射频传输链的制作方法

1.各种示例实施例涉及一种具有射频传输链的装置。


背景技术：

2.射频传输链是已知的。这种链被结合到无线电信装置中，并将基带信号转换和/或调节成要提供给天线元件以用于传输的信号。
3.尽管存在这样的射频传输链，但它们有一些缺点。因此，希望提供改进的射频传输链。


技术实现要素：

4.本发明的各个实施例所寻求的保护范围由独立权利要求陈述。本说明书中描述的不落入独立权利要求范围的实施例和特征(如果有的话)将被解释为对理解本发明的各种实施例有用的示例。
5.根据本发明的各种(但不一定是全部)实施例，提供了一种装置，包括：第一多个第一射频链；第二多个第二射频链，所述第一射频链被配置为产生比所述第二射频链宽的边带发射；至少一个天线阵列，包括天线元件，第一多个所述天线元件中的每一个天线元件与所述第一多个第一射频链中的相应一个第一射频链耦合，所述第一多个第一射频链被配置为使传输主要在信道内的第一频带中，第二多个所述天线元件中的每一个天线元件与所述第二多个第二射频链中的相应一个第二射频链耦合，所述第二多个第二射频链被配置为使传输主要在所述信道内的至少一个第二频带中。
6.第一频带可以包括至少所述信道内的中心频带，并且所述第二频带可以包括所述信道内的边带。
7.第一多个第一射频链可以包括第一数字预失真模块，并且所述第二多个第二射频链可以包括第二数字预失真模块，所述第二数字预失真模块可以被配置为执行比所述第一数字预失真模块高复杂度的数字预失真。
8.第二射频链可以被配置为产生比第一射频链更窄的边带发射。
9.第一射频链可以被配置为在中心频带内产生比在至少一个边带内具有更大功率的传输。
10.第二射频链可以被配置为在至少一个边带内产生比在中心频带内具有更大功率的传输。
11.第一射频链可以比第二射频链线性度低。
12.第二射频链可以比第一射频链线性度高。
13.中心频带可以包括信道内的至少第一组中心子载波。
14.边带可以包括与信道内的第一组相邻的第二组子载波。
15.第二多个第二射频链可以被配置为使传输主要在信道内的一对边带内。
16.第二组子载波可以围绕信道内的第一组中心子载波。
17.第一组子载波可以包括与第二组子载波不同的子载波。
18.第一多个第一射频链中的每一个第一射频链可以包括非线性预编码器。
19.第一多个第一射频链中的每一个第一射频链可以共享非线性预编码器。
20.非线性预编码器可以被配置为使传输以小于第二阈值量的功率在信道之外进行。
21.非线性预编码器可以被配置为以使传输小于第一阈值量的功率在边带内进行。
22.第一阈值量可以大于第二阈值量。
23.非线性预编码器可以被配置为在中心频带内向预期接收者对传输进行波束成形。
24.非线性预编码器可以被配置为在边带内远离预期接收者对从第一多个射频链辐射的传输进行波束成形。
25.非线性预编码器可以被配置为，与中心频带内的传输相比，降低边带内的传输功率。
26.第二多个第二射频链中的每一个第二射频链可以包括线性预编码器。
27.第二多个第二射频链中的每一个第二射频链可以共享线性预编码器。
28.线性预编码器可以被配置为使传输以小于第三阈值量的功率在中心频带内进行。
29.线性预编码器可以被配置为使传输以小于第二阈值量的功率在信道之外进行。
30.线性预编码器可以被配置为在边带内向预期接收方对传输进行波束成形。
31.线性预编码器可以被配置为在中心频带内远离预期接收者对传输进行波束成形。
32.线性预编码器可以被配置为与边带内的传输相比，降低中心频带内的传输功率。
33.预期接收方可以包括用户设备。
34.该装置可以包括一对天线阵列，该对中的第一天线阵列包括第一多个天线元件，并且该对中的第二天线阵列包括第二多个所述天线元件。
35.该装置可以包括基站。
36.根据本发明的各种(但不一定是全部)实施例，提供了一种方法，包括：提供第一多个第一射频链、第二多个第二射频链和包括天线元件的至少一个天线阵列；将第一多个所述天线元件中的每一个天线元件与所述第一多个第一射频链中的对应一个第一射频链耦合，并将第二多个所述天线元件中的每一个天线元件与所述第二多个第二射频链中的对应一个第二射频链耦合；以及配置所述第一射频链以产生比所述第二射频链宽的边带发射，所述第一多个第一射频链使传输主要在信道内的第一频带中，并且所述第二多个第二射频链使传输主要在所述信道内的至少一个第二频带中。
37.第一频带可以包括至少所述信道内的中心频带，并且所述第二频带可以包括所述信道内的边带。
38.第一多个第一射频链可以包括第一数字预失真模块，并且所述第二多个第二射频链可以包括第二数字预失真模块，所述第二数字预失真模块可以被配置为执行比所述第一数字预失真模块高复杂度的数字预失真。
39.配置可以包括配置第二射频链以产生比第一射频链窄的边带发射。
40.配置可以包括配置第一射频链以在中心频带内产生比在至少一个边带内具有更大功率的传输。
41.配置可以包括配置第二射频链以在至少一个边带内产生比在中心频带内具有更大功率的传输。
42.第一射频链可以比第二射频链线性度低。
43.第二射频链可以比第一射频链线性度高。
44.中心频带可以包括信道内的至少第一组中心子载波。
45.边带可以包括与信道内的第一组相邻的第二组子载波。
46.配置可以包括配置第二多个第二射频链以使传输主要在信道内的一对边带内。
47.第二组子载波可以围绕信道内的第一组中心子载波。
48.第一组子载波可以包括与第二组子载波不同的子载波。
49.第一多个第一射频链中的每一个第一射频链可以包括非线性预编码器。
50.第一多个第一射频链中的每一个第一射频链可以共享非线性预编码器。
51.配置可以包括配置非线性预编码器以使传输以小于第二阈值量的功率在信道之外进行。
52.配置可以包括配置非线性预编码器以使传输以小于第一阈值量的功率在边带内进行。
53.第一阈值量可以大于第二阈值量。
54.配置可以包括配置非线性预编码器以在中心频带内向预期接收者对传输进行波束成形。
55.配置可以包括配置非线性预编码器以在边带内远离预期接收者对从第一多个射频链辐射的传输进行波束成形。
56.配置可以包括配置非线性预编码器以，与中心频带内的传输相比，降低边带内的传输功率。
57.第二多个第二射频链中的每一个第二射频链可以包括线性预编码器。
58.第二多个第二射频链中的每一个第二射频链可以共享线性预编码器。
59.配置可以包括配置线性预编码器以使传输以小于第三阈值量的功率在中心频带内进行。
60.配置可以包括配置线性预编码器以使传输以小于第二阈值量的功率在信道之外进行。
61.配置可以包括配置线性预编码器以在边带内向预期接收方对传输进行波束成形。
62.配置可以包括配置线性预编码器以在中心频带内远离预期接收者对传输进行波束成形。
63.配置可以包括配置线性预编码器以与边带内的传输相比，降低中心频带内的传输功率。
64.预期接收方可以包括用户设备。
65.提供可以包括提供一对天线阵列，该对中的第一天线阵列包括第一多个天线元件，并且该对中的第二天线阵列包括第二多个所述天线元件。
66.根据本发明的各种(但不一定是全部)实施例，提供了一种计算机程序，包括指令，该指令用于使装置执行至少以下操作：配置第一射频链以产生比第二射频链宽的边带发射，配置所述第一多个第一射频链以使传输主要在信道内的第一频带中，并且配置所述第二多个第二射频链以使传输主要在所述信道内的至少一个第二频带中。
67.该计算机程序可以包括上述特征。
