CN103916093B - 校正包络跟踪系统的方法、通信单元及集成电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种校正包络跟踪系统的方法，应用于无线通信单元的射频发射器内功率放大器模块的供应电压。该方法包含：在该无线通信单元的至少一个信号处理模块内，应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；响应该信号，为该功率放大器模块接收瞬时输出信号值的至少一个指示；至少部分基于接收的输出功率值，计算瞬时增益值，并调整波形信号的瞬时包络和功率放大器模块供应电压之间的映射函数以实现功率放大器模块增益，例如依据功率放大器输出功率而单调增加，该波形信号将由功率放大器模块放大。本发明还提供一种通信单元和集成电路。本发明可缓和射频发射器输出功率需求、提高功率放大器效率、增加包络跟踪的运行范围。

Description

校正包络跟踪系统的方法、通信单元及集成电路
【技术领域】
本发明关于校正包络跟踪系统（envelope tracking system）的方法及其相关装置，尤其关于使用功率监控（power-aware）功率放大器增益映射来校正无线通信单元射频（RF）发射器的包络跟踪系统的方法及装置。
【背景技术】
针对无线通信系统，可用（available）有限频谱的持续压力推动着有效频谱（spectrally-efficient）线性调制机制的发展。由于许多这些线性调制机制的包络（envelope）波动，导致了传递至天线的平均功率远远低于最大可用功率，造成功率放大器的低效率使用。特别地，在本领域，已经有大量的研究工作用于发展能够在功率放大器的“回退（back-off）”（线性）区域中提供高性能的高效拓扑结构。
线性调制机制要求线性放大调制信号，以便最小化频谱再生（spectral re-growth）造成的不想要的带外发射（out-of-band emission）。然而，典型的射频放大装置中使用的有源设备本质上是非线性的。只有当所消耗的直流功率的一小部分被转换成射频功率时，放大装置的转移函数（transfer function）才能近似于一条直线，即在一个理想的线性放大器情况中。这种操作方式提供了低效率的直流-射频功率转换，这对于便携式（用户）无线通信单元来说是无法接受的。此外，对于无线通信系统中的基站，低效率也被认为是有问题的。
另外，便携式（用户）设备中的一个重点是增加电池寿命。为了同时实现线性度和效率，使用了所谓的线性化技术来提高更有效的放大器种类（例如AB类放大器，B类放大器或C类放大器）的线性度。存在许多各种各样的线性化技术，通常用于设计线性发射器，例如笛卡尔反馈（Cartesian Feedback）、前反馈（Feed-forward）以及自适应预失真（Pre-distortion）。
线性（例如AB类）放大器输出处的电压通常由最终的射频功率放大器（poweramplifier，PA）装置的需求来设定。一般来说，功率放大器的最小电压远远大于AB类放大器的输出装置所需要的电压。因此，这些不是最有效的放大器技术。发射器（主要是功率放大器）的效率既由输出元件/装置两端的电压来决定，也由任意下拉（pull-down）装置元件两端的任意超额电压（excess voltage）来决定，这要取决于功率放大器的最小供给电压（minimum supply voltage，Vmin）需求。
当前的通信系统和通信单元需要支持具有宽带宽及高峰值平均功率比（peak-to-average power ratio，PAPR）的信号。为了增加发射上行链路通信信道中使用的比特率，具有调幅（amplitude modulation，AM）元件的更多的星座调制机制（constellationmodulation scheme）正在研究中，也确实成为所需要的。这些调制机制，例如十六进制正交幅度调制（sixteen-state quadrature amplitude modulation，16-QAM），需要线性的功率放大器并与调制包络波形（modulation envelope waveform）的高波峰因素（crestfactor）（即波动度（degree of fluctuation））有关。这与以前经常使用的恒定包络调制（constant envelope modulation）机制形成对比并能引起功率效率和线性度的显著降低。
传统的具有固定供应电压（fixed supply voltage）Vpa的功率放大器应该运行在所谓的“回退”区域。然而，功率放大器的供应电压通常也被设定得足够高以线性放大高峰值平均功率比的信号。因此，当瞬时功率低于峰值功率时，供应的能量很大一部分作为热量耗散掉了，从而使得当运行在较低功率时的发射器功率级的效率相比运行在峰值输出功率时的要小得多。
