CN104281063B - 用于控制信号处理器的控制器和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于控制信号处理器的控制器和方法。一种用于控制信号处理器的控制器包括变换单元和控制单元。变换单元被配置为：基于信号的生成的至少一个幅度调制对幅度调制失真来生成信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真，所述信号是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的。控制单元被配置为调整所述信号处理器的信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真。
Description
技术领域
本公开的实施方式涉及用于控制信号处理器的控制器、包括这样的控制器的移动通信装置以及用于控制信号处理器的方法。
背景技术
收发器（即发射器和/或接收器），例如移动通信装置的收发器，通常包括信号处理器、功率放大器（PA）和功率放大器的预失真元件。在现代RF（射频）收发器系统中，电流消耗的减少是最重要的设计目标之一。收发器链中的主要电流宿仍然是功率放大器，其中大量的努力花费在硬件设计上以实现电流消耗和在改变的（环境）条件（例如，温度、频率、负载阻抗）上的线性度之间的可接受折衷。为了进一步减少PA电流消耗，趋势朝向自适应（软件）算法的实施，该实施可以克服硬件设计中的某些障碍。这些算法的示例是增加线性输出功率范围的数字预失真、根据规范适配线性度的偏置点调整、或者相对于输入信号的包络调整功率放大器供应电压的包络跟踪。这样的算法的主要目标是利用线性度-电流权衡并使PA尽可能接近于规范限制，并且因此最小化电池电流。
PA的受限线性度引起所谓的幅度调制对幅度调制失真（AM/AM失真）以及所谓的幅度调制对相位调制失真（AM/PM失真）。这些AM/AM失真和AM/PM失真是主要关注点，因为它们是造成互调（IM）分量和频谱再生的原因。这可以引起对其它通信信道的附加信道干扰。此外，AM/AM失真和AM/PM失真效应可以引起带内失真，带内失真使误差向量幅值（EVM）降级。
发明内容
本公开的实施方式包括一种用于控制信号处理器的控制器，所述控制器包括变换单元，所述变换单元被配置为：基于信号的生成的至少一个AM/AM失真，使用所述信号处理器根据信号处理来生成信号内的至少一个AM/PM失真。所述控制器进一步包括控制单元，所述控制单元被配置为调整所述信号处理器的信号处理以最小化所述至少一个AM/PM失真。
另一实施方式涉及一种用于控制信号处理器的控制器。所述控制器包括变换单元、控制单元和用于确定一个或多个当前环境条件的至少一个传感器。变换单元被配置为：基于信号的检测的或生成的至少一个AM/AM失真来生成信号内的至少一个AM/PM失真，其是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的。控制单元被配置为调整所述信号处理器的信号处理以最小化所述至少一个AM/PM失真。所述至少一个AM/PM失真的生成基于把所述至少一个AM/AM失真描述为Ain与Aout之间的关系的第一函数与把所述至少一个AM/PM失真描述为Ain和ΔΦ的关系的第二函数之间的已知关系，其中Ain是输入信号的幅度，并且其中Aout是输出信号的幅度，其中ΔΦ是输入信号和输出信号之间的相位差，其中第一函数和第二函数之间的关系依赖于环境条件，并且其中所述关系由系数集来描述，所述系数集包括来自包括r、τ、t、k和/或q的组中的三个或更多系数，并且其中所述变换单元被配置为：基于当前环境条件从包括多个系数集的组中挑选系数集，其中
（1）
其中ϒ(Ain)是第二函数，其中
（2）
其中
（3）
并且其中q是附加拟合参数，其中第一函数和第二函数之间的关系由下列公式近似：
（4）
其中 g(Ain)是把AM/AM失真描述为Ain与Aout之间的关系的第一函数。
另一实施方式涉及一种用于控制信号处理器的控制器。所述控制器包括变换单元、控制单元和AM/AM失真计算器。变换单元被配置为：基于信号的检测的或生成的至少一个AM/AM失真来生成信号内的至少一个AM/PM失真，其是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的。控制单元被配置为调整所述信号处理器的信号处理以最小化所述至少一个AM/PM失真。AM/AM失真计算器被配置为基于当前环境条件生成所述至少一个AM/AM失真；或者AM/AM失真检测器耦合到所述信号处理器且被配置为在所述信号处理器处测量AM/AM失真。所述至少一个AM/PM失真的生成基于把所述至少一个AM/AM失真描述为Ain与Aout之间的关系的第一函数与把所述至少一个AM/PM失真描述为Ain和ΔΦ的关系的第二函数之间的已知关系，其中Ain是输入信号的幅度，并且其中Aout是输出信号的幅度，其中ΔΦ是输入信号和输出信号之间的相位差，其中所述至少一个AM/PM失真的生成基于第一函数的第一导数和第二函数之间的已知关系。
一种用于控制信号处理器的方法包括：基于信号的检测的或生成的至少一个AM/AM失真来生成信号内的至少一个AM/PM失真，其是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的；以及调整所述信号处理器的信号处理以最小化所述至少一个AM/PM失真。