68.在所附的独立和从属权利要求中陈述了进一步的特别和优选方面。从属权利要求的特征可以在适当的情况下与独立权利要求的特征相结合，并且可以不同于权利要求中明确陈述的组合。
69.在装置特征被描述为可操作以提供功能的情况下，可以理解，这包括提供该功能或被适配或配置为提供该功能的装置特征。
附图说明
70.现在将参照附图描述一些示例实施例，其中：
71.图1示出了在射频传输链中使用非线性分量进行带宽扩展的示例；
72.图2a示意性地示出了根据一个实施例的装置的布置和操作；
73.图2b示出了根据一个实施例的装置的传输；
74.图2c示出了根据一个实施例的装置的传输；
75.图3是示出线性射频传输链的框图；
76.图4是示出非线性射频传输链的框图；
77.图5是说明非线性预编码方法的流程图；
78.图6示出了使用算法2在100个实例上进行平均的功率损失与环宽度的关系；以及
79.图7示出了使用算法2在100个实例上进行平均的迭代次数与环宽度的关系。
具体实施方式
80.在更详细地讨论示例实施例之前，首先将提供概述。一些实施例提供了一种利用传输链的不同性能属性的布置。特别地，两组不同的传输链被用来向相关联的天线元件提供信号。一组传输链比另一组的线性程度低，因此它们的传输往往更宽或更分散，由于更宽的滚降传输在预定子信道之外，从而占用更多带宽。然而，这些传输往往比另一组功率效率更高。另一组传输更线性，因此它们的传输往往更窄，由于更窄的滚降传输在预定子信道之外，从而占用更少带宽。然而，这些传输往往功率效率较低。当考虑在信道的分配带宽或频谱掩膜内的传输时，较不线性的传输链被配置为在信道的第一区域内传输，远离信道边缘处的至少一个(多个)保护带。然后，滚降传输被包含在信道的分配带宽内的(多个)边带中。更线性的传输链被配置为在信道的第一区域的至少一侧上的第二区域内传输。然后，来自更线性传输链的滚降传输也被包含在信道的分配带宽内。这使得更有效的非线性传输能够发生在信道的第一区域内，同时仍然包含信道的分配带宽内的滚降传输，而效率较低的传输发生在第二区域中。这提供了高效且成本效益高的布置。在一些实施例中，第一区域至少是信道的中心区域，并且第二区域是信道的至少一个边带。在下面的描述中，非线性用于指其中一些传输链比其他传输链线性程度低的布置。特别地，非线性传输链通常是其边带发射比更线性的传输链更大或更宽的传输链。
81.如上所述，非线性硬件的挑战是在非线性传输链的输出处的信号的带宽扩展(滚降传输)以及在天线处的相应的带外发射-其中辐射信号不遵守，例如但不限于，3gpp频谱掩模要求。例如，对于低分辨率数模转换器(dac)，强量化噪声将导致带外(oob)发射，而在恒包络预编码的情况下，缺少幅度调制产生在信号带宽之外具有缓慢滚降的信号。额外的带宽导致频谱效率的损失，并且也不符合3gpp要求，如图1所示，其示出了滚降传输5。特别
地，如果非线性硬件在整个信道上以全功率使用，则由于滚降缓慢，系统不符合3gpp要求。备选地，如果非线性硬件仅在中心频带上以全功率使用，则在保护频带中发生缓慢滚降，并且系统确实符合3gpp。但是在这种情况下，由于数据不在保护频带中通信，因此存在频谱效率的损失。
82.无线业务的增长需要使用具有高峰均功率比(papr)信号的复杂调制方案(高阶正交幅度调制和正交频分复用)。这些信号对传输链设计提出了严格的线性要求，这导致了高功率回退因子，从而能效性能较低。此外，大规模多输入多输出(mimo)系统形成了第五代(5g)无线通信系统的主要基石技术。为了实现超大型天线阵列(即超过64个天线)的实际实现，需要简单且成本效率高的发射链和能效高的功率放大器(pa)。
83.传统射频链是线性的，因为它们被设计成使得由天线辐射的信号是基带处的信号的放大和频移版本。因此，传统射频链的成本主要由线性硬件(诸如，忠实构建模拟信号的高分辨率数模转换器(dac))和线性化硬件(诸如，去除非线性的数字预失真器(dpd)和反馈接收器)的组件成本控制。
84.除了成本增加之外，线性/线性化的功率放大器还工作在功率效率较低的线性区域以保持信号完整性，因此是射频传输链中功率损耗的主要来源。
85.降低射频传输链成本的一种方法是用非线性硬件替换线性硬件，或者移除其中天线处的信号不再是基带处的信号的忠实重构版本的一些或全部线性化组件。然而，对于具有若干天线的大规模mimo基站，来自每个发射天线的“脏”信号可以被“空中”组合，以在用户设备处创建干净的信号。然而，空中信号与非线性硬件组合并不是简单直接的，而是需要补偿非线性硬件的一些影响的专用基带算法，其被称为非线性预编码。
86.线性/非线性阵列
87.一些实施例利用混合阵列，即包含线性和非线性(或较少线性和甚至更少线性)射频传输链的混合的阵列，如图2a中示意性地示出。如图2a所示，用于例如基站的天线阵列10包括多个天线元件20a和多个天线元件20b，在该示例中被布置为n
×
m阵列。还提供了若干线性射频传输链30a，每个与相应的天线元件20a耦合。类似地，提供了多个非线性射频传输链30b，每个与相应的天线元件20b耦合。尽管该实施例示出了天线元件20a、20b并置，但这不是必须的，并且它们可以位于小区内的不同位置并且与基站耦合。此外，尽管该实施例示出了针对每个天线元件20a的单独线性射频链30a，但是可以提供由所有天线元件20a共享的单个线性射频传输链30a。同样地，尽管本实施例示出了针对每个天线元件20b的单独非线性射频传输链30b，但是可以提供由所有天线元件20b共享的单个非线性射频传输链30b。
88.线性传输链
89.图3示意性地示出了与天线元件20a耦合的示例线性射频传输链30a，其中具有线性预编码器、数字预失真器(dpd)、数模转换器(dac)和模数转换器(adc)提供了线性/线性化组件。在一些实施例中，线性预编码器由所有天线元件20a共享。在其他实施例中，针对每个天线元件20a提供线性预编码器。其他组件包括作为数字前端(dfe)的一部分的峰值因数降低(cfr)、功率放大器(pa)驱动器功率放大器(pa)和带通滤波器(bpf)，如本领域公知的。
90.非线性传输链
91.图4示意性地示出了具有非线性预编码器70的示例非线性射频传输链30b，下面将更详细地解释。非线性射频传输链30b与天线元件20b耦合。
92.传输
93.由于与线性射频传输链30a相比，非线性射频传输链30b产生过多的oob发射，因此它们的传输带宽被选择为小于整个信号或信道带宽bs。换言之，天线元件20b发射在整个信号或信道带宽bs的中心部分b
nl
中的信号，使得由非线性射频传输链30b引起的带宽扩展发生在整个信号或信道带宽bs内。因此，来自这些非线性射频传输链30b的oob发射变成带内发射，从而发生在保护带或边带b
l
/2内，并且被表示为信号部分60。
94.天线元件20a在包含天线元件20b的带内发射的保护带或边带b
l
/2上辐射。这在图2b中示出，其中在整个信号或信道带宽bs的中心处具有带宽b
nl
的频带40对应于由天线元件20b从非线性射频传输链30b辐射的信号，并且具有带宽b
l
(在频带40的滚降频带上)的频带50对应于由天线元件20a从线性射频传输链30a辐射的信号。然后，组合信号满足3gpp规定的45db相邻信道泄漏比率(aclr)。
95.然而，这样的布置具有许多缺点，诸如由线性射频传输链30a辐射的子载波具有比由非线性射频传输链30b辐射的子载波更小的阵列增益。因此，这些子载波的频谱效率较小。此外，总频谱效率随着边带b
l
的增加而单调下降。此外，来自非线性射频传输链30b的带内发射将干扰由线性射频传输链30a辐射的子载波，并增加这些子载波中的误差矢量幅度。
96.图2c示出了其中天线元件20a仅在包含天线元件20b的带内发射的一个保护带或边带b
l
上辐射的实施例。这在图2c中示出，其中，朝向总信号或信道带宽bs一侧的具有带宽b
nl
的频带对应于由天线元件20b从非线性射频传输链30b辐射的信号，并且具有带宽b
l
的边带对应于由天线元件20a从线性射频传输链30a辐射的信号。然后，组合信号满足3gpp规定的45db相邻信道泄漏比率(aclr)。
97.非线性预编码
98.这些缺点中的一些可以通过在非线性预编码器70内使用非线性预编码来利用空间自由度并将来自每个非线性射频链30b的“脏”信号的失真分量辐射到远离用户设备(ue)，同时确保ue的波束方向上的信号分量是“干净的”来解决。
99.实质上，图2a的方法与非线性预编码器内的非线性预编码算法相结合，该算法有助于确保来自非线性射频传输链30b的带外(在该示例中为边带)发射可选地远离与ue相对应的波束方向进行波束成形，而由该频带中的线性射频传输链30a辐射的子载波在波束方向上进行波束成形。备选地或另外地，非线性预编码算法有助于确保与由该频带中的线性射频传输链30a辐射的子载波相比，来自非线性射频传输链30b的带外(在该示例中为边带)发射的功率被降低。因此，b
l
中的发射和子载波之间的干扰降低，从而防止这些子载波中的evm增加。此外，非线性预编码器有助于确保带内发射的带宽的减小，使得非线性射频传输链30b支持更大比例的系统带宽bs。这导致总体更高的频谱效率，因为具有更高阵列增益和分集的子载波的比例增加。
100.对于提供大量利用整个信道带宽bs的线性射频传输链30b的布置，该方法允许那些线性射频传输链30a中的大多数被低成本、更简单的非线性射频传输链30b取代，同时仍然满足3gpp频谱掩膜。
101.线性射频传输链30a和非线性射频传输链30b在不同的子载波上(或在非重叠的带宽上)辐射，以解决带外发射的问题(来自非线性射频传输链30b的oob发射被转换为带内发射)，同时降低包含该设备的基站的总体成本和复杂度。非线性预编码算法限制带内发射，
并且可选地在远离ue波束的空间方向上辐射它们，使得来自非线性射频传输链30b的带内发射不会增加带宽b
l
中的子载波的evm。因此，该方法利用混合阵列架构来解决非线性射频传输链30b中固有的oob发射问题。这种方法的组合是一种基站架构，与传统的线性方法相比，它提供了更高的每美元/欧元的频谱效率，同时满足3gpp频谱掩膜。
102.总之，该方法将阵列10分成在不同子载波上辐射的两个部分，以改善带外发射问题，同时降低基站的总体成本。用于非线性预编码的算法在所有非线性射频传输链30b中产生恒定包络或几乎恒定包络的信号，使得它们在ue处组合成例如期望的正交频分复用(ofdm)信号或其他类型的信号。可选地，非线性预编码算法还确保带内发射远离ue波束方向辐射，使得带宽b
l
中的evm不增加。
103.非线性预编码算法
104.我们考虑具有n个子载波的ofdm系统，这些子载波被分成子载波集合nu(由非线性链用于承载数据)、(空的，不被非线性链用于数据)。经由因子θ的过采样，我们的处理可以高效地与总共nθ个子载波一起工作。中心n个子载波任一侧的附加n(θ-1)/2个子载波由表示(带外子载波)。给定子载波间隔fs，总系统带宽为bs＝fsn，由非线性rf链覆盖的带宽为并且由线性rf链覆盖的带宽为
105.将在子载波组(例如，20个相邻子载波的组)上定义一些要实施的约束。组g中的子载波集合将表示为g(g)，并且将组成子载波集合和的子载波组的集合将分别表示为和也就是说，例如，
106.阵列的非线性部分具有m条射频链，并且我们同时向k个用户设备(ue)通信。我们描述了在一个ofdm符号期间确定要在每个rf链上发送的复时域信号的基带处理。
107.我们定义以下符号：
108.h[n]：对于每个子载波n，从m个天线到k个ue的kxm下行链路矩阵。
[0109]
u[n]：kx1矢量，要在子载波n上发送的调制后的星座数据。
[0110]
x[n]：mx1矢量，要在(扩展的)子载波n上的m个天线上发送的频域信号。
[0111]
x＝[x[1],
…
,x[n]]：mx(nθ)矩阵，扩展的频域预编码信号。
[0112]
a＝xf：mx(nθ)过采样时域信号，其中f是(nθ)x(nθ)的ifft矩阵，归一化为厄米特矩阵，使得fhf＝ffh＝i。
[0113]
对于每个非线性预编码块被给予信道h[n]和星座数据的估计。该块的输出是矩阵a，其给出了要在过采样的ofdm符号的nθ时间样本上的m个非线性rf链上调制的复时域值。
[0114]
过采样因子θ在系统带宽任一侧上确定额外带宽，其由非线性处理“监控”，以确保带外信号能量保持在严格要求以下。超过该带宽的频率应由图3和图4中描绘的最终带通滤波器(bpf)控制。
[0115]
图5指示用于非线性预编码的一般过程。
[0116]
在框s10，对于子载波集合所提供的初始数据是信道矩阵h[n]和用户数据矢量u[n]。
[0117]
在框s20，使用本领域公知的线性预编码方法来获得频域信号x[0]，其适合于在这
些信道上传送数据，但是可能不具有期望的时域属性。
[0118]
在框s30，使用傅里叶逆变换将信号转换到时域。
[0119]
在框s40，如果信号的时域属性是满意的，则该算法结束并返回当前的时域解。
[0120]
否则，在框s50，限幅(clipping)操作或类似于限幅的非线性操作被应用来改善时域信号属性。
[0121]
在框s60，使用傅立叶变换来将信号转换到频域。
[0122]
在框s70，使用诸如投影或近似投影的操作来改善信号的频域属性，例如确保带外信号能量足够低。
[0123]
然后，从傅立叶逆变换框s30开始重复该过程，直到找到满意的解，或者直到达到最大迭代次数。
[0124]
尽管可以有多个解，但现在将描述该非线性预编码过程的两个实施例。在第一实施例中，目标是最小化时域信号的最大幅度。在第二实施例中，目标是在信号包络的最大-最小比的约束下，最小化时域信号的最大幅度。如前所述，在这两种情况下，预编码时域信号的幅度特性使该信号适合于成本降低或效率提高的rf链硬件。
[0125]
算法1：在频谱约束下最小化最大信号幅度
[0126]
激励算法1的目标和约束是：
[0127][0128][0129][0130][0131]
x＝af
[0132]
换言之，目标是在频域约束下最小化时域信号a的峰值幅度。对于所使用的音调组由第k个ue接收的信号hk[n]x[n]应接近期望的数据星座值uk[n].。对于空音调组和带外音调组在音调组上的平均传输能量应分别不超过εe和εo。这里，带外能量需求非常小，以便对aclr实施调节器约束。
[0133]
为了解决所指定的凸优化问题，算法1采用迭代，如下所示。
[0134]
输入：对于每个的每个n∈g(g)，给定h[n]，u[n]。
[0135]
初始化：对于每个的每个n∈g(g)，设x[n]＝h[n]h(h[n]h[n]h)-1
u[n]，并且针对所有其他子载波，设x[n]＝0。然后形成x＝[x[1]，x[2]，...x[nθ]]，并且a[0]＝xf，即a[0]是线性迫零解的傅立叶逆变换。
[0136]
迭代：重复以下迭代步骤，从k＝0开始：
[0137]
1)b[k]＝prox
f2
(a[k])；(即在频域进行投影以满足约束)
[0138]
2)选择近端比例因子γ[k](参见后面的解释)
[0139]
3)c[k]＝prox
γ[k]f1
(2b[k]-a[k])；(即利用冲击参数γ[k]来应用限幅)
[0140]
4)a[k 1]＝a[k]-b[k] c[k]
[0141]
在一些迭代之后，输出b[k]，一个满足频域约束的有效解。
[0142]
注意，a[k]、b[k]和c[k]是复值矩阵mx(nθ)。
[0143]
为了定义在步骤3)中提到的函数prox
γ[k]f1
，我们首先定义针对复数a和非负c的限幅函数然后b＝prox
γf1
(a)表示将限幅函数应用于a的每个元素，即b
mt
＝h(a
mt
，c
*
)，其中选择限幅阈值c
*
以满足∑
m，t
|a
mt-h(a
mt
，c
*
)|＝γ。
[0144]
步骤1中提到的运算符b＝prox
f2
(a)实施频域约束。其定义如下。
[0145]
给定输入矩阵a
[0146]
计算傅里叶变换x＝afh[0147]
对于每个天线m和每个定义然后设(针对空音调组实施能量约束)
[0148]
对于每个天线m和每个定义然后设(针对带外音调组实施能量约束)
[0149]
对于每个用户k和每个定义然后设h[n]

＝h[n]h(h[n]h[n]h)-1
，z[n]＝h[n]

u[n]，，然后针对每个天线m，设ym[n]＝xm[n]-(1-λg)h[n]

h[n](xm[n]-zm[n])(实施足够小的接收误差)。
[0150]
最后，计算傅里叶逆变换b＝yf.。
[0151]
比例因子γ[k]：的选择：在步骤2中，我们选择在步骤3中应用的比例因子。可以采用不同的方法，并且这可能会影响算法的收敛速度。一种可能性是使用固定步长。一种似乎导致快速收敛的方法是
[0152][0153]
算法2：在频谱约束和包络比约束下最小化最大信号幅度。
[0154]
该算法的目标可以被指定如下：
[0155]
激励算法1的目标和约束是：
[0156][0157][0158][0159][0160]
[0161]
x＝af
[0162]
这个问题与算法1解决的问题唯一的区别是要求最大和最小幅度的比率不超过规定的比率β。这一要求使问题成为非凸的。然而，对算法1的修改似乎能够在实践中找到合理的解。通过使β＝1，该算法寻找恒定包络信号，适用于只具有相位调制的rf链。使β＞1产生具有有限动态范围包络的信号。
[0163]
算法如下。
[0164]
输入：对于每个的每个n∈g(g)，给定h[n]，u[n]。
[0165]
初始化：对于每个的每个n∈g(g)，设x[n]＝h[n]h(h[n]h[n]h)-1
u[n]，并且针对所有其他子载波，设x[n]＝0。然后形成x＝[x[1]，x[2]，...x[nθ]]，并且a[0]＝xf，即a[0]是线性迫零解的傅立叶逆变换。
[0166]
迭代：重复以下迭代步骤，从k＝0开始：
[0167]
1)b[k]＝prox
f2
(a[k])；(即在频域进行投影以满足约束)
[0168]
2)设设最小阈值
[0169]
3)选择近端比例因子γ[k](与算法1相同)。
[0170]
4)令z[k]＝2b[k]-a[k]，并在下部限幅为
[0171]
5)c[k]＝prox
γ[k]f1
(z
′
[k])；(即，使用冲击参数γ[k]应用上面的限幅)
[0172]
6)a[k 1]＝a[k]-b[k] c[k]
[0173]
7)检查可行解：设阈值在上部和下部进行限幅。
[0174]
检查x
′
＝a
′
f是否被满足由εu，εe，和εo指定的频谱约束。如果是，则以解a’退出。
[0175]
8)否则，忽略a’[k 1]并使用a[k 1]从步骤1继续
[0176]
