CN105264768B - 包络放大器及基站 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供包络放大器及基站。该包络放大器包括：电压产生模块，用于生成n个电压，n为大于1的正整数；电压选择模块，用于：接收控制信号，从所述电压产生模块接收所述n个电压，根据所述控制信号从所述n个电压中选择m个电压，并根据所述m个电压生成包络电压，所述包络电压用于跟踪信号的包络，m为小于或等于n的正整数。本发明实施例中，通过电压选择模块根据控制信号从n个电压中选择m个电压，并根据m个电压生成包络电压，能够有效实现对信号包络的跟踪。

Description

包络放大器及基站
技术领域
本发明涉及通信领域，并且具体地，涉及包络放大器及基站。
背景技术
射频(Radio Frequency，RF)功率放大器(Power Amplifier，PA)是无线基站中不可缺少的一部分，RF功率放大器的效率决定了基站的功耗、尺寸以及热设计等。但是为了提高RF功率放大器的效率，通常又要求其工作在饱和状态，就必然会带来严重的非线性失真。RF功率放大器的非线性失真会降低信号质量，还使得信号的频谱扩展，对邻近信道造成较大的干扰。一种方法是采用功率回退的方法，让RF功率放大器工作在A类或AB类状态。例如，目前为了提高频谱的利用效率，长期演进(Long Term Evolution，LTE)***采用了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDMA)技术，该制式的信号具有很高的峰均比(Peak-to-Average Power Ratio)，大约10～12dB。在基站中高峰均比的信号对RF功率放大器有更高的要求，为了使得RF功率放大器不失真的放大这些高峰均比的信号，可以采用功率回退的方法来放大这些高峰均比信号。然而，根据功放管的特性，这种方法会引起功率放大器效率的大幅度下降，而且在同样输出功率下使基站的能耗大大增加。
另一种方法就是采用高效率的非线性功率放大器与数字预失真(Data PreDistortion，DPD)等线性化数字技术结合来放大信号，尤其是上述高峰均比信号。这样，可以得到比较好的功率放大器效率，同时功率放大器的线性特性也能够满足相关协议的要求。其中，包络跟踪(Envelope Tracking，ET)技术作为一种高效率的非线性功率放大器技术，得到了广泛的研究。ET技术的原理是利用动态调压的方法，利用信号包络来控制RF功率放大器的漏极(或集电极)电压，使功放管工作在P-1dB(分贝)或P-2dB状态，达到高效率的目的。然而，目前还没有有效的实现包络跟踪的方案。
发明内容
本发明实施例提供包络放大器及基站，能够有效实现对信号包络的跟踪。
第一方面，提供了一种包络放大器，包括：电压产生模块，用于生成n个电压，n为大于1的正整数；电压选择模块，用于：接收控制信号，从所述电压产生模块接收所述n个电压，根据所述控制信号从所述n个电压中选择m个电压，并根据所述m个电压生成包络电压，所述包络电压用于跟踪信号的包络，m为小于或等于n的正整数。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述电压选择模块具体用于对所述m个电压进行相加，以得到所述包络电压。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述电压产生模块具有n个输出端，所述n个输出端分别用于输出所述n个电压；所述电压选择模块包括串联的n个子模块，所述n个子模块分别与所述n个输出端相连接；所述控制信号用于从所述n个子模块中选择m个子模块，使得所述m个子模块分别接收的所述m个电压相加，以得到所述包络电压。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述n个子模块中的第i子模块包括第一场效应管FET、第二FET、第一栅极驱动单元和第二栅极驱动单元，i为取值从1至n的正整数；其中，所述第一FET的栅极与所述第一栅极驱动单元的输出端相连接，所述第二FET的栅极与所述第二栅极驱动单元的输出端相连接，所述第一FET的源极与所述n个输出端中的第i输出端相连接，所述第一FET的漏极与所述第二FET的漏极均与所述第i子模块的输出端相连接；所述第一栅极驱动单元为同相驱动器，所述第二栅极驱动单元为反相驱动器，所述第一栅极驱动单元的输入端与所述第二栅极驱动单元的输入端均用于接收所述控制信号。
