双连接功率放大器系统的制作方法

双连接功率放大器系统
1.优先申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年6月29日提交的题为“双连接功率放大器系统”的美国临时申请号63/045,586的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本技术的实施例涉及布置成发射射频信号的功率放大器系统。


背景技术：

4.射频(rf)通信系统可用于发射和/或接收各种频率的信号。例如，rf通信系统可用于无线通信约30千赫(khz)～300吉赫(ghz)频率范围内的rf信号，例如第五代(5g)蜂窝通信的频率范围1(fr1)中约410兆赫(mhz)～约7.125ghz的范围。
5.rf通信系统的示例包括但不限于移动电话、平板电脑、基站、网络接入点、客户驻地设备(cpe)、笔记本电脑、和可穿戴电子设备。
6.在一些应用中，rf通信系统可以同时传输多个rf信号。射频功率放大器可用于放大此类射频信号以进行发射。


技术实现要素：

7.权利要求中描述的每一个创新都有几个方面，没有一个单一方面能单独负责其所期望的贡献。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将简要描述本技术的一些突出特征。
8.本技术的一个方面是一种布置用于双连接的功率放大器系统。所述功率放大器系统包括第一功率放大器、第二功率放大器、射频处理电路、和开关。第一功率放大器包括被配置为提供射频信号的输出端。第一功率放大器被配置为在双连接模式中启用(active)并且在另一模式中启用。第二功率放大器被配置为在双连接模式中启用，使得第一功率放大器和第二功率放大器在双连接模式中同时启用。射频前端处理电路包括第一射频信号路径和第二射频信号路径。开关被配置为在双连接模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第一射频信号路径，并且在另一模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第二射频信号路径。
9.所述另一模式可以是蜂窝通信模式。射频信号在双连接模式中比在另一模式中具有更低的功率。所述另一模式可以是2g模式。第二功率放大器可以在另一模式中不启用(inactive)。
10.双连接模式可以是非独立组网(non-standalone)的5g模式。射频信号在双连接模式中可以是长期演进(long term evolution)信号，第二功率放大器在双连接模式中可以提供新空口(new radio)信号。射频信号可以是在双连接模式中的新空口信号，第二功率放大器可以在双连接模式中提供长期演进信号。
11.第一信号路径可以操作地耦接在开关和第一天线之间，第二信号路径可以操作地耦接在开关和第二天线之间。第一天线可以配置为在双连接模式中发射第一射频信号，第
二天线被配置为在双连接模式中发射第二射频信号。
12.所述功率放大器系统还可以包括输入开关，该输入开关被配置为在双连接模式中将第一发射器电连接到第一功率放大器的输入端，并且在另一模式中将第二发射器电连接到第一功率放大器的输入端。
13.功率放大器系统还可以包括耦接到功率放大器的输出端的负载线(load line)，其中负载线可以在双连接模式中提供第一阻抗并且在另一模式中提供第二阻抗。
14.第一功率放大器在双连接模式中可以比在另一模式中具有更大的带宽。
15.本技术的另一方面是一种发射射频信号的方法。该方法包括使用第一功率放大器在双连接模式中生成第一射频信号；使用第二功率放大器在双连接模式中生成第二射频信号；在双连接模式中无线发射第一射频信号和第二射频信号；将操作模式从双连接模式改变为另一模式，第一功率放大器模式在该另一模式中启用；以及将第一功率放大器的输出端电连接到用于不是双连接模式的另一模式的另一射频信号路径。
16.第一射频信号和第二射频信号可以是上行链路(uplink)信号。无线发射可以包括在双连接模式中从第一天线发射第一射频信号和从第二天线无线发射第二射频信号。该方法可以包括对于所述另一模式停用(deactivating)第二功率放大器。
17.本技术的另一方面是一种被布置用于双连接的无线通信设备。所述无线通信设备包括第一功率放大器、第二功率放大器、和多个天线。所述第一功率放大器包括被配置为提供第一射频信号的输出端。所述第一功率放大器被配置为在双连接模式中启用并且在另一模式中启用。所述第二功率放大器被配置为在双连接模式中启用，使得第一功率放大器和第二功率放大器在双连接模式中同时启用。所述多个天线包括第一天线和第二天线。所述第一天线用于在双连接模式中发射第一射频信号。所述第二天线用于在双连接模式中发射第二射频信号。
18.无线通信可以包括射频前端处理电路，其包括第一射频信号路径和第二射频信号路径；以及配置为在双连接模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第一射频信号路径、并在另一模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第二射频信号路径的开关。
19.第一射频信号可以是双连接模式中的长期演进信号，第二射频信号可以是双连接模式中的新空口信号。第一射频信号可以是双连接模式中的新空口信号，第二射频信号可以是双连接模式中的长期演进信号。
20.所述另一模式可以关联于与关联于双连接模式的无线电接入技术不同的无线电接入技术。
21.第二功率放大器可以在另一模式中不启用。所述另一模式可以是2g模式。
22.第二天线可以在另一模式中与第一功率放大器的输出端通信。或者，多个天线中的第三个天线可以在另一模式中与第一功率放大器的输出端通信。
23.无线通信设备可以是移动电话。
24.本技术的另一方面是一种功率放大器系统，其包括第一功率放大器、第二功率放大器、和开关。第一功率放大器被配置为在第一模式中启用并且在第二模式中启用。第一功率放大器包括输出端，该输出端被配置为提供与在第一模式中而不是在第二模式中的无线电接入技术相关联的射频信号。第二功率放大器被配置为在第一模式中启用，使得第一功率放大器和第二功率放大器在第一模式中同时启用。开关被配置为在第一模式中将第一功
率放大器的输出端电连接到第一射频信号路径，并且在第二模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第二射频信号路径。
25.第一模式可以是双连接模式。第一模式可以是载波聚合模式。第一模式可以是多输入多输出模式。
26.射频信号可以在第一模式中关联于4g技术、在第二模式中关联于2g技术。射频信号可以在第一模式中关联于5g技术、在第二模式中关联于2g技术。
27.第二功率放大器在第二模式中可以不启用。第二模式可以是2g模式。
28.功率放大器系统可以包括射频前端处理电路，该电路包括第一射频信号路径和第二射频信号路径。
29.本技术的另一方面是布置用于多种模式的无线通信设备。所述无线通信设备包括第一功率放大器、第二功率放大器、和多个天线。第一功率放大器被配置为在第一模式中启用并且在第二模式中启用。第一功率放大器包括输出端，该输出端被配置为提供与在第一模式中而不是在第二模式中的无线电接入技术相关联的第一射频信号。第二功率放大器被配置为在第二模式中启用。多个天线包括第一天线和第二天线。第一天线被配置为在第一模式中从第一功率放大器发射第一射频信号。第二天线被配置为在第一模式中从第二功率放大器发射第二射频信号。
