CN103650604A - 时间延迟估计 - Google Patents

Abstract

测量了在数字参考信号和数字导出信号之间的延迟量，其中，所述导出信号是从所述参考信号得到的。测量包括：确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号以及通过确定构成所述第一时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号产生一组时间相关的参考符号。通过检测在所述导出信号的斜率的符号和在所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度，产生第一组重合度结果。将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。

Description

时间延迟估计

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月12日递交的第61/485,230号美国临时申请的权益，该美国临时申请以全文引用的方式并入本文。

背景技术

本发明涉及测量，在一些情况下，涉及通过电路引入的信号延迟的补偿，诸如，在电子电路的闭环配置中的参考信号和反馈信号之间的信号延迟的补偿，所述电子电路例如但不限于无线电发射器。

通常需要估计通过电路引入的延迟的量。采用现代无线发射器作为多种可能的示例之一（例如，在移动电话中或者在具有内置式收发器的计算机中的无线发射器），发射器延迟（即，在输入端和输出端之间）的知识可以是用来进行闭环配置中多种类型的测量中的任一测量的技术的不可或缺的一部分。可以采用这样的配置进行不同类型的测量，例如（不限于）：

1.发射器功率测量

2.发射器增益测量（快速功率测量）

3.发射器相位测量

4.发射器IQ不匹配（即，在同相和正交信号对的振幅和/或相位之间的不匹配）

5.发射器自适应数字预失真

精确测量延迟（“回送延迟”）是非常重要的。反馈信号（本文称为SFB（t））是所发送的基带信号的延迟的但精确的复制。该延迟将随着进程、发射器设置、温度等而变化。

如果不补偿回送延迟，则回送延迟可使闭环测量严重变差。在基于逐样本操作的那些算法中，尤其如此。

因为回送延迟并不是以足够的精度而先验地已知，所以需要校准算法。

发明内容

应该强调：当在该说明书中使用术语“包括”时，其被用来指明存在所述的特征、整数、步骤或部件；但是这些术语的使用不排除存在或增加一个或多个其他的特征、整数、步骤或部件或者其组合。

由于反馈信号是所发送的信号的精确副本，当恰当地配准时，这两个信号将高度关联。根据本发明的示例性实施方式的一个方面是仅通过比较在反馈信号包络斜率的极性与发射器（例如，输入）信号的一组延迟副本中的每个延迟副本的包络斜率的极性之间的重合度的量来提取延迟信息。

根据本发明的一个方面，在用于测量在数字参考信号和数字导出信号之间的延迟量的方法和设备中实现了前述和其他目的，其中，所述导出信号是所述参考信号得到的。测量包括：确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号；通过确定在所述第一时间间隔之前的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生一组时间相关的参考符号。通过检测在所述导出信号的斜率的符号和在所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度，产生第一组重合度结果。将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。

在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，测量所述延迟包括：在一个或多个不同的时间间隔中的每一时间间隔，通过执行以下步骤而产生一个或多个另外组的重合度结果：

.确定在不同的时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号；和

.通过确定构成所述不同时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生另一组时间相关的参考符号，

其中，将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：将所述第一组重合度结果与所述一个或多个另外组的重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。

在包括产生一个或多个另外组的重合度的一些实施方式但不一定是所有实施方式中，将所述第一组重合度结果与所述一个或多个另外组的重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括将所述第一组重合度结果中的每个重合度结果与来自所述一个或多个另外组的重合度结果中的每一组的重合度结果中的相应的一个重合度结果组合，以产生组合组的重合度结果。然后将所述组合组的重合度结果用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，将所述组合组的重合度结果用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：识别所述组合组的重合度结果中的哪一个要素具有最小值；和将在所述组合组的重合度结果内所述识别的要素的位置用作在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量的指示。

在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：识别所述第一组重合度结果的哪一个要素具有最小值。然后，将在所述第一组重合度结果内所述识别的要素的位置用作在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量的指示。

在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，通过确定构成所述第一时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生所述组的时间相关的参考符号包括将与所述第一时间间隔关联的所述参考信号的斜率的符号提供到N个串联连接的延迟单元的库的输入端口，以及以已知的时钟速率对所述延迟单元的库计时，其中N大于1。在这些实施方式中的一些实施方式中，通过检测在所述导出信号的斜率的符号和所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度产生第一组重合度结果包括：将在所述延迟单元的库内的每个延迟单元的输出提供到多个比较单元中的相应的一个比较单元的一个输入端；和将所述导出信号的斜率的符号提供到所述多个比较单元中的每一个比较单元的另一输入端。所述比较单元中的一个或多个比较单元例如可以是异或门。在这些实施方式的其它变型中，将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：将每个所述比较单元的输出提供到多个计数器中相应的一个计数器；以所述已知的时钟速率对每个所述计数器计时；和确定所述计数器中的哪一个计数器存储最小的计数值。

在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，所述数字参考信号是供无线电发射器使用的基带信号；和通过执行以下操作而产生所述数字导出信号：从存在于所述无线电发射器的输出端口处的射频信号，产生同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号。例如，所述输出端口可以是天线。

在一些替选实施方式但不一定是所有替选实施方式中，确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号包括：对所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的包络求平方；通过从所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的较早获取的平方包络减去所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的所述包络的平方，获得差值；和确定所述差值的符号。

在另一些其他可能的替选实施方式中，将所述数字参考信号提供到参考信号延迟单元的输入端口，其中，所述参考信号延迟单元在输出端口处提供所延迟的参考信号。使用在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量以控制所述参考信号延迟单元。比较所述延迟的参考信号和所述数字导出信号，并且使用所述比较的结果以控制所述无线电发射器的操作状况。在一些实施方式但不一定是所有这些实施方式中，使用所述比较的结果以控制所述无线电发射器的操作状况包括：控制应用到所述无线电发射器的输入信号的预失真。

在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，所述导出信号包括同相位信号和正交相位信号，并且确定在所述第一时间间隔上的所述导出信号的斜率的符号包括：从所述同相位信号和正交相位信号生成包络信号（或可替选地包络信号的平方）；确定所述包络信号（或包络信号的平方）的第一样本和所述包络信号（或包络信号的平方）的第二样本之间的差值，其中所述包络信号（或包络信号的平方）的第一样本出现在所述第一时间间隔的开始处，并且所述包络信号（或包络信号的平方）的第二样本出现在所述第一时间间隔的结尾处；以及确定在所述包络信号（或包络信号的平方）的第一样本和所述包络信号（或包络信号的平方）的第二样本之间的差值的符号。在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，所述包络信号（或包络信号的平方）的第一样本和所述包络信号（或包络信号的平方）的第二样本是所述包络信号（或包络信号的平方）的相邻样本。

附图说明

通过结合附图阅读下列具体说明将理解本发明的目的和优点，其中：

图1示出具有闭环配置的发射器，其包括用于估计在发射器的输入信号和输出信号之间的延迟量的延迟单元（除了未示出的其他电路元件之外）。

图2是根据本发明的延迟估计器的示例性实施方式的框图。

图3是根据作为示例的计数器索引变化的计数器输出的一组曲线图，其中3G信号-Release99信号被使用，以及其中延迟量等于"4"。

图4是根据作为示例的计数器索引变化的计数器输出值的一组曲线图，其中在带缘信号处的LTE20MHz1资源块（RB）被使用，以及其中延迟量等于"4"。

图5是发射器装置的框图。

图6是示出在所发送的信号位置（itx，qtx）和当其出现在所述天线（itx，qtx）处的信号之间的振幅失真和相位失真的曲线图。

图7是包括如上文所述的发射器和测量接收器的设备的框图。

图8是根据本发明的方面的示例性迭代数字预失真电路的框图。

图9是适用于图8的迭代数字预失真电路中的一组示例性迭代自适应LUT的框图。

图10是示例性AM-AM失真检测器的框图。

图11是示例性AM-PM失真检测器的框图。

图12是根据本发明的示例性AM-AM自适应LUT的框图。

图13是根据本发明的示例性AM-PM自适应LUT的框图。

图14是示出AM/AM校正（根据输入幅值而绘制的输出幅值）的曲线图，其可通过根据本发明的一些实施方式实现。

图15是示出AM/PM校正（根据输入幅值而绘制的输出相位）的曲线图，其可通过与本发明一致的一些实施方式实现。

具体实施方式

现将参考附图描述本发明的各个特征，其中，同样的部件采用相同的附图标记标出。

现将结合大量的示例性实施方式，更详细地描述本发明的各个方面。为了便于理解本发明，根据待通过计算机系统的元件或者能够执行程控指令的其他硬件执行的动作序列来描述本发明的多个方面。可以看出，在每个实施方式中，各个动作可以通过专用电路（例如，模拟的和/或离散的逻辑门，它们互连以执行专用功能）、通过利用一组适当的指令程控的一个或多个处理器、或者通过两者的组合来执行。术语“电路被配置成”执行一个或多个所描述的动作在本文中适用于任何这样的实施方式（即，一个或多个专用电路和/或一个或多个程控处理器）。此外，本发明还可以被视为全部实现于任一形式的计算机可读载体内，诸如，包含适当组的计算机指令的固态存储器、磁盘、或光盘，该指令会引起处理器执行本文所述的技术。因此，本发明的各个方面可以体现为多种不同的形式，且所有这样的形式被构思在本发明的范围内。对于本发明的多个方面中的每个方面，如上文所述的实施方式的任一这样的形式可以在本文被称为被配置成执行所描述的动作的“逻辑”，或者可替选地称为执行所描述的动作的“逻辑”。

图1示出具有闭环配置的发射器，其包括根据本发明的延迟估计器的示例性实施方式。延迟估计器估计在通过波形发生器101所提供的输入信号和通过合适的检测部件103在发射器的天线105处所检测的输出信号之间的延迟的量。在发射器的正向通路中，波形发生器101产生同相位（I）信号和正交相位（Q）信号并且将这些信号提供至一对数模转换器（IQ DAC）107。通过IQ DAC107所生成的该对模拟信号通过上变频器和可编程增益放大器（PGA）电路109被上变频到射频并且混合成单一的模拟信号。射频信号随后通过功率放大器前端模块（PA FEM）111被转变成适于从天线105发射的信号。

在反馈通路中，在天线105处所检测到的信号通过下变频电路113被下变频到基带频率，下变频电路113在其输出端提供模拟形式的分离的I信号和Q信号。通过模数转换器（IQ ADC）115，模拟I信号和模拟Q信号被转换成一对数字I信号和数字Q信号。这些数字I信号和数字Q信号在本文被称为待测量的信号（"MES"）（与通过波形发生器101所产生的初始信号相比，该初始信号是"参考信号"--"REF"）。

通过斜率极性电路117生成待测量的信号的斜率极性。类似地，通过斜率极性电路119生成参考信号的斜率极性。斜率极性电路117、119均通过在一些实施方式中由（求平方的）包络电路121、123的相应的一个首先确定所提供的信号的平方包络（I²+Q²）以及在替选实施方式中所提供的信号的（非平方的）包络

而运行。在不使用I信号和Q信号的替选实施方式中，仍然希望获得待测量的信号的（平方）包络。在这样的情况中，用于获得（平方）包络的部件可以实施为例如功率检波器。使用（平方）包络以便从所提供的信号去除相位信息。然后，通过从信号的延迟形式减去该信号而求出平方信号的斜率（信号的延迟通过延迟单元125、127中相应的一个所执行，以及通过减法器129、131的相应的一个执行减法）。信号和其延迟形式由此定义第一时间间隔，其中，表述“第一”不用来表示时间顺序，而是用来区别所述时间间隔与其他不同的时间间隔。事实上，信号和其延迟形式可以是平方包络信号的相邻样本，但并不一定在所有的实施方式中都是这样的情况。通过符号-确定电路133、135中相应的电路来求出产生的差值的符号并且在斜率极性电路117、119的相应的输出端处提供这些符号。

待测量的信号的和参考信号的相应的斜率极性被提供到重合检测电路137。通过比较在（求平方的）包络斜率的反馈信号的极性与发射器（例如，输入）信号的每一组延迟副本的（求平方的）包络斜率的极性之间的重合量，重合检测电路137提取（或估计）延迟信息。

事实上，反馈路径应该是高度线性的以便允许进行输出信号的精确测量。

图2是重合检测电路200的示例性实施方式的框图。重合检测电路200包括N个1-比特延迟单元201的库，1比特延迟单元接收平方参考信号包络的斜率的符号并且将其延迟高达N个延迟时间，其中，在该示例性实施方式中，每个延迟时间是一个采样时钟周期。这不需要在所有的实施方式中都是这样。在延迟单元201的库内的每个延迟单元的输出端被分接并且被提供到N个比较单元中的相应的一个比较单元的一个输入端。在示例性实施方式中，N个比较单元是N个异或门203的库。

异或门具有的性质是，当其输入值彼此相等时，输出二进制"0"，否则，输出二进制"1"。在重合检测电路200中，在N个异或门203的库内的每个异或门在其另一输入端处接收待测量的信号。因此，当待测量的信号的斜率的1比特符号不等于参考信号的延迟形式的斜率的符号时，每个异或门的输出值等于二进制"1"。

在N个异或门203的库内的每个异或门将其输出值提供到在N个计数器205的库内的N个计数器（累加器）中相应的一个计数器。随着时间的推移，每个计数器输出表示相应的延迟参考信号不匹配待测量的信号的程度的值。因此，希望识别其输出值在所有的计数器输出值中最低的计数器，这是因为该计数器对应于具有在相应的延迟参考信号和待测量的信号之间的最高对应度的延迟量。因此包括最小值搜索电路207，其从N个计数器205的库接收每个计数器输出值，并且输出一值，该值指示哪个计数器提供最小值。该值对应于所估计的延迟量，例如，在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，实际的延迟量可以通过这样来获取：将在N个延迟单元201的库内的每个延迟单元引入的已知的延迟量乘以计数器号。

诸如上文描述的实施方式的方面是：计数器操作时间越长，其在延迟估计中具有越大的置信度。例如，从图3可以看出这一点，图3是根据计数器索引变化的计数器输出值的一组曲线图，作为示例，其中使用3G信号-Release99信号，以及其中延迟量等于"4"。可以看出，当进行相对低数量的比较（例如，见曲线301）时，在最小计数和最大计数之间的差值相对小，而当进行相对大数量的比较（例如，见曲线303）时，在最小计数和最大计数之间的差值非常大，在以下决策中引入高置信度：计数器4对应于正确的延迟量。在图4中可以看出类似的特征，图4是根据计数器索引变化的计数器输出值的一组曲线，作为示例，其中在带缘信号处的LTE20MHz1资源块（RB）被使用，以及其中延迟量等于"4"。

上文所述的多个示例性实施方式提供了与常规的时间延迟估计技术相比的优点。例如，一些实施方式可以呈现以下优点中的一个或多个优点：

·对RF相位偏差的不灵敏性

·关于硬件实施的简易性

·对特定测试信号没有任何需求。

为了进一步说明多个发明构思的方面和优点，现将描述发射器，其采用诸如上文描述的时间延迟估计器以测量供给到发射器的天线的信号的失真（该失真通过发射器电路本身引入），并且使用该测量以适应性地使所提供的基带信号预失真以补偿由发射器电路本身引入的失真，由此基本上将其消除。为了确保读者对所有方面的理解，下面进行全面讨论。

现有技术的收发器使用专用的接收器以执行所发送的信号的测量。如作为发射器装置的框图的图5中所示，双向耦合器501可以用来获得被发送到天线503或者从天线503反射的信号的副本。

发射器505（TX）执行：

·数模转换，之后对DFE所提供的（ITX，QTX）信号进行重建滤波，

·上变频到RF频率，之后通过放大器放大到所需的功率水平。

与发射器505关联的测量接收器（mRx）507执行：

·下变频到基带频率，之后进行抗混叠滤波；和

·将（ImRX，QmRX）提供到数字前端（DFE）的模数变换。

为了提高发射器效率，数字基带发送信号可以被预失真以补偿RF功率放大器（PA）的非线性。

RF功率放大器的非线性可以具有两种类型：AM-AM（调幅到调幅）和AM-PM（调幅到调相）。

事实上，AM-AM失真是可变增益，其仅取决于输入包络（AM），而AM-PM失真是非恒定的相位，其仅取决于输入包络（AM）。

如果输入信号可以表示如下：

$s_{\mathrm{IN}}\left(t\right)={\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{IN}}\left(t\right)\·e^{j\·{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{IN}}\left(t\right)}$

则，功率放大器的输出信号是：

$s_{\mathrm{OUT}}\left(t\right)=G_{\mathrm{AM}}\left({\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{IN}}\left(t\right)\right)\·{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{IN}}\left(t\right)\·e^{j\·({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{IN}}\left(t\right)+{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{PM}}(P_{\mathrm{IN}}\left(t\right))}$

其中功率放大器增益和相位是输入包络的函数。图6是示出在所发送的信号位置（i_tx，q_tx）和当其出现在所述天线（i_tx，q_tx）处的信号之间的振幅失真601和相位失真603的图。

静态预失真基于预知的预失真函数，其将取决于功率放大器温度和电源电压。预失真函数被存储在存储器中。

自适应预失真基于避免需要大存储器的连续更新的函数。然而，常规的自适应预失真算法基本上基于：（1）预定义的测试信号（单音或多音），（2）精确的测量和（3）获得增益和相位校正的复杂计算。

因此，常规的自适应预失真算法存在不期望的特征。原则上，如果对于给定的AM值，想要同时校正增益和相位，一旦已经很好地平均化以去除噪音，则需要在参考发送信号和所测量的反馈信号之间计算复杂除法。这暗示着在校正中的长的时延，使得在电话的正常操作期间（例如，在生产测试和/或校准之外使用），算法难以进行。

该缺点已经成为自适应预失真技术主要用于在生产校准期间获得预失真值的原因。

本文描述的主题的发明人已经认识到，通过基于使用每个数字基带样本来检测在所接收的信号中的非线性的存在的迭代方式可以获得改善的预失真方法和设备。非线性检测允许将AM-AM补偿值和AM-PM补偿值校准预定的量。非线性检测器仅提供关于校正方向的信息，该信息用来相应地增大或减小实际的补偿值。为了检测非线性，需要时间配准函数来配准发送信号和所接收的信号，使得它们可以有意义地比较。时间配准需要了解所接收的信号是延迟形式的发送信号的量。上文描述的时间延迟估计方法和设备优选用来确定时间延迟的量。

图7是设备700的框图，其包括如上文描述的发射器701和测量接收器703。发射器701接收来自数字前端（DFE）电路705的基带I信号和基带Q信号，测量接收器703将其I信号和Q信号提供到DFE电路705。

数字定标器（在图8中示出）用来：（1）提供正确信号电平至迭代自适应查阅表（LUT），和（2）改变闭环增益，其将导致输出发射器功率变化。因此，这样的闭环函数被用作非常精确的功率控制。

在该示例性实施方式中，DFE电路705包括迭代数字预失真电路707，迭代数字预失真电路基于待提供到发射器701的初始（未失真）信号和通过测量接收器703所提供的信号使初始信号预失真并且将这些信号提供到发射器701。预失真适于补偿由发射器701引入的失真，使得被提供到发射器的天线的信号基本上未失真。

图8是根据本发明的方面的示例性迭代数字预失真电路800的框图。迭代数字预失真电路800包括：

·数字预失真器801，其包括：AM/AM定标器803，其将输入复信号乘以取决于输入幅值的增益；和AM/PM转子805，其使输入复信号旋转取决于输入幅值的相位。通过一组迭代的自适应LUT807来计算该对（G_AM，Φ_PM）并且将其应用于每个样本。

·数字定标电路809，其配置成接收复合的反馈信号和“改变”闭环增益。

·时间配准单元811，其计算实际的往返延迟。该往返延迟优选地通过前文描述的延时估计技术来估计（例如，见图1-4和支持文本）。

·迭代的自适应LUT807的组（如上文提到的），这将在下文更详细地描述。

图9是一组示例性迭代自适应LUT900的框图，其适用于图8的迭代数字预失真电路800。该组迭代自适应LUT900包括：

·失真检测器901，其比较待发送的初始信号的每个复合样本（I_TX，Q_TX）与反馈/所接收的复合样本的每个样本（I_mRX，Q_mRX），以产生并提供幅值误差（AMerr）信号和相位误差（PMerr）信号以及待发送的初始信号的幅值，并将其提供给一组自适应LUT903。AMerr提供了指示实际包络（在发射器的输出端处）相对于待发送的初始信号是否已经被压缩或放大的信息，PMerr提供了指示实际包络（在发射器的输出端处）的相位是否已经被增大或减小的信息。AMerr信息和PMerr信息是对所述组自适应LUT903的内容进行调整的基础。

