校正包络线追踪系统中功率放大器负载特性的方法和装置的制造方法_2

文档序号:9923334阅读:来源:国知局
较本文所描述的各种方面要昂贵得多且效率更低。对双工器的集成允许PAD的制造商相对于ET性能来优化PA和双工器之间的接口。然而,传统的优化是耗时的任务,需要对PA和双工器之间的相互作用的深刻理解。由于成本的原因,PAD模块仅采用在高端用户设备中。
[0034]此外,许多用户设备(例如,成本较低的用户设备等)制造商通常采用外部的、分离的双工器以尽量减少成本,这是由于双工器是在用户设备中的主要成本动因(在多波段设备中,双工器的数量随所支持的频带的数量增加而增加,并且很容易超出RF收发器和PA的价格)。然而,当在ET应用中采用分立的双工器,除非双工器和功率放大器之间的接口被优化,ET系统(例如在电流消耗、ACLR等方面)的性能将被劣化,并且可能不优于替代品(例如APT)。这种优化可以经由印刷电路板(PCB)上的匹配网络来完成。然而如上文所讨论的,常规的优化可能是耗时的并且需要对ET系统的深刻理解。
[0035]此外,传统的优化技术初步优化PA和双工器接口,并在所有操作条件下应用相同的静态匹配,例如对于整个发射频带。正因为如此,尽管在某些操作条件(例如发射频带的一部分、温度等)下的性能是可以接受的,其它操作条件下(例如发射频带的其它部分、温度降低等)ET特性可能被劣化。在宽带通信模式中劣化的ET的特点更为明显。
[0036]本文讨论了基于一组当前操作条件(其可以包括,例如当前操作频率、当前温度等中的一个或多个)来通过优化PA和至少一个滤波器之间的接口以辅助包络线追踪的系统、方法和装置。
[0037]参考图1,示出的是根据本文所描述的各种方面的、辅助包络线追踪(ET)的系统100的框图。系统100包括可调谐(tunable)匹配网络102和控制组件104。可调谐匹配网络102可以包括电感元件和可调节的或可调谐的电容元件,例如,包括多个可切换的电容器或者或一个或多个变容二极管的开关电容网络。可调谐匹配网络102可以经由输入106和输出108将能够在ET模式中运作的PA与至少一个滤波器耦接。可替代地,可调谐匹配网络102可以通过被插入在发送路径中的至少一个滤波器后来耦接到PA和至少一个滤波器,并且替代的经由输入106被耦接到至少一个滤波器。类似地,尽管结合图2-8和图15所示出和讨论的实施例在传输路径中的PA与至少一个滤波器之间具有可调谐匹配网络,可以采用其中可调谐匹配网络102或1517被布置在传输路径中的至少一个滤波器之后的替代实施例。
[0038]控制组件104可以检测耦接到可调谐匹配网络102的PA的当前一组操作条件。当前一组操作条件可包括一个或多个当前操作频率、温度、或影响PA和至少一个滤波器之间的阻抗匹配的其它因素,其中包括影响目标PA负载或至少一个滤波器的输入阻抗(例如触摸天线等)的条件。基于当前一组操作条件,控制组件104确定优化一个或多个ET的特性的可调谐匹配网络102的阻抗,其可以包括随着频率的ET延迟变化(ET延迟分散)、随着频率的增益变化(增益分散)、AMAM和AMPM响应云化,ACLR等。
[0039]基于所确定的阻抗,控制组件104可以发送控制信号(例如控制字等)110到可调谐匹配网络102。响应于接收到控制信号110,可调谐匹配网络102可以调整其阻抗以匹配所确定的阻抗。在所确定的阻抗处,可调谐匹配网络102映射至少一个滤波器的输入阻抗(例如,频分双工(FDD)实施例中的双工器的发射滤波器、时分双工(TDD)实施例中的双工器的带通滤波器)到目标PA负载阻抗,以通过基于由从PA和至少一个滤波器之间的失配引起的反射的信号的振幅来最小化随着频率的相位或振幅变化,从而优化一个或多个ET特性。