使用裝置表征數(shù)據(jù)確定et放大級的包絡(luò)成形和信號通路預(yù)失真的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及實現(xiàn)有效放大非恒定包絡(luò)信號的技術(shù)。本發(fā)明特別地涉及使用包絡(luò)跟 蹤電源進行放大，結(jié)合成形函數(shù)將包絡(luò)信號成形。
[0002] 本發(fā)明特別地但非排他性地涉及射頻（RF)信號的放大。
【背景技術(shù)】
[0003] 許多現(xiàn)代通信系統(tǒng)通常使用非恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)來實現(xiàn)高頻譜效率。為了避免頻 譜傳播至相鄰的通信信道，需要高線性射頻（RF)放大。傳統(tǒng)的固定偏置放大器僅可通過 "卸下（backingoff)"放大器來實現(xiàn)所需的線性，使得它在比其峰值功率容量低很多的功 率下正常運行。遺憾的是，在該區(qū)域內(nèi)DC到RF功率轉(zhuǎn)換效率非常低。因此，當(dāng)在便攜式應(yīng) 用中使用時，這些設(shè)計耗散相當(dāng)大的熱并降低電池壽命。
[0004] 例如，使電池壽命盡最大在移動無線設(shè)備中是最為重要的。使用大多數(shù)高頻譜效 率通信標(biāo)準(zhǔn)，移動發(fā)射器大多數(shù)時間在比最大功率小很多的情況下運行。對此有兩個原因。 首先，通常使用功率控制將平均發(fā)射功率降低至進行可靠通信所需的最低水平，其次，大多 數(shù)新興調(diào)制方案的峰值-平均功率之比為高。因此，對于功率放大器來說，重要的是在功率 大大低于最大值的情況下（功率放大器大多數(shù)時間都在此情況下運行）維持高效率。
[0005] 作為用于增加放大器效率的已知技術(shù)的"包絡(luò)跟蹤"（ET)使用電源調(diào)制器基本上 按照輸入RF信號的包絡(luò)來調(diào)制電源電壓。為了實現(xiàn)最高的整體效率，電源調(diào)制器本身的效 率必須高，從而在調(diào)制器內(nèi)需要使用切換模式的DC-DC轉(zhuǎn)換器。電源調(diào)制器的設(shè)計對于放 大器的系統(tǒng)性能而言至關(guān)重要。除了實現(xiàn)好的效率之外，調(diào)制器還必須表現(xiàn)出高帶寬、高 線性和低噪聲，這在現(xiàn)代通信應(yīng)用中是有用的，所述現(xiàn)代通信應(yīng)用通常使用高帶寬CDAM或 OFDM調(diào)制方案并且還要求調(diào)制精度高。
[0006] 一種改進的線性方法使用非線性函數(shù)用輸入信號包絡(luò)推導(dǎo)出放大器電源電壓，以 實現(xiàn)源自RF放大器的恒定增益，從而降低對預(yù)失真或反饋的需要。包絡(luò)電壓和電源電壓 之間的映射函數(shù)可使用連續(xù)函數(shù)，其中，電源電壓可以唯一地從包絡(luò)電壓的已知信息中推 導(dǎo)出。
[0007] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已知的是通過產(chǎn)生連續(xù)波信號作為放大器的輸入以產(chǎn)生成形函數(shù) 來表征裝置。這導(dǎo)致裝置變熱，這樣會提供錯誤的表征數(shù)據(jù)。
[0008] 在替代布置中，使用脈沖信號克服與連續(xù)波信號相關(guān)的問題。然而，使用脈沖波信 號，在測量相位特性時會出現(xiàn)問題。
[0009] 因此，將會有利的是，提供改進的包絡(luò)跟蹤功率放大器表征方法來改進測試處理。
[0010] 在已知的現(xiàn)有技術(shù)裝置中，包絡(luò)跟蹤結(jié)構(gòu)中使用表征方法，以控制包絡(luò)通路中的 信號，從而滿足改進系統(tǒng)特性（諸如，效率）的系統(tǒng)目標(biāo)。這可能是以接受與其它系統(tǒng)特性 相關(guān)的系統(tǒng)性能降低為代價的。
[0011] 因此，本發(fā)明的目的是，提供改進的包絡(luò)跟蹤功率放大器表征方法和改進的利用 表征期間得到的參數(shù)提高系統(tǒng)使用性能的方法。
[0012] 在已知的表征方法中，由于測試系統(tǒng)本身相位漂移，導(dǎo)致得到對包絡(luò)跟蹤放大器 的AM-PM失真的準(zhǔn)確估計是已知的問題。此外，一般來講，這是一個普遍適用于測量放大器 的測試參數(shù)的問題，無論它們是否為包絡(luò)跟蹤結(jié)構(gòu)的部分。
[0013] 因此，將會有利的是，提供改進的用于確定放大器的AM-PM失真的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供了一種控制包絡(luò)跟蹤放大級的方法，所述包絡(luò)跟蹤放大級包括放大 器、包絡(luò)跟蹤調(diào)制電源和預(yù)失真塊，所述放大器用于放大輸入信號，所述包絡(luò)跟蹤調(diào)制電源 用于根據(jù)所述輸入信號包絡(luò)產(chǎn)生用于所述放大器的調(diào)制電源電壓，并且其中通過成形函數(shù) 將所述包絡(luò)跟蹤調(diào)制電源電壓的所述輸入信號包絡(luò)成形，所述預(yù)失真塊用于使所述放大器 的輸入信號預(yù)失真，所述方法包括：在處于測試狀況下的所述放大器的表征模式中：測量 所述放大級的參數(shù)，以針對所述放大器的輸入功率和電源電壓的瞬時值確定增益、相位和 效率特性中的至少兩個；針對增益、相位和效率特性中的所述至少兩個中的每個，產(chǎn)生表示 相對于施加于所述放大器的輸入功率和電源電壓的特性的三維圖，以及在處于正常操作狀 況下的所述放大器的使用模式中：根據(jù)與增益、相位或效率中的一個或更多個相關(guān)的主要 系統(tǒng)目標(biāo)，使用所述三維圖中的至少一個針對所述成形表確定成形函數(shù)；和使用所述三維 圖中的至少一個和確定的所述成形函數(shù)確定所述預(yù)失真塊的預(yù)失真系數(shù)以滿足與增益、 相位或效率中的至少一個相關(guān)的次要系統(tǒng)目標(biāo)。
[0015] 使用三維圖中的至少一個和確定的成形函數(shù)確定所述預(yù)失真塊的預(yù)失真系數(shù)以 滿足次要系統(tǒng)目標(biāo)的方法步驟可以包括：預(yù)測確定的成形函數(shù)對所述增益、相位或效率特 性的影響，并且據(jù)此預(yù)測來調(diào)節(jié)所述預(yù)失真系數(shù)。
[0016] 在表征模式下，所述方法還可包括：產(chǎn)生輸入測試波形，所述輸入測試波形代表在 所述放大級的正常操作狀況下的輸入波形。
[0017] 在表征模式下，所述方法還可包括：在所述測試波形作為輸入信號被施加的時段 期間，在多個測試時段中的每個中，將均包括非線性傳遞函數(shù)的多個不同的成形函數(shù)中的 各個成形函數(shù)應(yīng)用于所述輸入信號包絡(luò)。
[0018] 次要目標(biāo)可以是用于使所述放大器的AM-AM和AM-PM失真最小的線性目標(biāo)。
[0019] 次要目標(biāo)可以是用于在所述輸入值的至少部分范圍內(nèi)使所述放大器的AM-AM和 AM-PM失真中的至少一個最小的線性目標(biāo)。次要目標(biāo)可以是用于在輸入值的整個范圍內(nèi)使 所述放大器的AM-PM失真線性化的線性目標(biāo)。次要目標(biāo)可以是用于在輸入值的整個范圍內(nèi) 使所述放大器的AM-PM失真線性化并且在低輸入功率水平下使AM-PM失真線性化的線性目 標(biāo)。
[0020] 成形函數(shù)可以被定義為將所述輸入信號包絡(luò)的每個瞬時值映射到通向所述放大 器的瞬時電源電壓的函數(shù)。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)適于執(zhí)行所述方法的步驟。本發(fā)明 還提供了一種具有用于執(zhí)行所述方法的步驟的裝置的控制系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0022] 現(xiàn)在，通過參考附圖描述本發(fā)明，其中：
[0023] 圖1示出示例性放大系統(tǒng)，其中可實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明進行的改進及其實施方式；
[0024] 圖2示出用于表征功率放大器裝置的示例性測試/表征系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；
[0025] 圖3(a)至圖3(c)示出在優(yōu)選布置中的測試/表征波形的產(chǎn)生；
[0026] 圖4示出測試/表征操作中的示例性成形函數(shù)；
[0027] 圖5(a)至圖5(c)示出由于示例性測試/表征處理產(chǎn)生的示例性三維表面；以及
[0028] 圖6示出根據(jù)優(yōu)選布置改進的放大系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0029] 現(xiàn)在，參照示例性布置通過舉例來描述本發(fā)明。除非清楚表明，否則本發(fā)明不限于 描述的任何布置的細節(jié)?？梢杂貌煌慕M合實現(xiàn)示例性布置的各方面，本發(fā)明不限于特征 的具體組合，因為提出示例性的組合是出于說明本發(fā)明的目的。
[0030] 圖1示出示例性包絡(luò)跟蹤射頻（RF)功率放大器系統(tǒng)100,其中可實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明 進行的改進。包絡(luò)跟蹤功率放大器系統(tǒng)100包括功率放大器102、上變頻器104、包絡(luò)檢測 器106、成形表108和包絡(luò)調(diào)制電源110。
[0031] 線路112上的基帶輸入I/Q信號形成上變頻器104的輸入，上變頻器104在線路 122上產(chǎn)生RF功率放大器的RF輸入信號。用PIN表示基帶輸入I/Q信號的瞬時功率。線 路112上的輸入I/Q信號也形成包絡(luò)檢測器106的輸入，包絡(luò)檢測器106在線路116上在其 輸出處產(chǎn)生表示基帶輸入I/Q信號的包絡(luò)的包絡(luò)信號。包絡(luò)檢測器106另外可在線路107 上產(chǎn)生通向成形表108的控制信號，如圖1的布置中所示。在替代布置中，可以直接由基帶 處理電路（未示出）提供用于成形表的該控制信號，基帶I/Q信號源自基帶處理電路。線 路116上的包絡(luò)信號被作為輸入提供到成形表108。線路118上的成形表的輸出提供包絡(luò) 調(diào)制電源的輸入，包絡(luò)調(diào)制電源據(jù)此向線路120上的RF功率放大器提供電源電壓。RF功率 放大器在線路114上在其輸出處產(chǎn)生經(jīng)放大的RF輸出信號。用Pwt表示RF輸出信號的瞬 時功率。
[0032] 上變頻器104將線路112上的基帶輸入I/Q信號轉(zhuǎn)換成待放大的RF信號。包絡(luò) 檢測器接收線路112上的I/Q信號，并且在其輸出處產(chǎn)生表示輸入信號的包絡(luò)的包絡(luò)信號， 即，提供表示輸入信號的幅度的信號。
[0033] 包絡(luò)調(diào)制電源110的實現(xiàn)不在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可用 多種方法實現(xiàn)包絡(luò)調(diào)制電源110。通常，包絡(luò)調(diào)制電源110包括開關(guān)電壓電源，在開關(guān)電壓 電源中，可以根據(jù)由成形表提供的包絡(luò)信號的瞬時幅度選擇多個電源電壓中的一個。在有 效的放大方案中，接著可進一步調(diào)節(jié)所選擇的電源電壓，以提供瞬時包絡(luò)信號的更準(zhǔn)確表 示，在提供到RF功率放大器之前被作為電源電壓。本發(fā)明不限于包絡(luò)調(diào)制電源的任何特定 實現(xiàn)方式。
[0034] 功率放大器102可被