另一实施方式提供了一种移动通信装置，包括用于控制信号处理器的控制器。所述控制器包括变换单元，所述变换单元被配置为：基于信号的检测的或生成的至少一个AM/AM失真来生成信号内的至少一个AM/PM失真，其是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的。所述控制器进一步包括控制单元，所述控制单元被配置为调整所述信号处理器的信号处理以最小化所述至少一个AM/PM失真。
附图说明
随后将参考附图来讨论本公开的实施方式，附图中：
图1A示出了包括收发器的移动通信装置的示意框图，该收发器具有用于控制信号处理器以最小化AM/PM失真的控制器；
图1B示出了根据基本实施方式的用于控制信号处理器的控制器的示意框图；
图2A示出了AM/AM失真的示意图以及AM/PM失真的示意图，以图示这两种失真之间的关系；
图2B示出了用于图示用于控制信号处理器以避免AM/PM失真的方法的示意流程图；
图3A-3E示出了用于图示用于避免AM/PM失真的数学背景的示意图；
图4A-4D示出了用于图示实现对AM/PM失真的避免的替代数学方法的示意图；
图5示出了根据增强实施方式的用于控制信号处理器以最小化AM/PM失真的控制器的示意框图；以及
图6A-6F示出了根据替代实施方式的用于控制信号处理器的控制器的部分视图的进一步示意框图。
具体实施方式
随后将在下面参考图1A到6F来讨论本文中公开的教导的不同实施方式。相同的附图标记被提供给具有相同或类似功能的对象，使得在不同实施方式内由相同附图标记指代的对象可互换，并且其描述相互适用。
图1A示出了包括发射器单元12的移动通信装置10，例如移动电话或智能电话。这里，发射器单元12至少包括耦合到天线17的功率放大器16和信号处理器14。
下面，将关于出站信号（参见发射（TX）信号22），即针对收发器单元12的发射器单元，讨论收发器12的功能。TX信号22基于由基带处理器（未示出）提供的基带信号20来发射。基带信号20由信号处理器14（例如预失真单元和ACLR计算器（邻近信道泄漏比计算器）和/或（数字）包络跟踪单元、自适应偏置单元）预处理，并由功率放大器16放大。在这个处理期间，基带信号20被调制到载波上，并作为射频TX信号22经由天线17而被输出。如上面讨论的，功率放大器16的执行引起失真，比如AM/AM失真和AM/PM失真。
可以使用控制器18或由控制器18执行的自适应（软件）算法来最小化AM/AM失真和AM/PM失真。控制器18控制信号处理器14并因此耦合到信号处理器14。此外，控制器18可以耦合到功率放大器16以便分析AM/AM失真和/或AM/PM失真。
下面，用于分析AM/AM失真和AM/PM失真的多个方法将与其缺点一起被讨论。
例如，在功率放大器输出16处测量失真信号22的幅度和/或相位，并且，将其与输入信号20的幅度和/或相位比较。因为幅度和相位两者均在PA 16的输出处被测量，所以电路复杂度高。此外，由于系统中的时间延迟和相位展开问题，PA 16的输出处的相位测量是困难且不精确的。根据第二示例，使用实验室中的实验装置来测量PA 16的AM/AM和AM/PM失真。基于这些测量，对AM/AM和AM/PM失真的曲线进行等距采样。随后，采样点被存储在查找表中。这个方法主要遭受两个缺点：在一个方面，需要大查找表，因为需要大量的采样点（例如每曲线128个采样）来准确近似AM/AM和AM/PM失真曲线。如果考虑PA条件n，则查找表条目的数量随n线性增长（例如128个采样∙n）。在另一方面，使用查找表的失真的描述不是闭形数学表达。因此，近似的AM/AM和AM/PM曲线的分辨率受到曲线量化的限制。根据第三示例，使用实验室中的实验装置来测量PA 16的AM/AM和AM/PM失真。基于这些测量，将AM/AM和AM/PM失真的曲线拟合于闭形数学表达。对于AM/AM失真，足够的数学表达在文献中是已知的。然而，对AM/PM失真进行建模的闭形数学表达是非常复杂的（例如9次多项式）。这是由于下面描述的AM/PM失真的曲率：当PA 16被操作在其线性区域处时，AM/PM曲线具有恒定梯度。当PA饱和时，AM/PM曲线的梯度迅速改变。在PA 16深度饱和的区域处，AM/PM曲线再次表征为恒定梯度。根据第四示例，假定非线性度由AM/AM失真主导并且因此AM/PM失真被忽略。因此，电路和软件复杂度是低的。然而，该假定不是对于每个应用都成立。例如，在针对功率放大器16使用CMOS技术的情况中，AM/PM失真起重要作用。
因此，存在对用于确定失真（尤其是AM/PM失真）的改进方法的需要。改进方法基于如下原理：AM/PM失真可以基于已知的（计算或测量的）AM/AM失真而生成。AM/AM和AM/PM失真特性之间的这个关系被存储在模型内，其中该特性可以通过测量而提供。下面，将关于图1B来更详细地讨论将该模型用于基于检测的AM/AM失真生成AM/PM失真的控制器。
图1b示出了包括变换单元18a和控制单元18b的控制器18。变换单元18a执行对信号22（参见1A）内AM/PM失真24的仿真。该仿真基于关于信号22的检测的AM/AM失真24的信息。因此，变换器18a具有用于接收关于AM/AM失真24的信息的输入。信息24可以基于对AM/AM失真的直接测量，如上面解释的那样，或者可以基于对这些AM/AM失真的计算。对AM/AM失真的计算可以考虑关于由放大器16执行的当前放大的信息（其中该信息由基带处理器（未示出）提供），和/或可以使用关于当前环境条件（例如温度或负载阻抗）的信息作为输入值。此外，变换单元18a具有输出，该输出用于把关于生成的AM/PM失真的信息输出给控制单元18b，使得控制单元18b能够执行对信号处理器14（参见图1A）的控制或调整。因此，控制单元18b依赖于检测的AM/PM失真把控制信号26输出到信号处理器14，其中控制信号26被选择为使得失真行为（尤其是关于AM/PM失真的失真行为）被补偿；即，使得AM/PM失真由于控制器18而被最小化。由此，控制器18减少计算工作量、数学模型的复杂度以及上面讨论的查找表的大小。此外，与相位展开和时间延迟有关的AM/PM测量的问题被避开。总体来说，通过实施所描述的控制器18，整体硬件复杂度被显著减小。