为了有助于克服这样的效率及线性度问题，已经提出许多解决方法。其中一个较为受欢迎的效率改进技术被认为是包络跟踪（envelope tracking，ET）且涉及到调制功率放大器的供应电压以匹配（跟踪）由射频功率放大器发射的射频波形的包络。有了包络跟踪，使无线发射器的瞬时功率放大器供应电压近似跟踪所发射的正交（I/Q）射频信号的瞬时包络（envelope，ENV）（例如振幅）。因此，由于功率放大器中的功率耗散和其供应电压与输出电压之间的差异成比例，包络跟踪能够提升功率放大器效率、降低热量耗散、提高线性度以及增加最大线性输出功率，同时允许功率放大器产生想要的射频输出。因为包络跟踪系统的整体效率与功率放大器的效率成比例，所以包络形状函数（shaping function）的优化设计就非常重要了。
图1A为上述两种功率放大器供应电压技术的图示100，第一技术105提供固定供应电压至功率放大器，第二技术115凭借调制功率放大器供应电压以跟踪射频包络波形。在固定供应电压情况中，不论被放大的调制射频波形的性质如何，都使用了（因此浪费掉了）超额功率放大器供应电压余量（headroom）110。
然而，例如在功率放大器供应电压跟踪射频调制包络的情况115中，通过调制射频功率放大器供应，能减少超额功率放大器供应电压余量120，从而使得功率放大器供应能够准确跟踪瞬时的射频包络。
包络与可变功率放大器供应电压（Vpa）之间的映射函数对于优化性能（例如，效率、增益以及相邻信道功率（adjacent channel power，ACP））很关键。图1B也图示了以功率放大器增益（Gain）155和输出功率（Pout）160为坐标，对于具有28dB的最大增益（功率放大器线性化增益）165的各种固定供应电压，通过增益压缩170为每一固定供应电压降低至25dB的运行增益（等增益）175。
可将射频信号上的包络跟踪与数字预失真（digital pre-distortion，DPD）组合以提升相邻信道功率的鲁棒性(robustness)。本发明的发明人认识并理解到具有等增益（equal-gain）映射的包络跟踪有一些限制，例如较低的等增益目标提供了更好的功率放大器效率（但是由于射频收发器有限的最大输出功率能力，效率提升是有限的）并且数字预失真调幅-调幅（AM/AM）补偿可能不足以克服高功率放大器增益补偿。
US2012/0105150A1，名称为“Joint optimization of supply and biasmodulation”的专利申请描述了创建（populate）包络跟踪查找表（look up table，LUT）以仅基于判定的功率放大器AM/AM特性来线性化功率放大器。所述技术使用包络成形技术以提供最大线性度，同时使用固定增益，不考虑所需要的输出功率和供应电压。发明人已确定较低的等增益目标提供良好的功率放大器效率，但是由于射频收发器有限的最大输出功率能力，效率改进也是有限的。
D.Kim等人的论文，标题为“optimization for envelope shaped operation ofenvelope tracking power amplifier”，公布在IEEE TMTT,vol.59,no.7,July2011,pp.1787–1795，描述了有效的（sweet-spot）跟踪技术，其创建包络跟踪查找表以便调整供应电压在每一输出功率级跟随最有效点（sweet spot point），以维持良好的功率放大器线性度。
因此，需要一种有效且划算的解决方案以解决包络跟踪系统校正的问题。特别地，当运行在当前射频收发器输出功率限制之下时，该解决方案还需要有利于提供增加的效率改进范围。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供一种校正包络跟踪系统的方法和相关装置，应用于无线通信单元的射频发射器内功率放大器模块的供应电压。
依据本发明第一实施例，提供一种校正包络跟踪系统的方法，应用于无线通信单元的射频发射器内功率放大器模块的供应电压。该方法包含，在该无线通信单元的至少一个信号处理模块内：应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；为该功率放大器模块决定至少一个瞬时输出信号值的指示；将该功率放大器模块的增益映射至将被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率；以及基于该映射应用供应电压至该功率放大器模块。
依据一可选实施例，将该功率放大器模块的该增益映射至该瞬时功率包含根据该功率放大器输出功率单调递增功率放大器增益。
依据一可选实施例，将该功率放大器模块的该增益映射至该瞬时功率包含当该功率放大器输出的该瞬时功率下降时，映射功率放大器增益的下降。
依据一可选实施例，将该功率放大器模块的该增益映射至该瞬时功率包含数字预失真映射。
依据一可选实施例，将该功率放大器模块的该增益映射至该波形信号的该瞬时功率包含：为至少一个平均输出功率决定系统线性增益，该至少一个平均输出功率从该功率放大器模块输出；为该至少一个平均输出功率决定发射器增益设定，该至少一个平均输出功率从该功率放大器模块输出；为来自该功率放大器模块的至少一个瞬时输出功率决定该功率放大器模块的增益设定；以及依据该至少一个瞬时输出功率，由此决定数字预失真增益补偿以自适应压缩功率放大器模块增益，该数字预失真增益被应用至数字预失真器。
依据一可选实施例，该方法还包含通过决定应用至该功率放大器模块的供应电压，来为该至少一个瞬时输出功率执行包络跟踪校正。在一实施例中，该方法还包含由此决定调幅-调相补偿，该调幅-调相补偿被应用于实现从该功率放大器模块输出的该至少一个瞬时输出功率。在一实施例中，该方法还包含当功率放大器增益压缩高时，应用该数字预失真调幅-调相补偿。
依据一可选实施例，该方法还包含储存该数字预失真调幅-调相补偿值在至少一个查找表中。
依据一可选实施例，该方法还包含将该数字预失真调幅-调相补偿映射至第一查找表中以及将数字预失真调幅-调幅补偿映射至第二查找表中。
依据一可选实施例，该方法还包含为该功率放大器模块校正决定至少一个瞬时输出信号值的指示。
依据一可选实施例，该至少一个瞬时输出信号值包含瞬时功率、瞬时包络、瞬时相位中的至少一个。
依据本发明第二实施例，提供一种通信单元，包含：射频发射器，包含应用于为该射频发射器内功率放大器模块的供应电压的包络跟踪系统；以及至少一个信号处理模块，耦接于该射频发射器，用于校正包络跟踪系统并被设置为：应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；为该功率放大器模块决定至少一个瞬时输出信号值的指示；将该功率放大器模块的增益映射至将被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率；以及基于该映射应用供应电压至该功率放大器模块。
依据本发明第三实施例，提供一种集成电路，用于包含射频发射器的通信单元，该射频发射器包含包络跟踪系统，应用于该射频发射器内功率放大器模块的供应电压；其中该集成电路包含：至少一个信号处理模块，用于校正该包络跟踪系统并被设置为：应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；为该功率放大器模块决定至少一个瞬时输出信号值的指示；将该功率放大器模块的增益映射至将被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率；以及基于该映射应用供应电压至该功率放大器模块。
上述校正包络跟踪系统的方法、通信单元及集成电路可缓和射频发射器输出功率需求、提高功率放大器效率、增加包络跟踪的运行范围。
【附图说明】
图1A为已知的两种功率放大器供应电压技术的图示；
图1B对于各种固定供应电压，绘示了增益（Gain）对输出功率（Pout）；
图2为无线通信单元的范例的简化方框图；
图3为射频发射器架构的一部分通用范例简化方框图；
图4为对于图3的发射器架构可采用的各种功率监控增益映射选择，以功率放大器增益对功率放大器输出功率为坐标的图形；
图5为射频发射器内产生至少一个包络跟踪查找表的范例的简化流程图；
图6为图5中产生的至少一个包络跟踪查找表的使用范例的简化流程图。
【具体实施方式】
本发明的主要焦点和应用是能够在无线通信应用中使用的射频功率放大器领域。本发明的范例会根据无线通信单元中使用的一个或多个集成电路来描述，例如第三代合作伙伴计划（third generation partnership project，3GPPTM）用语中的用户设备。然而，本领域技术人员可以了解，此处描述的发明构思可用任意类型的集成电路、无线通信单元或无线/射频发射器来实现，其包含或形成包络跟踪系统一部分。
本发明的范例根据功率放大器增益映射技术来描述，例如在数字预失真包络跟踪架构中将AM/AM补偿引入查找表值集（look-up table set of value）。以这种方式，例如在数字预失真器中，根据瞬时功率放大器输出功率，可应用数字预失真增益补偿来自适应地压缩功率放大器增益，下文有时称为“功率监控”功率放大器增益映射。举例来说，当输出功率接近功率放大器饱和功率时，功率放大器增益将被少量压缩，从而在高功率放大器输出功率处缓和射频发射器输出功率需求。在另一实施例中，当输出功率小于功率放大器饱和功率几个dB时，功率放大器增益随着输出功率的降低将被更多地压缩，从而在低功率放大器输出功率处提高功率放大器效率。以这种方式，由于提升了较低输出功率处的效率，可增加包络跟踪的运行范围。
在一些实施例中，当功率放大器增益补偿很高以便于克服功率放大器调幅-调相（AM/PM）的非线性时，功率放大器AM/PM补偿可被同时应用于等增益和功率监控增益映射。
在一些实施例中，包络跟踪运行范围可随着在较低输出功率处效率的提升而增加。在一些实施例中，可使用具有较小效率提升的较小的高频分量来操作功率放大器供应电压。使用本发明实施例的效率提升可在包络跟踪路径上提供折中（trade off）效率提升和信号带宽的可能性。
此外，因为本发明所述实施例在很大程度上可使用本领域技术人员已知的电子元件和电路来实现，为了不混淆或偏移本发明的教导，除了下面必要的说明以便于理解和认识本发明的基本概念，不会在更大程度上解释其细节，
请首先参考图2，依据本发明实施例显示了无线通信单元（第三代合作伙伴计划通信系统的蜂窝通信或用户设备环境下，有时被称为移动用户单元（mobile subscriberunit，MS））的方框图。无线通信单元200包含天线202，较佳地耦接于双工滤波器（duplexfilter）或天线开关204，该天线开关204在无线通信单元200内的接收链路和发射链路之间提供隔离。
接收器链路210，作为已知技术，包含接收器前端电路206（有效地提供接收、滤波及中频或基带频率转换）。前端电路206耦接于信号处理器208。信号处理器208的输出被提供至合适的用户介面230，其可包含屏幕或平板显示器。控制器214维持整体的用户单元控制并耦接于接收器前端电路206和信号处理器208（通常由数字信号处理器（DSP）实现）。控制器214也耦接于存储装置216，该存储装置216选择性储存各种运行工况（operatingregime），例如解码/编码功能、同步模式、代码序列，诸如此类。
依据本发明实施例，存储装置216储存调制数据和功率供应数据，该功率供应数据用于供应电压控制以跟踪由无线通信单元200输出的射频波形的包络。此外，计时器218可耦接于控制器214以控制操作时序（随时间变化的信号（time-dependent signal）的发射或接收以及传输意义上无线通信单元200内功率放大器供应电压的时域变化）。
对于发射链路，本质上包含用户界面230，其可包含键盘或触摸屏，通过信号处理器228串联耦接至发射器/调制电路222。发射器/调制电路222处理输入信号，用于发射和调制以及将这些信号上变频（up-convert）至射频信号，以用于在功率放大器模块或功率放大器集成电路224中放大。由功率放大器模块或功率放大器集成电路224放大的射频信号被传递至天线202。发射器/调制电路222、功率放大器224以及功率放大器供应电压模块225每一者在操作上响应控制器214，对于功率放大器供应电压模块225另外还响应来自发射器/调制电路222的包络调制后波形的再生。
可将发射链路中的信号处理器228实施为不同于接收链路210中的信号处理器208。作为另一实施例，信号处理器可用于实现发射和接收信号二者的处理，如图2所示。明显地，无线通信单元200内的各种元件可实现为离散或集成元件形式，为此最终结构仅仅是申请的特定应用或设计选择。
此外，依据本发明实施例，已经采用发射器/调制电路222，连同功率放大器224、功率放大器供应电压模块225、存储装置216、定时器218以及控制器214，以产生将被应用至功率放大器224的功率供应（power supply）。举例来说，产生的功率供应适合于宽频带的线性功率放大器，并被设置为跟踪被应用至功率放大器224的包络波形。在一实施例中，与已知的等增益映射实施方式形成对照，通过引入数字预失真AM/AM补偿，包络跟踪查找表为自适应的。
现在请参考图3，其为无线通信单元（例如图2所示的无线通信单元200）射频发射器架构300的一部分通用范例方框图。发射器架构300包含至少一部分发射器/调制电路222，举例来说，其在操作上响应图2的信号处理器228及/或控制器214和功率放大器模块224。此范例中的发射器/调制电路222包含数字输入（Vin），该数字输入被应用至前向发射路径320和包络跟踪路径310。前向发射路径320上的数字输入（Vin）被应用至数字预失真器（digital pre-distorter，DPD），该数字预失真器包含或可耦接于至少一个数字预失真查找表302。
