包络追踪系统的校准方法、电源电压的调制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种包络追踪系统的校准方法、电源电压的调制方法及装置，该包络追踪系统用于无线通信单元的RF发射机内的PA模块的电源电压，以及该方法执行于该无线通信单元的至少一信号处理模块中，包含：确定能够使该PA模块的输出功率等于目标输出功率的PA电源电压与PA输入功率的多种组合；针对上述已确定的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的组合对该包络追踪系统进行校准。本发明专利技术实施例能为不同的RMS输出功率级提供最适宜或者接近最适宜的电流消耗，以及可以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。

【技术实现步骤摘要】
包络追踪系统的校准方法、电源电压的调制方法及装置
本专利技术是有关于一种包络追踪系统（envelopetrackingsystem）的校准方法、电源电压的调制方法及装置，尤其是关于一种应用于无线通信单元的射频（radiofrequency，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。
技术介绍
本专利技术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的包络发生波动，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。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不容忽视的问题。另外，手持(用户)设备的关注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(CartesianFeedback)，前反馈(Feed-forward)以及自适应性预失真发射机的设计中。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。发射机（主要是PA）的效率由输出端设备两端的电压，以及由于PA的最小电源电压（Vmin）需求而引起的任意下拉设备成分两端的过电压来决定。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。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是关于对PA电源电压进行调制以匹配（追踪）RFPA正在发射的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）将近似匹配已发射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，包络追踪技术能使得PA效率增长，降低热消耗，并能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。图1所示为现有技术中两种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，而第二种技术中PA的电源电压被调制以追踪RF包络波形115。在第一种技术中，无论正在放大的调制后RF波形的特性如何，仍存在PA可以使用的过电源电压净空值110(因此可能存在潜在的浪费)。而在第二种技术中，PA的过电源电压净空值120可通过对RFPA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RF包络。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（adjacentchannelpower，简称ACP）。包络追踪可以与对RF信号的数字预失真相结合以改善ACP的鲁棒性。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，因此不能通过硬件以保证ET系统的性能横跨所有器件都是一致的。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。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，该方法能够利用ENV至VPA的映射策略开展自动校准，从而能为不同的RMS输出功率级提供最适宜或者接近最适宜的电流消耗，以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-partvariation）进行补偿。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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、电源电压的调制方法及装置，以减缓、消除上述一个或多个问题。根据本专利技术的第一实施例，提供一种包络追踪系统的校准方法，该包络追踪系统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，以及该方法执行于该无线通信单元的至少一信号处理模块中，包含：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的组合对该包络追踪系统进行校准。根据本专利技术的第二实施例，提供一种通信单元，包含：RF发射机模块，包含一包络追踪系统，用于该RF发射机内的功率放大器模块的电源电压；以及至少一信号处理模块，用于校准该包络追踪系统并用于：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的组合对该包络追踪系统进行校准。根据本专利技术的第三实施例，提供一种集成电路，用于通信单元中，该通信单元包含RF发射机模块，该RF发射机模块包含一用于该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，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并用于：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器的电源电压与输入功率的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的组合对该包络追踪系统进行校准。根据本专利技术的第四实施例，提供一种电源电压的调制方法，该电源电压为无线通信单元的RF发射机模块内的功率放大器模块的电源电压，该方法包含，在该无线通信单元的至少一信号处理模块中执行下述步骤：接收即将被该RF发射机模块发射的用户数据；确定输出功率波形以用于该用户数据；从该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合中产生该功率放大器模块的电源电压的波形信号与输入功率的波形信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包络追踪系统的校准方法，该包络追踪系统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，该方法执行于该无线通信单元的至少一信号处理模块中，以及该方法包含：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的组合对该包络追踪系统进行校准。

【技术特征摘要】
2012.12.19 US 61/739,195;2013.09.30 US 14/040,7431.一种包络追踪系统的校准方法，该包络追踪系统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，该方法执行于该无线通信单元的至少一信号处理模块中，以及该方法包含：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的组合对该包络追踪系统进行校准。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合的步骤包含：从该多种组合中选取包含最低电池电流的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的组合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合的步骤包含：确定能够使该功率放大器模块的输出功率位于该目标输出功率的公差范围内的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合的步骤还包含：应用一连续波形RF信号至该功率放大器模块的输入端；改变该功率放大器模块的电源电压及输入功率中的至少一者；以及监控该功率放大器模块的输出功率的至少一指示信息，以确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该改变该功率放大器模块的电源电压及输入功率中的至少一者的步骤具体为：扫描该功率放大器模块的电源电压及输入功率中的至少一者。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合的步骤还包含：应用一包含可变包络的RF信号至该功率放大器模块的输入端；以及重复地修正RF信号包络至该功率放大器模块的电源电压的映射，以使该功率放大器模块的瞬态输出功率等于该目标输出功率。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每一个根据需要设置的目标输出功率，该方法均包含：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于该目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入功率的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合中选取一种组合；以及使用所选取的组合对该包络追踪系统进行校准。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含：测量该无线通信单元的电池的至少一个电池电流值以获取该多个电池电流指示信息。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该测量该无线通信单元的电池的至少一个电池电流值包括测量下述元件中的至少一个的电池电流值：该功率放大器模块，一功率放大器电源电压调制器以及一RF发射机/调制电路。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含：确定能够使该功率放大器模块的输出功率等于目标输出功率的该功率放大器模块的电源电压与输入包络的多种组合；针对上述已确定的该功率放大器模块的电源电压与输入包络的多种组合获取多个电池电流指示信息；至少部分基于已获取的该多个电池电流指示信息，从该多种组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼诺·克兰多斯·安西索，陈信宏，乔纳森·理查·思创，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG