專利名稱：一種提升射頻放大器能量效率的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，特別涉及無線發(fā)射終端射頻放大器能量效率的提升方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通信的飛速發(fā)展，人們對數(shù)據(jù)速率的要求也越來越高，大量高數(shù)據(jù)速率的技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，如多載波技術(shù)、高階調(diào)制技術(shù)等。由于這些傳統(tǒng)調(diào)制技術(shù)得到的調(diào)制信號具有較高的峰均比，通常要求無線終端的射頻功率放大器工作在線性區(qū)以避免非線性失真。然而工作在線性區(qū)的放大器效率僅為5% 10%，其能耗卻占終端能耗的50% 70%。放大器的高能耗低能效導(dǎo)致了極高的終端耗能，極大限制了綠色通信的發(fā)展。本專利提出的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法，可以使放大器工作在非線性區(qū)獲得較高的放大器轉(zhuǎn)換效率，而且通過極化狀態(tài)承載信息還可以在傳統(tǒng)調(diào)制的基礎(chǔ)上提高數(shù)據(jù)速率，從而提升放大器能量效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決射頻放大器工作在線性區(qū)帶來的低效率高能耗問題，本發(fā)明實例提供了一種提升射頻放大器能量效率的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法，應(yīng)用于無線終端發(fā)射機(jī)，所述技術(shù)方案如下一種提升射頻放大器能量效率的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法，包括將發(fā)射信息分為兩部分，分別用于極化狀態(tài)調(diào)制和傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制；用其中一部分信 息對載波的幅度相位進(jìn)行調(diào)制；用另一部分信息對載波的極化狀態(tài)進(jìn)行調(diào)制；接收端識別接收信號的極化狀態(tài)、幅度和相位；根據(jù)識別出的極化狀態(tài)、幅度和相位解調(diào)出發(fā)射信息。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是通過極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法可顯著提升放大器的能量效率。


圖1 :本發(fā)明實施例提供的提升射頻放大器能量效率的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法流程圖；圖2 :本發(fā)明實施例提供的極化狀態(tài)調(diào)制流程圖；圖3 :本發(fā)明實施例提供的極化狀態(tài)星座映射流程圖；圖4 :本發(fā)明實施例提供的信號極化狀態(tài)、幅度和相位識別流程圖；圖5 :本發(fā)明實施例提供的信息解調(diào)流程具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作一步地詳細(xì)描述。參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種基于極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制的放大器效率提升方法，包括發(fā)送信息100 :經(jīng)信源編碼和信道編碼之后得到的二進(jìn)制數(shù)字序列。分為兩部分200 :將發(fā)送信息100分為兩部分。傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制300 :用分出的第一部分發(fā)送信息對載波進(jìn)行傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制。極化狀態(tài)調(diào)制400 :用分出的第二部分發(fā)送信息對載波進(jìn)行極化狀態(tài)調(diào)制。正交雙極化天線發(fā)射500 :將經(jīng)過極化狀態(tài)調(diào)制和幅度相位調(diào)制的載波通過一對垂直水平極化天線發(fā)射出去；需要說明的是，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案對任意相互正交的雙極化發(fā)射天線均適用。正交雙極化天線接收600 :通過一對垂直水平極化天線接收信號。需要說明的是，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案對任意相互正交的雙極化接收天線均適用； 識別信號的極化狀態(tài)、幅度和相位700 :從接收到的信號中識別信號的極化狀態(tài)、幅度和相位；解調(diào)發(fā)送信息800 :根據(jù)識別信號的極化狀態(tài)、幅度和相位解調(diào)出發(fā)送信息。在本發(fā)明實施例中，傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制300包括采用低階的幅度相位調(diào)制方式對載波進(jìn)行調(diào)制，并通入工作在弱非線性區(qū)的射頻放大器。由于信號的幅度和相位只承載部分發(fā)射信息，可采用低階的調(diào)制方式，產(chǎn)生的調(diào)制信息具有低峰均比特性且星座點之間距離大，信號的幅度和相位遭受放大器產(chǎn)生的弱非線性失真后仍然可被識別，因此可使射頻放大器工作在弱非線性區(qū)。在本發(fā)明實施例中，如圖2，極化狀態(tài)調(diào)制400包括第二部分發(fā)送信息401 :為200輸出的第二部分發(fā)送信息；碼速變換402 :對200輸出的第二部分發(fā)送信息進(jìn)行碼速變換，使其速率與射頻放大器輸出信號速率匹配；極化狀態(tài)星座映射403 :按照設(shè)定的映射規(guī)則，將碼速變換得到的二進(jìn)制符號映射成單位龐加萊球上的極化狀態(tài)星座點；單位極化星座圖中每個星座點可用極化相位描述子(δ y φ (S1G O,γ，Φ i G [O, 2 π ])來描述。調(diào)整功分網(wǎng)絡(luò)404 :根據(jù)映射得到的極化狀態(tài)星座點，調(diào)整功分網(wǎng)絡(luò)的幅度比值，將傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制產(chǎn)生的信號分成兩部分，而且這兩部分信號的幅度比值滿足功分網(wǎng)絡(luò)的幅度比值；根據(jù)映射得到的極化相位描述子(Si, (^)，調(diào)整功分網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)Fi為⑴，從而使其滿足幅度比值tan δ i
權(quán)利要求
1.一種提升射頻放大器能量效率的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法，應(yīng)用于無線發(fā)射終端，其特征在于，包括 將發(fā)射信息分為兩部分，分別用于極化狀態(tài)調(diào)制和傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制； 用其中一部分信息對載波的幅度相位進(jìn)行調(diào)制； 用另一部分信息對載波的極化狀態(tài)進(jìn)行調(diào)制； 接收端識別接收信號的極化狀態(tài)、幅度和相位； 根據(jù)識別出的極化狀態(tài)、幅度和相位解調(diào)出發(fā)射信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用其中一部分信息對載波的幅度相位進(jìn)行調(diào)制，包括 將經(jīng)過幅度相位調(diào)制的信號通入工作在非線性區(qū)的射頻放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用另一部分信息對載波的極化狀態(tài)進(jìn)行調(diào)制，包括 對分出的第二部分發(fā)送信息進(jìn)行碼速變換，使其速率與射頻放大器輸出信號速率匹配； 按照設(shè)定的映射規(guī)則，將碼速變換得到的二進(jìn)制符號映射成單位龐加萊球上的極化狀態(tài)星座點(δ ; Φ j) e O,— ,(J)iG [O, 2 ])； 根據(jù)映射得到的極化狀態(tài)星座點(\，(^)，調(diào)整相應(yīng)功分網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)Fi為(I)；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照設(shè)定的映射規(guī)則，將碼速變換得到的二進(jìn)制符號映射成單位龐加萊球上的極化狀態(tài)星座點(S i，Φ) (Si e O, j , φ e [O,2 π ])，包括 根據(jù)誤碼率最小原則，在單位龐加萊球上建立不同調(diào)制階數(shù)所對應(yīng)的極化星座結(jié)構(gòu)； 根據(jù)當(dāng)前信道質(zhì)量確定采用的極化狀態(tài)調(diào)制階數(shù)； 按照所需極化狀態(tài)的調(diào)制階數(shù)選擇應(yīng)的極化狀態(tài)星座圖； 按照星座圖映射規(guī)則將碼速變換輸出的二進(jìn)制符號映射成相應(yīng)的極化星座點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端識別接收信號的極化狀態(tài)、幅度和相位，包括 將正交雙極化天線接收到的兩路正交極化信號分成相同的兩部分； 利用虛擬極化原理，合并第一部分兩路正交極化信號，從而獲得完全分集增益； 識別合并信號的幅度和相位；根據(jù)分出的第二部分兩路正交極化信號，計算兩路信號的幅度比和相位差；根據(jù)得到的幅度比及相位差，識別信號的極化狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)識別出的極化狀態(tài)、幅度和相位解調(diào)出發(fā)射信息，包括根據(jù)信號的幅度和相位判決所對應(yīng)的幅度相位調(diào)制星座點；根據(jù)判決得到的幅度相位調(diào)制星座點，按照幅度相位調(diào)制星座逆映射規(guī)則解調(diào)幅度和相位所承載的發(fā)射信息；根據(jù)得到的極化狀態(tài)判決所對應(yīng)的極化狀態(tài)星座點；根據(jù)判決得到的極化狀態(tài)星座點，按照極化狀態(tài)星座逆映射規(guī)則解調(diào)極化狀態(tài)所承載的發(fā)送信息；對識別得到的發(fā)送信息進(jìn)行組合，恢復(fù)發(fā)送信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種提升射頻放大器能量效率的極化狀態(tài)-幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方法，適用于無線發(fā)射終端。所述方法包括將發(fā)射信息分為兩部分，用其中一部分信息對載波的幅度相位進(jìn)行調(diào)制，用另一部分信息對載波的極化狀態(tài)進(jìn)行調(diào)制，接收端通過識別接收信號的極化狀態(tài)、幅度和相位解調(diào)出發(fā)射信息。通過該方法無線發(fā)射終端可以在保證有效傳輸效率的前提下顯著提高放大器的效率。
文檔編號H04L27/36GK103051588SQ201210525509
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者郭彩麗, 魏冬, 馮春燕, 吳曉彬, 曾志民 申請人:北京郵電大學(xué)