在一实施例中，该至少一个数字预失真查找表302可被设置为两个查找表，一个查找表被指定为AM/AM查找表，一个查找表被指定为AM/PM查找表。
在使用中，该至少一个数字预失真查找表302提供数字预失真输出（Vout,dpd）322至发射（TX）模拟基频（analogue baseband，ABB）和射频模块304，在一些实施例中可包含数模转换器、滤除镜像信号（image signal）的低通滤波器、以及混频器，以在被功率放大器模块224放大之前从基频转换至射频。发射模拟基频/射频模块304的输出（Vout,tx）324为功率放大器模块224的输入，其转而通过双工滤波器及/或天线开关和天线（未图示）输出输出射频信号（Vout）326。
因此，以这种方式，输出射频信号（Vout）可被定义为：
Vout=Glin*Vin [3]
其中，Glin被定义为系统线性增益。因此，首先该至少一个数字预失真查找表302需要通过定义系统线性增益(Glin)以数字预失真值来校正/创建，该系统线性增益(Glin)被定义为：
Glin=Gdpd(A(t))+Gtx(A(t))+Gpa(A(t))=const [4]
且输出信号的时变（time variance）定义为：
A(t)=|Vin(t)| [5]
这使得能够获得并使用数字预失真增益值以创建至少一个数字预失真查找表302。
包络跟踪路径310为至包络跟踪模块的输入，其包含或可耦接于至少一个包络跟踪查找表312。包络跟踪模块从该至少一个包络跟踪查找表312获得合适的值以控制供应电压调制器314。本发明的范例描述一种为包络跟踪系统获得改进的包络跟踪查找表值的机制，关于系统效率、射频收发器能力、及/或基频带宽需求。供应电压调制器314被设置为依据从至少一个包络跟踪查找表312（例如存在于图2的控制器214内）获得的功率供应位准的指示，调制被应用至功率放大器模块224的供应电压。也就是说，需要决定至少一个瞬时输出信号值的指示以用于功率放大器及其校正。
因此，跟随以数字预失真值被校正/创建的该至少一个数字预失真查找表302，为了获得要达到的想要的功率放大器增益，包络跟踪查找表312需要校正/创建，从而决定将被应用至功率放大器模块224的电压Vpa328。在一实施例中，用这些值来校正/创建包络跟踪查找表312以额外补偿储存在该至少一个数字预失真查找表302内的所决定的AM/AM值。
以这种方式，供应电压调制器314，以及相应的包络跟踪模块可被设置为对供应电压执行包络跟踪调制，该供应电压被提供至功率放大器模块224，如此一来被提供至功率放大器模块224的该供应电压大致上跟踪被功率放大器模块224放大的射频波形的包络。也就是说，通过决定应用至该功率放大器的供应电压，来为至少一个瞬时输出功率执行包络跟踪校正。特别地，将该功率放大器的增益映射至将被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率，并基于该映射将供应电压应用至该功率放大器。依据瞬时功率放大器输出功率，通过校正射频发射器架构300和适当数量（appropriate population）的查找表，数字预失真增益补偿（数字预失真映射）的使用被应用于自适应地压缩功率放大器增益，该数字预失真增益被应用至数字预失真器。有利的是，没有相应地增加对射频发射器输出功率能力的需求。此后，术语瞬时功率放大器输出信号值可包含一个或多个：瞬时功率、瞬时包络、瞬时相位。
供应电压调制器314以及对应的包络跟踪模块可形成（至少一部分）射频发射器架构300的包络跟踪系统。显然，本发明不限于图3所述的特定范例射频发射器架构300，而是可以同样地应用至其他收发器架构。举例来说，在另一架构中包络跟踪查找表312可由两个或多个查找表组成。
图4为两个示范性功率监控增益映射图形400,450，对于图3的发射器架构300可采用的各种功率监控增益映射选择，显示功率放大器增益410与功率放大器输出功率420。举例来说，在第一种情况400中，当440处的输出功率接近于功率放大器饱和功率时，440处的功率放大器增益将被少量压缩，从而缓和在如此高输出功率时的射频发射器输出功率需求。已经确定，在第一种情况400中较高输出功率（23-26dBm）的效率接近于24dB的等增益设定，但是有利的是相应的Vpa具有比第二种情况450更小的高频分量。因此，可以获得包络跟踪路径310上的效率提升和信号带宽之间的折中。
作为另一实施例，第二种情况450，当470处的输出功率小于480处的功率放大器饱和功率几个dB时，功率放大器增益将会被更多地压缩，如470所示，由于输出功率降低，因而在低功率放大器输出功率时提升了功率放大器效率。以这种方式，由于提升了较低输出功率处的效率，可增加包络跟踪的运行范围。
图5为射频发射器内产生至少一个包络跟踪查找表的范例的简化流程图500。简化流程图500开始于510，为每一平均输出功率（包含一个或多个平均输出功率）设定/定义系统线性增益（Glin），该平均输出功率可为功率放大器例如图3的功率放大器224的输出。此处，术语平均功率包含通信系统中一段特定时期（例如LTE实施方式中一个子帧）的平均功率。在520，该过程接着移到为每一平均输出功率（包含一个或多个平均输出功率）设定/定义模拟基频（在一实施例中可包含数模转换器和低通滤波器）&射频发射器增益（Gtx），该平均输出功率可为功率放大器例如图3的功率放大器224的输出。
在530，该过程接着移到为每一瞬时输出功率（包含一个或多个瞬时输出功率）设定/定义功率放大器增益（Gpa），该瞬时输出功率可为功率放大器例如图3的功率放大器224的输出。在一实施例中，瞬时输出功率和各自的功率放大器增益（Gpa）可遵循如下关系：
对于Pout,1<=Pout,2…Gpa(Pout,1)<=Gpa(Pout,2) [1]
其中：
Pout,1和Pout,2为两个可能的瞬时功率放大器输出功率，以及
Gpa(Pout,1)和Gpa(Pout,2)为各自的功率放大器增益。
在540，该过程接着移到为每一瞬时输出功率（包含一个或多个瞬时输出功率）获得数字预失真增益（Gdpd）以及首先完成AM/AM查找表。将功率放大器的增益映射至瞬时功率包含数字预失真映射。在一实施例中，可基于如下等式来决定用于Gdpd的查找表值：
Gdpd=Glin–Gtx–Gpa [2]
在550，一旦在查找表中已创建了AM/AM值，则该过程移到通过开始包络跟踪校正来创建AM/PM值。因此，为了获得想要的系统线性增益（Glin），为每一瞬时输出功率（包含一个或多个瞬时输出功率）决定Vpa，以及由此决定AM/PM值以创建AM/PM查找表。接着创建AM/AM查找表和AM/PM查找表并准备好使用。图6为图5中产生的至少一个包络跟踪查找表的使用范例的简化流程图600。简化流程图600开始于610，为每一平均输出功率（包含一个或多个平均输出功率）将系统线性增益调整至预设增益（Glin），该平均输出功率可为功率放大器例如图3的功率放大器224的输出。此处，术语平均功率包含通信系统中一段特定时期（例如LTE实施方式中一个子帧）的平均功率。在620，该过程接着移到为每一平均输出功率（包含一个或多个平均输出功率）将模拟基频（在一实施例中可包含数模转换器和低通滤波器）&射频发射器增益调整至预设增益（Gtx），该平均输出功率可为功率放大器例如图3的功率放大器224的输出。
在630，该过程接着移到使用从所产生的AM/AM查找表和AM/PM查找表得到的数字预失真增益，为每一瞬时输出功率（包含一个或多个瞬时输出功率）获得相应的补偿增益（Gdpd）和相位以用于数字基频中的设定，例如图3中的数字预失真AM/AM和AM/PM查找表302。最后，在640，对于每一瞬时输出功率（包含一个或多个瞬时输出功率），从包络跟踪查找表（图3的包络跟踪查找表312）获得的值被用来获取相应的功率放大器供应电压（Vpa）以便适当地偏置（bias）功率放大器，或者说图3的功率放大器224。例如，将该功率放大器模块的该增益映射至该瞬时功率包含单调递增功率放大器增益作为该功率放大器输出功率的函数。即通过决定应用至该功率放大器的供应电压，来为至少一个瞬时输出功率执行包络跟踪校正。由此决定AM/PM补偿，该AM/PM补偿被应用于实现从该功率放大器输出的该至少一个瞬时输出功率。此外，还应用数字预失真调幅-调相补偿，尤其当功率放大器增益压缩高时，应用该数字预失真调幅-调相补偿效益更高。以这种方式，数字预失真增益补偿可被应用至依据瞬时功率放大器输出功率来自适应地压缩功率放大器增益。举例来说，当输出功率接近于功率放大器饱和功率时，功率放大器增益将被少量压缩，从而提升高输出功率时的功率放大器效率。作为另一实施例，当输出功率小于功率放大器饱和功率几个dB时，由于输出功率降低，功率放大器增益将会被更多地压缩，即当该功率放大器输出的该瞬时功率下降时，映射功率放大器增益的下降。以这种方式，由于提升了较低输出功率处的效率，可增加包络跟踪的运行范围。有利的是，没有相应地增加对射频发射器输出功率能力的需求。
在上述说明中，参考本发明的特定实施范例来描述。然而，很明显地，可在不脱离本发明权利要求书的精神和范围前提下做出各种修改或变化。
本领域技术人员应该认识到，逻辑块之间的界限仅仅是说明性的，其他实施例也可合并逻辑块或电路元件或利用各种逻辑块或电路元件交替分解的功能。因此，可以理解，此处描述的架构仅仅是示范性的，实际上可采用许多其他架构来实现相同的功能。
实现相同功能的任意元件安排实际上都“相关联”，以便达到想要的功能。因此，此处为实现特定功能而组合的任意两个元件可以看做彼此“相关联”以便达到想要的功能，而不考虑架构或中间元件。同样地，任意两个相关联的元件也可被看做与另一者“可连接的”或“可耦接的”，以实现想要的功能。
此外，本领域技术人员应该认识到，上述操作间的界限仅仅是说明性的。多个操作可组合成单一操作，单一操作可分配成附加的操作且多个操作可适时地至少部分重叠执行。另外，另一实施例可包含特定操作的多个范例，且可在其他各种实施例中改变操作的顺序。
举例来说，各种元件/模块，或者其中一部分，可用软件或物理电路的代码表示或可变换成物理电路的逻辑代表的代码表示来实现，例如任意适当类型的硬件描述语言。
同时，本发明不限于以非程式化硬件实现的物理装置或单元，也可应用于可编程器件或单元，其能够依据适当的程式码（例如主机、微型电脑、服务器、工作站、个人电脑、笔记本、个人数字助理、电子游戏、自动或其他嵌入式系统、手机以及其他各种无线装置，在本申请中普遍表示为“计算机系统”）而操作来执行想要的装置功能。
然而，其他修改、变化和替换也是可能的。相应地，说明书和附图是作为说明性的而非限制性的。
在权利要求书中，括号间放置的任意参考信号不应该解释为本发明的限制。除了权利要求书中列举的，词语“包含”不排除其他元件或步骤的存在。此外，此处使用的术语“一”或“一个”定义为一个或多个。同样地，权利要求书中引入的短语例如“至少一个”以及“一个或多个”的使用也不应该解释为以“一”或“一个”引入另一权利要求元素，将包含这些引入权利要求元素的任意特定权利要求限制为仅包含该个元素的发明，即使当相同的权利要求包含了介绍性短语“一个或多个”或者“至少一个”以及“一”或“一个”。对于量词也同样地适用。除非另有说明，例如“第一”和“第二”这样的术语用来在这些术语描述的元件之间进行区别。因此，这些术语不一定是表示这些元件的时间或其他优先次序。事实是，在相互不同的权利要求中列举的某些措施并不意味着其组合不能用来得到相同的好处。
以上描述可使本领域技术人员依据特定应用及要求实作本发明。所述实施例的各种修改对于本领域技术人员都是显而易见的，并且此处定义的一般原理可应用于其他实施例中。因此，本发明并非限定于本说明书揭露的特定实施例，而是符合此处揭露的原理及新颖特征的最大范围。在上述详细说明中，列举各种具体细节以提供本发明的全面理解。然而，本领域技术人员容易理解本发明可被实作。
本发明可以其他特定形式体现而不脱离本发明的精神和基本特征。上述实施例仅作为说明而非用来限制本发明，因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (17)

1.一种校正包络跟踪系统的方法，应用于无线通信单元的射频发射器内功率放大器模块的供应电压，其特征在于，该方法包含，在该无线通信单元的至少一个信号处理模块内：
应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；
确定该功率放大器模块的瞬时输出功率是否接近该功率放大器模块的饱和功率；
将该功率放大器模块的增益映射至被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率；
通过当该瞬时输出功率被确定为接近该功率放大器模块的饱和功率时较少地压缩该功率放大器模块的增益，当该瞬时输出功率被确定为小于该功率放大器模块的饱和功率数dB时较多地压缩该功率放大器模块的增益，利用在至少一个数字预失真DPD查找表LUT中存储的调幅-调幅AM-AM值来自适应地调整该功率放大器模块的增益压缩；以及
基于该映射和利用该DPD LUT获得的该功率放大器模块的增益压缩，应用供应电压至该功率放大器模块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将该功率放大器模块的该增益映射至该瞬时功率包含单调递增功率放大器增益作为该功率放大器输出功率的函数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将该功率放大器模块的该增益映射至该瞬时功率包含当该功率放大器输出的该瞬时功率下降时，映射功率放大器增益的下降。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将该功率放大器模块的该增益映射至该波形信号的该瞬时功率包含下列步骤：
为至少一个平均输出功率决定系统线性增益，该至少一个平均输出功率从该功率放大器模块输出；
为该至少一个平均输出功率决定发射器增益设定，该至少一个平均输出功率从该功率放大器模块输出；
为来自该功率放大器模块的至少一个瞬时输出功率决定该功率放大器模块的增益设定；以及