反射信号的振幅越高,反射信号的可容忍的、随着频率的相位或振幅变化将会越低。最小化随着频率的相位或振幅变化可以通过下述两者中的一项来达成:最小化反射(如果几乎不存在反射,则反射信号的随着频率的相位变化并不重要),或者最小化随着频率的相位或振幅变化中的一个。在本文所描述的方面,根据一组当前操作条件,可调谐匹配网络的阻抗可以改变以最小化这种随着频率的相位或振幅变化。与此相反,在具有静态匹配的常规系统中,则难以甚至不可能将滤波器的复输入阻抗与更宽的频率范围中的多个谐振匹配。
[0040]一般情况下,可调谐匹配网络102的所确定的阻抗不同于将通过其自身优化PA性能的线性度或效率、或当在非ET模式中运作时的PA性能的常规状态。然而,通过优化一个或多个ET特性,所确定的状态可具有更大的总体效率,这是由于当以优化的一个或多个ET特性操作时来自ET模式的改善的效率增益。例如,通过在PA操作在其中的当前频率范围(或其它条件)中优化随频率的ET延迟(例如,通过使得ET延迟分散对当前一组操作条件为平坦或线性的),提供具有更好的线性特性的追踪(例如改进的相邻信道泄漏比(ACLR)等),最大化来自ET的效率增益,并增加其组合的整体效率。相反,在没有如本文中所讨论的优化的情况下,如果ET延迟相对于最优延迟具有偏移或显示随着调制带宽的强烈变化,则追踪质量将会劣化,引起例如例如更高的ACLR值,高达违反3GPP (第三代合作伙伴计划)规范的水平。虽然在一些方面,如本文所述的ET优化匹配可能劣化功率放大器的峰值效率,其将改善ET系统的线性特性,从而得到更好的ACLR等。由于PA仍在接近其峰值效率附近操作,但可以在ET模式有效地在整个发射频带中运作,与运作在APT模式中的PA (相对于其饱和功率具有大量余量(headroom))相比,在系统效率方面将会存在增益,在下面更详细讨论的图11,示出了在根据本文所描述的各种方面的优化之前(灰色数据点和线图)和根据本文所描述的各种方面的优化之后(黑色实线和虚线段)的频率的函数的示例ET延迟。如能够从图11中清楚地看出的,在优化之后,随着频率的优化ET延迟比优化之前具有更小的方差,并且与每个所指示的子带呈线性关系。
[0041 ] 结合其它示例ET特性,随频率的强增益变化或高增益梯度(例如每5MHz IdB等)指示由于滤波器阻抗(例如双工器的发射滤波器等)的PA拉动(pulling)。这将导致宽带信号中的记忆效应,其可视作AMAM和AMPM响应的云化。增加的AMAM和AMPM响应云化可引起非对称ACLR特性、数字信号中增加的误码率和模拟信号中的信号劣化。因此,通过优化随频率的增益变化(例如,通过增益分散对当前一组操作条件为平坦或线性的)或随频率的AMAM和AMPM响应云化(例如,通过收紧云化到例如小于IdB的开口等),记忆效应可以减小且性能得以提高(例如,较低的误码率等)。在下面更详细讨论的图12和图13,示出了没有如本文所讨论的优化的AMAM和AMPM响应云化(图12)、和具有如本文所讨论的优化的AMAM和AMPM响应云化(图13)的示例。如可以从图12与图13的比较中看出的,如本文讨论的优化可以大大改善AMAM和AMPM响应云化。
[0042]随着一组当前操作条件的变化,优化一个或多个ET特性的阻抗同样可以潜在地改变。通过提供能基于一组当前操作条件来调节其阻抗的可调谐的匹配滤波器102 (如由控制组件104所检测到并且响应于控制信号110),与传统系统相反,系统100可以在可能操作条件范围(例如在PA的整个发射频带上等)中优化一个或多个ET特性。