该过程继续进行，直到达到最大迭代次数而没有找到可行解为止，或者直到存在的步骤7具有可行解a’为止。
[0177]
结果
[0178]
图6和图7示出了在m＝64个rf链、k＝8个ue、过采样因子为θ＝8，并且空音调分数为的情况下获得的数值结果。算法2被应用于具有不同包络比约束β的100个信道和用户数据实例，并计算每个实例的功率损失。功率损失如非线性预编码信号a的平均发射功率与线性预编码信号a[0]相比的比率。此功率损失被绘制为在0.05到0.5之间的环宽度的函数，也就是说，范围从1.1到3的获得可行解所需的算法2的迭代次数如图7所示。更大的环宽度w有助于算法更快地收敛，同时使硬件实现更具挑战性。通过改变诸如空分数和环宽度的参数，可以在混合阵列设计中寻求优化性能和效率的折衷。
[0179]
作为附加实施例，我们考虑这样的配置，其中线性射频传输链30a在全信号带宽上
操作，并且因此利用与非线性射频传输链30b相同的子载波。射频传输链30a可以与非线性线性射频传输链30b一起对数据业务(即pdcch和pdsch)做出贡献，因为线性射频传输链30a可以模仿由非线性线性射频传输链30b产生的信号。在该实施例中，非线性预编码器70将线性射频传输链30a视为额外的非线性射频传输链30b，并在它们两者上联合预编码。
[0180]
此外，根据初始接入和基本网络操作所需，线性射频传输链30a还可以用于传输同步和广播信道。这些信号和信道必须利用更宽的波束传输，以确保良好的小区覆盖，因此不能利用来自具有许多天线的阵列的阵列增益。在该实施例中，非线性预编码器70确保由非线性射频传输链30b发送的信号不会干扰来自线性射频传输链30a的信号。可以理解，可以使用与数字预失真模块(在非线性tx rf链中)配对的线性预编码器来实现非线性射频传输链30b，该数字预失真模块具有比线性射频传输链30a的数字预失真模块低的复杂度，以提供比线性射频传输链30a更低复杂度的数字预失真。
[0181]
此外，如上所述，重要的是要注意，两个阵列(即，线性阵列和非线性阵列)不必同位；也就是说，线性阵列可以安装在小区塔上，而非线性阵列(用作数据增强器)可以部署在同一小区内部的某个其他位置。这种设置对于小区塔已经过度拥挤的情况特别合理。
[0182]
本领域技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可以由编程后的计算机执行。在本文，一些实施例还意图覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的，并且编码机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中该指令执行所述上述方法的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。实施例还意在覆盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。
[0183]
尽管在前面的段落中已经参考各种示例描述了本发明的实施例，但是应当理解，可以在不脱离如权利要求所述的本发明的范围的情况下对给出的示例进行修改。
[0184]
前述描述中描述的特征可以以与明确描述的组合不同的组合使用。
[0185]
尽管已经参考某些特征描述了功能，但是无论描述与否，这些功能都可以由其他特征来执行。
[0186]
尽管已经参考某些实施例描述了特征，但是无论描述与否，这些特征也可以存在于其他实施例中。
[0187]
在前述说明书中努力提请注意了那些被认为特别重要的本发明的特征的同时，应当理解，申请人要求关于在附图中前面提到和/或示出的任何可专利特征或特征组合提出保护，不管是否对其进行了特别强调。