依据该至少一个瞬时输出功率，决定将被应用至数字预失真器的数字预失真增益补偿以自适应压缩功率放大器模块增益。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含通过决定将被应用至该功率放大器模块的供应电压，来为该至少一个瞬时输出功率执行包络跟踪校正。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包含决定调幅-调相补偿，该调幅-调相补偿将被应用于实现从该功率放大器模块输出的该至少一个瞬时输出功率。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包含应用数字预失真调幅-调相补偿。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包含储存数字预失真调幅-调相补偿值在至少一个查找表中。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包含将数字预失真调幅-调相补偿映射至第一查找表中以及将数字预失真调幅-调幅补偿映射至第二查找表中。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含为该功率放大器模块校正决定至少一个瞬时输出信号值的指示。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该至少一个瞬时输出信号值包含瞬时功率、瞬时包络、瞬时相位中的至少一个。
12.一种通信单元，其特征在于，包含：
射频发射器，包含应用于为该射频发射器内功率放大器模块的供应电压的包络跟踪系统；以及
至少一个信号处理模块，耦接于该射频发射器，用于校正包络跟踪系统并被设置为：
应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；
确定该功率放大器模块的瞬时输出功率是否接近该功率放大器模块的饱和功率；
将该功率放大器模块的增益映射至被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率；
通过当该瞬时输出功率被确定为接近该功率放大器模块的饱和功率时较少地压缩该功率放大器模块的增益，当该瞬时输出功率被确定为小于该功率放大器模块的饱和功率数dB时较多地压缩该功率放大器模块的增益，利用在至少一个数字预失真DPD查找表LUT中存储的调幅-调幅AM-AM值来自适应地调整该功率放大器模块的增益压缩；以及
基于该映射和利用该DPD LUT获得的该功率放大器模块的增益压缩应用供应电压至该功率放大器模块。
13.如权利要求12所述的通信单元，其特征在于，该至少一个信号处理模块被设置为通过单调递增功率放大器增益作为该功率放大器输出功率的函数，将该功率放大器模块的增益映射至该瞬时功率。
14.如权利要求12所述的通信单元，其特征在于，该至少一个信号处理模块被设置为通过将该功率放大器增益的下降映射为该功率放大器输出的该瞬时功率的下降，将该功率放大器模块的增益映射至该瞬时功率。
15.一种集成电路，用于包含射频发射器的通信单元，该射频发射器包含包络跟踪系统，应用于该射频发射器内功率放大器模块的供应电压；其中该集成电路包含：
至少一个信号处理模块，用于校正该包络跟踪系统并被设置为：
应用信号至该射频发射器的输入，该信号包含随时间变化的包络；
确定该功率放大器模块的瞬时输出功率是否接近该功率放大器模块的饱和功率；
将该功率放大器模块的增益映射至将被该功率放大器模块放大的波形信号的瞬时功率；
通过当该瞬时输出功率被确定为接近该功率放大器模块的饱和功率时较少地压缩该功率放大器模块的增益，当该瞬时输出功率被确定为小于该功率放大器模块的饱和功率数dB时较多地压缩该功率放大器模块的增益，利用在至少一个数字预失真DPD查找表LUT中存储的调幅-调幅AM-AM值来自适应地调整该功率放大器模块的增益压缩；以及
基于该映射和利用该DPD LUT获得的该功率放大器模块的增益压缩，应用供应电压至该功率放大器模块。
16.如权利要求15所述的集成电路，其特征在于，该至少一个信号处理模块被设置为通过单调递增功率放大器增益作为该功率放大器输出功率的函数，将该功率放大器模块的增益映射至该瞬时功率。
17.如权利要求15所述的集成电路，其特征在于，该至少一个信号处理模块被设置为通过将该功率放大器增益的下降映射为该功率放大器输出的该瞬时功率的下降，将该功率放大器模块的增益映射至该瞬时功率。
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