包络追踪系统的校准方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种包络追踪系统的校准方法及装置，应用于无线通信单元的RF发射机内的PA模块的电源电压，该方法包含：应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络；接收该PA模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息；至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该PA模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。本发明实施例可以应用于板上的自动校准以及在不增加任何额外的测试成本的基础上对制件间变差进行补偿。
【专利说明】包络追踪系统的校准方法及装置
【【技术领域】】
[0001]本发明是有关于一种包络追踪系统(envelope tracking system)的校准方法及装置，尤其是关于一种应用于无线通信单元的射频(radio frequency，简称RF)发射机内的功率放大器模块的电源电压的包络追踪系统的校准方法及装置。
【【背景技术】】
[0002]本发明主要涉及并应用于无线通信系统中使用的RF功率放大器领域。来自无线通信系统中可用频谱的有限性的持续压力迫使频谱效应的线性调制方案的发展。而由于这些线性调制机制中包络发生波动，这种现象导致天线所发射的平均功率远低于其最大功率，从而导致了功率放大器的低效率。因此，本领域致力于研究能够在功率放大器的“回退(back-off)”区(线性区)提供高性能的高效率拓扑结构。
[0003]线性调制机制需要对调制后的信号进行线性放大以最小化频谱再增长引起的不想要的带外辐射。但是，一典型RF放大装置中使用的有源器件本身便是非线性的。仅当已消耗的DC功率的一小部分转换为RF功率时，放大装置的转移函数才接近于一条直线，即才能如同运作为一理想的线性放大器。这种运作模式导致了 DC至RF功率转换的低效率，而这一点正是手持(用户)无线通信单元所不可接受的。此外，低效率对于基站台来说也是一个问题。
[0004]另外，手持(用户)设备的重点在于增长电池使用寿命。为了同时实现线性度及高效率，所谓的直线化(linearisation)技术得以使用以改善高效率类别放大器(例如‘AB’类，‘B’类或‘C’类放大器)的线性度。大量各式各样的直线化技术应用于线性发射机，例如笛卡儿反馈(Cartesian Feedback),前反馈(Feed-forward)以及自适应性预失真发射机的设计中。
[0005]线性放大器(例如AB类放大器)的输出端电压通常依据最终的RF功率放大器(PA)设备的需求而设定。通常来说，PA的最小电压远大于AB类放大器的输出端设备的所需电压。因此，这并非最有效率的放大技术。而由于PA的最小电源电压(Vmin)需求，发射机(主要是PA)的效率由输出端设备两端的电压，以及任意的下拉设备成分两端的过电压来决定。
[0006]为了提高发射上行链路通信通道的比特率，具有调幅(AM)成分的更大规模的星座调制机制得以研究并成为一种需求。该种调制机制，例如十六比特正交幅度调制(16-QAM)，需要多个线性的PA并与调制包络波形的高“峰值(crest)”因子(即波动的程度)有关。相比于早期经常使用的恒定包络调制机制，该种类型的调制机制能够引起功率及线性的更大程度的下降。
[0007]为了克服这种功率及线性的下降，多种方法得以提出。其中一种已知的包络追踪技术涉及对PA电源电压的调制以匹配(追踪)由RF PA发射的RF波形的包络。经由这种包络追踪技术，无线电发射机的瞬态PA电源电压(VPA)将近似追踪已发射RF信号的瞬态包络(ENV)。因此，PA中的功率消耗将与PA的电源电压与输出电压之间的差值成比例关系，包络追踪技术能使能PA效率的增长，降低热消耗，对线性度进行改善以及提高最大输出功率，同时允许PA产生预期的RF输出。
[0008]图1所示为现有技术中的两种可选的PA电源电压技术的示意图100。其中第一种技术为PA提供了一固定的电源电压105，第二种技术通过调制PA的电源电压以追踪RF包络波形115。在第一种技术中，无论将要放大的调制后的RF波形的性质如何，仍存在PA的过电源电压净值110可以使用(因此可能存在潜在的浪费)。而在第二种技术中，PA的过电源电压净值120可通过对RF PA电源的调制而得以降低，从而使得PA电源能够准确的追踪到瞬态的RF包络。
[0009]ENV与VPA之间的映射函数是形成最佳性能的关键，该最佳性能包括效率、增益以及相邻信道功率(adjacent channel power,简称ACP)。以及对于系统性能来说，同样关键的还包括RF信号与PA的VPA之间的时序对准(timing alignment)。
[0010]包络追踪可以与对RF信号的数字预失真相结合以改善ACP的健壮性。由于ET系统通常实现为涉及多个功能方块的多芯片形式，该多个功能方块例如包括数字基带(BB)、模拟基带、RF接收机、功率管理以及PA，因此并不能保证ET系统的性能在硬件实现的所有器件上都是一致的。因此形成多个收发机校准级别以精确地映射及集中远离生产线的每个器件的ET性能成为一种需求。而为了使包络追踪成为更加经济化的一种技术，还需要最小化任何额外的生产校准时间和/或外部特性设备的使用。
[0011]因此，亟需一种更有效及节省成本的方法以解决ET系统校准的问题。尤其是，该方法能便于板上(on-board)的自动校准以及在不增加任何额外的测试成本的基础上对制件间变差(part-to-part variation)进行补偿。
【
【发明内容】
】
[0012]有鉴于此，本发明实施例旨在于提供一种应用于无线通信单元的RF发射机内的功率放大器模块的电源电压的包络追踪系统的校准方法及装置，以减缓、消除上述一个或多个问题。
[0013]根据本发明的一实施例，提供一种包络追踪系统的校准方法，应用于无线通信单兀的RF发射机内的功率放大器模块的电源电压,该方法包含:应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络；接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息；至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。 [0014]根据本发明的另一实施例，提供一种通信单元，包含:RF发射机模块，包含用于该RF发射机模块内的功率放大器的电源电压的包络追踪系统；以及至少一信号处理模块，用于校准该包络追踪系统以及用于:
[0015]应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络；接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息；至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。[0016]根据本发明的又一实施例，提供一种用于通信单元的集成电路，该通信单元包含RF发射机模块,该RF发射机模块包含用于该RF发射机模块内的功率放大器的电源电压的包络追踪系统；其中该集成电路包含:至少一信号处理模块，用于校准该包络追踪系统以及用于:
[0017]应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络；接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息；至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
[0018]本发明实施例的包络追踪系统的校准方法及装置，提供了一种有效且节省成本的包络追踪系统的校准方法。该方法及装置可以应用于板上自动校准方法中，且能再不增加任何额外的测试成本的基础上对制件间差异进行补偿。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0019]图1所示为现有技术中的两种可选的PA电源电压技术的示意图；
[0020]图2所示为依据本发明一实施例的无线通信单元的结构示意图；
[0021]图3所示为依据本发明一实施例的无线通信单元中的RF收发机的部分模块的结构示意图；
[0022]图4所示为依据本发明一实施例的校准RF收发机内的包络追踪系统(至少校准一部分)的方法的流 程图；
[0023]图5所示为依据本发明一实施例的PA模块的电源电压、输入功率以及输出功率之间的关系的曲线示意图；
[0024]图6所示为依据本发明另一实施例的PA模块的电源电压、输入功率以及输出功率之间的关系的曲线示意图；
[0025]图7所示为依据本发明一实施例的PA电源电压及PA输入功率相对于增益的关系的曲线示意图；
[0026]图8A与图8B所示为依据本发明一实施例的训练信号的示意图；
[0027]图9所示为依据本发明一实施例的经“反低槽”处理的PA模块的电源电压的曲线示意图；
[0028]图10所示为依据本发明一实施例的反映PA增益与电源电压包络追踪对准之间关系的曲线示意图；
[0029]图11所示为依据本发明一实施例的反映PA的增加相位与电源电压包络追踪对准之间关系的曲线示意图。
【【具体实施方式】】