30.无线通信设备可以包括射频前端处理电路，其包括第一射频信号路径和第二射频信号路径；以及配置为在第一模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第一射频信号路径、在第二模式中将第一功率放大器的输出端电连接到第二射频信号路径的开关。
31.第一模式可以是双连接模式。第一模式可以是多输入多输出模式。
32.第一射频信号可以在第一模式中关联于第一蜂窝无线电接入技术，第二射频信号可以在第一模式中关联于第二无线电接入技术，其中第二无线电接入技术不同于第一无线电接入技术。第一射频信号在第一模式中可以是长期演进信号，且第一射频信号在第二模式中可以是2g技术信号。第一射频信号在第一模式中可以是新空口信号，且第一射频信号在第二模式中可以是2g技术信号。
33.第一天线可以在第二模式中与第一功率放大器的输出端通信。第二天线可以在第二模式中与第一功率放大器的输出端通信。多个天线中的第三天线可以在第二模式中与第一功率放大器的输出端通信。
34.本技术的另一方面是一种产生射频信号的方法。该方法包括在第一模式中使用同时启用的第一功率放大器和第二功率放大器生成射频信号；以及在第二模式中启用第一功率放大器用于无线电信号放大，该功率放大器提供与第二模式而不是第一模式的无线电接入技术相关联的射频信号放大。
35.第一模式可以是双连接模式，第二模式可以是第二代(2g)模式。
36.该方法可以包括将第一功率放大器的输出端电连接到第一模式的第一信号路径，以及将第一功率放大器的输出端电连接到第二模式的第二信号路径。
37.该方法可以包括对于所述另一模式停用第二功率放大器。
38.出于总结本技术的目的，本文描述了本发明的一些方面、优点和新颖特征。应当理解，不一定所有这些优点都可以根据任何特定实施例实现。因此，可以以实现或优化本文教导的一个优点或一组优点而不必实现本文教导或建议的其他优点的方式来体现或实施创
新。
附图说明
39.现在将以非限制性示例地方式参考附图来描述本技术的实施例。
40.图1是示例双连接网络拓扑的图。
41.图2是通信网络的一个示例的示意图。
42.图3是根据实施例的布置用于双连接的功率放大器系统的示意框图。
43.图4是根据实施例的功率放大器模块的一部分的示意框图。
44.图5是根据实施例的功率放大器模块的一部分的示意框图。
45.图6是根据实施例的布置用于双连接的功率放大器系统的示意框图。
46.图7是根据实施例的布置用于双连接的功率放大器系统的示意框图。
47.图8是根据实施例的功率放大器系统的示意框图。
48.图9是根据实施例的功率放大器系统的示意框图。
49.图10是根据实施例的功率放大器系统的示意框图。
50.图11是根据实施例的具有输入开关的功率放大器系统的示意框图。
51.图12是根据实施例的具有可调负载线的功率放大器系统的示意框图。
52.图13a是使用载波聚合的通信链路的一个示例的示意图。
53.图13b图示了用于图13a的通信链路的上行链路载波聚合的各种示例。
54.图14a是使用多输入多输出(mimo)通信的上行链路信道的一个示例的示意图。
55.图14b是使用mimo通信的上行链路信道的另一示例的示意图。
56.图15是移动设备的一个实施例的示意图。
具体实施方式
57.以下对一些实施例的描述呈现了具体实施例的各种描述。然而，这里描述的创新可以以多种不同的方式体现，例如，由权利要求书限定和覆盖。在此说明书中，要参考附图，其中相同的附图标记可以表示相同或功能相似的元件。应当理解，图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，应当理解，一些实施例可以包括比附图所示更多的元件和/或包括附图所示元件的子集。此外，一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适的组合。此处提供的标题只是为了方便起见，无意影响权利要求的含义或范围。
58.国际电信联盟(itu)是联合国(un)负责有关信息和通信技术的全球问题，包括无线电频谱的全球共享使用的专门机构。
59.第三代合作伙伴计划(3gpp)是全世界各组电信标准体之间的协作，如无线电工业和商业协会(arib)、电信技术委员会(ttc)、中国通信标准协会(ccsa)、电信行业解决方案联盟(atis)、电信技术协会(tta)、欧洲电信标准协会(etsi)、和印度电信标准发展协会(tsdsi)。
60.通过在itu范围内运作，3gpp开发并维护各种移动通信技术的技术规范，包括，例如，第二代(2g)技术(例如，全球移动通信系统(gsm)和增强型数据速率gsm演进(edge))，第三代(3g)技术(例如，通用移动电信系统(umts)和高速分组接入(hspa))，以及第四代(4g)技术(例如，长期演进(lte)和高级lte)。
61.由3gpp控制的技术规范可以通过规范版本来扩展和修改，规范版本可以跨越多年并且指定新特征和演进的广度。
62.在一个示例中，3gpp在第10版为lte引入了载波聚合(ca)。虽然最初的引入有两个下行链路载波，但是3gpp在第14版中将载波聚合扩展至包括多达五个下行链路载波和多达三个上行链路载波。由3gpp版本提供的新特征和演进的其它示例包括，但不限于，授权辅助接入(laa)，增强型laa(elaa)，窄带物联网(nb-iot)，车联网(v2x)，和高功率用户设备(hpue)。
63.3gpp在第15版引入了第五代(5g)技术的阶段1，并计划在第16版引入5g技术的阶段2。后续3gpp版本将进一步演进并扩展5g技术。5g技术在本文中也被称为5g新空口(nr)。
64.5g nr支持或计划支持各种特征，如毫米波频谱通信、波束形成能力、高频谱效率波形、低延时通信、多无线电数字学、和/或非正交多址(noma)。尽管这样的rf功能为网络提供灵活性并且增强用户数据速率，但是支持这样的特征会带来许多技术挑战。
65.本文的教导适用于广泛多种通信系统，包括但不限于使用高级蜂窝技术的通信系统，如高级lte、高级lte pro和/或5gnr。
66.双连接
67.随着5g nr空口标准的引入，3gpp允许5g和4g标准同时运行，以促进过渡。这种模式可以称为非独立组网(nsa)5g操作或e utran新空口双连接(en-dc)，并且涉及从用户设备(ue)同时传输4g和5g载波。
68.在一些en-dc应用中，双连接nsa涉及使5g系统覆盖现有的4g核心网络。对于此类应用中的双连接，基站和ue之间的控制和同步可以由4g网络执行，而5g网络是一个与4g锚点相连的互补无线电接入网络。4g锚点可以通过5g数据/控制的叠加连接到现有的4g网络。
69.图1是示例双连接网络拓扑的图。这种架构可以掌控lte传统覆盖范围，来确保服务交付的连续性和5g蜂窝的逐步推出。ue 10可以同时传输双上行lte和nr载波。ue 10可以向enb 11发射上行lte载波tx1，同时向gnb 12发射上行nr载波tx2以实现双连接。上行链路载波tx1、tx2和/或下行链路载波rx1、rx2的任何合适组合可以在图1的示例网络拓扑结构中经由无线链路同时传输。enb 11可以提供与核心网络例如演进分组核心(epc)14的连接。gnb 12可以经由enb 11与所述核心网络通信。控制平面数据可以在ue 10和enb 11之间无线通信。enb 11还可以与gnb 12通信控制平面数据。控制平面数据可以沿着图1中虚线的路径传播。图1中的实线是数据平面路径。
70.在图1的示例双连接拓扑中，可以无线发射和接收标准化频带和无线电接入技术(例如，fdd、tdd、sul、sdl)的任何合适组合。这会带来与在ue 10中运行多个单独的无线电和频带有关的技术挑战。有了tdd lte锚点，网络操作可以是同步的(在这种情况下，操作模式可以限制为tx1/tx2和rx1/rx2)，或是异步的(可涉及tx1/tx2、tx1/rx2、rx1/tx2、rx1/rx2)。当lte锚点是频分双工(fdd)载波时，tdd/fdd带间操作可以涉及同时的tx1/rx1/tx2和tx1/rx1/rx2。
71.如上所述，en-dc可以涉及4g和5g载波从ue同时发射。从ue传输4g和5g载波(例如电话)通常涉及两个功率放大器(pa)同时启用。传统上，让两个功率放大器同时启用将涉及放置一个或多个专门适用于en-dc操作的额外功率放大器。在设计支持此类en-dc/nsa操作时会产生额外的电路板空间和费用。
72.本技术提供了支持en-dc/nsa操作的系统和方法，而无需添加额外的pa，无需消耗更多的印刷电路板(pcb)空间或物理面积，并且无需为支持en-dc/nsa操作增加大量费用。
73.早期的解决方案在nsa/en-dc操作期间采用额外的独立组网功率放大器来支持4g频带。这些额外的功率放大器会占用额外的pcb空间、并伴随增加的系统成本。例如，lte频带20(b20)和nr频带28(n28)nsa en-dc情况通常由包括双工器模块的lb功率放大器模块(pamid)外加一个额外的外部低频带(lb)en-dc功率放大器来支持。该解决方案涉及额外的pcb空间和费用，以支持带有额外功率放大器的en-dc情况。另一个例子是lte频带3(b3)和nr频带1(n1)nsa en-dc情况由位于中频带/高频带(mb/hb)pamid模块中的额外的外部中频带(mb)en-dc功率放大器支持。该解决方案也涉及额外的pcb空间和费用来支持带有额外功率放大器的en-dc情况。
74.本技术的各方面涉及使用现有的功率放大器来实现双连接。现有的功率放大器可以在双连接模式和另一模式中启用。例如，一个或多个现有2g pa可用于2g和4g/5g en-dc应用两者。2g pa通常作为lb和mb功率放大器的独立组网模块、或作为集成到一个或多个4g/5g模块中的pa而包含在系统实现中。由于2g pa覆盖了与所需en-dc频带的很大一部分重叠的现有频带，并且2g pa当前具有足以支持4g/5g en-dc操作专用功率水平的负载线，因此这些pa可以用于双重应用。通过添加后pa切换，以将放大器信号路由到2g或4g/5g en-dc信号路径，这些双重应用可以得到支持。
75.在一些情况下，可以实现输入切换，以选择来自发射器的2g信号或4g/5g en-dc信号。现有2g pa的宽带化可能是需要的，以允许覆盖更宽频率范围的双连接频带组合。在一些情况下，考虑到2g pa通常直接由电池带动、并且可能无法通过降低pa集电极电压来提高pa效率，故可以包括用于2g pa的负载线开关，以便在较低功率水平实现双连接应用的更高效率。可以包括集成耦合器以支持双连接操作期间的功率测量。
76.双连接模式的示例包括(1)lte频带20和nr频带n1并发发射和(2)频带3和频带n1并发发射。lte频带发射和nr频带发射的任何合适组合的并发发射都是可以实现的。与两种不同的无线电接入技术相关联的并发发射的任何其他合适组合可以根据本文公开的任何合适原理和优势来实现。
77.通过将lb和mb 2g功率放大器用于双连接操作，可以消除功率放大器系统中两个额外pa的布置和成本。通过省下一个或多个额外功率放大器的额外费用和电路板空间，本文公开的en-dc解决方案为传统解决方案提供了优势。
78.本文公开的实施例可以消除放置一个或多个额外pa以支持4g en-dc频带的需要。5g nsa操作可以由现有2g pa在2g pa原本空闲的时候来支持。这可以扩展2g pa的使用，以更低成本促进向5g的过渡。
79.尽管本文所披露的一些实施例都与双连接操作有关，但本文披露的任何合适的原理和优势都可以在同时产生多个射频信号用于发射的其他应用中实现。例如，参考双连接而描述的特征的任何合适组合可以关联于载波聚合而实现。载波聚合可以是上行链路载波聚合。作为另一个示例，参考双连接而描述的特征的任何合适组合可以与关联于多输入多输出(mimo)通信而实现。mimo通信可以是上行链路mimo通信。在这些示例中，现有的2g pa可用于生成载波聚合的单独载波或用于mimo通信的单独数据流的信号。
80.通讯网络
81.图2是通信网络20的一个示例的示意图。通信网络20包括宏蜂窝(macro cell)基站1、移动设备2、小蜂窝(small cell)基站3、和固定无线设备4。
82.图2所示的通信网络20支持使用多种技术的通信，包括例如，4glte、5g nr、和无线局域网(wlan)如wi-fi。在通信网络20中，双连接可以用移动设备2并发4glte和5g nr通信来实现。虽然已经示出了受到支持的通信技术的各种示例，但是通信网络20可以适应于支持广泛多种通信技术。
83.图2中描绘了通信网络20的各种通信链路。通信链路可以以广泛多种方式双工，包括例如，使用频分双工(fdd)和/或时分双工(tdd)。fdd是使用不同频率来发射和接收信号的射频通信类型。fdd可以提供许多优点，如高数据速率和低延时。相反，tdd是使用大致相同的频率来发射和接收信号、并且其中发射和接收通信在时间上被切换的射频通信类型。tdd可以提供许多优点，如频谱的有效使用和在发射和接收方向之间的输送量的可变分配。
84.如图2所示，移动设备2通过使用4g lte和5g nr技术组合的通信链路与宏蜂窝基站1通信。移动设备2还与小蜂窝基站3通信。在所示示例中，移动设备2和小蜂窝基站3通过使用5g nr、4g lte和wi-fi技术的通信链路进行通信。在一些实施方式中，用增强型授权辅助接入(elaa)将一个或多个授权的频率载波(例如，授权的4g lte和/或5g nr频率)与一个或多个未授权的载波(例如，未授权的wi-fi频率)相聚合。
85.在一些实施方式中，移动设备2使用5g nr技术在一个或多个小于7.5吉赫兹(ghz)的频带上和/或一个或多个大于7.5ghz的频带上与宏蜂窝基站2和小蜂窝基站3通信。例如，无线通信可以使用频率范围1(fr1)、频率范围2(fr2)、或其组合。在一实施例中，移动设备2支持hpue功率等级规范。
86.所示的小蜂窝基站3还与固定无线设备4通信。小蜂窝基站3可以用于例如使用5g nr技术提供宽带服务。在一些实施方式中，小蜂窝基站3以一个或多个落在30ghz～300ghz频率范围内的毫米波频带和/或落在24ghz～30ghz频率范围内的上厘米波频带而与固定无线设备4通信。
87.在一些实施方式中，小蜂窝基站3使用波束成形与固定无线设备4进行通信。例如，波束成形可用于聚焦信号强度以克服路径损耗，例如与毫米波频率上的通信相关的高损耗。