·自适应LUT903的组，包括AM-AM自适应LUT和AM-PM自适应LUT。AM-AM自适应LUT和AM-PM自适应LUT在实现方面彼此非常类似；每个自适应LUT包括双端口RAM（双单元读取和双单元写入操作），这将下文更详细地看出。

失真检测器901包括AM-AM失真检测器和AM-PM失真检测器。图10是示例性AM-AM失真检测器1000的框图以及图11是示例性AM-PM失真检测器1100的框图。

关于AM-AM失真检测器1000，其对于发送信号（I_TX，Q_TX）（通过平方包络发生器1001执行）和对于所接收的信号（I_mRX，Q_mRX）（通过平方包络发生器1003执行）计算平方包络。在每种情况下，平方包络通过对I信号和Q信号分别求平方（每个平方包络发生器中使用两个乘法器，并且每个乘法器接收同一I信号或者同一Q信号）并将I信号的平方和Q信号的平方求和而得出。希望比较发送信号的平方包络与所接收的信号的平方包络。然而，由于通过发射器的延迟，故所接收的信号相对于发送信号延迟。为了配准用于比较的信号，包括可编程延迟单元1005，其使发送信号的平方包络延迟所估计的待通过发射器延迟的量。所估计的延迟量优选通过结合图1-4的上文描述的方法来得出。

在示例性实施方式中，通过减法电路1007来执行比较，减法电路1007从发送信号的延迟的平方包络减去所接收的信号的平方包络。在减法电路1007的输出端处所提供的差值是误差信号。该差值的符号（通过符号电路1009表示，尽管在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，获得符号仅可以包括仅使用多位结果的符号位）被提供到AM-AM自适应LUT以增大/减小与被比较的包络对应的值。这在下文将更详细地描述。

关于AM-PM失真检测器1100，其计算在TX样本的延迟副本和所接收的样本之间的相位差。该延迟旨在补偿通过发射器的延迟，并且通过可编程延迟电路1101来实现。所估计的延迟量优选通过上文结合图1到图4描述的方法而得出。因此，相位差检测电路1103接收延迟形式的I发送信号和Q发送信号（I_TX，Q_TX）以及（非延迟的）I接收信号和Q接收信号（I_mRX，Q_mRX）。

该差值的符号（通过符号电路1105表示，尽管在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，获得符号可以仅包括仅使用多位结果的符号位）被提供到AM-PM自适应LUT以增大/减小与被比较的包络对应的值。

现分别结合图12和图13来描述AM-AM自适应LUT和AM-PM自适应LUT。图12是根据本发明的示例性AM-AM自适应LUT1200的框图。AM-AM自适应LUT1200包括双端口RAM1201，其提供了双单元读取操作和单个单元写入操作。该电路被配置成使得对于每个提供的样本，执行双读取/单写访问。在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，可以包括选通的形式以进行写访问，但是将其省略实现了更稳定的环路性能。AM-AM自适应LUT1200的操作的其中一个原则是，发送信号的幅值应该用来编址相应的增益量G_AM，增益量G_AM将用来使待发送的信号的幅值失真。然而，在一些实现中，电路被实施在其区域受约束的芯片上，由此限制了RAM的容量。为了克服该限制，在一些实施方式中，该电路被配置成使得发送信号的幅值的一些数量的最低有效位（LSB）不用来编址双端口RAM1201。相反，仅使用了剩余的最高有效位（MSB）。该地址（RD_addr1）没有被更改地送到双端口RAM1201的一个读取地址端口。该地址还被提供到递增电路1202，其使该地址加"1"并且将该递增后的地址（RD_addr2）提供到双端口RAM1201的第二读取地址端口。（在替选实施方式中，递增电路可以用来生成相邻存储位置的地址。）。采用该装置，该地址使两个增益值被提供在双端口RAM1201的相应输出端处，这两个值是存储在双端口RAM1201内的相邻位置处的值。线性插补器1203接收这些值，并且，使用通过发送信号的幅值的LSB所确定的权重，生成和提供用作增益量G_AM的内插值。

LUT的自适应包括反馈增益量G_AM并且将其加到（通过加法电路1205）幅值误差量AM_ERR（其刚好是符号值）。这将使自适应通过增量发生。可以理解，更新后的值通过之前由N个样本使用的地址识别，其中N是在样本时钟周期中的延迟。因此，发送信号的幅值的MSB通过用于提供写地址到RAM1201的可编程延迟单元1207延迟，以及增益量G_AM的输出值在其被提供到加法电路1205之前通过可编程延迟单元1209类似地被延迟。

还将理解，通过更新在双端口RAM1201内的单一地址以及记住以下事实：对于每个地址，两个位置被访问以用于内插（即，通过该地址指出的位置以及在双端口RAM1201内的相邻位置，诸如，通过地址加1所识别的位置），两个范围被更新：地址到地址+1之间的范围，以及地址-1到地址之间的范围。两个读取值的范围相应地影响内插值。

AM-PM自适应LUT1300（在图13中示出其示例性实施方式）以与AM-PM自适应LUT1200类似的方式操作，但生成相位校正量，而不是增益量G_AM。因此，AM-PM自适应LUT1300包括双端口RAM1301，其提供了双单元读取和单个单元写入操作。该电路被配置成使得对于每个提供的样本，执行双读取/单写入访问。在一些实施方式但不一定是所有实施方式中，可以包括选通的形式以进行写访问，但是将其省略实现了更稳定的环路性能。PM-AM自适应LUT1300的操作的其中一个原则是，发送信号的幅值应该用来编址相应的相位量Φ_PM，相位量Φ_PM将用来使待发送的信号的相位失真。然而，在一些实现中，电路被实现在其区域受约束的芯片上，由此限制了RAM的容量。为了克服该限制，在一些实施方式中，该电路被配置成使得发送信号的幅值的一些数量的最低有效位（LSB）不用来编址双端口RAM1301。相反，仅使用了剩余的最高有效位（MSB）。该地址（RD_addr1）没有更改地被送到双端口RAM1301的一个读取地址端口。该地址还被提供到递增电路1302，其使该地址加"1"并且将该递增后的地址（RD_addr2）提供到双端口RAM1301的第二读取地址端口。（在替选实施方式中，递增电路可以用来生成相邻存储位置的地址。）。采用该装置，该地址使两个相位值被提供在双端口RAM1301的相应输出端处，这两个值是存储在双端口RAM1301内的相邻位置处的值。线性插补器1303接收这些值，并且，使用通过发送信号的幅值的LSB所确定的权重，生成和提供用作相位量Φ_PM的内插值。

LUT的自适应包括反馈相位量Φ_PM并且将其加到（通过加法电路1305）相位误差量PM_ERR（其刚好是符号值）。这将使自适应通过增量发生。可以理解，更新后的值通过之前由N个样本使用的地址识别，其中N是在样本时钟周期中的延迟。因此，发送信号的幅值的MSB通过用于提供写地址给RAM1301的可编程延迟单元1307延迟，以及相位量Φ_PM的输出值在其被提供到加法电路1305之前通过可编程延迟单元1309类似地被延迟。

还将理解，通过更新在双端口RAM1301内的单个地址以及记住以下事实：对于每个地址，两个位置被访问以用于内插（即，通过该地址指出的位置以及在双端口RAM1201内的相邻位置，诸如，通过地址加1所识别的位置），两个范围被更新：地址到地址+1之间的范围，以及地址-1到地址之间的范围。两个读取值的范围相应地影响内插值。

关于上文描述的装置，没有进行绝对计算来获得精确的增益值和相位值。因此，该装置的特征是，非线性补偿花费一些时间以收敛到最终值。在与本发明的一些实施方式但不是所有的实施方式一致的实施方式的另一方面中，时变和依赖包络的权重可以用来加速收敛时间。事实上，可以使用差值以根据该差值获得较佳的校正值。

图14是示出AM/AM校正的曲线图以及图15是示出AM/PM校正的曲线图，两者是可通过根据本发明的一些实施方式实现的。更具体地，图14是示出根据输入幅值（输入包络）变化的输出幅值（输出包络）的曲线图，以及图15是示出根据输入幅值（输入包络）变化的输出相位的曲线图。为了加速收敛时间，如果样本的实际包络落在给定子区间（例如[0.6，0.7]）内，则对于0.6的增益相位对，根据反馈误差更新少的量（增量/减量）。当线性内插器用来获得最终值时，区间[0.5，0.7]由于线性内插而自动变化。

应该通过信号包络或任何含义明确的依赖包络的参数，编址LUT。在示例性实施方式中，平方包络被选择以编址该表。在平方包络上的线性分辨率转化成在包络上的可变分辨率。二次定律允许对于高的包络值具有较佳的分辨率，同时在噪音可以主导（低包络值）的情况下，有减小的分辨率。获得（增益，相位）对的最佳方式是执行在参考信号和反馈信号之间的复杂除法并随后对结果求均值。然而，如前文所述，必须执行复杂除法对实施方式强加了大的处理/硬件负担。本发明提出通过使用迭代和无缝方法来避免复杂除法以最小化计算成本。

前文描述的时间延迟估计技术有利地用来提供用于可编程延迟的值，其配准用于比较的信号。延迟值可以被存储并且相应地被应用。

用于实现预失真的上述实施方式的各个实施方式是有利的，因为它们消除了与必须执行复杂计算以获得正确的（增益，相位）对关联的复杂性。此外，它们消除了需要使用“预定义的”信号以决定预失真；在装置的使用寿命期间，它们可以与调制信号一起使用。

已经结合具体实施方式描述了本发明。然而，对于本领域的技术人员显而易见地，可以以与上文描述的那些实施方式不同的具体形式体现该发明。所描述的实施方式仅仅是说明性的而不应该以任何方式视为限制性的。本发明的范围通过所附的权利要求书给出，而不是通过先前的描述，落在权利要求书的范围内的所有的变型和等同物包括在其中。

Claims (36)

1.一种测量在数字参考信号和数字导出信号之间的延迟量的方法，其中，所述导出信号是从所述参考信号得到的，所述方法包括：

确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号；

通过确定构成所述第一时间间隔的多个不同的时间间隔中的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生一组时间相关的参考符号；

通过检测在所述导出信号的斜率的符号和在所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度，产生第一组重合度结果；和

将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

对于一个或多个不同的时间间隔中的每一时间间隔，通过执行以下步骤而产生一个或多个另外组的重合度结果：

确定在不同的时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号；和

通过确定构成所述不同时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生另一组时间相关的参考符号，

其中，将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的步骤包括：将所述第一组重合度结果与所述一个或多个另外组的重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。

3.根据步骤2所述的方法，其中，将所述第一组重合度结果与所述一个或多个另外组的重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：

将所述第一组重合度结果中的每个重合度结果与来自所述一个或多个另外组的重合度结果中的每一组的重合度结果中的相应的一个重合度结果组合，以产生组合组的重合度结果；和

将所述组合组的重合度结果用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述组合组的重合度结果用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：

识别所述组合组的重合度结果中的哪一个要素具有最小值；和

将在所述组合组的重合度结果内所述识别的要素的位置用作在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量的指示。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：

识别所述第一组重合度结果的哪一个要素具有最小值；和

将在所述第一组重合度结果内所述识别的要素的位置用作在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量的指示。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过确定构成所述第一时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生所述组的时间相关的参考符号包括：

将与所述第一时间间隔关联的所述参考信号的斜率的符号提供到N个串联连接的延迟单元的库的输入端口，以及以已知的时钟速率对所述延迟单元的库计时，其中N大于1。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过检测在所述导出信号的斜率的符号和所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度，产生第一组重合度结果包括：

将在所述延迟单元的库内的每个延迟单元的输出提供到多个比较单元中的相应的一个比较单元的一个输入端；和

将所述导出信号的斜率的符号提供到所述多个比较单元中的每一个比较单元的另一输入端。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述比较单元中的一个或多个比较单元是异或门。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示包括：

将每个所述比较单元的输出提供到多个计数器中相应的一个计数器；

以所述已知的时钟速率对每个所述计数器计时；和

确定所述计数器中的哪一个计数器存储最小的计数值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述数字参考信号是供无线电发射器使用的基带信号；和

通过执行以下步骤产生所述数字导出信号：

从存在于所述无线电发射器的输出端口处的射频信号，产生同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述输出端口是天线。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号包括：

对所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的包络求平方；

通过从所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的较早获取的平方包络中减去所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的所述平方包络，获得差值；和

确定所述差值的符号。

13.根据权利要求10所述的方法，包括：

将所述数字参考信号提供到参考信号延迟单元的输入端口，其中，所述参考信号延迟单元在输出端口处提供所延迟的参考信号；

使用在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量以控制所述参考信号延迟单元；和

比较所述延迟的参考信号和所述数字导出信号，并且使用所述比较的结果控制所述无线电发射器的操作状况。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，使用所述比较的结果以控制所述无线电发射器的操作状况包括：控制应用到所述无线电发射器的输入信号的预失真。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导出信号包括同相位信号和正交相位信号，并且其中确定在所述第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号包括：

基于所述同相位信号和所述正交相位信号生成包络信号的平方；

确定在所述包络信号的平方的第一样本和所述包络信号的平方的第二样本之间的差值，其中所述包络信号的平方的第一样本出现在所述第一时间间隔的开始处，并且所述包络信号的平方的第二样本出现在所述第一时间间隔的结尾处；和

确定在所述包络信号的平方的第一样本和所述包络信号的平方的第二样本之间的差值的符号。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述包络信号的平方的第一样本和所述包络信号的平方的第二样本是所述包络信号的平方的相邻样本。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导出信号包括同相位信号和正交相位信号，以及确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号包括：

基于所述同相位信号和所述正交相位信号生成包络信号；

确定在所述包络信号的第一样本和所述包络信号的第二样本之间的差值，其中所述包络信号的第一样本出现在所述第一时间间隔的开始处，并且所述包络信号的第二样本出现在所述第一时间间隔的结尾处；和

确定在所述包络信号的第一样本和所述包络信号的第二样本之间的差值的符号。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述包络信号的第一样本和所述包络信号的第二样本是所述包络信号的相邻样本。

19.一种测量在数字参考信号和数字导出信号之间的延迟量的设备，其中，所述导出信号是从所述参考信号得到的，所述设备包括：

配置成确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号的电路；

配置成通过确定构成所述第一时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号而产生一组时间相关的参考符号的电路；

配置成通过检测在所述导出信号的斜率的符号和在所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度而产生第一组重合度结果的电路；和

配置成将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路。

20.根据权利要求19所述的设备，包括：

配置成在一个或多个不同的时间间隔中的每一时间间隔中通过执行以下步骤而产生一个或多个另外组的重合度结果的电路：

确定在不同的时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号；和

通过确定构成所述不同时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号，产生另一组时间相关的参考符号，

其中，配置成将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路包括：配置成将所述第一组重合度结果与所述一个或多个另外组的重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，配置成将所述第一组重合度结果与所述一个或多个另外组的重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路包括：

配置成将所述第一组重合度结果中的每个重合度结果与来自所述一个或多个另外组的重合度结果中的每一组的重合度结果中的相应的一个重合度结果组合以产生组合组的重合度结果的电路；和

配置成将所述组合组的重合度结果用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路。

22.根据权利要求21所述的设备，其中，配置成将所述组合组的重合度结果用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路包括：

配置成识别所述组合组的重合度结果中的哪一个要素具有最小值的电路；和

配置成将在所述组合组的重合度结果内所述识别的要素的位置用作在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量的指示的电路。

23.根据权利要求19所述的设备，其中，配置成将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路包括：

配置成识别所述第一组重合度结果的哪一个要素具有最小值的电路；和

配置成将在所述第一组重合度结果内所述识别的要素的位置用作在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量的指示的电路。

24.根据权利要求19所述的设备，其中，配置成通过确定构成所述第一时间间隔的多个不同时间间隔的每个时间间隔中的所述参考信号的斜率的符号而产生所述组的时间相关的参考符号的电路包括：

配置成将与所述第一时间间隔关联的所述参考信号的斜率的符号提供到N个串联连接的延迟单元的库的输入端口以及以已知的时钟速率对所述延迟单元的库计时的电路，其中N大于1。

25.根据权利要求24所述的设备，其中，配置成通过检测在所述导出信号的斜率的符号和所述组的时间相关的参考符号中的每个时间相关的参考符号之间的重合度而产生第一组重合度结果的电路包括：

配置成将在所述延迟单元的库内的每个延迟单元的输出提供到多个比较单元中的相应的一个比较单元的一个输入端的电路；和

配置成将所述导出信号的斜率的符号提供到所述多个比较单元中的每一个比较单元的另一输入端的电路。

26.根据权利要求25所述的设备，其中，所述比较单元中的一个或多个比较单元是异或门。

27.根据权利要求25所述的设备，其中，配置成将所述第一组重合度结果单独用作或者将所述第一组重合度结果与其他重合度结果组合用作在所述参考信号和所述导出信号之间的延迟量的指示的电路包括：

配置成将每个所述比较单元的输出提供到多个计数器中相应的一个计数器的电路；

配置成以所述已知的时钟速率对每个所述计数器计时的电路；和

配置成确定所述计数器中的哪一个计数器存储最小的计数值的电路。

28.根据权利要求19所述的设备，其中：

所述设备联接成与无线电发射器一起使用

所述数字参考信号是供所述无线电发射器使用的基带信号；和

所述无线电发射器通过执行以下步骤产生所述数字导出信号：

从存在于所述无线电发射器的输出端口处的射频信号，产生同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号。

29.根据权利要求28所述的设备，其中，所述输出端口是天线。

30.根据权利要求28所述的设备，其中，配置成确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号的电路包括：

配置成对所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的包络求平方的电路；

配置成通过从所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的较早获取的平方包络减去所述同相位的数字基带输出信号和正交相位的数字基带输出信号的所述平方包络而获得差值的电路；和

配置成确定所述差值的符号的电路。

31.根据权利要求28所述的设备，包括：

配置成将所述数字参考信号提供到参考信号延迟单元的输入端口的电路，其中，所述参考信号延迟单元在输出端口处提供所延迟的参考信号；

配置成使用在所述数字参考信号和所述数字导出信号之间的延迟量以控制所述参考信号延迟单元的电路；和

配置成比较所述延迟的参考信号和所述数字导出信号并且使用所述比较的结果以控制所述无线电发射器的操作状况的电路。

32.根据权利要求31所述的设备，其中，配置成使用所述比较的结果以控制所述无线电发射器的操作状况的电路包括配置成控制应用到所述无线电发射器的输入信号的预失真的电路。

33.根据权利要求19所述的设备，其中，所述导出信号包括同相位信号和正交相位信号，并且，配置成确定在所述第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号的电路包括：

配置成基于所述同相位信号和所述正交相位信号生成包络信号的平方的电路；

配置成确定在所述包络信号的平方的第一样本和所述包络信号的平方的第二样本之间的差值的电路，其中所述包络信号的平方的第一样本出现在所述第一时间间隔的开始处，并且所述包络信号的平方的第二样本出现在所述第一时间间隔的结尾处；和

配置成确定在所述包络信号的平方的第一样本和所述包络信号的平方的第二样本之间的差值的符号的电路。

34.根据权利要求33所述的设备，其中，所述包络信号的平方的第一样本和所述包络信号的平方的第二样本是所述包络信号的平方的相邻样本。

35.根据权利要求19所述的设备，其中，所述导出信号包括同相位信号和正交相位信号，以及，配置成确定在第一时间间隔中的所述导出信号的斜率的符号的电路包括：

配置成基于所述同相位信号和所述正交相位信号生成包络信号的电路；

配置成确定在所述包络信号的第一样本和所述包络信号的第二样本之间的差值的电路，其中所述包络信号的第一样本出现在所述第一时间间隔的开始处，并且所述包络信号的第二样本出现在所述第一时间间隔的结尾处；和

配置成确定在所述包络信号的第一样本和所述包络信号的第二样本之间的差值的符号的电路。

36.根据权利要求35所述的设备，其中，所述包络信号的第一样本和所述包络信号的第二样本是所述包络信号的相邻样本。

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