[0043]—方面,PA的发射频带可以被划分成两个或更多的子带,从而两个或更多子带中的每个子带可以与优化子带上的一个或多个ET特性的可调谐匹配网络102的独特的阻抗相关联。在这些方面,一旦控制组件104检测到两个或更多的子带中的第一子带内或基本在第一子带内(例如,大于50%等)的PA操作,控制组件104就可以发送第一控制信号,并且可调匹配网络102就可以调整其阻抗到第一阻抗,第一阻抗优化第一子带上的一个或多个ET特性。类似地,一旦控制组件104检测到在或基本在两个或更多的子带中的第一子带内的PA操作,控制组件104就可以发送第二控制信号,并且可调匹配网络102就可以调整其阻抗到第二阻抗,第一阻抗优化第二子带上的一个或多个ET特性。在某方面,附加的子带、控制信号和阻抗也可以以类似的方式(例如,第三、第四等等)来采用。
[0044]每个子带的大小(并且在某方面,子带的数目)可以基于至少一个滤波器的输入阻抗如何作为频率的函数而变化、以及因此一个或多个ET特性如何随频率而变化来确定。因为至少一个滤波器中的每个包括一个或多个谐振器,滤波器的输入阻抗会随频率变化,并且ET特性(例如ET延迟等)在一些频率范围中会比在其它频率范围中变化得更迅速。在ET特性在其中变化得更迅速的频率范围中,可以使用较小的子带来改善在这些频率范围中的优化。在多个方面,子带的中心频率和大小中的一者或两者可以至少部分地基于一个或多个ET特性如何根据频率而变化来选择。在其他方面中,也可以至少部分地基于一个或多个ET特性如何根据频率而变化来选择子带的数量。
[0045]系统100(以及本文中所讨论的辅助ET的其它系统和设备),可以与各种用户设备、组件、或通信标准中的任何一起采用,例如与任何PA技术(例如,GaAs、CMOS (互补金属氧化物可以采用半导体)、SOI (绝缘体上硅)等)一起采用,与各种组件配置(例如,独立的PA和(一个或多个)滤波器、PAD模块,与天线集成在一切或分开的双工器等),单波段或多波段和/或多模式配置一起采用,或与任何通信标准或协议(例如,FDD或TDD、任何无线标准,例如3G、CDMA (码分多址)、LTE (长期演进)等)一起采用。
[0046]参考图2,示出了根据本文所描述的各种方面的、辅助ET并且包括反馈接收器202的另一系统200的框图。除了可调谐匹配网络102和控制组件104,系统200可包括反馈接收器202和ET分析组件206。
[0047]反馈接收器202可以经由至少一个滤波器、或者经由从至少一个滤波器接收滤波输出信号的其它组件(例如,天线端口、耦接器、天线等)来接收发射信号204。ET分析组件206可以分析发送信号并且确定一个或多个的ET特性中的至少一个。
[0048]在多个方面,一个或多个测试信号可以经由可调谐匹配网络102来提供,并在反馈接收器202 (通过至少一个滤波器等来)接收。对于多组的操作条件(例如,频率或频率范围、温度等)中的每个,可调谐匹配网络102的不同阻抗的可被选择,并且ET分析组件206可分析所接收的一个或多个测试信号,以确定针对一组给定的操作条件可调谐匹配网络102的哪个阻抗优化一个或多个ET特性。在多个方面,一种或多种搜索算法(例如二进制搜索等)可被采用来提升确定针对一组给定的操作条件优化一个或多个ET特性的阻抗的效率。针对一组给定的操作条件优化一个或多个ET特性的阻抗可以被存储在控制组件104或在相关联的存储器(例如查找表等)中。这可以针对多组操作条件进行重复,直到阻抗被针对多组操作条件中的每组操作条件确定。一旦当前一组操作条件与多组操作条件中的一组匹配,控制组件104就可发送相应的控制信号110到可调谐匹配网络102以相应地调整其阻抗。
[0049]在采用子带的各方面中,子带(以及大小和中心频率)
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