有源发射期间的包络跟踪传递函数的再校准制造技术

本发明专利技术涉及有源发射期间的包络跟踪传递函数的再校准。提供了一种用于调整用于功率放大器的包络跟踪电源的非线性传递函数的方法和包络跟踪系统。功率放大器的输出信号被提供给反馈接收器以确定包络跟踪功率放大器的实际性能。通过评估在由用于包括功率放大器的发射器的输入信号限定的值处的非线性传递函数来确定包络跟踪功率放大器的假定性能。假定性能和实际性能之间的差提供用于非线性传递函数的校正值。

【技术实现步骤摘要】
有源发射期间的包络跟踪传递函数的再校准
技术介绍
一种用以跨整个输出功率范围优化无线系统中的功率放大器（PA）电流消耗的有效方式是使用提供PA供应电压的DC-DC转换器。根据RF输出功率来调整DC-DC转换器的输出电压。输出电压越低，所需的PA供应电压就越低。由于从电池电压降至较低PA供应电压的电压转换，电池电流被降低。基于下一时间段中所预期的目标RF功率（平均RF功率）来设置DC-DC转换器输出电压是可能的。该过程有时被称为平均功率跟踪（APT）。所谓的包络跟踪（ET）DC-DC转换器或ET调制器能够进一步降低电池电流。包络跟踪描述了一种RF放大器设计方法，在其中施加给功率放大器的电源电压被持续调整以便确保该放大器对于给定的瞬时输出功率需求以峰值效率进行工作。包络跟踪的一特征是功率放大器的供应电压不是恒定的。功率放大器的供应电压取决于输入到功率放大器中的已调制基带信号或RF（RF=射频）输入信号的瞬时包络。在高度简化的描述中，借助于CORDIC（CORDIC=坐标旋转数字计算机）算法、之后是用来补偿主信号路径（RF信号生成路径）和包络路径中的不同延迟的延迟调整来计算已调制基带信号的包络，然后包络信号被整形（预失真）并且最终被数模转换。该信号被施加给生成可变功率放大器供应电压的包络跟踪DC-DC转换器（专用超快速转换器）。能够包络跟踪的DC-DC转换器跟随RF信号的瞬时包络，这会移除电压裕度并且进一步增大系统效率（=功率放大器和DC-DC转换器的综合效率）。预期能够包络跟踪的DC-DC转换器将会使LTE（LTE=长期演进）信号的电池电流在最大输出功率下相对于简单地跟随平均功率的标准DC-DC转换器降低大概20+%。
技术实现思路
提供了用于调整用于功率放大器的包络跟踪电源的非线性传递函数的方法和包络跟踪系统。功率放大器的输出信号被提供给反馈接收器以便确定包络跟踪功率放大器的实际性能。通过评估在由用于包括该功率放大器的发射器的输入信号限定的值处的非线性传递函数来确定包络跟踪功率放大器的假定性能。假定性能和实际性能之间的差提供用于非线性传递函数的校正值。附图说明图1示出示例移动通信设备的框图；图2示出包络跟踪（ET）系统的示意性框图；图3示意性地示出不具有功率控制环路的ET系统的示例；图4示意性地示出具有闭合功率控制环路的ET系统的示例；图5示意性地示出作为查找表的包络跟踪传递函数GLUT和从VCC1和VCC0计算出的kVCC；图6到图10图示包络路径的非线性传递函数的各种参数如何影响非线性传递函数；图11示出用于调整包络跟踪电源的非线性传递函数的方法的示意性流程图；图12示出用于再校准包络跟踪电源的非线性传递函数的方法的示意性流程图；图13示出包络跟踪系统的示意性框图；以及图14示出包络跟踪系统的另一示例的示意性框图。具体实施方式在下面的描述中，用相等或等同的参考数字来在下面的描述中表示相等或等同的元件或者具有相等或等同功能的元件。图1示出示例移动通信设备100的框图，该示例移动通信设备100包括数字基带处理器102以及耦合到该基带处理器102并且耦合到天线端口106的RF前端104。天线端口106被提供用来允许天线108到移动通信设备100的连接。基带处理器102生成要经由天线108发射的信号，该信号被转发给RF前端104从而生成被输出到天线端口106以便经由天线108发射的发射信号。RF前端104还可以经由天线端口106从天线108接收信号并且将相应的信号提供给基带处理器102以便处理所接收到的信号。可以在RF前端104中（例如在可以提供被输出到天线端口106的发射信号的功率放大器或放大器电路中）实施下面进一步详细描述的方法和控制电路。移动通信设备100可以是便携式移动通信设备，并且可以被配置成根据移动通信标准来执行与其他通信设备（比如移动通信网络的其他移动通信设备或基站）的语音和/或数据通信。