由控制器18的变换单元18a执行的、基于AM/AM失真对AM/PM失真的仿真基于两种类型的失真之间的物理关系。这个物理关系由图2A示出。图2A示出了具有用于图示AM/AM失真的曲线40a的第一图，其中输出幅度Aout被相对于输入幅度Ain绘制。如由第一图示出的，AM/AM失真曲线40a具有三个不同的区域：第一线性区域、第二饱和区域和第三深度饱和区域。AM/PM曲线40b的第二图示出了相位差ΔΦ被相对于输入幅度Ain绘制。
观察到，当功率放大器被操作在其线性区域处时，AM/PM失真曲线40b的曲线表征为恒定梯度。当功率放大器开始饱和时（参见饱和区域）时，AM/PM曲线40b开始迅速改变其梯度。在当功率放大器被深度饱和地操作时的区域（参见深度饱和区域）处，AM/PM曲线40b再次表征为恒定梯度。当功率放大器线性操作时，AM/AM曲线40a也展现恒定梯度。如果功率放大器深度饱和，则AM/AM曲线40a的梯度几乎是零，而当PA开始饱和时，梯度迅速改变。总体来说，当PA被操作在其线性区域中时或者当其完全饱和时，这两个图的斜坡40a和40b都引起几乎恒定的梯度。当PA开始饱和时，这两个斜坡40a和40b的梯度迅速改变。相应区域之间的指派由虚线图示。从数学的观点来看，从线性区域到饱和区域的过渡以及从饱和区域到深度饱和区域的过渡由描述AM/AM失真曲线的函数的第一导数来描述。这因此意味着：AM/PM失真是可基于检测的或已知的或计算的AM/AM失真来检测的。
下面将讨论用于生成AM/PM失真的整个方法100：图2B示出了一流程图，包括如下动作：在110，计算或测量AM/AM失真；在120，生成AM/PM失真；以及在130，基于仿真结果来控制信号处理器。在一个实施例中，生成AM/PM失真的动作120可以包括两个子动作122和124。
确定AM/AM失真的动作110可以基于例如在功率放大器的输出处对这些失真的测量，或者可以基于对失真的仿真或计算，其中该仿真和计算分别基于已知或测量的环境条件和/或已知的操作模式（例如，放大增益、TX信号的幅度、或者可从基带处理器获得的另外的信息）。动作110的结果是AM/AM失真的曲线，比如曲线40a（参见图2A）。
下一个动作122涉及对所检测的AM/AM失真曲线的分析。在120生成AM/PM失真的动作的子动作122包括执行对检测的AM/AM失真的变换以获得关于AM/AM失真斜率的信息。这个信息用于有效地构建AM/PM失真模型。这个AM/PM失真模型可以在一个实施例中由以下公式来描述：
（5）
其中g(Ain) 是把AM/AM失真描述为Ain与Aout之间的关系的第一函数。应当注意的是，该公式将在下面详细描述。如通过公式可以看出的，其包括依赖于环境条件的多个系数（参见τ、r、t、k、q）。因此，该公式或AM/PM失真模型的这些系数在下一个动作124期间被确定。因此，动作120的子动作124包括确定系数τ、r、t、k和/或q（参见下面针对可选参数q的公式）以使得闭形数学表达和测量之间的误差在最小二乘意义上被最小化。用于确定模型系数的若干个方法是可想到的：根据第一方法，对于功率放大器的每个环境条件，系数τ、r、t、k和q被存储在查找表中。因此，仅当前环境条件将在芯片上被确定或从外部接收。这个方法利用实验室中的实验测量装置来进展，以确定和存储针对每个环境条件可能性的模型系数。根据第二方法，从闭形数学表达导出系数τ、r、t、k和q，该闭形数学表达把环境条件直接关联到这些系数。要相信的是，用于对AM/PM失真模型进行准确建模的最佳模式是确定该五个系数。然而，依赖于功率放大器的特性，AM/PM模型的一个或若干个系数可以被设置为零，以进一步减小模型复杂度。具体来说，针对大多数应用，可选系数q被设置为零。仅在功率放大器深度饱和的区域处期望高准确度的情况下，系数q不被设置为零。因为情况通常不是这样，所以模型通常包括四个系数。因此，在一个实施例中，查找表的大小可以被显著减小。
最后的动作130涉及对信号处理器的控制。完成该控制以使得AM/PM失真被最小化。因此，控制器基于作为闭形数学表达可用的所确定的AM/PM失真（参见动作120）来操作。
下面，将讨论根据一个实施例分别形成上面讨论的AM/PM模型和上面的公式的基础的数学背景。通过对相关AM/AM失真曲线应用变换以获得关于后者斜率的信息来构建该模型。使用AM/AM失真曲线的斜率的信息把AM/PM失真模型的复杂度减小到仅有5个或者甚至4个附加系数（参见方法动作120）。基于描述AM/AM失真的所谓Rapp AM/AM模型做出下面的讨论。根据Rapp AM/AM模型，失真被描述如下：
（6）
其中Ain是输入信号的幅度，v是小信号增益，A0是限制输出幅度，并且p是拐点因数。Rapp AM/AM模型的系数A0、v和p可以使用实验室中的实验测量装置加以确定或者在芯片上直接确定。AM/AM失真模型的变换如关于方法动作122描述的那样完成。通过取得RappAM/AM模型的导数来执行该变换：
（7）。
为了计算简单，Rapp AM/AM模型的导数被归一化为小信号增益，如下面示出的：
（8）
（9）。
如所提到的，AM/AM失真可以通过使用上面的公式加以计算。这个计算的结果由图3A示出。
图3A示出了两个图，其中第一图示出了输出幅度Aout被相对于输入幅度Ain绘制，并且其中第二图示出了导数输入幅度g'n(Ain)被相对于输入幅度Ain绘制。第一图图示了AM/AM失真曲线40a（测量的，参见图2A）和另一AM/AM失真曲线42a（通过使用Rapp模型而计算的）之间的比较。第二图图示了归一化的导数42a’。观察到，在功率放大器的线性区域和深度饱和区域处，导数基本上是恒定的，其中当功率放大器开始饱和时，导数迅速改变。关于深度饱和区域，前面描述的行为有益于有效地导出AM/PM失真模型。这个AM/PM失真模型由图3B图示。
图3B示出了包括曲线40b（参见图2A）的AM/PM失真模型的图，其中，图示对PA的线性操作区域处的相位失真的线性近似的另一曲线42b被示出，并且其中，图示对PA的深度饱和操作区域处的相位失真的线性近似的另一曲线42c被示出。如通过图3B的图可以看出的，AM/PM失真的线性近似42b仅针对小AM/AM失真（即，针对功率放大器线性操作的区域）而被近似。这个区域可以被数学描述如下：
（10）
其中系数r、k和τ是通过回归来导出的或者是直接计算出的。如通过图3B的图可以看出的，AM/PM失真的线性近似42c仅针对大AM/AM失真（即，针对功率放大器被操作在深度饱和中的区域）而被近似。这个区域可以被数学描述如下：
（11）
其中，系数τ和t是通过回归来导出的或者是直接计算出的。
图3C示出了图示功率放大器的线性操作区域处的相位失真的线性近似42b的图。图3D示出了图示功率放大器的深度饱和操作区域处的相位失真的线性近似42c的图。考虑上面最后几段，当功率放大器线性操作时，AM/PM曲线42b的梯度是恒定的。当功率放大器饱和时，梯度迅速改变直到功率放大器深度饱和。在这个区域处，AM/PM曲线42c线性减小（恒定梯度）。重新考虑针对g'n(Ain)的等式（9）和对应的图（参见图3A），观察到，AM/AM失真曲线40a或42a的导数描述了操作区域的位置以及PA的操作区域之间的过渡。为了利用这个信息，将AM/AM失真曲线40a或42a的导数乘以AM/PM失真曲线的线性近似42b，并且将AM/PM失真曲线的线性近似42c加到这个乘积。这得到上面已经使用的公式（5）：
这个步骤的结果在图3E中被直观化。
图3E示出了其中相位差ΔΦ被相对于输入幅度Ain绘制的图。图3E的图包括针对测量的AM/PM失真的第一曲线40b（参见图2A和图3B）和针对通过公式（5）计算的AM/PM失真的另一曲线48b。
为了功率放大器深度饱和的区域处的AM/PM失真模型的更高准确度，等式（5）变为：
（12）
其中q是附加拟合参数。在附加参数q的帮助下，实现了更高准确度。考虑等式（6）和（5），针对使用Rapp AM/AM模型的特殊情况观察到另一益处：除了等式（6）中的分母乘以等式（5）中的括号中的项以外，这两个等式的分母相等。因此，通过一次计算括号中的项以及等式之一的分母并且针对其它等式的计算重复使用所存储的结果，计算上高效的实现是可能的。即使在上面的讨论中未示出，也可以从数学公式中观察到，具有相反行为（即，在功率放大器的线性区域处减小和在功率放大器的深度饱和区域处增加）的AM/PM失真曲线可以由上面的公式来描述。即便在上面的讨论中AM/AM失真是通过使用Rapp模型来计算的，但是应当注意到，把AM/AM失真变换到AM/PM失真的方式不限于通过Rapp模型计算的AM/AM失真。因此，上面讨论的变换根据另外实施方式也可以适用于由另外的模型确定或通过测量而确定的AM/AM失真曲线。
关于图4A到4D，将根据另一实施例来讨论用于确定和避免AM/PM失真的另一数学方法。该讨论基于高级AM/AM模型而做出，该高级AM/AM模型还考虑了当PA被操作在专用模式中时呈现的增益扩大的效果。图4A示出了可展现增益扩大的PA的AM/AM失真60（左）和增益特性61（右）的比较。PA的输入-输出特性首先在小输入幅度处（参见由62a标示的第一区域）遵循线性关系（恒定增益）。在由62b标示的第二区域处，它经历更快速率的改变（增益扩大）。在由62c标示的第三区域处，它遵循以饱和结束的更慢速率（减小增益）。
图4A中图示的特性是PA的典型示例，展现了弱非线性度和强非线性度两者。该行为可以被数学描述如下：
（13）
其中
（14）
并且
（15）。
A in是输入信号的幅度，是小信号增益，A 0是限制输出幅度，是增益扩大因数，p是拐点因数，并且是描述线性区域和增益扩大区域之间过渡的过渡幅度。AM/AM模型的系数A 0、、、和p可以使用实验室中的实验测量装置加以确定或者在芯片上直接确定。这个计算的结果由图4B示出。
图4B示出了展现增益扩大的PA的增益特性64。由64a标示的实线示出了测量的增益；由64b标示的虚线示出了建模的增益。
AM/AM失真模型的变换如关于方法动作122描述的那样完成。通过取得高级AM/AM模型的导数来执行该变换：
（16）。
为了计算简单，高级AM/AM模型的导数被归一化为小信号增益，如下面示出的：
（17）
（18）。
如所提到的，AM/AM失真可以通过使用上面的公式加以计算。这个计算的结果由图4C示出。