88.图2的通信网络20包括宏蜂窝基站1和小蜂窝基站3。在一些实施方式中，小蜂窝基站3可以以相对于宏蜂窝基站1而言相对较低的功率、较短的范围、和/或更少的并发用户来运行。小蜂窝基站3也可以称为飞蜂窝(femtocell)、皮蜂窝(picocell)、或微蜂窝(microcell)。
89.尽管通信网络20被示为包括两个基站，但是通信网络20可以被实现为包括更多或更少的基站和/或其他类型的基站。如图2所示，各个基站可以使用无线通信来相互通信以提供无线回程。附加地或替代地，各个基站可以使用有线和/或光链路来相互通信。
90.图2的通信网络20被示为包括一个移动设备和一个固定无线设备。移动设备2和固定无线设备4示出了两例用户设备或用户装置(ue)。尽管通信网络20被示为包括两个用户设备，但是通信网络20可以与更多或更少的用户设备和/或其他类型的用户设备进行通信。例如，用户设备可以包括移动电话、平板电脑、笔记本电脑、物联网(iot)设备、可穿戴电子设备、和/或广泛多种其他通信设备。
91.通信网络20的用户设备可以以广泛多种方式共享可用网络资源(例如，可用频谱)。
92.在一个示例中，频分多址(fdma)用于将频带划分为多个频率载波。此外，一个或多个载波被分配给特定用户。fdma的示例包括但不限于，单载波fdma(sc-fdma)和正交fdma(ofdma)。ofdma是一种多载波技术，其将可用带宽细分为多个相互正交的窄带子载波，它们可以分别分配给不同的用户。
93.共享接入的其他示例包括但不限于，时分多址(tdma)，其中为用户分配特定时段以使用频率资源；码分多址(cdma)，其中通过为每个用户设备分配唯一码而在不同用户之间共享频率资源；空分多址(sdma)，其中用波束成形通过空间分隔来提供共享访问；以及非正交多址(noma)，其中用功率域进行多址接入。例如，noma可用于以相同的频率、时间、和/或码服务于多个用户设备，但具有不同的功率级别。
94.增强型移动宽带(embb)是指用于增加lte网络系统容量的技术。例如，embb可以指每个用户设备的峰值数据速率至少为10gbps、最低为100mbps的通信。超可靠低延时通信(urllc)是指具有极低延时(例如小于2毫秒)的通信技术。urllc可用于关键任务通信，例如自动驾驶和/或远程手术应用。海量机器类通信(mmtc)是指与日常对象(例如关联于iot应用的对象)的无线连接相关的低成本和低数据速率通信。
95.图2的通信网络20可用于支持广泛多种高级通信特征，包括但不限于embb、urllc和/或mmtc。
96.通信链路(例如，基站和用户设备之间)的峰值数据速率取决于多种因素。例如，峰值数据速率会受到信道带宽、调制阶数、分量载波的数量、和/或用于通信的天线数量的影响。
97.例如，在一些实施方式中，通信链路的数据速率可以大约等于m*b*log2(1 s/n)，其中m是通信信道的数量，b是信道带宽，s/n是信噪比(snr)。
98.因此，通信链路的数据速率可以通过增加通信信道的数量(例如，使用多个天线发射和接收)、使用更宽的带宽(例如，通过聚合载波)、和/或提高snr(例如，通过增加发射功率和/或提高接收器灵敏度)来增加。
99.5g nr通信系统可以采用广泛多种技术来提高数据速率和/或通信性能。
100.功率放大器系统和模块
101.双连接模式和有两个不同功率放大器同时启用的其他操作模式可以在广泛多种功率放大器系统中实现。示例功率放大器系统和功率放大器模块将参考图3～12来讨论。这些示例系统和/或模块的特征的任何合适组合可以彼此一起实现。
102.功率放大器系统可用于产生较宽范围的频率的信号。例如，一些功率放大器系统可以使用一个或多个低频带(例如，具有1ghz或更低频率内容的rf信号频带，本文也称lb)、一个或多个中频带(例如，具有1ghz～2.3ghz的频率内容的rf信号频带，本文也称mb)、以及一个或多个高频带(例如，具有2.3ghz～3ghz(如2.3ghz～2.7ghz)的频率内容的rf信号频带，本文也称hb)来操作。
103.第二代(2g)功率放大器(pa)存在于许多功率放大器系统实施方案中。2g功率放大器用于放大2g射频(rf)信号。一个或多个2g pa可以作为一个或多个低频带(lb)和/或一个或多个中频带(mb)pa的独立组网模块来实现。或者或另外地，一个或多个2g pa可以集成到
pa 324可以在2g模式中放大hb 2g信号。第二2g pa 324的输出端可以电连接到双连接模式和2g模式中的不同信号路径。
112.rf前端处理电路327可以包括被布置为处理rf信号的rf信号路径。这种信号路径可以包括一个或多个开关、一个或多个滤波器和/或双工器、一个或多个匹配网络、一个或多个射频耦合器等，或其任何合适的组合。2g pa 322和324可以在不同模式中电连接到不同的相应信号路径，从而可以不同地处理2g信号和用于双连接的信号。第一2g pa 322和天线之间的信号路径可以包括rf处理电路327和lb模块320外部的其他处理电路的电路。第二2g pa 324和天线之间的信号路径可以包括rf处理电路327和lb模块320外部的其他处理电路的电路。
113.图示的mb/hb模块310包括mb pa 312和关联电容器313、hb pa 314和关联电容器315、rf前端处理电路317、和被布置为提供控制功能的mipi控制电路318。mb pa 312可以放大mb信号。mb pa 312可以被布置为放大5g nr信号。hb pa 314可以放大hb信号。hb pa 314可以被布置为放大5g nr信号。rf前端处理电路317可以包括被布置为处理rf信号的rf信号路径。这种信号路径可以包括一个或多个开关、一个或多个滤波器和/或双工器、一个或多个匹配网络、一个或多个射频耦合器等，或其任何合适的组合。
114.分集接收模块330可以对分集天线362接收的信号进行信号处理。分集接收模块330可以包括一个或多个低噪声放大器、一个或多个滤波器和/或双工器、一个或多个匹配网络、一个或多个开关、一个或多个rf耦合器、一个或多个功率检测器等，或其任何合适的组合。
115.mb/hb模块310、lb模块320、和drx模块330通过各种滤波器与各种天线通信。例如，mb/hb模块310通过滤波器340与高频带天线342通信。mb/hb模块310通过三工器350的第一滤波器与主天线352通信。lb模块经由三工器350的第二滤波器与主天线通信。drx模块330经由三工器360的多个滤波器与分集接收天线362通信。
116.图4是根据实施例的功率放大器模块400的一部分的示意框图。如图所示，功率放大器模块400包括第一2g pa 322、第二2g pa 324、第一滤波器422、第二滤波器432、第一开关424、和第二开关434。功率放大器模块400的所述部分可以例如包括在图3的lb模块320中。在一些应用中，第一滤波器422、第二滤波器432、第一开关424、和第二开关434可以包括在图3的rf前端处理电路327中。
117.开关424和434支持用于2g操作和en dc操作的信号路由。开关424和434用作分别耦接到相应2g pa322和324的输出端的频带选择/模式选择开关。
118.由第一2g pa 322提供的输出信号可以被第一滤波器422滤波并且被提供给第一开关424。第一滤波器422可以是低通滤波器。第一开关424可以在2g模式中将第一2g pa 322的输出端电连接到2glb信号路径。第一开关424可以在en-dc模式中将第一2g pa 322的输出端电连接到lb en-dc信号路径。因此，第一开关424可以路由第一2g pa 322的输出信号用于2g或4g/5g en-dc操作。2g pa 322可以提供关联于en-dc模式中而非2g模式中的无线电接入技术的射频输出信号。
119.由第二2g pa 324提供的输出信号可以被第二滤波器432滤波并提供给第二开关434。第二开关434可以在2g模式中将第二2g pa 324的输出端电连接到2g信号路径。第二开关434可以在en-dc模式中将第二2g pa 324的输出端电连接到hb en dc信号路径。因此，第
二开关434可以路由第二2g pa 324的输出信号用于2g或4g/5g en-dc操作。2g pa 324可以提供关联于en-dc模式中而非2g模式中的无线电接入技术的射频输出信号。
120.在一些实施例(未示出)中，第一2g pa 322和/或第二2g pa 324的供电电压可以被调整为对于2g模式和en-dc模式有所不同。
121.耦接到第一2g pa 322的输出端的负载线和/或耦接到第二2g pa 324的输出端的负载线可以被调整以提供用于2g模式和en-dc模式的不同阻抗。这可以，相对于2g模式而言，降低en-dc模式的功率。调整负载线的阻抗可以提高2g模式和/或en dc模式的效率。
122.图5是根据实施例的功率放大器模块500的一部分的示意框图。功率放大器模块500是独立组网的2g en dc功率放大器模块。与功率放大器模块400中一样，第一开关424和第二开关434可以为功率放大器模块500中的2g操作和4g/5g en-dc操作路由2g pa 322和324的相应输出。
123.功率放大器模块500还包括射频耦合器522和532。射频耦合器522和532可以提供从功率放大器模块500输出的en-dc信号的rf样本。所述rf样本可以经由开关540提供给输出功率放大器模块500的输出端。集成射频耦合器522和532可以有利地在功率放大器模块500的输出端为功率放大器模块500提供的en-dc信号提供输出功率的指示。这可以支持en-dc操作期间的功率测量。功率放大器模块500还包括提供控制功能的rffe控制电路500。
124.图6是根据实施例被布置用于双连接的功率放大器系统600的示意框图。一个2g pa用于功率放大器系统600中的4g/5g en-dc应用。如图所示，功率放大器系统600包括lb模块620和drx模块630。功率放大器系统600还包括电连接到这些模块的电路的多路复用器。所述多路复用器包括双工器634和三工器636。一个或多个所示多路复用器可以在所示模块的外部实现。一个或多个所示多路复用器可被包括作为模块(例如lb模块620和/或drx模块630)的一部分。一个或多个所示多路复用器可包括作为模块的一部分的滤波器和位于该模块外部的另一过滤器。
125.例如，功率放大器系统600可以支持用于4g lte频带20和5g nr频带n28的lb en-dc模式。在此例中，第一2g pa 322可以提供4g频带20信号，而lb pa 326提供5g频带n28信号。双工器634可以是频带n28双工器，三工器可以包括频带20发射滤波器。在en-dc模式中，第一2g pa 322可以经由第一开关424向三工器636的频带20发射滤波器提供放大的rf信号。lb pa 326可以经由开关622和rf频率处理电路627的电路同时向双工器624的发射滤波器提供另一个放大的rf信号。
126.图7是根据实施例被布置用于双连接的功率放大器系统700的示意框图。一个2g pa用于功率放大器系统700中的4g/5g en-dc应用。如所示，功率放大器系统700包括mb/hb模块710和lb模块620。功率放大器系统700还包括多路复用器电连接到这些模块的电路。所述多路复用器包括双工器634和双工器732。一个或多个所示多路复用器可以在所示模块的外部实现。一个或多个所示多路复用器可被包括作为模块(例如lb模块620和/或mb/hb模块710)的一部分。一个或多个所示多路复用器可包括作为模块的一部分的滤波器和位于该模块外部的另一过滤器。
127.例如，功率放大器系统700可以支持4g lte频带3和5g nr频带n1的mb en-dc模式。在该示例中，第二2g pa 324可以提供4g频带3信号，而mb pa 312提供5g频带n1信号。双工器732可以是频带3双工器。在en-dc模式中，第二2g pa 324可以经由第二开关434向双工器
723的频带3发射滤波器提供放大的rf信号。mb pa 312可以同时向rf频率处理电路717的频带n1发射滤波器提供另一个放大的rf信号。
128.在一个实施例中，功率放大器系统可以包括图6和7的lb模块620、图6的drx模块630、和图7的hb/mb模块710。这样的实施例可以实现图6和7描述的双连接特征。
129.en-dc示例参考图6和图7进行讨论。任何合适的双连接例子可以根据本文公开的任何合适的原理和优势来实现。在一些情况下，可以安排一个或多个2g pa具有更宽的带宽以支持任何合适的双连接情况。
130.图8是根据实施例的功率放大器系统800的示意框图。如所示，功率放大器系统800包括第一pa802、第二pa804、开关810、第一信号路径822、第二信号路径824、第三信号路径826、第二开关830、第一天线842和第二天线844。
131.第一功率放大器802被布置为在第一模式中启用并且在第二模式中启用。第二功率放大器804被布置为在第一模式中启用，使得第一功率放大器802和第二功率放大器804在第一模式中同时启用。第二功率放大器804在第二模式中可以不启用。
132.第一模式可以是双连接模式、载波聚合模式、mimo模式、或另一种使第一功率放大器802和第二功率放大器804都处于启用状态的模式。例如，第一模式可以是双连接模式。例如，第二模式可以是2g模式。
133.在第一模式中，第一功率放大器802和第二功率放大器804可以在公共频带范围内(例如，lb、mb或hb)或在不同频带范围内(例如，第一功率放大器802在不同于第二功率放大器804的lb、mb或hb中)。在第一模式中，第一功率放大器802和第二功率放大器804可以产生表1的任何频带范围组合的射频信号。
134.第一palbmbhbhbmbhblbmblb第二palbmbhbmbhblbhblbmb
135.表1
136.第一功率放大器802具有输出端，该输出端被配置为提供与第一模式中不同的第二模式中的无线电接入技术相关联的射频信号。例如，第一功率放大器802可以在第一模式中提供4g信号、并在第二模式中提供2g信号。作为另一个例子，第一功率放大器802可以在第一模式中提供5g信号、并在第二模式中提供2g信号。相应地，第一功率放大器802可以在不同模式中提供与不同的无线电接入技术相关联的射频信号。
137.在一些情况下，与被布置为仅在第一模式和第二模式中的一个模式中操作的类似功率放大器相比，第一功率放大器802被布置为具有更宽的在第一模式和第二模式中操作的带宽。
138.开关810被布置为在第一模式中将第一功率放大器802的输出端电连接到第一射频信号路径822、且在第二种模式中将第一功率放大器802的输出端电连接到第二射频信号路径824。第一和第二射频信号路径822和824可以以不同方式处理由第一功率放大器802提供的输出信号，以分别满足第一模式和第二模式的规范。
139.第一射频信号路径822可以被布置为在第一模式中处理由第一功率放大器802提供的输出信号。第一射频信号路径822可以包括一个或多个滤波器(例如，一个或多个具有与第一模式相关联的通带的滤波器)、一个或多个匹配网络、一个或多个开关、一个或多个射频耦合器等、或其任何合适的组合。第一射频信号路径822可以包括图3-7中任一个的功
率放大器模块的射频处理电路和/或模式放大器模块外部的电路。
140.第二射频信号路径824可以被布置为在第二模式中处理由第一功率放大器802提供的输出信号。第二射频信号路径824可以包括一个或多个滤波器(例如，一个或多个具有与第二模式相关联的通带的滤波器)、一个或多个匹配网络、一个或多个开关、一个或多个射频耦合器等、或其任何合适的组合。第二射频信号路径824可以包括图3-7中任一个的功率放大器模块的射频处理电路和/或模式放大器模块外部的电路。
141.在一些应用中，可以调整第一功率放大器802的电源电压以在第一模式和第二模式之间切换。第一功率放大器802在第一模式中可以比在第二模式中低的功率操作。第一功率放大器802可以输出关联与第一模式不同的第二模式中的无线电接入技术的射频信号。两种模式中不同的无线电接入技术都可以是蜂窝无线电接入技术。
142.在一些应用中，第二功率放大器804可以提供与与第一模式中的第一功率放大器802不同的无线电接入技术相关联的输出信号。例如，在第一模式中，第二功率放大器804可以提供5g信号，而第一功率放大器802可以提供4g信号。作为另一个例子，在第一模式中，第二功率放大器804可以提供4g信号，而第一功率放大器802可以提供5g信号。所述不同的无线电接入技术都可以是蜂窝无线电接入技术。
143.在一些其他应用中，第一功率放大器802和第二功率放大器804可以在第一模式中提供与相同无线电接入技术相关联的输出信号。例如，在第一模式中，第二功率放大器804和第一功率放大器802都可以在第一模式中提供4g信号。又例如，在第一模式中，第二功率放大器804和第一功率放大器802都可以在第一模式中提供5g信号。在这些示例中，第一功率放大器802和第二功率放大器804可以在第一模式中为载波聚合和/或mimo通信提供信号。
144.第三射频信号路径826可以被布置为在第一模式中处理由第二功率放大器804提供的输出信号。第三射频信号路径826可包括一个或多个滤波器、一个或多个匹配网络、一个或多个开关、一个或多个射频耦合器等，或其任何合适的组合。
145.第二开关830可以在第一模式中将第三信号路径826电连接到第二天线844、且在第二模式中将第二信号路径824电连接到第二天线844。在第一模式中，来自第一功率放大器802的输出信号可以从第一天线842发射，来自第二功率放大器804的输出信号可以从第二天线844发射。在第二模式中，来自第一功率放大器802可以从第二天线844发射。在一些应用中，第二天线844可以是移动设备的主天线。
146.图9是根据实施例的功率放大器系统900的示意框图。如所示，功率放大器系统900包括第一pa802、第二pa804、开关810、第一信号路径822、第二信号路径824、第三信号路径826、第二开关930、第一天线942、以及第二天线944。在功率放大器系统900中，第一功率放大器802的信号与第二功率放大器804的信号从不同的天线发射。第二开关930被布置为在第一模式中将第一信号路径822电连接到第一天线942、并且在第二模式中将第二信号路径824电连接到第二天线944。因此，第一功率放大器802的输出信号可以在第一模式和第二模式中都从第一天线942传输。开关810和930一起通过不同模式中的不同信号路径将第一功率放大器802耦接到第一天线942。
147.图10是根据实施例的功率放大器系统1000的示意框图。如所示，功率放大器系统包括第一pa802、第二pa804、开关810、第一信号路径822、第二信号路径824、第三信号路径
826、第一天线1042、第二天线1044、以及第三天线1046。在功率放大器系统1000中，第一功率放大器802的输出信号在不同模式中从不同的天线发射，并且也与第二功率放大器804的输出信号从不同的天线发射。在第一模式中，第一功率放大器802的输出信号可以从第一天线1042发射，而第二功率放大器804的输出信号可以从第三天线1044发射。在第二模式中，第一功率放大器802的输出信号可以从第二天线1044发射。
148.在一些其他应用中，第一功率放大器802和第二功率放大器804都可以以第一功率放大器802和第二功率放大器804同时启用的模式向同一天线提供各自的射频信号。在这样的应用中，第一功率放大器802和第二功率放大器804可以产生具有不同频率内容的射频信号，这些射频信号经过频域复用后提供给同一天线。例如，功率放大器802和804可以产生具有不同频率内容的射频信号用于载波聚合，并且射频信号可以通过多路复用器组合以从同一天线发射。
149.在一些应用中，输入切换可以选择哪个发射器电连接到不同模式的功率放大器的输入端。例如，2g pa的输入开关可以在2g模式中向2g pa的输入端提供2g信号，在en-dc模式中向2g pa的输入端提供4g/5g en-dc信号。
150.图11是根据实施例的具有输入开关1102的功率放大器系统1100的示意框图。输入开关1102可以在不同模式中将不同的发射器电连接到功率放大器802的输入端。输入开关1102可以与本文公开的任何合适的原理和优点一起实现。例如，输入开关1102可以添加到本文公开的功率放大器系统和/或模块的任何其他实施例。输入开关1102可以包括还包括图4的功率放大器模块400的特征的任何合适组合的封装模块中。输入开关1102可以包括在还包括图5的功率放大器模块500的特征的任何合适组合的封装模块中。
151.在一些应用中，可在多种模式中操作的功率放大器的输出端上的负载线可以针对不同模式进行调整。例如，通过在2g模式和en-dc模式之间切换时进行调整，2g pa输出端上的可调负载线可以在所需的工作功率水平下提供更高的效率。如果用于2g和en-dc的目标输出功率水平显著不同，负载线切换可以调整负载线并提高操作效率。
152.图12是根据实施例的具有可调负载线1202的功率放大器系统1200的示意框图。可调负载线1202可以调整负载线的阻抗以在不同模式中操作。例如，可调负载线1202可以为2g模式提供与en dc模式不同的阻抗，以便提高和/或优化每种模式在目标操作功率水平的效率。可调负载线1202可以实施负载线切换以来调整阻抗。
153.可调负载线1202可以与本文公开的任何合适的原理和优点一起实施。例如，可调负载线1202可以添加到本文公开的功率放大器系统和/或模块的任何其他实施例。可调负载线1202可以包括在还包括图4的功率放大器模块400的特征的任何合适组合的封装模块中。可调负载线1202可以包括在还包括图5的功率放大器模块500的特征的任何合适组合的封装模块中。可调负载线1202可以包括在还包括图4的功率放大器模块400的特征的任何合适组合和图11的输入开关1102的封装模块中。可调负载线1202可以包括在还包括图5的功率放大器模块500的特征的任何合适组合和图11的输入开关1102的封装模块中。
154.载波聚合