移动通信设备可以包括移动手持装置（诸如移动电话或智能电话）、平板PC、宽带调制解调器、膝上型计算机、笔记本、路由器、交换机、转发器或PC。而且，移动通信设备100可以是通信网络的基站。RF前端104中的功率放大器可以是包络跟踪功率放大器，以便改进移动通信设备100的效率和/或电池寿命。包络跟踪（ET）的一个方面是到PA的供应电压不是常数。参考图2，PA供应电压VCC取决于已调制基带信号m（I,Q）的瞬时包络。在高度简化的描述中，例如借助于CORDIC算法（坐标旋转数字计算机算法）、之后是用来补偿主信号路径（RF信号生成路径）和包络路径中的不同延迟的延迟调整来计算已调制基带信号（BB信号）的包络。随后包络信号被整形（预失真）并且最终被数模转换。该信号被施加给生成可变PA供应电压VCC的ETDC-DC转换器154（专用超快速DC-DC转换器）。能够ET的DC-DC转换器跟随RF信号的瞬时包络，由此移除恒定电压供应所需的电压裕度并且进一步增大系统效率（=PA和DC-DC转换器的综合效率）。预期能够ET的DC-DC转换器将会使LTE（长期演进）信号的电池电流在最大输出功率下相对于简单跟随平均功率的标准DC-DC转换器降低大于20%。图2示出包络跟踪系统的示意性框图。在图2中示出的示例中要被发射的输入信号包括同相分量IIN和正交分量QIN。可替换地，可以以不同格式来提供输入信号。输入信号被提供给发射器110，该发射器110包括RF信号发生（generation）112、可变增益元件114、功率放大器（PA）116和双工器118。RF信号发生112可以被配置成执行从基带（BB）频率范围到射频（RF）范围的频率上转换、和/或输入信号的数模转换。可变增益元件使RF信号发生112的输出乘以可变增益krf，其用来实现整个发射器110的期望增益设置。功率放大器116放大由可变增益元件114提供的信号，其中PA116的输入功率是PIN且输出功率是POUT。已放大的放大器输出信号被馈送给双工器118，该双工器118在频域中将发射信号和接收信号分开。在双工器118的天线端口处，与功率放大器116的输出功率POUT相比，信号通常被稍稍衰减到天线功率PANT。为了允许ET操作且使ET系统中的效率增强最大化，可以以与针对平均功率跟踪被优化的传统PA设计相比不同的方式来设计PA116。系统层级上的一个重要ET特定设计目标是作为PA供应电压VCC的函数且跨输出功率的PA116的平坦AMPM和AMAM相位响应（在该上下文中PA供应电压VCC意指受到ET操作影响的电压，例如第二PA级的供应电压）。缩写AMPM代表“振幅到相位失真”并且缩写AMAM代表“振幅到振幅失真”。ET友好的总AMAM和/或AMPM特性可以是例如在使PA供应电压被预失真的情况下实现的。在这种情况下，PA供应电压不是对BB包络信号m（I,Q）的幅度的简单线性响应。PA供应电压VCC以非线性的方式依赖于BB包络信号的幅度。例如非线性成形函数被选择成使得当PA116以ET模式工作时PA增益是恒定的且变成与瞬时PA供应电压VCC无关。在图2中，尤其通过查找表（LUT）144来实施非线性传递函数。这仅仅是针对非线性传递函数的实施例的一个示例。查找表144是图2中所描绘的发射器110以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调整用于功率放大器的包络跟踪电源的非线性传递函数的方法，包括：将功率放大器的输出信号供应给反馈接收器以获得反馈信号；通过评估在由用于包括功率放大器的发射器的输入信号限定的第一值处的非线性传递函数来确定功率放大器的假定性能；通过评估在由反馈信号限定的第二值处的非线性传递函数来确定功率放大器的实际性能；以及基于假定性能和实际性能之间的差来确定用于非线性传递函数的参数的校正值。

【技术特征摘要】
2013.01.31 US 13/7555691.一种用于调整用于功率放大器的包络跟踪电源的非线性传递函数的方法，包括：将功率放大器的输出信号供应给反馈接收器以获得反馈信号；通过评估在由用于包括功率放大器的发射器的输入信号限定的第一值处的非线性传递函数来确定功率放大器的假定性能；通过评估在由反馈信号限定的第二值处的非线性传递函数来确定功率放大器的实际性能；以及基于假定性能和实际性能之间的差来确定用于非线性传递函数的参数的校正值。2.根据权利要求1的方法，其中确定功率放大器的假定性能和实际性能包括评估在与第一值和第二值相对应的多个值对处的非线性传递函数以获得针对包络跟踪功率放大器的多个工作条件的假定性能和实际性能之间的多个差。3.根据权利要求1的方法，还包括：使用所述校正值来更新非线性传递函数。4.根据权利要求1的方法，其中非线性传递函数的参数是以下之一：对输入信号的偏移补偿，对功率放大器的供应电压的偏移补偿，对输入信号的增益补偿，对供应电压的增益补偿，以及限定非线性传递函数的形状的参数。5.根据权利要求1的方法，其中在功率放大器的有源发射模式期间执行该方法。6.根据权利要求1的方法，其中确定实际性能包括：基于反馈信号和输入信号来确定发射器的总增益；以及基于不具有功率放大器的发射器的已知增益和总增益来确定功率放大器的实际增益，其中针对功率放大器的给定供应电压将功率放大器的期望增益与实际增益进行比较。7.根据权利要求6的方法，还包括：测量发射器的温度；以及基于所述温度来确定发射器的一部分的与温度有关的总增益，其中该部分包括功率放大器；其中确定功率放大器的实际增益是基于与温度有关的总增益。8.根据权利要求1的方法，还包括：在确定功率放大器的实际性能之前使可变包络跟踪增益与可变发射器增益同步。9.根据权利要求1的方法，其中非线性传递函数将功率放大器供应电压建模作为输入信号的电压的函数；其中确定假定性能包括通过评估在作为第一值的所述输入信号的电压处的非线性传递函数来确定第一电源电压VCC1；其中确定实际性能包括通过评估在作为第二值的所述反馈信号的电压处的非线性传递函数来确定第二电源电压VCC0；以及其中确定校正值GVCC包括评估第一电源电压VCC1和第二电源电压VCC0的商以使得GVCC=VCC1/VCC0。10.根据权利要求1的方法，其中使用与包络跟踪并存的闭合功率控制环路来控制功率放大器的功率，其中反馈信号被闭合功率控制环路和用于调整非线性跟踪函数的方法这二者使用，并且其中该方法还包括：通过用以补偿由于功率放大器供应电压的变化而引起的增益变化的补偿因子ΔGOVERALL来校正包括功率放大器的发射器的一部分的总增益，所述增益变化是由使用校正值来调整非线性传递函数而引起的，其中基于当前反馈信号和先前反馈信号来确定所述补偿因子。11.根据权利要求10的方法，其中将补偿因子ΔGOVERALL确定为ΔGOVERALL=VFBRnew/VFBRold，其中VFBRnew包括当前反馈信号并且VFBRold包括旧反馈信号。12.根据权利要求1的方法，还包括：将用于确定假定性能的第一值作为输入信号的均方根值来生成；以及将用于确定实际性能的第二值作为反馈信号的均方根值来生成。13.根据权利要求1的方法，还包括：将用于确定假定性能的第一值作为输入信号的已滤波值来生成；以及将用于确定实际性能的第二值作为反馈信号的已滤波值来生成。14.根据权利要求1的方法，其中默认非线性传递函数是功率放大器的工厂校准的结果，在所述工厂校准期间非线性传递函数被调整成使得针对功率放大器的输出端处的一定负载阻抗达到功率放大器的期望目标增益。15.一种其上存储有计算机程序的非瞬时存储介质，所述计算机程序具有程序代码，所述程序代码在运行在计算机或微处理器上时用于执行调整用于功率放大器的包络跟踪电源的非线性传递函数的方法，该方法包括：将功率放大器的输出信号供应给反馈接收器以获得反馈信号；通过评估在由用于包括功率放大器的发射器的输入信号限定的第一值处的非线性传递函数来确定功率放大器的假定性能；通过评估在由反馈信号限定的第二值处的非线性传递函数来确定功率放大器的实际性能；以及基于假定性能和实际性能之间的差来确定用于非线性传递函数的参数的校正值。16.一种用于在有源发射期间再校准用于功率放大器的包络跟踪电源的非线性传递函数的方法，包括：将功率放大器的输出信号供应给反馈接收器以获得反馈信号；基于反馈信号和到发射器的对应输入信号来确定包括功率放大器的发射器的总增益；基于总增益和发射器的已知增益设置来确定实际功率放大器增益；以及基于实际功率放大器增益和功率放大器的目标增益之间的差来确定用于非线性传递函数的参数的校正值。17.根据权利要求16的方法，其中针对包络跟踪功率放大器的多个工作条件确定总增益和实际功率放大器增益，以获得对应的实际功率放大器增益值和目标增益值之间的多个差；以及其中基于所述多个差来确定所述校正值。18.根据权利要求16...

【专利技术属性】
技术研发人员：A兰格尔，G克劳特，B皮尔格拉姆，
申请(专利权)人：英特尔德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE