具有噪聲調(diào)整的包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有噪聲調(diào)整的包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請主張2013年3月14日提交的題為“ET SYSTEM WITH ADJUSTMENT FORNOISE”的美國臨時專利申請N0.61/783，665的權(quán)益，其通過引用整體合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請總體上涉及射頻收發(fā)器，更特別地，涉及射頻收發(fā)器中的包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]包絡(luò)跟蹤(ET)系統(tǒng)普遍用于功率效率很重要的無線電諸如移動電話中使用的蜂窩無線電的射頻(RF)發(fā)送器部分中。典型的ET系統(tǒng)包括使用可變電源的RF功率放大器(PA)，可變電源給PA提供動態(tài)變化的供電電壓，所述供電電壓跟蹤調(diào)制幅度。這樣的ET系統(tǒng)的目的一般是通過以低凈空(headroom)操作PA來提高效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]各種實施例包括包絡(luò)跟蹤收發(fā)器，其調(diào)整包括跟蹤參數(shù)以實現(xiàn)期望的噪聲性能和功率效率。在第一實施例中，一種包絡(luò)跟蹤收發(fā)器包括功率放大器、查找電路、電源、接收器和配置電路。所述功率放大器接收輸入信號并且產(chǎn)生放大輸出信號。所述功率放大器還接收給所述功率放大器供電的供電電壓。所述查找電路基于所述輸入信號的估算幅度和指示用于操作所述功率放大器的壓縮水平的反饋信號產(chǎn)生電源控制信號。所述電源基于所述電源控制信號向所述功率放大器提供所述供電電壓。所述接收器接收接收信號并且產(chǎn)生噪聲裕度信號，所述噪聲裕度信號表示所述接收信號的噪聲裕度。所述配置電路基于所述噪聲裕度信號產(chǎn)生所述反饋信號。
[0006]在第二實施例中，一種包絡(luò)跟蹤收發(fā)器包括功率放大器、查找電路、電源、接收器和配置電路。所述功率放大器接收輸入信號并且產(chǎn)生放大輸出信號。所述功率放大器還接收給所述功率放大器供電的供電電壓。所述查找電路基于所述輸入信號的估算幅度產(chǎn)生電源控制信號。所述電源基于所述電源控制信號提供所述供電電壓給所述功率放大器。所述接收器接收接收信號并且產(chǎn)生表示所述接收信號的噪聲裕度的噪聲裕度信號。所述配置電路基于所述噪聲裕度信號產(chǎn)生一個或多個控制信號以控制所述功率放大器、所述查找電路和所述電源中的至少一個的參數(shù)。
[0007]在第三實施例中，一種包絡(luò)跟蹤收發(fā)器包括功率放大器、查找電路、電源和反饋接收器。所述功率放大器接收輸入信號并且產(chǎn)生放大輸出信號。所述功率放大器還接收給所述功率放大器供電的供電電壓。所述查找電路基于所述輸入信號的估算幅度和指示用于操作所述功率放大器的壓縮水平的反饋信號來產(chǎn)生電源控制信號。所述電源基于所述電源控制信號提供所述供電電壓給所述功率放大器。所述反饋接收器產(chǎn)生所述放大輸出信號中的噪聲度量并且響應(yīng)于所述噪聲度量產(chǎn)生所述反饋信號。
[0008]說明書中描述的特征和優(yōu)點并未包括全部，特別地，鑒于附圖和說明書，許多附加特征和優(yōu)點將對本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯然。而且應(yīng)注意，主要出于可讀性和說明性目的而選擇了說明書中使用的語言，其也可以不被選擇來描繪或勾勒本發(fā)明主題。
【附圖說明】
[0009]通過結(jié)合附圖來考慮以下詳細(xì)描述，可以容易地理解這里公開的實施例的教導(dǎo)。
[0010]圖1是示出ET收發(fā)器的第一實施例的電路圖。
[0011]圖2是示出ET收發(fā)器的第二實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0012]附圖和下文的描述僅通過示例的方式涉及各種實施例。應(yīng)注意，通過下文的討論，將容易認(rèn)識到作為可行備選的本文公開的結(jié)構(gòu)和方法的備選實施例，其可以被采用而不脫離本文所討論的原理。
[0013]下面將詳細(xì)參照若干實施例，附圖中示出了它們的示例。注意，每當(dāng)可行時，相同或相似的附圖標(biāo)記可以用在附圖中并且可以指示相同或相似的功能。附圖僅出于說明的目的描繪了各種實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從下面的說明容易認(rèn)識到，可以采用本文所示結(jié)構(gòu)和方法的備選實施例而不脫離本文所描述的原理。
[0014]包絡(luò)跟蹤收發(fā)器動態(tài)地調(diào)整包絡(luò)跟蹤參數(shù)以獲得噪聲性能和功率效率之間的期望折衷。特別地，通過犧牲收發(fā)器的發(fā)送信號和接收信號的噪聲性能可以獲得更好的發(fā)送器功率效率。當(dāng)可接受更高水平的噪聲時，包絡(luò)跟蹤收發(fā)器動態(tài)調(diào)整發(fā)送器參數(shù)以獲得更好的功率效率，同時犧牲噪聲性能。當(dāng)期望更低水平的噪聲時，包絡(luò)跟蹤收發(fā)器動態(tài)調(diào)整參數(shù)以獲得更好的噪聲性能，同時犧牲效率。
[0015]圖1示出具有ET系統(tǒng)的RF收發(fā)器100的實施例。發(fā)送調(diào)制器110產(chǎn)生數(shù)字發(fā)送信號101，其被RF上變頻器102上變頻為上變頻輸入信號103，上變頻輸入信號103被提供給PA 104的輸入端。PA 104放大上變頻輸入信號103以產(chǎn)生放大RF信號105。來自PA104的放大RF信號105在通過雙工器濾波器106之后作為輸出信號107到達(dá)天線112。天線112還接收接收信號113，其在通過雙工器濾波器106之后到達(dá)接收器114。雙工器濾波器106由天線112接收的接收信號113和放大RF信號105之間的濾波。耦合器108將代表輸出信號107的反饋信號115提供給反饋接收器116。
[0016]數(shù)字發(fā)送信號101還被提供給幅度估算器118，幅度估算器118估算數(shù)字發(fā)送信號101的幅度。例如，在一實施例中，幅度估算器118基于公式“幅度=sqrt (I2+Q2) ”估算幅度，其中I和Q分別是數(shù)字發(fā)送信號101的同相和正交分量。估算幅度信號119作為索引被提供給查找表120，查找表120基于估算幅度信號119和來自反饋接收器116的反饋信號117輸出信號121。查找表120可填充有適用于估算發(fā)送信號幅度信號119和反饋信號117的各種值的PA供電電壓值，其典型地通過PA特征化來確定。
[0017]數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 122將從查找表120輸出的PA供電電壓值轉(zhuǎn)換為模擬信號123，其控制ET電源124以輸出特定電壓經(jīng)供電電壓125給PA 104，從而PA 104能以低凈空操作以獲得良好的效率。在一實施例中，延遲對準(zhǔn)(delay alignment)電路(未示出)在ET電源124處或RF上變頻器102內(nèi)插入時延以確保由ET電源124提供的供電電壓125和PA104的輸出端處的放大RF信號105之間的適當(dāng)時間對準(zhǔn)。
[0018]可調(diào)整查找表120中的值以獲得由反饋信號117指定的期望水平的壓縮(compress1n)。壓縮指的是PA 104的電壓操作凈空。例如，在一實施例中，查找表120中的值通過將查找表120中的值乘以值X來得到調(diào)整。當(dāng)X小于I時，壓縮增大；當(dāng)X大于I時，壓縮減小。例如，如果X = 0.9，則提供給PA 104的供電電壓125有效地下降10%。如果X = 1.1，則提供給PA 104的供電電壓125有效地增大10%。期望的壓縮水平一般通過PA和系統(tǒng)特征化來確定。為了好的效率，PA 104可以以高壓縮水平操作，但是來自PA 104的輸出信號不應(yīng)超出可接受的失真水平。否則，如果超出可接受的失真水平，則應(yīng)降低壓縮水平，直到滿足可接受的失真水平。相鄰信道功率(ACP)是PA中的失真的常用指標(biāo)。備選地，不用反饋信號117調(diào)整查找表120中的值，反饋信號117可以替代地調(diào)整幅度估算器118的參數(shù)以控制壓縮。例如，幅度估算器118的輸出可乘以值X，從而在X小于I時增大壓縮，并且在X大于I時減小壓縮。
[0019]反饋接收器116基于發(fā)送信號101和經(jīng)由耦合器108接收的耦合信號115產(chǎn)生反饋信號117以控制壓縮。反饋接收器116或者在正常發(fā)送器操作期間連續(xù)操作，或者在發(fā)送器操作期間周期性地操作，或者在校準(zhǔn)模式期間操作。反饋接收器116對耦合信號115進行下變頻以恢復(fù)下變頻基帶信號。反饋接收器116評估下變頻信號，并且測量信號115中的失真，其代表輸出信號107中的失真。例如在一實施例中，反饋接收器116通過觀察相鄰信道中的功率來計算ACP(例如通過執(zhí)行快速傅立葉變換并且取信號115的期望頻率信道的功率與相鄰信道功率的比值)。在一實施例中，反饋接收器116測量與發(fā)送調(diào)制器110產(chǎn)生的期望基帶發(fā)送信號101相比，耦合信號115的軌跡誤差，利用例如最小均方技術(shù)計算這些信號中的差異?；谶@樣的失真評估，反饋接收器116提供反饋信號117以調(diào)整查找表120中的值，從而調(diào)整壓縮水平恰好足夠低以確保失真水平可接受。
[0020]在諸如圖1的收發(fā)器100之類的ET系統(tǒng)中，PA 104可產(chǎn)生一些在期望RF發(fā)送頻帶外的噪聲。該噪聲由于諸多因素而產(chǎn)生，包括(a)PA 104中固有的AM-AM和AM-PM特性，(b)由以低供電電壓凈空操作PA 104所導(dǎo)致的非線性，(c)用于產(chǎn)生可變電源電壓的PA模型的不完美，以及(d)ET電源124中的帶寬限制。
[0021]特別地，在RF接收頻帶中產(chǎn)生的噪聲可能使收發(fā)器的RF接收器114對接收信號113不敏感。在移動電話使用的蜂窩無線電中，無線電系統(tǒng)經(jīng)常是全雙工的(RF接收器14與發(fā)送器同時操作)。因此，由PA 104產(chǎn)生的噪聲可在操作期間饋送到接收器114中。PA104的增大的壓縮可增大接收信號113的接收頻帶中的噪聲。雙工器濾波器106用于限制該噪聲，但是濾波可能不充分。
[0022]圖2示出ET收發(fā)器200的第二實施例，其中包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的參數(shù)作為接收路徑中的容限噪聲(接收噪聲裕度)的函數(shù)而被調(diào)整，以限制RF接收器114的去敏化(desensitizat1n)。該系統(tǒng)類似于圖1的系統(tǒng)，但是包括配置塊254和噪聲裕度估算器252，并且省略一些前面描述的細(xì)節(jié)。
[0023]無線電鏈路質(zhì)量在現(xiàn)代無線電系統(tǒng)中通常受到監(jiān)視，例如通過噪聲裕度估算器252來進行。鏈路質(zhì)量可用無線電鏈路參數(shù)來評估，諸如接收信號強度，或者誤碼率或誤幀率。因此，噪聲裕度估算器252可估算RF接收器114處的接收噪聲裕度，并且可提供一個或多個反饋信號251、253給配置塊254，配置塊254相應(yīng)地調(diào)整包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的參數(shù)。
[0024]當(dāng)無線電條件改變時，接收噪聲裕度通常動態(tài)變化。例如，當(dāng)發(fā)送器用于高數(shù)據(jù)速率發(fā)送時，許多系統(tǒng)以高接收噪聲裕度操作；在差的或有裕度的接收條件下將很少使用最高數(shù)據(jù)速率。在這些高數(shù)據(jù)速率處發(fā)送器將以最高功率水平操作；因此從有效率的PA實現(xiàn)了實質(zhì)性的總體功率節(jié)能。在這些條件下，配置塊254調(diào)整ET系統(tǒng)的參數(shù)以使效率最大化，同時允許比標(biāo)稱的接收頻帶噪聲更高，因為接收噪聲裕度是高的。相反，當(dāng)無線電條件差并且接收噪聲裕度低時，配置塊254調(diào)整ET系統(tǒng)的參數(shù)以使接收頻帶噪