155.图13a是使用载波聚合的通信链路的一个示例的示意图。载波聚合可用于通过支持多个频率载波上的通信来加宽通信链路的带宽，从而通过利用碎片化的频谱分配来提高用户数据速率并增大网络容量。本文公开的功率放大器可以在载波聚合应用中实施。
156.在所示示例中，在基站1321和移动设备1322之间提供通信链路。如图13a所示，通信链路包括用于从基站1321到移动设备1322的rf通信的下行链路信道，以及用于从移动设备1322到基站1321的rf通信的上行链路信道。
157.虽然图13a图示了fdd通信情形中的载波聚合，但是载波聚合也可以用于tdd通信。
158.在一些实施方案中，通信链路可以为下行链路信道和上行链路信道提供非对称数据速率。例如，通信链路可用于支持相对较高的下行链路数据速率，以实现多媒体内容向移动设备的高速流传输，同时提供相对较慢的数据速率以将数据从移动设备上传到云。
159.在所示示例中，基站1321和移动设备1322经由载波聚合进行通信，这可以用于选择性地增加通信链路的带宽。载波聚合包括连续聚合，即聚合相同工作频带内的连续载波。载波聚合也可以为非连续的，并且可以包括在公共频带内或不同频带内在频率上分隔开的载波。
160.在图13a所示的示例中，上行链路信道包括三个聚合分量载波f
ull
、f
ul2
和f
ul3
。此外，下行链路信道包括五个聚合分量载波f
dl1
、f
dl2
、f
dl3
、f
dl4
和f
dl5
。尽管示出了分量载波聚合的一个示例，但是可以为上行链路和/或下行链路聚合更多或更少的载波。此外，多个聚合载波可以随时间变化以实现所需的上行链路和下行链路数据速率。
161.例如，具体移动设备中用于上行链路和/或下行链路通信的聚合载波的数量可以随时间改变。例如，当设备在通信网络中移动和/或随着网络使用随时间变化时，聚合载波的数量会发生变化。
162.图13b图示了用于图13a的通信链路的上行链路载波聚合的各种示例。图13b包括第一载波聚合场景1331、第二载波聚合场景1332、和第三载波聚合场景1333，示意性地描绘了三种类型的载波聚合。
163.载波聚合场景1331-33示出了第一分量载波f
ull
、第二分量载波f
ul2
、和第三分量载波f
ul3
的不同频谱分配。尽管图13b是在聚合三个分量载波的情形中说明的，但载波聚合可用于聚合更多或更少的载波。此外，虽然在上行链路的情形中进行了说明，但聚合场景也适用于下行链路。
164.第一载波聚合场景1331图示了带内连续载波聚合，其中在频率上相邻且位于公共频带内的分量载波被聚合。例如，第一载波聚合场景1331描述了相邻且位于第一频带band1内的分量载波f
ul1
、f
ul2
和f
ul3
的聚合。
165.继续参考图13b，第二载波聚合场景1332图示了带内非连续载波聚合，其中在频率上不相邻并且位于公共频带内的两个或更多个分量载波被聚合。例如，第二载波聚合场景1332描绘了不连续但位于第一频带band1内的分量载波f
ul1
、f
ul2
和f
ul3
的聚合。
166.第三载波聚合场景1333图示了带间非连续载波聚合，其中在频率上不相邻并且位于多个频带中的分量载波被聚合。例如，第三载波聚合场景1333描述了第一频带band1的分量载波f
ul1
和f
ul2
与第二频带band2的分量载波f
ul3
的聚合。
167.参考图13a-13b，在载波聚合中使用的各个分量载波可以具有多种频率，包括例如位于相同频带内或位于多个频带内的频率载波。此外，载波聚合适用于各个分量载波具有大约相同带宽的实现方式以及各个分量载波具有不同带宽的实现方式。
168.一些通信网络向特定用户设备分配用于上行链路的主分量载波(pcc)或锚载波以及用于下行链路的pcc。另外，当移动设备使用用于上行链路或下行链路的单个频率载波进
行通信时，用户设备使用pcc进行通信。为了增强上行链路通信的带宽，上行链路pcc可以与一个或多个上行链路次级分量载波(scc)聚合。此外，为了增强下行链路通信的带宽，下行链路pcc可以与一个或多个下行链路scc聚合。
169.在一些实施方式中，通信网络为每个分量载波提供网络小区。此外，主小区可以使用pcc来工作，而辅小区可以使用scc来工作。例如，由于载波频率和/或网络环境的差异，主小区和辅小区可以具有不同的覆盖区域。
170.授权辅助接入(laa)指的是下行链路载波聚合，其中与移动运营商相关联的授权频率载波与未授权频谱(如wifi)中的频率载波聚合。laa采用在授权频谱中携带了与通信链路相关联的控制和信令信息的下行链路pcc，而未授权频谱在可用时被聚合以获得更宽的下行链路带宽。laa可以以次级载波的动态调整来运行，以避免wifi用户和/或与wifi用户共存。增强型授权辅助接入(elaa)指的是一种laa进化版，其针对下行链路和上行链路聚合经授权和未授权的频谱。
171.mimo通信
172.图14a是使用多输入多输出(mimo)通信的上行链路信道的一个示例的示意图。本文公开的功率放大器可以在mimo通信应用中实施。
173.mimo通信使用多个天线用于在公共频谱上同时传送多个数据流。在一些实施方式中，数据流以不同的参考信号操作以增强接收器处的数据接收。mimo通信受益于较高snr、改进的编码、和/或由于无线电环境的空间复用差异而降低的信号干扰。
174.mimo阶数是指发射或接收的单个数据流的数量。例如，上行链路通信的mimo阶数可以用ue(例如移动设备)的发射天线的数量、以及基站的接收天线的数量来描述。例如，二乘二(2x2)ul mimo是指使用两个ue天线和两个基站天线的mimo上行链路通信。此外，四乘四(4x4)ul mimo是指使用四个ue天线和四个基站天线的mimo上行链路通信。
175.在图14a所示的示例中，上行链路mimo通信是通过使用移动设备1442的n个天线1444a、1444b、1444c、
…
1444n进行发射和使用基站1441的m个天线1443a、1443b、1443c、
…
1443m接收来提供的。因此，图14a图示了nxm ul mimo的示例。
176.通过增加mimo的级别或阶数，可以增加上行链路信道和/或下行链路信道的带宽。
177.mimo通信适用于多种类型的通信链路，例如fdd通信链路和tdd通信链路。
178.图14b是使用mimo通信的上行链路信道的另一示例的示意图。在图14b所示的示例中，通过使用移动设备1442的n个天线1444a、1444b、1444c、
…
1444n进行发射来提供上行链路mimo通信。另外，上行链路传输的第一部分用第一基站1441a的m个天线1443a1、1443b1、1443c1、
…
1443m1接收，而上行链路传输的第二部分用第二基站1441b的m个天线1443a2、1443b2、1443c2、
…
1443m2接收。此外，第一基站1441a和第二基站1441b通过有线、光学、和/或无线链路彼此通信。
179.图14b的mimo场景说明了一个示例，其中多个基站合作以促进mimo通信。
180.移动设备
181.本文公开的功率放大器系统可以包括在无线通信设备例如移动设备中。根据本文公开的任何合适的原理和优点的功率放大器系统可以在任何合适的无线通信设备中实施。这种无线通信设备的一个示例将参考图15来讨论。
182.图15是移动设备1500的一个实施例的示意图。移动设备1500包括基带系统1501、
收发器1502、前端系统1503、天线1504、功率管理系统1505、存储器1506、用户接口1507、和电池1508。
183.移动设备1500可以使用多种通信技术进行通信，包括但不限于2g、3g、4g(包括lte、高级lte和lte-advanced pro)、5g nr、wlan(例如，wi-fi)、wpan(例如，蓝牙和zigbee)、wman(例如，wimax)、和/或gps技术。
184.收发器1502生成用于发射的rf信号并处理从天线1504接收的传入rf信号。应当理解，与rf信号的发射和接收相关联的各种功能可以通过在图15中总体表示为收发器1502的一个或多个组件来实现。在一个示例中，可以提供单独的部件(例如，单独的电路或晶片(die))来处理一些类型的rf信号。
185.前端系统1503有助于调节发射到天线1504和/或从天线1504接收的信号。在所示实施例中，前端系统1503包括天线调谐电路1510、功率放大器(pa)1511、低噪声放大器(lna)1512、滤波器1513、开关1514、和信号分离/组合电路1515。然而，其他实施方式也是可能的。
186.例如，前端系统1503可以提供多种功能，包括但不限于，放大用于发射的信号、放大接收的信号、对信号进行滤波、在不同频带之间切换、在不同功率模式之间切换、在不同发射和接收模式之间切换、信号的双工、信号的多路复用(例如，双工或三工)，或它们的某种组合。
187.在一些实施方式中，移动设备1500支持载波聚合，从而提供灵活性以增加峰值数据速率。载波聚合可用于频分双工(fdd)和时分双工(tdd)，并可用于聚合多个载波或信道。载波聚合包括连续聚合，即聚合相同工作频带内的连续载波。载波聚合也可以为非连续的，并且可以包括在公共频带内或不同频带中的频率分离的载波。
188.天线1504可以包括用于广泛多种类型的通信的天线。例如，天线1504可以包括用于发射和/或接收与广泛多种频率和通信标准相关联的信号的天线。
189.在一些实施方式中，天线1504支持mimo通信和/或切换分集通信。例如，mimo通信使用多个天线通过单个射频信道传输多个数据流。mimo通信受益于较高snr、改进的编码、和/或由于无线电环境的空间复用差异而降低的信号干扰。切换分集是指在指定时间选择指定天线进行操作的通信。例如，开关可用于从一组天线中基于多种因素(例如观察到的误码率和/或信号强度指示符)选择一个具体的天线。
190.在一些实施方式中，移动设备1500可以使用波束成形来操作。例如，前端系统1503可以包括具有可控增益的放大器和具有可控相位的移相器，以便为使用天线1504发射和/或接收信号提供波束形成和方向性。例如，在信号发射的情形中，提供给天线1504的发射信号的幅度和相位受到控制，使得从天线1504辐射出的信号利用相长干涉和相消干涉进行组合，以生成聚合发射信号，这种信号表现出波束式品质，在给定方向上传播更多的信号强度。在信号接收的情形中，幅度和相位受到控制，使得当信号从特定方向到达天线1504时接收到更多的信号能量。在一些实施方式中，天线1504包括天线元件的一个或多个阵列以增强波束成形。
191.基带系统1501耦接到用户接口1507，以便于处理各种用户输入和输出(i/o)，如语音和数据。基带系统1501向收发器1502提供发射信号的数字表示，收发器1502处理所述数字表示以生成用于发射的rf信号。基带系统1501还处理由收发器1502提供的接收信号的数
字表示。如图15所示，基带系统1501耦接到存储器1506以便于移动设备1500的操作。
192.存储器1506可以用于广泛多种目的，如存储数据和/或指令，以促进移动设备1500的操作和/或提供用户信息的存储。
193.功率管理系统1505提供移动设备1500的多个功率管理功能。在一些实施方式中，功率管理系统1505包括控制功率放大器1511的供电电压的pa供电控制电路。例如，功率管理系统1505可以被配置为改变提供给一个或多个功率放大器1511的供电电压以改进效率，例如功率增加效率(pae)。
194.如图15所示，功率管理系统1505从电池1508接收电池电压。电池1508可以是用于移动设备1500的任何合适的电池，包括例如锂离子电池。
195.应用、术语、以及结论
196.上述任何实施例都可以关联于诸如蜂窝手机等移动设备而实施。这些实施例的原理和优势可用于任何可受益于本文所述任何实施例的系统或装置，例如任何上行链路无线通信设备。本文的教导适用于各种系统。尽管本技术包括示例实施例，但是本文所述教导可以应用于多种结构。本文所述任何原理和优势都可以关联于被配置为放大和处理约30khz～300ghz、例如约450mhz～8.5ghz的频率范围内的信号的rf电路而实施。本文公开的功率放大器系统可以在5g nr规范的fr1内的各个频率下生成rf信号。
197.本技术的各个方面可以在各种电子设备中实施。所述电子设备的示例可以包括但不限于，消费电子产品，消费电子产品的一部分(如打包的射频模块)，上行链路无线通讯设备，无线通讯基础设施，电子测试设备等。所述电子设备的示例还可以包括但不限于，手机(如智能手机)、可穿戴的计算设备(如智能手表或耳机)、电话、电视、计算机监视器、计算机、调制解调器、手持式计算机、笔记本电脑、平板电脑、微波炉、冰箱、车载电子系统(如汽车电子系统)、机器人(如工业机器人)、物联网设备、立体声系统、数字音乐播放器、照相机(如数码相机)、便携式存储芯片、家用设备(如洗衣机、烘干机)、外围设备、腕表、时钟等。此外，所述电子设备可以包括未完成的产品。
198.除非上下文另外指明，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等将被笼统解释为包含性的意义，而不是排他性的或穷举的意义；也就是说，是指“包括但不限于”。本文中所使用的有条件的语言，诸如，“可以(can,could,might,may)”，“例如(e.g.,for example,such as)”等等，除非特别声明，或者根据所用的上下文有另外的理解，否则通常旨在表示，一些实施例包括、而其他实施例不包括一些特征、元件和/或状态。词语“耦接”，如本文中通常使用的，是指两个或更多个元件可以直接连接或通过一个或多个中间元件来连接。同样地，词语“连接”，如本文中通常使用的，是指两个或更多元件可以直接连接或通过一个或多个中间元件来连接。此外，词语“本文”、“上文”、“下文”，以及具有类似重要性的词语，当在本技术中使用时，应该指整个的本技术，而不是本技术的任何特定部分。在上下文允许的情况下，在上文具体实施方式章节中使用单数或复数形式的词语也可以分别包括复数或单数。
199.虽然已经描述了一些实施例，但是这些实施例仅作为示例呈现，而不旨在限制本技术的范围。实际上，本文所描述的新功率放大器系统、射频前端、无线通讯设备、以及方法可以以各种其它形式来体现。此外，在不脱离本技术的精神的情况下，可以对本文所述功率放大器系统、射频前端、无线通讯设备、以及方法的形式进行各种省略、替换和改变。例如，
虽然框(blocks)是以给定顺序呈现，但是备选实施例可以用不同的组成和/或电路拓扑结构来执行类似的功能，并且一些框可以被删除、移动、添加、细分、组合、和/或修改。这些框中的每一个可以以各种不同的方式来实现。这些部件的任何合适组合和/或上述各种实施例的执行可以相结合以提供进一步的实施例。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本技术的范围和精神内的这类形式或修改。