图4C示出了两个图，其中第一图66示出了输出幅度Aout被相对于输入幅度Ain绘制，并且其中第二图示出了建模的输出幅度的导数g'n(Ain)被相对于输入幅度Ain绘制。第一图图示了AM/AM失真曲线66a（实线）和通过使用高级AM/AM模型计算的（参见等式（16））另一AM/AM失真曲线66b（虚线）之间的比较。第二图68图示了归一化的导数。观察到，在功率放大器的线性区域67a和深度饱和区域67c处，导数是恒定的，其中当功率放大器开始饱和时，导数迅速改变。关于深度饱和区域67b，前面描述的行为有益于有效地导出AM/PM失真模型。这个AM/PM失真模型由图4D图示。
图4D示出了用于图示PA的相位特性的AM/PM失真模型的图。实线70图示了测量的相位差，其中虚线72示出了建模的相位差。在线性区域处，相位差由恒值来近似（图4C，区域67a），如AM/AM模型的导数（参见等式（18））所描述。这个区域可以被数学描述如下：
（19）
其中系数k和t是通过回归来导出的或者是直接计算出的。在发生增益扩大的区域的开始（图4C，区域67b的开始）处以及在深度保护区域（图4C，区域67c的结束）处，相位被线性近似。
如通过图4D的图可以看出的，区域67b处的AM/PM失真的线性近似仅针对小AM/AM失真（线72a）而被近似。这个区域可以被数学描述如下：
（20）
其中系数r、k和τ是通过回归来导出的或者是直接计算出的。如在图4D的图中通过线72b可以看出的，AM/PM失真的线性近似仅针对大AM/AM失真（即，针对功率放大器被操作在深度饱和中的区域）而被近似。这个区域可以被数学描述如下：
（21）
其中，系数τ和t是通过回归来导出的或直接计算出的。
考虑上面最后几段，当功率放大器线性操作时，AM/PM曲线的梯度是恒定的。当功率放大器饱和时，梯度迅速改变直到功率放大器深度饱和。在这个区域处，AM/PM曲线线性减小（恒定梯度）。重新考虑针对g'n(Ain)的等式（16）和对应的图（参见图4C），观察到，AM/AM失真曲线的导数描述了操作区域的位置以及PA的操作区域之间的过渡。为了利用这个信息，对于，将AM/AM失真曲线的导数乘以等式（19），并且对于，将AM/AM失真曲线的导数乘以AM/PM失真曲线的线性近似72a，并且将AM/PM失真曲线的线性近似72b加到这个乘积。这得到上面已经使用的公式（5）：
（22）。
这个步骤的结果在图4d中被直观化。考虑等式（13）和（22），针对使用高级AM/AM模型的特殊情况观察到另一益处：除了等式（13）中的分母乘以等式（22）中的括号中的项以外，这两个等式的分母相等。因此，通过一次计算括号中的项以及等式之一的分母并且针对其它等式的计算重复使用所存储的结果，计算上高效的实现是可能的。即使在上面的讨论中未示出，也可以从数学公式中观察到，具有相反行为（即，在功率放大器的线性区域处减小和在功率放大器的深度饱和区域处增加）的AM/PM讨论曲线可以由上面的公式来描述。
下面，将讨论使用上面描述的变换的实施方式。
图5示出了用于发射基带信号20的收发器的发射链11，包括发射器单元13、信号处理器14'和放大器16'。另外，控制器18'被布置为与发射链11并行的反馈回路。在这个实施方式中，控制器18'包括四个基本单元，即，用于测量AM/AM失真的测量单元18a'、用于执行AM/AM模型的变换以导出AM/PM模型的变换单元18b'、用于导出最优AM/PM参数的单元18c'、以及用于控制信号处理器14'以调整AM/PM特性的单元18d'。单元18a'耦合到放大器16'的输出，并针对变换单元18b'且因此针对单元18c'提供输入信息。单元18c'耦合到发射器单元13以接收关于发射器的当前操作模式（例如增益）的信息，且耦合到用于检测当前环境条件的可选的传感器单元18e'。控制单元18d'耦合到信号处理器14'以及变换单元18b'和18c'。
单元18b'连同单元18c'执行如关于图3描述的变换。依照图2B中描述的方法100，这意味着这两个单元18b'和18c'被配置为执行方法动作122和124（参见120）。在这些方面，单元18a'被配置为执行方法动作120，其中单元18d'被配置为执行方法步骤130。
下面，将关于图6A到6E讨论另外的替代实施方式，其中图6A和6B图示了对AM/AM失真曲线的求导的两个替代方案。
图6A示出了发射链11以及控制器18''的部分视图，发射链11包括用于发射基带信号20的发射器单元13和放大器16'。这里，与图5的实施方式相反，AM/AM失真由控制器18''基于环境条件来计算。如上面讨论的，功率放大器16'的（AM/AM）失真依赖于环境条件，比如频率、温度或负载阻抗。因此，控制器18''包括用于测量环境条件的感测单元18e''和具有存储在其上的参数集的查找表（LUT）18f''，该参数集描述依赖于相应环境条件的AM/AM失真。另外，控制器18'包括用于基于测量的条件以及基于存储的参数集（参见查找表18f''）计算AM/AM失真的计算器18g''。应当注意的是，相应环境条件和产生的AM/AM失真之间的关系可以作为函数替代地存储在单元18f''中。从另一观点来看，这意味着：相应的AM/AM失真在不同条件下被表征，使得可以针对所确定的条件导出相应的AM/AM失真。这个偏差由计算器18g''执行。尽管未示出，但是清楚的是，所示出的控制器18'还可以包括：用于执行所计算的AM/AM失真到AM/PM失真的变换的变换单元、以及用于控制发射链11以使得避免或减小AM/PM失真的控制单元。
图6B示出了控制器18'''的实施方式的部分视图，其聚焦于AM/AM失真的检测上。这里，控制器通过使用另一元件52来测量发射信道11的放大器16'的输出处的AM/AM失真。该另一元件52例如可以是耦合器或分压器或者另一有源或无源组件，其被配置为在不影响发射链11的发射的情况下生成由功率放大器16'输出的信号的衰减副本。经由该另一元件52，在控制器18'''中分析失真信号。因此，控制器18'''包括AM/AM失真测量单元18a'''。测量单元18a'''包括降频转换单元18j'''和被配置为执行基带信号20与由降频转换单元18j'''输出的降频转换器失真信号之间的比较的单元18h'''。应当注意，降频转换单元18j'''还可以被配置为执行对指示AM/AM失真的参数的直接测量。一些重要参数可以例如是峰值功率、RMS功率或相位。比较单元18h'''输出关于AM/AM失真曲线的信息，AM/AM失真曲线可以具有函数的形状或者可以由函数参数来描述或者可以由多个测量点来描述。对AM/AM失真曲线的确定的结果可以被输出到控制器18'''的执行随后方法步骤的单元。
关于图6C和6D，将讨论尤其聚焦于AM/AM失真成为可存储的AM/AM变换曲线的变换的控制器的不同实施方式。图6C示出了包括发射链11的收发器和控制器18''''的部分视图。控制器18''''包括微分器单元18i''''，这里为硬件实施的微分器单元，其被配置为获得AM/AM曲线的导数并把AM/AM曲线例如作为函数参数存储在查找表18f''''（参见图6A中的18f''）中。
图6D示出了控制器18'''''的实施方式的部分视图，控制器18'''''被布置为与发射单元13并行。控制器18'''''基本上与图6C的控制器18''''一致，其中微分器18i'''''被形成为软件实施算法，即例如由处理器或CPU形成，该处理器或CPU被配置为执行软件算法并计算AM/AM失真的导数。如关于图6C讨论的，计算结果可以被存储在查找表18f''''中。这里，应当注意的是，该结果可以作为经变换的AM/AM函数或作为经变换的AM/AM函数参数而被存储。
关于图6E和6F，将讨论尤其聚焦于对AM/PM失真曲线的确定的控制器的不同实施方式。图6e示出了用于控制发射链11的控制器18''''''的部分视图。控制器18''''''包括用于确定AM/PM失真系数的单元18c''''''。系数τ、r、t、k和可选的q是关于环境条件来确定的，该环境条件是通过使用图6A的控制器18''的单元或图6B的控制器18'''的单元来评估的。可以使用具有预定义关系的查找表或者通过闭形数学表达来进行该确定过程。环境条件和系数之间的关系是要通过实验的实验室测量装置来评估的。系数对AM/AM失真曲线的变换结果（参见图6C和6D）的应用得到了AM/PM失真曲线的闭形数学表达。
如果AM/AM失真曲线表征为如下属性，则该AM/PM失真曲线可以作为函数或作为函数参数而被存储：其斜率以保持AM/PM模型的系数始终恒定的方式受到环境条件改变的影响，那么，这些系数可以从AM/AM失真的变换结果（参见图6C和6D）直接导出。这由图6F图示。图6F示出了发射链11和控制器18'''''''，控制器18'''''''被配置为执行AM/PM失真曲线的闭形数学表达的直接变换。
通常，应当注意的是，生成AM/PM失真还可以意指对AM/PM失真进行仿真（即，生成=仿真）。
对于本领域技术人员来说清楚的是，上面示出的或尤其关于图6A到6F示出的不同实施方式可以被任意组合。
虽然已经在设备的上下文中描述一些方面，但是清楚的是，这些方面还表示对应方法的描述，其中块或装置对应于方法动作或方法动作的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面还表示对应块或项目或者对应设备的特征的描述。方法动作中的一些或全部可以由硬件设备执行（或使用硬件设备），该硬件设备像例如微处理器、可编程计算机或电子电路。在一些实施方式中，最重要的方法步骤中的某一个或多个可以由这样的设备执行。
依赖于特定实施要求，实施方式可以以硬件或以软件实施。可以使用数字存储介质（例如软盘、DVD、蓝光、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或者闪存）来执行实施方式，该数字存储介质具有存储在其上的电可读控制信号，其与可编程计算机系统协作（或者能够与其协作）以使得相应的方法被执行。因此，数字存储介质可以是可计算的。
通常，本公开的实施方式可以被实施为具有程序代码的计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，该程序代码操作用于执行方法之一。该程序代码可以例如被存储在机器可读载体上。其它实施方式包括计算机程序，该计算机程序用于执行本文中描述的方法之一，被存储在机器可读载体上。因此，本发明方法的另一实施方式是数据载体或数字存储介质，该数据载体或数字存储介质包括记录在其上的用于执行本文中描述的方法之一的计算机程序。该数据载体、数字存储介质或所记录的介质通常是有形的和/或非瞬变的。
另一实施方式包括处理装置，例如，被配置为适于执行本文中描述的方法之一的计算机或可编程逻辑器件。另一实施例包括具有安装在其上的用于执行本文中描述的方法之一的计算机程序的计算机。
在一些实施方式中，可编程逻辑器件（例如现场可编程门阵列）可以被用于执行本文中描述的方法的功能中的一些或全部。在一些实施方式中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行本文中描述的方法之一。通常，方法由任何硬件设备执行。
上面描述的实施方式仅说明本公开。要理解的是，本文中描述的布置和细节的修改和变型对于本领域其它技术人员来说将是显而易见的。因此，意图是仅由所附专利权利要求的范围限制，而不由通过对本文中实施方式的描述和解释的方式呈现的特定细节限制。
Claims (26)
1.一种用于控制信号处理器的控制器，包括：
变换单元，被配置为：基于信号的至少一个生成的幅度调制对幅度调制失真，使用所述信号处理器根据信号处理来生成所述信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真；以及
控制单元，被配置为调整所述信号处理器的所述信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真，其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于描述所述至少一个幅度调制对幅度调制失真的第一函数与描述所述至少一个幅度调制对相位调制失真的第二函数之间的已知关系，其中所述生成基于所述第一函数的第一导数和所述第二函数之间的已知关系。
2.根据权利要求1的控制器，其中所述第一函数把所述至少一个幅度调制对幅度调制失真描述为Ain与Aout之间的关系，
其中Ain是输入信号的幅度，并且其中Aout是输出信号的幅度，以及
其中所述第二函数把所述至少一个幅度调制对相位调制失真描述为Ain和ΔΦ的关系，
其中ΔΦ是所述输入信号和所述输出信号之间的相位差。
3.根据权利要求1的控制器，其中所述控制单元被配置为：基于描述所述第一函数、所述第二函数和要被输出到所述信号处理器的至少一个校正信号之间的关系的模型来调整所述信号处理。
4.根据权利要求1的控制器，其中所述至少一个幅度调制对幅度调制失真和所述至少一个幅度调制对相位调制失真之间的关系依赖于环境条件。
5.根据权利要求4的控制器，其中所述环境条件是温度、频率、负载阻抗、或描述所述信号处理器的一个或多个参数、或其组合。
6.根据权利要求1的控制器，其中所述第一函数和所述第二函数之间的关系依赖于环境条件，并且其中所述关系由系数集来描述，并且
其中所述变换单元被配置为：基于当前环境条件从多个系数集中选择系数集。
7.根据权利要求6的控制器，其中所述多个系数集被存储在查找表内，分配相应的系数集以及相应的环境条件。
8.根据权利要求6的控制器，其中能够基于相应的环境条件来计算所述系数集中的每个系数。
9.根据权利要求6的控制器，其中所述系数集包括来自包括r、τ、t、k和/或q的组中的三个或更多系数，
其中
其中ϒ(Ain)是所述第二函数，
其中
其中
并且其中q是附加拟合参数。
10.根据权利要求9的控制器，其中所述第一函数和所述第二函数之间的关系由下述公式近似：
其中g(Ain)是把所述至少一个幅度调制对幅度调制失真描述为Ain与Aout之间的关系的所述第一函数。
11.根据权利要求9的控制器，其中所述第一函数和所述第二函数之间的关系由下述公式近似：
。
12.根据权利要求4的控制器，其中所述控制器包括用于确定所述一个或多个当前环境条件的传感器。
13.根据权利要求1的控制器，其中所述控制器包括幅度调制对幅度调制失真计算器，该幅度调制对幅度调制失真计算器被配置为基于当前环境条件生成所述至少一个幅度调制对幅度调制失真。
14.根据权利要求1的控制器，其中所述控制器包括幅度调制对幅度调制失真检测器，该幅度调制对幅度调制失真检测器耦合到所述信号处理器，且被配置为在所述信号处理器处测量所述至少一个幅度调制对幅度调制失真。
15.根据权利要求14的控制器，其中所述幅度调制对幅度调制失真检测器被配置为执行对由所述信号处理器输出的信号的降频转换。
16.根据权利要求14的控制器，其中所述幅度调制对幅度调制失真检测器包括耦合器单元或分压器单元，该耦合器单元或分压器单元耦合到所述信号处理器且被配置为接收由所述信号处理器输出的信号。
17.根据权利要求1的控制器，其中所述信号处理器包括数字预失真单元、包络跟踪单元、用于功率放大器的自适应偏置单元和/或功率放大器。
18.根据权利要求1的控制器，其中所述至少一个幅度调制对幅度调制失真基于所述至少一个幅度调制对幅度调制失真和所述信号处理器的功率放大器的可测量的增益特性之间的关系。
19.根据权利要求18的控制器，其中所述关系由下述公式来近似：
其中
并且
增益 以及
其中A in是输入幅度，是小信号增益，A 0是限制输出幅度，是增益扩大因数，p是拐点因数，并且是描述所述增益特性的第一区域和第二区域之间的过渡的过渡幅度。
20.根据权利要求18的控制器，其中所述控制器包括幅度调制对幅度调制失真检测器，该幅度调制对幅度调制失真检测器耦合到所述功率放大器，且被配置为测量所述增益特性并基于所测量的增益特性来计算所述至少一个幅度调制对幅度调制失真。
21.一种用于控制信号处理器的控制器，包括：
变换单元，被配置为：基于信号的至少一个生成的幅度调制对幅度调制失真生成所述信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真，所述信号是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的；
控制单元，被配置为调整所述信号处理器的所述信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真；以及
至少一个传感器，用于确定一个或多个当前环境条件，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于把所述至少一个幅度调制对幅度调制失真描述为Ain与Aout之间的关系的第一函数与把所述至少一个幅度调制对相位调制失真描述为Ain和ΔΦ的关系的第二函数之间的关系，其中Ain是输入信号的幅度，并且其中Aout是输出信号的幅度，其中ΔΦ是输入信号和输出信号之间的相位差，
其中所述第一函数和所述第二函数之间的关系依赖于环境条件，并且其中所述关系由系数集来描述，所述系数集包括来自包括r、τ、t、k和/或q的组中的三个或更多系数，并且其中所述变换单元被配置为：基于当前环境条件从包括多个系数集的组中挑选系数集，
其中
其中ϒ(Ain)是所述第二函数，
其中
其中
并且其中q是附加拟合参数，
其中所述第一函数和所述第二函数之间的关系由下述公式近似：
其中 g(Ain)是把所述至少一个幅度调制对幅度调制失真描述为Ain与Aout之间的关系的所述第一函数。
22.一种用于控制信号处理器的控制器，包括：
变换单元，被配置为：基于信号的至少一个生成的幅度调制对幅度调制失真，使用所述信号处理器根据信号处理来生成所述信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真；
控制单元，被配置为调整所述信号处理器的所述信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真；以及
幅度调制对幅度调制失真计算器，被配置为基于当前环境条件生成所述至少一个幅度调制对幅度调制失真；或者幅度调制对幅度调制失真检测器，该幅度调制对幅度调制失真检测器耦合到所述信号处理器且被配置为在所述信号处理器处测量所述幅度调制对幅度调制失真，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于把所述至少一个幅度调制对幅度调制失真描述为Ain与Aout之间的关系的第一函数与把所述至少一个幅度调制对相位调制失真描述为Ain和ΔΦ的关系的第二函数之间的关系，其中Ain是输入信号的幅度，并且其中Aout是输出信号的幅度，其中ΔΦ是输入信号和输出信号之间的相位差，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于所述第一函数的第一导数和所述第二函数之间的关系。
23.一种用于控制信号处理器的方法，包括：
基于信号的至少一个生成的幅度调制对幅度调制失真生成所述信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真，所述信号是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的；以及
调整所述信号处理器的所述信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真,
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于描述所述至少一个幅度调制对幅度调制失真的第一函数与描述所述至少一个幅度调制对相位调制失真的第二函数之间的已知关系，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成是基于所述第一函数的第一导数和所述第二函数之间的已知关系。
24.根据权利要求23的方法，进一步包括：在生成所述至少一个幅度调制对相位调制失真之前，在所述信号处理器处测量所述至少一个幅度调制对幅度调制失真或者基于环境条件生成所述至少一个幅度调制对幅度调制失真。
25.一种用于控制信号处理器的设备，所述设备包括：
用于基于信号的至少一个生成的幅度调制对幅度调制失真生成所述信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真的部件，所述信号是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的；以及
用于调整所述信号处理器的所述信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真的部件，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于描述所述至少一个幅度调制对幅度调制失真的第一函数与描述所述至少一个幅度调制对相位调制失真的第二函数之间的已知关系，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成是基于所述第一函数的第一导数和所述第二函数之间的已知关系。
26.一种移动通信装置，包括用于控制信号处理器的控制器，所述控制器包括：
变换单元，被配置为：基于信号的生成的至少一个幅度调制对幅度调制失真生成所述信号内的至少一个幅度调制对相位调制失真，所述信号是通过使用所述信号处理器根据信号处理来输出的；
控制单元，被配置为调整所述信号处理器的所述信号处理以最小化所述至少一个幅度调制对相位调制失真，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成基于描述所述至少一个幅度调制对幅度调制失真的第一函数与描述所述至少一个幅度调制对相位调制失真的第二函数之间的已知关系，
其中所述至少一个幅度调制对相位调制失真的生成是基于所述第一函数的第一导数和所述第二函数之间的已知关系，
其中所述第一函数和所述第二函数之间的关系依赖于环境条件，并且其中所述关系由系数集来描述，
其中所述变换单元被配置为基于当前环境条件从多个系数集中选择系数集，以及
其中所述系数集包括来自包括r、τ、t、k和/或q的组中的三个或更多系数，
其中
其中ϒ(Ain)是所述第二函数，
其中
其中
并且其中q是附加拟合参数。
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