结合第一方面的第二种可能的实现方式或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述控制信号为n比特的数字包络信号，所述n比特与所述n个子模块一一对应。
结合第一方面或上述实现方式中任一方式，在第五种可能的实现方式中，所述电压选择模块，还用于从基带单元接收所述控制信号。
结合第一方面或上述实现方式中任一方式，在第六种可能的实现方式中，所述电压产生模块包括电源控制电路和变压器，所述电源控制电路与所述变压器的初级相连接，所述变压器的次级具有n个绕组；所述电源控制电路，用于将供电电源的电压转换为直流电压；所述变压器，用于对所述直流电压进行耦合，使得分别在n个绕组上生成n个电压。
第二方面，提供了一种基站，包括：上述的包络放大器，基带单元以及射频功率放大器；
其中，所述基带单元，用于根据基带信号生成控制信号；所述包络放大器，用于从所述基带单元接收所述控制信号，并根据所述控制信号生成包络电压，所述包络电压用于跟踪射频信号的包络，所述射频信号是根据所述基带信号生成的；所述射频功率放大器，用于从所述包络放大器接收所述包络电压，并基于所述包络电压对所述射频信号进行放大。
本发明实施例中，通过电压选择模块根据控制信号从n个电压中选择m个电压，并根据m个电压生成包络电压，能够有效实现对信号包络的跟踪。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明一个实施例的包络放大器的示意框图。
图2是根据本发明另一实施例的包络放大器的示意框图。
图3是根据本发明实施例的基站的示意框图。
图4是根据本发明一个实施例的基站的示意框图。
图5是根据本发明一个实施例的电压产生模块的电路结构的示意图。
图6是根据本发明一个实施例的电压选择模块中一个子模块的电路结构示意图。
图7是根据本发明一个实施例的电压选择模块的电路结构的示意图。
图8是根据本发明一个实施例的仿真结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案，可以应用于各种通信***，例如：全球移动通信***(GlobalSystem of Mobile communication，GSM)，码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)***，宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access Wireless，WCDMA)，通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)，长期演进(Long TermEvolution，LTE)，通用移动通信***(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)等。
本发明实施例中，基站可以是GSM或CDMA中的基站(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(evolved Node B，eNB或e-NodeB)，本发明并不限定。
图1是根据本发明一个实施例的包络放大器的示意框图。图1的包络放大器100包括电压产生模块110和电压选择模块120。
电压产生模块110生成n个电压，n为大于1的正整数。电压选择模块120接收控制信号，从电压产生模块110接收n个电压，根据控制信号从n个电压中选择m个电压，并根据m个电压生成包络电压，包络电压用于跟踪信号的包络，m为小于或等于n的正整数。
本发明实施例中，通过电压选择模块根据控制信号从n个电压中选择m个电压，并根据m个电压生成包络电压，能够有效实现对信号包络的跟踪。
此外，本发明实施例中，在包络电压的控制下使得RF功率放大器的线性特性能够满足要求，而且能够提高RF功率放大器的效率。
可选地，作为一个实施例，电压选择模块120可以对m个电压进行相加，以得到包络电压。
具体而言，在m为1的情况下，电压选择模块120可以将选择的1个电压作为包络电压。在m大于1的情况下，电压选择模块120可以对m个电压求和，求和的结果即为包络电压。
可见，电压选择模块120能够对n个电压进行组合，根据排列组合算法可知，对n个电压进行组合，可以得到(2n-1)个电压。
如果在n个电压之间进行切换来选择n个电压之一作为包络电压，那么由于电压种类有限，会造成上述选择的包络电压与实际包络电压之间较大的误差，而且会造成较大的电压空白区，导致能量损失。而本实施例中，通过选择n个电压之一或者对n个电压中的多个电压进行相加，能够得到(2n-1)个电压，从而使得包络电压更为逼近包络电压，能够有效提高对包络的跟踪精确度以及降低能量损失，并且能够在保证RF功率放大器的线性特性满足要求的同时有效提高RF功率放大器的效率。
可选地，作为另一实施例，如图2所示，电压产生模块110可以具有n个输出端，n个输出端分别用于输出n个电压。电压选择模块120可以包括串联的n个子模块，n个子模块分别与n个输出端相连接。
控制信号用于从n个子模块中选择m个子模块，使得m个子模块分别接收的m个电压相加，以得到包络电压。
具体地，n个子模块之间可以是串联的。每个子模块可以接收n个电压中的一个电压。每个子模块可以在控制信号的控制下输出自己接收的电压或者不输出自己接收的电压。当子模块输出自己接收的电压时，该电压即被选择为m个电压之一。当子模块不输出自己接收的电压时，此时的子模块相当于一个短路线。换言之，电压产生模块110可以视为包括n个电压源。控制信号用于从n个子模块中选择m个子模块，也就是控制信号用于从n个电压源中选择m个电压源，使得m个电压源串联，这样就使得m个电压源输出的m个电压相加，从而得到包络电压。而n个电压源中除m个电压源之外的其它电压源被旁路，因此其它电压源的电压不会被叠加。
可选地，作为另一实施例，n个子模块中的第i子模块可以包括第一场效应管(Field Effect Transistor，FET)、第二FET、第一栅极驱动单元和第二栅极驱动单元，i为取值从1至n的正整数。
其中，第一FET的栅极与第一栅极驱动单元的输出端相连接，第二FET的栅极与第二栅极驱动单元的输出端相连接，第一FET的源极与电压产生模块的n个输出端中的第i输出端相连接，第一FET的漏极与第二FET的漏极均与第i子模块的输出端相连接。
第一栅极驱动单元为同相驱动器，第二栅极驱动单元为反相驱动器，第一栅极驱动单元的输入端与第二栅极驱动单元的输入端均用于接收控制信号。
具体而言，各个子模块均可以包括两个FET和两个栅极驱动单元，即第一FET、第二FET、第一栅极驱动单元和第二栅极驱动单元。
第一FET的源极可以接收电压产生模块110产生的n个电压之一，第二FET的源极可以接入参考电压。第一FET的漏极和第二FET的漏极相连接，作为子模块的输出端。
第一栅极驱动单元用于驱动第一FET，第二栅极驱动单元用于驱动第二FET。第一栅极驱动单元可以为同相驱动器，第二栅极驱动单元可以为反相驱动器。因此在同一时刻，第一FET和第二FET中之一导通，另一截止。
具体地，n个子模块中的第i子模块，与电压产生模块110的n个输出端中的第i输出端相连接，用于接收第i电压。在第一FET导通且第二FET截止时，第一FET可以将其源极接收的第i电压输出至该子模块的输出端。当第一FET截止且第二FET导通时，第一FET不会将其源极接收的电压输出至该子模块的输出端。此时，该子模块相当于一个短路线。
可见，通过第一FET和第二FET二者的导通或截止，能够控制该子模块接收到的电压输出或不输出，从而能够有效地实现n个电压之间的组合。
上述第一FET和第二FET可以是GaN(氮化镓)FET。如果第一FET和第二FET为基于Si(硅)的金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)，上述FET 601和FET 602需要使用不同极性的MOSFET来实现。但由于此处要求的工作速度比较高，采用P型器件在速度上无法很好地满足要求。而GaN FET能够很好地满足包络放大器的工作要求。
此外，每个子模块还可以包括第一电压隔离单元和第二电压隔离单元。第一电压隔离单元可以与第一栅极驱动单元的输入端相连接，第一栅极驱动单元可以通过第一电压隔离单元接收控制信号。第二电压隔离单元可以与第二栅极驱动单元的输入端相连接，第二栅极驱动单元可以通过第一电压隔离单元接收控制信号。
可选地，作为另一实施例，控制信号可以为n比特的数字包络信号，n比特与n个子模块一一对应。
换言之，n个子模块中的第i子模块可以接收n比特中的第i比特，并可以接收电压产生模块110的第i输出端输出的第i电压。第i比特可以控制第i子模块输出第i电压作为m个电压之一，或者可以控制第i子模块不输出第i电压。
具体地，数字包络信号的每个比特可以用于控制一个子模块。例如，当比特为“1”时，相应的子模块可以将接收到的电压输出，作为m个电压之一。即，当比特为“1”时，相应的子模块中的第一FET导通，第二FET截止。当比特为“0”时，相应的子模块可以不输出接收到的电压。即，当比特为“0”时，相应的子模块中的第一FET截止，第二FET导通。
应理解，此处仅是举例说明数字包络信号中各个比特对子模块的控制方式。在另一实施例中，还可以是如下方式：当比特为“1”时，相应的子模块可以不输出接收到的电压。当比特为“0”时，相应的子模块可以将接收到的电压输出，作为m个电压之一。
包络电压与数字包络信号可以是对应的。可选地，作为另一实施例，包络电压的取值可以是数字包络信号对应的十进制数值。例如，在n为4时，数字包络信号可以是“1111”(二进制)，“1111”即为“15”(十进制)，那么电压选择模块120生成的包络电压可以为15V。
可选地，作为另一实施例，电压选择模块120可以从基带单元接收上述控制信号。例如，基带单元可以对基带信号取模，得到数字包络信号。基带单元可以向电压选择模块120发送数字包络信号。与此同时，基带单元可以向发射通道发送基带信号。
应理解，由于通常情况发射通道的信号所经过的数字处理过程较复杂，所以时延较大。而数字包络信号的处理相对于发射通道对信号的处理简单很多，所以时延较小。因此，为了使得数字包络信号与发射通道的信号相匹配，基带单元可以对数字包络信号进行延时。电压选择模块120可以根据数字包络信号得到包络电压。包络电压可以用于跟踪发射通道的信号的包络。由于发射通道对基带信号处理后得到的信号为射频信号，因此包络电压用于跟踪射频信号。
可选地，作为另一实施例，电压产生模块110可以包括电源控制电路和变压器，电源控制电路与变压器的初级相连接，变压器的次级具有n个绕组。
电源控制电路可以将供电电源的电压转换为直流电压。变压器可以对直流电压进行耦合，使得分别在n个绕组上生成n个电压。
具体而言，电源控制电路可以将供电电源提供的电压转换为所需要的直流电压。直流电压由变压器耦合至次级，从而在变压器的次级的n个绕组上分别得到n个电压。
此外，在变压器的次级，还可以连接有整流单元和滤波单元。例如，整流单元可以是整流二极管。滤波单元可以是滤波电容。直流电压由变压器耦合至次级，次级的电压经过整流二极管整流后，再经过滤波电容进行滤波，然后在n个绕组分别得到n个电压。各个绕组的电压可以通过调节它们对应的次级线圈匝数进行调整。
上面描述了本发明实施例的包络放大器。包络放大器可以应用于基站中。图3是根据本发明实施例的基站的示意框图。
图3的基站300可以包括包络放大器100、基带单元310和RF功率放大器320。
基带单元100根据基带信号生成控制信号。包络放大器100从基带单元100接收控制信号，并根据控制信号生成包络电压，包络电压用于跟踪射频信号的包络，射频信号是根据基带信号生成的。RF功率放大器320从包络放大器310接收包络电压，并基于包络电压对射频信号进行放大。
例如，包络电压可以作为RF功率放大器320的漏极电压或者集电极电压，使得RF功率放大器可以工作在P-1dB或P-2dB状态。
本发明实施例中，通过包络放大器根据控制信号生成包络电压，RF功率放大器基于包络电压对射频信号进行放大，不仅能够有效实现对射频信号包络的跟踪，而且能够在保证RF功率放大器的线性特性能够满足要求的同时提高RF功率放大器的效率。
可选地，作为另一实施例，上述控制信号可以是数字包络信号。例如，基带单元100可以对基带信号取模，得到数字包络信号。
下面将结合具体的例子详细本发明实施例。应理解，这些例子仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非限制本发明实施例的范围。
图4是根据本发明一个实施例的基站的示意框图。图4的基站400可以是图3的基站300的一个例子。
基站400可以包括基带单元410和中射频单元420。中射频单元420可以包括包络放大器421、RF功率放大器422、发射机(Transmitter，Tx)数模转换器(Digital to AnalogConverter，DAC)423、调制器424、驱动放大器(Driver Amplifier，Driver AMP)425、反馈模数转换器(Feedback Analog to Digital Converter，Feedback ADC)426和混频器(或者解调器)427。
基带单元410可以生成基带信号，向中射频单元420输出基带信号。基带信号经过TX DAC 423和调制器424后转换为射频信号，射频信号由驱动放大器425输入至RF功率放大器422中。
反馈ADC 426和混频器(或者解调器)427可以将射频信号变频到中频以便反馈ADC426进行采样，然后由反馈ADC 426将采样后数据提供给基带单元410进行预失真处理。
如图4所示，包络放大器421可以包括电压产生模块421a和电压选择模块421b。
供电电源430可以向包络放大器421供电。具体而言，供电电源430可以向电压产生模块421a供电。供电电源430可以提供交流电(Alternating Current，AC)，也可以提供直流电(Direct Current，DC)。
电压产生模块421a可以将供电电源430的电压转换为直流电压，并可以根据得到的直流电压，生成n个电压。电压产生模块421a可以向电压选择模块421b输出n个电压。电压选择模块421b可以在n个电压之间进行组合来得到包络电压。根据排列组合算法可知，对n个电压进行组合，可以得到(2n-1)个电压，从而使得包络电压更为逼近包络电压，能够有效提高对包络的跟踪精确度以及降低能量损失，并且能够在保证RF功率放大器的线性特性满足要求的同时有效提高RF功率放大器的效率。
同时，基带单元410可以根据基带信号，生成数字包络信号。例如，基带单元410可以对基带信号取模，得到数字包络信号。基带单元410可以向电压选择模块421b发送数字包络信号。
电压选择模块421b可以从基带单元410接收数字包络信号，根据数字包络信号从电压产生模块421a生成的n个电压中选择m个电压，根据m个电压生成包络电压。输出电压与数字包络信号是相对应的，输出电压用于跟踪包络。具体地，在m大于1时，电压选择模块421b可以对m个电压进行相加得到包络电压。例如，在n为4时，数字包络信号可以是“1111”(二进制)，“1111”即为“15”(十进制)，那么电压选择模块421a生成的包络电压可以为15V。在m等于1时，电压选择模块421b可以将选择出来的这个电压作为包络电压。
然后，电压选择模块421b可以向RF功率放大器422输出上述包络电压。例如，电压选择模块421b可以向RF功率放大器422的漏极输出上述包络电压，或者可以向RF功率放大器422的集电极输出上述包络电压。
RF功率放大器422可以基于包络电压对输入的射频信号进行放大，并输出。
本发明实施例中，通过包络放大器根据控制信号生成包络电压，RF功率放大器基于包络电压对信号进行放大，能够提高对包络的跟踪精确度以及降低能量损失，并且能够在保证RF功率放大器的线性特性能够满足要求的同时提高RF功率放大器的效率，
可以通过多种电路结构来实现电压产生模块的功能。下面将结合具体例子描述一种电路结构。图5是根据本发明一个实施例的电压产生模块的电路结构的示意图。在图5中，假设n为4，电压产生模块500为图4中的电压产生模块421a的一个例子。电压产生模块500可以产生4个电压。
如图5所示，电压产生模块500可以包括电源控制电路501、变压器502、整流二极管503和滤波电容504。
电源控制电路501与变压器502的初级相连接，整流二极管503和滤波电容504连接在变压器502的次级中。如果供电电源为交流电源，电源控制电路501可以是AC/DC转换器。如果供电电源为直流电源，电源控制电路501可以是DC/DC转换器。
具体而言，电源控制电路501可以将供电电源提供的电压转换为所需要的直流电压。直流电压由变压器502耦合至次级，次级的电压经过整流二极管503整流后，经过滤波电容504进行滤波，然后在变压器502的次级的4个绕组分别得到4个电压。此处假设4个绕组对应的次级线圈匝数之间是2倍关系，因此4个电压可以分别以Vx、2Vx、4Vx和8Vx表示。与各个绕组相对应的参考端的参考电压，可以分别以REF0、REF1、REF2和REF3表示。
各个绕组的电压可以通过调节它们对应的次级线圈匝数进行调整。此外，通过将FB+和FB-反馈至电源控制电路501中，可以由电源控制电路501控制Vx的大小。
应理解，上述仅仅是以整流二极管和滤波电容为例进行说明，还可以将整流二极管替换为其它能够实现整流功能的模块，也可以将滤波电容替换为其它能够实现滤波功能的模块。例如，滤波模块可以是由电感和电容组成的滤波网络。
本实施例中电压产生模块的电路实现简单，成本低。此外，还可以根据图5所示的电路结构进行变换，得到其它可以实现电压产生模块的功能的电路结构。例如，电压产生模块可以包括n个独立的电压源，n个独立的电压源分别用于输出n个电压。
电压选择模块可以包括n个子模块，n个子模块与n个电压一一对应。电压产生模块可以向每个子模块输出一个电压。
数字包络信号可以是n比特，每个比特对应一个子模块。这样，每个子模块可以在数字包络信号中相应的比特的控制下输出自己接收到的电压，或者旁路接收到的电压。
可以通过多种电路结构来实现子模块的功能。下面将结合具体例子描述一种实现子模块功能的电路结构。图6是根据本发明一个实施例的电压选择模块中一个子模块的电路结构示意图。在图6中，将结合图5来描述。以图5中的Vx对应的子模块为例进行说明。
如图6所示，该子模块可以包括场效应管(Field Effect Transistor，FET)601、FET 602、栅极驱动单元603和604、电压隔离单元605和606。
电压隔离单元605可以与栅极驱动单元603相连接，栅极驱动单元603可以与FET601的栅极(图6中的G端)相连接。电压隔离单元606可以与栅极驱动单元604相连接，栅极驱动单元604可以与FET 602的栅极(图6中的G段)相连接。
电压隔离单元605和电压隔离单元606均可以与接口B相连接，能够通过接口B接收数字包络信号。FET 601的漏极(图6中的D端)和FET 602的漏极(图6中的D端)均可以与接口A相连接，作为子模块的输出端。
FET 601的源极(图6中的S端)可以从电压产生模块接收电压产生模块生成的n个电压之一，例如，此处为Vx。FET 602的源极(图6中的S端)可以接收参考电压，例如，此处为REF。
其中，栅极驱动单元603为同相驱动器，栅极驱动单元604为反相驱动器。
该子模块中的接口B可以从基带单元接收数字包络信号中的一个比特。电压产生模块421a可以将Vx输出至FET 601的源极。该子模块的接口A可以输出Vx。
假设接口B从基带单元接收到的比特为“1”。此时，数字信号“1”经过电压隔离单元605和栅极驱动单元603后，输入至FET 601的栅极，使得FET 601导通，FET 601的源极上的Vx可以输出到FET 601的漏极上，由漏极输出至接口A。与此同时，数字信号“1”经过电压隔离单元606和栅极驱动单元604后，输入至FET 602的栅极。由于栅极驱动单元604是反相驱动器，因此FET 602截止。
假设接口B从基带单元接收到的比特为“0”。此时，数字信号“0”经过电压隔离单元605和栅极驱动单元603后，输入至FET 601的栅极，使得FET 601截止，此时，FET 601的源极上的Vx不会被输出到接口A。与此同时，数字信号“0”经过电压隔离单元606和栅极驱动单元604后，输入至FET 602的栅极。由于栅极驱动单元604是反相驱动器，因此FET 602导通。此时，该子模块相当于一个短路导线。
如果FET 601和FET 602为基于Si(硅)的金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，上述FET 601和FET 602需要使用不同极性的MOSFET来实现。但由于此处要求的工作速度比较高，采用P型器件在速度上无法很好地满足要求。因此，优选地，上述FET 601和FET 602可以是GaN(氮化镓)FET。
本实施例中电压产生模块的电路实现简单，成本低。此外，还可以根据图6所示的电路结构进行变换，得到其它可以实现电压选择模块中子模块的功能的电路结构。
下面将结合图5和图6描述电压选择模块的电路结构的一个例子。图7是根据本发明一个实施例的电压选择模块的电路结构的示意图。在图7中，电压选择模块700为图4中的电压选择模块421b的一个例子。
相应于图5的电压产生模块500，电压选择模块700可以包括4个子模块，即子模块710、子模块720、子模块730和子模块740。子模块710、子模块720、子模块730和子模块740的电路结构均可以与图6的子模块的电路结构相同。
如图7所示，子模块710可以包括FET 711、FET 712、栅极驱动单元713和714、电压隔离单元715和716；子模块720可以包括FET 721、FET 722、栅极驱动单元723和724、电压隔离单元725和726；子模块730可以包括FET 731、FET 732、栅极驱动单元733和734、电压隔离单元735和736；子模块740可以包括FET 741、FET 742、栅极驱动单元743和744、电压隔离单元745和746。各个子模块的工作原理与图6的子模块的工作原理相同，不再赘述。
其中，子模块710可以接收Vx，子模块720可以接收2Vx，子模块730可以接收4Vx，子模块740可以接收8Vx。
子模块710至740串联在一起，如图7所示，子模块710的接口A0与子模块720的FET722的源极相连接，子模块720的接口A1与子模块730的FET 732的源极相连接，子模块730的接口A2与子模块740的FET 742的源极相连接。子模块740的接口A3可以向RF功率放大器输出包络电压。