[0030]在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准贝U。在通篇说明书及后续的权利要求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在本文中应解释为包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0031]本发明实施例以一个或多个用于无线通信单元中的集成电路为例予以描述，例如第三代合作伙伴项目(third generation partnership project, 3GPP?)中的用户设备。但是，本领域技术人员需要了解的是，本文所描述的发明概念不局限应用于任何类型的包含或形成包络追踪系统的集成电路、无线通信单元或者无线发射机中。此外，由于本发明所示例实施例的一部分可能是使用本领域技术人员所熟知的电子元件或电路予以实现，因此为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明的基本概念以及不对其产生错误的教示，在本文中对该部分电路将仅以图示的形式绘示而不会对其进行详尽的细节描述。
[0032]首先请参见图2，图2所示为依据本发明一实施例的无线通信单元的结构示意图，该无线通信单元例如可以是蜂巢式通信标准下的一用户单元(MS)或是第三代合作伙伴计划(3GPP?)通信系统中的一用户设备(UE)。该无线通信单元200包含一天线202，可选地耦接于一多工滤波器/天线开关204，该多工滤波器/天线开关204用以提供无线通信单元200中接收链及发射链之间的隔离。
[0033]如本领域技术人员所了解的，该接收链210包含接收机前端电路206 (有效地提供接收、滤波以及中频或基频转换功能)。该接收机前端电路206可选地耦接至信号处理器208。信号处理器208的输出提供至一合适的用户接口(UI) 230，该用户接口 230包含例如一屏幕或者一扁平面板显示器等。一控制器214提供对用户单元的总控制并耦接至该接收机前端电路206与信号处理器208 (通常通过一数字信号处理器(DSP)予以实现)。该控制器214还耦接于一存储器元件216，该存储器元件216储存各种运作机制，例如编码/解码功能、模式同步功能、码序列功能及类似功能。
[0034]在本发明实施例中，该存储器元件216还可储存调制数据，以及用于电源电压控制中以对通过无线通信单元200输出的无线电频率波形的包络进行追踪的供给功率数据。此外，一计时器218可选地耦接至该控制器214，用以控制无线通信单元200内各种操作时序，例如无线通信单元200内依赖于时间的信号的发射或接收的操作时序，以及发射链中PA电源电压的时间域变化检测的操作时序。
[0035]至于发射链220，其包含用户接口 230，该用户接口 230例如可以为一键盘或者一触摸屏，通过信号处理器228串接至发射机/调制电路222。该发射机/调制电路222处理发射的输入信号并调制及上变频该信号至一 RF信号以输出至功率放大器模块/PA集成电路224进行放大。经功率放大器模块/PA集成电路224放大后的RF信号发射至天线202。该发射机/调制电路222、功率放大器/PA集成电路224以及PA电源模块225分别响应于控制器214予以运作，其中该PA电源模块225还额外响应于来自发射机/调制电路222的包络调制波形的再产生。
[0036]在一些实施例中，该发射链220中的信号处理器228可以实现为不同于接收链210中的信号处理器208。可选的，如图2所示，一单独的处理器也可以同时实现发射链与接收链中的处理功能。无线通信单元200中的不同元件可以通过分离元件或者整合元件的形式予以实现，其仅取决于具体应用或者设计选择。
[0037]此外，依据本发明的实施例，该发射机/调制电路222结合功率放大器224，PA电源模块225、存储器装置216，计时器218以及控制器214 —起可以用于产生一可用于PA模块224的供给电源。例如，产生该供给电源以用于一宽频线性功率放大器，以及产生该供给电源用于追踪PA模块224的包络波形。
[0038]接下来请参见图3，图3所示为依据本发明一实施例的无线通信单元中的RF收发机300的部分模块的结构示意图，该无线通信单元例如为图2中所示的无线通信单元200。在发射方向，该收发机300包括发射机/调制电路222，可选的耦接在第一基带元件310(图3中标示为“BB”)与一 PA模块224 (图3中标示为“PA”)之间，该第一基带元件310例如可设置于图2中的信号处理器228和/或控制器214中。该PA模块224可选地经由一双重过滤器(DPX)与一天线开关模块(ASM)耦接至天线202 (图3中标示为“ANT”)，于图3中该双重过滤器(DPX)与天线开关模块(ASM)共同标示为204。一 PA电源电压调制器320 (图3中标示为“M0S”)用于通过一数模转换器(DAC) 330从第二基带元件312 (图3中同样标示为“BB”)接收信号，并依据该信号调制PA模块224的电源电压，该第二基带元件312例如可设置于图2所示的控制器214中。在此方式下，PA电源电压调制器320，DAC330以及第二基带元件312可以组合在一起以用于对提供至PA模块224的电源电压实施包络追踪调制，从而提供至PA模块224的电源电压可对即将被PA模块224放大的RF波形的一包络实施大致的追踪操作。因此，该PA电源电压调制器320，DAC330以及第二基带元件312可以组合形成该收发机300的一包络追踪系统，或至少形成该包络追踪系统的一部分。而在接收方向，该收发机300包括接收器前端电路206 (图3中标示为“RX”)，可选地耦接在双重过滤器DPX与第三基带元件314 (图3中同样标示为“BB”)之间，该第三基带元件314例如可设置于图2的信号处理器208和/或控制器214中。
