不同地進行相移。
[0110] 示例22包括示例18-21中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括:通過所述 功率放大器陣列中的處于自第一飽和功率等級的回退點處的第一組功率放大器，以第一輸 出功率范圍傳遞所述一個或多個數據信號；以及通過所述功率放大器陣列中的處于自第二 飽和功率等級的回退點處的第二組功率放大器，以第二輸出功率范圍傳遞所述一個或多個 數據信號。
[0111] 示例23包括示例18-22中任一項的主題，包括或省略可選要素，其中，所述第一輸 出功率范圍大于所述第二輸出功率范圍，并且在所述功率放大器陣列中，所述第一組功率 放大器包括比所述第二組功率放大器的數量大的功率放大器。
[0112] 示例24包括示例18-23中任一項的主題，包括或省略可選要素，還包括:基于回退 目標等級和所述功率放大器陣列中的第一數量的功率放大器與第二數量的功率放大器的 預定比率，選擇性地激活所述功率放大器陣列中的功率放大器，以增加總體陣列功率效率， 其中，所述第一數量的功率放大器包括比所述第二數量的功率放大器低的峰值功率等級。
[0113] 應理解，可以通過硬件、軟件、固件或其任何組合來實現在此所描述方面。當在軟 件中實現時，功能可以作為一個或多個指令或代碼存儲在一個或多個計算機可讀介質上或 通過其發送。計算機可讀介質包括計算機存儲介質和包括任何促進計算機程序從一個地方 傳送到另一地方的任何介質的通信介質。存儲介質可以是可以由通用計算機或專用計算機 存取的任何可用介質。通過示例的方式而非限制，這些計算機可讀介質可以包括RAM、R0M、 EEPROM、CD-ROM或另外光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設備、或可以用于以指令或數據結 構的形式承載或存儲期望的程序代碼手段并且可以由通用計算機或專用計算機或通用處 理器或專用處理器存取的任何另外介質。此外，任何連接適當地稱為計算機可讀介質。例 如，如果使用同軸線纜、光纖線纜、雙絞線對、數字訂戶線(DSL)或無線技術(例如紅外、無線 電和微波)從網站、服務器或另外遠程源發送軟件，則在介質的定義中包括同軸線纜、光纖 線纜、雙絞線對、DSL或無線技術(例如紅外、無線電和微波）。在此所使用的盤或碟包括壓縮 碟(CD)、激光碟、光碟、數字多功能碟(DVD)、軟盤和藍光碟，其中，盤通常以磁方式再現數 據，而碟通過激光以光學方式再現數據。以上的組合也應包括于計算機可讀介質的范圍內。
[0114] 可以通過設計為執行在此所描述的功能的通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專 用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立式門或晶體管 邏輯、分立式硬件部件或其任何組合來實現或執行結合在此所公開的方面所描述的各種說 明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器，但在替選方式中，處理器可以 是任何傳統處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可以實現為計算機設備的組合， 例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器、與DSP內核結合的一個或多個微處理器或任何 其它這種配置。此外，至少一個處理器可以包括可操作為執行在此所描述的步驟和/或動作 中的一個或多個的一個或多個模塊。
[0115] 對于軟件實現方式，可以通過執行在此所描述的功能的模塊(例如過程、功能等） 來實現在此所描述的技術。軟件代碼可以存儲在存儲器單元中并且由處理器執行。存儲器 單元可以實現于處理器內或處理器外部，在此情況下，存儲器單元可以通過本領域公知的 各種手段以通信方式耦合到處理器。此外，至少一個處理器可以包括可操作為執行在此所 描述的功能的一個或多個模塊。
[0116] 在此所描述的技術可以用于各種無線通信系統（例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其它系統）。術語"系統"和"網絡" 一般可互換地使用。CDMA系統可以實現例如通用地 面無線電接入(UTRA)、CDMA1800等的無線電技術。UTRA包括寬帶CDMA(W-CDMA)和CDMA的其 它變形。此外，CDMA1800覆蓋IS-1800、IS-95和IS-856標準。TDMA系統可以實現例如全球移 動通信系統(GSM)的無線電技術。(FDMA系統可以實現例如演進UTRA(E-UTRA)、超移動寬帶 (UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.18、閃速0FDM等的無線電技 術。UTRA和E-UTRA是全球移動通信系統(UMTS)的部分。3GPP長期演進(LTE)是使用E-UTRA的 UMTS的發行版，其采用下行鏈路上的0FDMA和上行鏈路上的SC-FDMAWTRAj-UTRAJMTS、 LTE和GSM描述于來自名為"第三代伙伴項目"（3GPP)的組織的文獻中。此外，CDMA1800和UMB 描述于來自名為"第三代伙伴項目2"（3GPP2)的組織的文獻中。此外，這些無線通信系統可 以附加地包括一般使用不成對非授權的譜、802.XX無線LAN、藍牙以及任何其它短距離或長 距離無線通信技術的對等(例如移動到移動)ad hoc網絡系統。
[0117] 利用單載波調制和頻域均等的單載波頻分多址(SC-FDMA)是關于所公開的方面可 以利用的技術。SC-ΠΜΑ具有與0FDMA系統相似的性能以及基本上相似的總體復雜度。因為 SC-FDMA信號的固有單載波結構，所以其具有較低的峰均功率比率(PAPR)。可以在上行鏈路 通信中利用SC-FDMA，其中，較低PAPR關于發送功率效率可以有益于移動終端。
[0118] 此外，在此所描述的各個方面或特征可以使用標準編程和/或工程技術實現為方 法、裝置或制造物。在此所使用的術語"制造物"意圖包括可從任何計算機可讀設備、載體或 介質存取的計算機程序。例如，計算機可讀介質可以包括但不限于磁存儲設備(例如硬盤、 軟盤、磁帶等）、光盤(例如壓縮盤(CD)、數字多功能盤(DVD)等）、智能卡以及閃存設備(例如 EPR0M、卡、棒、密鑰驅動器等）。此外，在此所描述的各個存儲介質可以表示用于存儲信息的 一個或多個設備和/或其它機器可讀介質。術語"機器可讀介質"可以包括但不限于能夠存 儲、包含和/或承載指令和/或數據的無線信道和各種其它介質。此外，計算機程序產品可以 包括具有可操作為使得計算機執行在此所描述的功能的一個或多個指令或代碼的計算機 可讀介質。
[0119] 此外，結合在此所公開的方面所描述的方法和算法的動作可以直接實現在硬件、 處理器所執行的軟件模塊或其組合中。軟件模塊可以駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、 EPROM存儲器、EEPR0M存儲器、寄存器、硬盤、可移除盤、CD-ROM或本領域公知的任何另外形 式的存儲介質中。示例性存儲介質可以耦合到處理器，從而處理器可以從存儲介質讀取信 息并且將信息寫入到存儲介質。在替選方式中，存儲介質可以集成到處理器。此外，在一些 方面中，處理器和存儲介質可以駐留在ASIC中。此外，ASIC可以駐留在用戶終端中。在替選 方式中，處理器和存儲介質可以駐留在用戶終端中的分立式部件中。此外，在一些方面中， 方法或算法的步驟和/或動作可以駐留作為可以合并到計算機程序產品中的機器可讀介質 和/或計算機可讀介質上的代碼之一或任何組合或集合。
[0120] 包括摘要中所描述的內容的主題公開的所示實施例的以上描述并非意圖將所公 開的實施例囊括或限制為所公開的精確形式。雖然在此為了說明性的目的描述特定實施例 和示例，但本領域技術人員應理解，在這些實施例和示例的范圍內所考慮的各種修改是可 能的。
[0121] 于此，雖然已經結合各個實施例和對應附圖描述了所公開的主題內容，但在可應 用的情況下，應理解，在不偏離所公開的主題內容的情況下，可以使用其它相似的實施例， 或可以對所描述的實施例進行修改和添加，以用于執行所公開的主題內容的相同、相似、替 選或替代功能。因此，所公開的主題內容不應限于在此所描述的任何單個實施例，而是反而 應在根據所附權利要求的寬度和范圍中理解。
[0122] 具體地說，關于上述部件(組裝、設備、電路、系統等)所執行的各種功能，即使對于 在本公開的在此所示的示例性實現方式中執行功能的所公開的結構并非結構上等同，用于 描述這些部件的（包括對"手段"的引用的）術語也意圖與執行所描述的（功能上等同的）部 件的所指定的功能的任何部件或結構對應，除非另外指示。此外，雖然可能已經關于僅若干 實現方式之一公開了特定特征，但對于任何給定的或特定的應用可以期望并且有利的是， 該特征可以與其它實現方式的一個或多個其它特征組合。
【主權項】
1. 一種相控陣列通信系統，包括： 發射單元陣列，包括： 非均等功率放大器陣列，包括具有彼此對應的不同輸出功率和不同飽和功率等級的第 一功率放大器和第二功率放大器;以及 天線端口陣列，耦合到所述非均等功率放大器陣列，并且被配置為:接收包括相對于彼 此不同的相位和增益的多個輸入信號； 其中，所述發射單元陣列被配置為:通過在空氣介質中以預定角度發射至少兩個信號 輸出，在所述空氣介質中生成組合信號，從而重構所述多個輸入信號中的至少一個信號的 幅度和相位調制信號。2. 如權利要求1所述的相控陣列通信系統，還包括： 加權部件，被配置為:基于效率功率提升范圍，對所述非均等功率放大器陣列中的功率 放大器的組合進行加權。3. 如權利要求1所述的相控陣列通信系統，其中，所述非均等功率放大器陣列包括第一 數量的第一功率放大器和第二數量的第二功率放大器，所述第二數量的第二功率放大器包 括比所述第一數量的第一功率放大器高的飽和功率等級。4. 如權利要求3所述的相控陣列通信系統，其中，基于預定比率，所述第一功率放大器 的第一數量大于所述第二功率放大器的第二數量。5. 如權利要求1所述的相控陣列通信系統，還包括： 適配部件，被配置為:基于一組預定準則來選擇性地激活所述非均等功率放大器陣列， 以經由所述天線端口陣列處理所述多個輸入信號中的所述至少一個信號。6. 如權利要求5所述的相控陣列通信系統，其中，該組預定準則包括以下項中的至少一 個:所述至少一個信號的信號峰值、所述非均等功率放大器陣列中的至少兩個功率放大器 的組合的效率、所述非均等功率放大器陣列中的功率放大器的輸出功率、或所述功率放大 器的飽和功率等級。7. 如權利要求5所述的相控陣列通信系統，其中，所述適配部件還被配置為:從所述非 均等功率放大器陣列選擇功率放大器的組合，以增加與所述至少一個信號的發射對應的發 射功率效率以及所述發射單元陣列的總體效率。8. 如權利要求5所述的相控陣列通信系統，其中，所述適配部件還被配置為：生成峰值 功率效率與回退功率效率之間的折中，以增加所述非均等功率放大器陣列和所述天線端口 陣列的總功率效率，以用于發射信號。9. 如權利要求1-8中任一項所述的相控陣列通信系統，還包括： 多個移相器，耦合到所述發射單元陣列；以及 限幅部件，耦合到所述多個移相器，并且被配置為對所述多個輸入信號的峰值等級進 行限幅。10. -種相控陣列設備，包括： 非均等功率放大器陣列，包括第一組功率放大器和第二組功率放大器，所述第二組功 率放大器與所述第一組功率放大器不同；以及 天線端口陣列，耦合到所述非均等功率放大器陣列，并且被配置為：以預定角度將具有 彼此不同的相位和增益的數據信號發射到空氣介質中，并且用所發射的數據信號中的至少 兩個的相位和增益在空氣介質中重構幅度和相位調制信號。11. 如權利要求10所述的相控陣列設備，其中，所述數據信號包括在毫米波帶中發射或 接收的WiGig信號或5G信號。12. 如權利要求10所述的相控陣列設備，其中，所述第一組功率放大器被配置為：以第 一輸出功率范圍傳遞所述數據信號并以第一飽和功率等級進行操作，所述第二組功率放大 器被配置為：以第二輸出功率范圍傳遞所述數據信號并以第二飽和功率等級進行操作，所 述第二輸出功率范圍和所述第二飽和功率等級與所述第一輸出功率范圍和所述第一飽和 功率等級不同。13. 如權利要求12所述的相控陣列設備，其中，所述非均等功率放大器陣列中的第二組 功率放大器包括比所述非均等功率放大器陣列中的第一組功率放大器高的飽和功率等級。14. 如權利要求10所述的相控陣列設備，還包括： 適配部件，被配置為:基于功率效率目標和回退功率點，選擇性地激活所述第一組功率 放大器和所述第二組功率放大器，以傳遞所述數據信號。15. 如權利要求14所述的相控陣列設備，其中，所述回退功率點距所述第一組功率放大 器的峰值飽和功率大約8dB或更大，所述功率效率目標大約是50%或更大。16. 如權利要求11所述的相控陣列設備，還包括： 多個處理鏈，耦合到所述非均等功率放大器陣列和所述天線端口陣列，并且包括： I/Q RF數模轉換器，被配置為:將所述數據信號從射頻轉換為毫米波頻率；以及 一組開關單元，被配置為:連接所述第一組功率放大器中的至少一個第一功率放大器 和所述第二組功率放大器中的至少一個第二功率放大器。17. 如權利要求10-16中任一項所述的相控陣列設備，其中，所述第一組功率放大器和 所述第二組功率放大器包括在整個所述非均等功率放大器陣列重復的在數量上為1至N的 比率，其中，N是至少為2的整數。18. -種用于毫米波通信設備的方法，包括： 基于一組預定準則，通過具有非均等飽和功率等級和非均等發射功率的功率放大器陣 列來處理一個或多個數據信號；以及 以預定角度經由耦合到所述功率放大器陣列的天線端口陣列發射所述一個或多個數 據信號，該預定角度在空氣介質中組合所述一個或多個數據信號并且在所述空氣介質中重 構幅度和相位調制信號。19. 如權利要求18所述方法，其中，該組預定準則包括以下項中的至少一個:所述一個 或多個數據信號的信號峰值、所述功率放大器陣列的效率、或回退功率等級。20. 如權利要求18所述的方法，還包括： 生成所述功率放大器陣列中的至少一個功率放大器的飽和功率等級與回退功率等級 之間的折中，以增加所述一個或多個數據信號在毫米波頻率內經由耦合到所述功率放大器 陣列的所述天線端口陣列的發射效率。21. 如權利要求18所述的方法，其中，通過所述功率放大器陣列來處理所述一個或多個 數據信號包括： 分別沿著耦合到所述功率放大器陣列的信號鏈，對所述一個或多個數據信號不同地進 行相移。22. 如權利要求18所述的方法，還包括： 在自第一飽和功率等級的回退點處，通過所述功率放大器陣列中的第一組功率放大 器，以第一輸出功率范圍傳遞所述一個或多個數據信號；以及 在自第二飽和功率等級的回退點處，通過所述功率放大器陣列中的第二組功率放大 器，以第二輸出功率范圍傳遞所述一個或多個數據信號。23. 如權利要求22所述的方法，其中，所述第一輸出功率范圍大于所述第二輸出功率范 圍，并且在所述功率放大器陣列中，所述第一組功率放大器包括比所述第二組功率放大器 的數量大的功率放大器。24. 如權利要求18-23中任一項所述的方法，還包括： 基于回退目標等級和所述功率放大器陣列中的第一數量的功率放大器與第二數量的 功率放大器的預定比率，選擇性地激活所述功率放大器陣列中的功率放大器，以增加總體 陣列功率效率，其中，所述第一數量的功率放大器包括比所述第二數量的功率放大器低的 峰值功率等級。
【文檔編號】H04L1/00GK106027132SQ201610104171
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年2月25日
【發明人】E·科亨
【申請人】英特爾Ip公司