从图6的描述中可知，子模块的接口B可以从基带单元接收数字包络信号。每个子模块的接口B接收数字包络信号中的一个比特。如图7所示，数字包络信号可以是4比特，此处以“b3b2b1b0”表示。子模块740的B3可以接收比特“b3”，子模块730的接口B2可以接收比特“b2”，子模块720的接口B1可以接收比特“b1”，子模块710的接口B0可以接收比特“b0”。
例如，当数字包络信号为“1111”时，子模块740的FET 741、子模块730中的FET731、子模块720的FET 721和子模块710中的FET 711均导通。即，各个子模块均将从电压产生模块500接收到的电压输出。那么，子模块740的接口A3输出的包络电压可以为15Vx。
当数字包络信号为“1110”时，子模块740的FET 741、子模块730中的FET 731和子模块720的FET 721均导通，子模块710中的FET 712导通。此时，子模块740、子模块730和子模块720将从电压产生模块500接收到的电压输出。子模块710相当于一个短路导线，不会输出从电压产生模块500接收到的电压Vx。。那么，子模块740的接口A3输出的包络电压可以为14Vx。
以此类推，当数字包络信号为“1101”至“0001”时，电压选择模块700分别输出包络电压“13Vx”至“Vx”。可见，电压选择模块700能够输出15个包络电压，从而使得包络电压更为逼近包络电压，能够有效提高对包络的跟踪精确度以及降低能量损失，能够在保证RF功率放大器的线性特性满足要求的同时有效提高RF功率放大器的效率。
图8是根据本发明一个实施例的仿真结果图。在图8中，对图7所示的电路结构进行了仿真，可见，本发明实施例中的电压选择模块输出的包络电压很逼近信号包络。RF功率放大器基于该包络电压对信号进行放大，效率可以超过90％。而且，能够降低能量损失。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种包络放大器，其特征在于，包括：
电压产生模块，用于生成n个电压，n为大于1的正整数；
电压选择模块，用于：接收控制信号，从所述电压产生模块接收所述n个电压，根据所述控制信号从所述n个电压中选择m个电压，并将所述m个电压进行相加，得到包络电压，所述包络电压用于跟踪信号的包络，m为小于或等于n并且大于1的正整数；
所述电压产生模块具有n个输出端，所述n个输出端分别用于输出所述n个电压；
所述电压选择模块包括串联的n个子模块，所述n个子模块分别与所述n个输出端相连接；
所述控制信号用于从所述n个子模块中选择m个子模块，使得所述m个子模块分别接收的所述m个电压相加，以得到所述包络电压；
所述n个子模块中的第i子模块包括第一场效应管FET、第二FET、第一栅极驱动单元和第二栅极驱动单元，i为取值从1至n的正整数；
其中，所述第一FET的栅极与所述第一栅极驱动单元的输出端相连接，所述第二FET的栅极与所述第二栅极驱动单元的输出端相连接，所述第一FET的源极与所述n个输出端中的第i输出端相连接，所述第一FET的漏极与所述第二FET的漏极均与所述第i子模块的输出端相连接；
所述第一栅极驱动单元为同相驱动器，所述第二栅极驱动单元为反相驱动器，所述第一栅极驱动单元的输入端与所述第二栅极驱动单元的输入端均用于接收所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的包络放大器，其特征在于，所述控制信号为n比特的数字包络信号，所述n比特与所述n个子模块一一对应。
3.根据权利要求1或2所述的包络放大器，其特征在于，所述电压选择模块，还用于从基带单元接收所述控制信号。
4.根据权利要求1或2所述的包络放大器，其特征在于，所述电压产生模块包括电源控制电路和变压器，所述电源控制电路与所述变压器的初级相连接，所述变压器的次级具有n个绕组；
所述电源控制电路，用于将供电电源的电压转换为直流电压；
所述变压器，用于对所述直流电压进行耦合，使得分别在n个绕组上生成n个电压。
5.一种基站，其特征在于，包括：
如权利要求1至4所述的包络放大器，基带单元以及射频功率放大器；
其中，所述基带单元，用于根据基带信号生成控制信号；
所述包络放大器，用于从所述基带单元接收所述控制信号，并根据所述控制信号生成包络电压，所述包络电压用于跟踪射频信号的包络，所述射频信号是根据所述基带信号生成的；
所述射频功率放大器，用于从所述包络放大器接收所述包络电压，并基于所述包络电压对所述射频信号进行放大。
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