[0039]如前所述，即将被放大处理的RF波形的包络与PA电源电压的调制之间的映射函数是形成最优性能(例如效率，增益以及相邻信道功率(ACP))的关键。以及对于系统系能来说同样关键的还包括RF信号与PA的VPA之间的时序对准。为此，在本发明实施例中，图3所示的收发机300还包括一侦测元件350 (图3中标示为“DET”)，用于接收PA模块224输出信号的指示信息，并使能对包络追踪系统的映射及调整操作的侦测，关于这点，将在下文做详细的描述。
[0040]在本实施例中，该侦测元件350被示例为收发机300中的一分立元件，用于接收PA模块224输出信号的指示信息，并输出另一指示信息至第四基带元件316 (图3中标示为“BB”)中，该另一指示信号用于指示对PA模块224的输出功率的侦测结果，以及该第四基带元件316例如可设置于图2的控制器214中。该侦测元件350可包含例如放大、下混频、模数转换等功能。在本实施例中，该侦测元件350可选地耦接至一天线耦合器(CPL) 360，用于接收PA模块224输出信号的指示信息，该指示信息具体为提供至天线202的RF信号。优选地，通过使用提供至天线202的RF信号作为PA模块224输出信号的指示信息，该多重过滤器与天线开关模块204内发生的变化同样可以在随后执行的校准操作中得到补偿，该校准操作基于该侦测元件350产生的对输出功率信号的侦测结果而进行。
[0041]显而易见的是，本发明并不局限于图3所示的收发机结构的特定实施例，其同样可以应用至其他的收发机结构中。例如，在其他的收发机结构中，该侦测元件350可以直接耦接至PA模块224的输出，并用于直接接收PA模块224的输出信号的指示信息。以及在其他可选的收发机结构中，侦测元件350还可以至少部分地与接收器前端电路206合并，以及通过双重滤波器接收PA模块224输出信号的指示信息。在此方式下，该侦测元件350可以对接收器前端电路206中的部分功能进行再利用，例如ADC、基带功能等。
[0042]现在请参见图4，图4所示为依据本发明一实施例的校准RF收发机内的包络追踪系统(至少校准一部分)的方法的流程图400，该包络追踪系统例如为图3所示的包络追踪系统340。在图3所示的实施例中，图4的方法可以实作于一个或多个基带元件310，312，314 或 316 中。
[0043]该校准方法起始于步骤405，接着移至步骤410对RF收发机的发射链执行传统的固定漏校准(fixed-drain calibration)操作，以校准PA以及模拟发射增益步骤。该固定漏校准操作可以进一步包含，例如使用通过一外部功率表370获得的至少一测量结果对侦测反馈路径(图3所示的CPL至DET的路径355)进行校准的步骤。一旦该侦测反馈路径355经由校准，以及其可提供精确的功率测量结果后，一查找表(LUT)可以予以创建，其中包含每一想要的输出功率范围，以及与其对应的基带、发射机/调制电路以及PA增益设置。此夕卜，该包络追踪系统340的第二基带元件312内也将通过该侦测元件350创建一查找表，以用于储存恒定的PA电源电压值及分别与其对应的PA输出功率值。
[0044]需要注意的是，于本实施例的该阶段，于固定漏校准步骤得到的上述PA电源电压值是基于RF收发机内的固定PA电源电压，所谓固定PA电源电压是指与PA电源电压的瞬态包络追踪相反(或相对)。
[0045]固定漏校准操作执行之后，图4所示的方法将进入至下一阶段，即执行对包络追踪系统的初始校准(粗校准)。该粗校准阶段起始于步骤415，其中一个或多个基带元件产生一连续波形并通过收发机的发射链输出，以及该包络追踪路径被配置为运作在一特征模式(characterisation mode)。例如,该一个或多个基带元件可以产生以下连续波形:
[0046]z (t) =A* exp (j ω 0t) ( I)
[0047]如若需要，该连续波形可以是占空比可调的，从而以降低平均功率以及具有接近于场地环境的热环境。当PA电源电压并非来源于即将被放大的波形信号的包络，而是被设置为一参考电压(VPA_ref)时，可认为包络追踪路径处于一特征模式。参考电压VPA_ref可以是依据平台(platform-dependent)预先设置的电压值,该电压值基于系统中所使用的特定PA应用的特性或数据表数据而选择设定。实际应用中，PA电源的VPA_ref电压值通常会因为电源电压路径内的成分变化而发生变化，该电源电压路径例如为位于图3所示的电源电压调制器320，DAC 330以及对应的第二基带成分312内的路径。但是本发明实施例的校准方法可以克服上述变化所带来的影响，关于这部分将在下文进行详细描述。
[0048]通过配置该一个或多个基带元件以产生连续波形以及将包络追踪路径运作于特征模式(即将PA的电源电压VPA设置至恒定的参考电压VPA_ref)之后，本实施例的方法移至步骤420，其中将确定多个参考数据点值以用于确定PA模块的“回退”工作区(线性工作区)的上限位置，此时PA模块的效率将达到最高。因此，本实施例中，当PA电源电压被设置为一恒定的参考电压VPA_ref时，PA模块将输出一预定的参考输出功率信号Pout_ref，此时也可以得到输入至PA模块的参考输入功率信号(Pin_ref)。需要说明的是，该参考电压VPA_ref与该预定的参考输出功率信号Pout_ref可以被选择设置,从而PA模块可以偏向运作于回退工作区的上限位置。
[0049]本实施例中实际包含一重复运作过程，举例来说，如图3所示，PA模块224的输出功率经由侦测元件350及对应的第四基带元件316予以侦测，以及至少一指示信息反馈至第一基带元件310以用于通过发射机/调制电路222输出RF波形至PA模块224。在此方式下，该第一基带元件310可以响应于从侦测反馈路径(该侦测反馈路径包括侦测元件350及对应的第四基带元件316)接收到的输出功率指示信息，重复地校正通过该发射机/调制电路222提供至PA模块224的RF波形信号的输入功率，直至获得该预定的参考输出功率信号Pout_ref为止。例如，上述输入功率Pin可以通过下述方程式(2)得以重复地校正:
[0050]Pin(k) = Pin(k~l)+(Pout_ref-Pout(k-1)) (2)
[0051]其中功率表示为以dBm为单位。可选的，上述方程式(2)可以表示为以mW或者其他为单位，以及上述重复的校正可以据此方程式予以执行。而恒定参考电压VPA_ref与参考输出功率信号Pout_ref的预定值可以根据所使用的特定的PA模块，多重过滤器以及天线开关模块予以选择。
[0052]举例来说，请参见图5，图5所示为依据本发明一实施例的PA模块的电源电压、输入功率以及输出功率之间的关系的曲线示意图。如图5所示，其中预定的PA电源电压设置为3.5V，以及所需的参考输出功率Pout_ref设置为27dBm。在初始输入功率级Pin (O)时，可侦测到的输出功率Pout为28dBm，从而接下来输入功率Pin将得到重复的校正(例如逐渐降低)直至获得所需的输出功率值27dBm为止。
[0053]假设使用一占空比可调的连续波形输入信号(例如用于降低平均功率及使热环境接近于场环境)，上述目标输出功率将包含Pout_ref X占空比。
[0054]如前所述，参考电压VPA_ref与预定参考输出功率信号Pout_ref可以被预先选择设定，从而PA模块可以偏向运作于回退工作区的上限位置，以达到PA的最高工作效率。但是，由于各个单独元件具有各自的制造公差(manufacturing tolerance),实际的PA电源端的VPA_ref电压值通常会依据制件的不同而发生变化，以及实际中很难预测每个PA模块的回退工作区的具体上限位置。因此，在本实施例中，在确定用于定位PA模块的“回退”工作区(线性工作区)的上限位置的多个参考数据点值(包括设置Pin=Pin_ref，Pout=Pout_ref以及VPA=VPA_ref )之后，该方法移至步骤425，其中PA的输入功率维持在Pin_ref值，PA的电源电压为VPA_cmp_a以产生的PA的输出功率与Pou_ref减去一预定增益压缩因子AG相等，如下述方程式所示:
[0055]Pout = Pout_ref- Δ G (3)
[0056]其中功率以dBm为单位，AG以dB为单位。上述方程式(3)也可以等效实作为以其他的单位，例如mW或W来表示。如图4所示，该方程式同样可包含一重复运作流程。例如，PA电源电压VPA可以重复地基于下述方程式(4)予以校正:
[0057]
【权利要求】
1.一种包络追踪系统的校准方法，应用于无线通信单元的RF发射机内的功率放大器模块的电源电压，其特征在于，该方法包含: 应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络； 接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息； 至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含: 计算该功率放大器模块于进入该训练信号的瞬态包络的低槽时的瞬态增益； 计算该功率放大器模块于离开该训练信号的瞬态包络的低槽时的瞬态增益； 至少部分基于该功率放大器于进入该训练信号的瞬态包络的低槽时的瞬态增益与离开该训练信号的瞬态包络的低槽时的瞬态增益之间的增益对称性，校正该包络追踪路径与该发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包含至少部分基于下述方程式来校正该包络追踪路径与该发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络:
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含: 计算该功率放大器模块于进入该训练信号的瞬态包络的低槽时其输出信号增加的相位； 计算该功率放大器模块于离开该训练信号的瞬态包络的低槽时其输出信号增加的相位； 至少部分基于该功率放大器于进入该训练信号的瞬态包络的低槽时其输出信号增加的相位与离开该训练信号的瞬态包络的低槽时其输出信号增加的相位之间的增益对称性，校正该包络追踪路径与该发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包含至少部分基于下述方程式来校正该包络追踪路径与该发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络:
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法的以下步骤得到重复的执行: 接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息； 至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端之前，该方法还包含以下步骤: 设置该包络追踪路径为特征模式，在该特征模式下，该功率放大器模块的电源电压不依赖于接收到的波形信号的至少一瞬态包络； 应用一连续波形训练信号至该RF发射机模块的输入端，该连续波形训练信号包含一恒定的包络； 确定当该功率放大器模块包含第一增益时的第一校准数据点； 确定当该功率放大器模块包含第一增益时的至少一个第二校准数据点； 至少部分基于该第一校准数据点与该至少一个第二校准数据点，校准将被放大的一波形信号的至少一瞬态包络与该功率放大器模块的电源电压之间的映射函数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该至少部分基于该第一校准数据点与该至少一个第二校准数据点，校准将被放大的一波形信号的至少一瞬态包络与该功率放大器模块的电源电压之间的映射函数包含: 对获取到的校准数据点执行线性内插操作以定义一线性映射文件。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该至少部分基于该第一校准数据点与该至少一个第二校准数据点，校准将被放大的一波形信号的至少一瞬态包络与该功率放大器模块的电源电压之间的映射函数包含: 补偿和/或按比例缩放一预定义的映射文件。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该获取该第一校准数据点的步骤包含: 设置该功率放大器模块的输入功率至第一校准数据点输入功率； 确定该功率放大器模块的第一校准数据点电源电压，该功率放大器模块于该第一校准数据点电源电压时产生的输出功率与预设的第一校准数据点输出功率相等； 至少部分基于该第一校准数据点输入功率与该第一校准数据点电源电压获得该第一校准数据点。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包含: 设置该功率放大器模块的电源电压为参考电源电压； 确定该功率放大器模块的参考输入功率，该功率放大器模块于该参考输入功率时产生的输出功率与预设的参考输出功率相等，其中该参考电源电压与该参考输出功率的选取值能使该功率放大器模块被偏向运作于回退工作区的上限位置；配置该第一校准数据点输入功率等于该参考输入功率，以及该第一校准数据点输出功率等于该参考输出功率减去增益压缩因子AG。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该增益压缩因子AG的选取至少部分基于下述条件中的一个: GPA_ref-ΔG+Pin_max ^ Pout_max,其中Pout_max代表所需的最大峰值输出功率，GPA_ref代表当该功率放大器的输入功率等于该参考输入功率,输出功率等于该参考输出功率以及电源电压等于该参考电源电压时的功率放大器模块增益； 当最小输入功率对应的包络未被反低槽处理，以及VPA=VPA_max时，Gain≥GPA_ref -AG ； 当最小输入功率对应的包络未被反低槽处理，以及VPA=VPAjnin时，Gain ( GPA_ref -Λ G，其中VPA代表该功率放大器模块的电源电压，Gain代表该功率放大器模块的增益，该反低槽处理代表经处理后的包络即便在最小输入功率下，其最小值也不会降至零值； 该RF发射机中的发射机/调制电路，该功率放大器模块，多重过滤器以及天线开关模块中的至少一个。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，确定该第二校准数据点的步骤包含: 设置该功率放大器模块的输入功率为第二校准数据点输入功率，该第二校准数据点输入功率与该第一校准数据点输入功率减去一预定值ΛΡ相等； 确定该功率放大器模块的第二校准数据点电源电压，该功率放大器模块于该第二校准数据点电源电压时产生的输出功率与第二校准数据点输出功率相等，该第二校准数据点输出功率等于该第一校准数据点输出功率减去该预定值ΛP ; 至少部分基于该第二校准数据点输入功率与该第二校准数据点电源电压获取该第二校准数据点。
14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在至少部分基于该第一校准数据点与该至少一个第二校准数据点，校准将被放大的一波形信号的至少一瞬态包络与该功率放大器模块的电源电压之间的映射函数之后，该方法还包含: 设置该包络追踪路径至包络追踪模式，该包络追踪模式设置于该接收到的波形信号的至少一瞬态包络与该功率放大器模块的电源电压之间的已校准的映射函数的基础上。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于下述条件的至少一个来定义该训练信号: 该训练信号的带宽低于为该RF发射机模块的特定应用设置的预定带宽； 该训练信号包含的峰值与平均功率比等于为该RF发射机模块的特定应用设置的上行链路调制的峰值与平均功率比； 该功率放大器模块的输出功率的均方根设置为能使该RF发射机模块的特定应用下的系统的输出功率位于期望的窗口之内；以及
该训练信号定义为:z(t) = 0.5 (1+sin (ω jt)) exp (j ω 2t) ?
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含: 应用振幅调制至相位调制AM2PM预失真至该训练信号中。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该方法还包含，基于对下列操作的重复流程以改善该AM2PM预失真:校正该将被放大的波形信号的至少一瞬态包络与该功率放大器模块的电源电压之间的映射函数，以实现一大致恒定的功率放大器模块增益；和/或 校正该包络追踪系统的该包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以对准该功率放大器的模块电源电压至该将被放大的波形信号的至少一瞬态包络。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该至少一瞬态输出信号值包含瞬态功率、瞬态包络及瞬态相位中的至少一者。
19.一种通信单元，其特征在于，包含: RF发射机模块，包含用于该RF发射机模块内的功率放大器的电源电压的包络追踪系统；以及 至少一信号处理模块，用于校准该包络追踪系统以及用于: 应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络； 接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息； 至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
20.一种用于通信单元的集成电路，其特征在于，该通信单元包含RF发射机模块，该RF发射机模块包含用于该RF发射机模块内的功率放大器的电源电压的包络追踪系统；其中该集成电路包含: 至少一信号处理模块，用于校准该包络追踪系统以及用于: 应用一训练信号至该RF发射机模块的输入端，该训练信号包含随时间而变化的包络； 接收该功率放大器模块响应于该训练信号的至少一瞬态输出信号值的至少一指示信息； 至少部分基于接收到的该至少一指示信号校正该包络追踪系统的包络追踪路径与该RF发射机模块的发 射机路径之间的时序对准，以使该功率放大器模块的电源电压对准被该功率放大器模块放大的波形信号的至少一瞬态包络。
【文档编号】H03F1/30GK103812454SQ201310398280
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】曼诺·克兰多斯·安西索, 强尼斯·哈瑞贝克, 柏纳得·马克·坦博克 申请人:联发科技（新加坡）私人有限公司