CN105210289B - 包络跟踪功率放大器中的供电过渡 - Google Patents
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Abstract
一种方法和系统控制利用包络跟踪(ET)机制与使用平均功率跟踪(APT)机制之间的过渡来向功率放大器提供功率。功率放大器控制器(PAC)发起ET机制以跟踪由功率放大器接收到的射频(RF)信号的振幅变化。如果PAC确定RF信号带宽是低的且平均振幅至少等于阈值，则PAC保持ET机制。如果RF信号带宽是高的和/或RF信号的平均振幅小于阈值，则PAC暂时地将ET机制停用并通过适当地使过渡与平均信号振幅水平的变化同步来控制到利用APT机制的过渡，因此不存在影响信号质量或频谱的非期望瞬态效应。
Description
技术领域
本公开一般地涉及无线通信设备且特别地涉及无线通信设备中的功率放大器。
背景技术
包络跟踪(ET)功率放大器以相等的谱性能向常规功率放大器传送较高效率。通过响应于要放大的射频(RF)信号的瞬时振幅变化而动态地改变功率放大器供电电压来实现效率改善。这与称为平均功率跟踪(APT)的更加简单但不那么有效的效率增强不同，平均功率跟踪中响应于要放大的RF信号的平均振幅而改变功率放大器供电电压。
ET功率放大器的另一一般特性是其效率趋向于随着功率输出下降而下降。这是因为ET供电电压并不跟踪在某个阈值电压以下的RF振幅。在低供电电压下，功率放大器(PA)增益和相位趋向于更快速地改变，并且变得难以控制PA功率输出或保持可接受的调制准确度和谱性能。因此，ET系统被设计成使得功率放大器供电电压在高瞬时振幅下紧密地遵循RF信号振幅，但是在低瞬时振幅下电压保持在固定阈值。随着平均功率下降，瞬时功率和供电电压在更大百分比的时间内在阈值以下，电压在更大百分比的时间内处于固定值，并且供电系统开始看起来越来越像APT系统。
某些常规系统已使用这些效率特性来提供在较高平均功率下使用ET系统与在较低平均功率下使用APT系统之间的过渡，以便遍及所有功率水平保持最佳效率。然而，ET和APT技术之间的过渡可以引起影响信号质量或频谱的非期望瞬态效应。
附图说明
将结合附图来阅读所述实施例，在所述附图中：
图1是图示出根据一个实施例的在其内部可以有利地实现所述实施例的各种特征的无线通信设备的框图；
图2是提供根据一个实施例的包括利用包络(ET)跟踪机制的功率放大器的收发器模块的结构配置的框图表示；
图3是图示出根据一个实施例的包括电源模块内的ET模块和从ET模块接收功率的功率放大器的收发器模块的实施例的框图；
图4是图示出根据一个实施例的用于长期演进(LTE)的时隙和子帧边界以及用于在ET和APT机制之间切换的过渡区的时序图；
图5是图示出根据一个实施例的在从ET机制切换至APT机制时的过渡区内的可允许信号变化的图表；
图6是图示出根据一个实施例的在从APT机制切换至ET机制时的过渡区内的可允许信号变化的图表；
图7是图示出用于管理从利用ET机制到使用APT机制的过渡以向无线通信设备内的功率放大器提供功率的方法的一个实施例的流程图；以及
图8是图示出用于管理从利用APT机制到使用ET机制的过渡以向无线通信设备内的功率放大器提供功率的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
说明性实施例提供一种用于控制利用包络跟踪(ET)机制与使用平均功率跟踪(APT)机制之间的过渡来向功率放大器提供功率的方法和系统。功率放大器控制器(PAC)发起ET机制以跟踪由功率放大器接收到的射频信号(RF)信号的振幅变化。PAC确定RF信号的带宽和平均振幅。响应于RF信号带宽是低的且RF信号的平均振幅至少等于阈值，PAC保持ET机制的激活并继续向DCDC转换器提供RF信号的瞬时振幅。响应于下述条件中的至少一个：(a)RF信号带宽是高的和(b)RF信号的平均振幅小于阈值，PAC暂时地将ET机制停用并通过适当地使过渡与平均信号振幅水平的变化同步来控制到利用APT机制的过渡，因此不存在影响信号质量或频谱的非期望瞬态效应。
在以下本公开的示例性实施例的详细描述中，足够详细地描述了其中可实施本公开的各种方面的特定示例性实施例以使得本领域的技术人员能够实施本发明，并且应理解的是可利用其它实施例，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下可进行逻辑、架构、编程、机械、电学及其他改变。因此，不应在限制性意义上理解以下详细描述，并且由所附权利要求及其等价物来定义本公开的范围。
在附图的不同视图的描述内，为类似的元件提供与先前的(一个或多个)图的那些类似的名称和附图标记。分配给元件的特定附图标记仅仅是为了帮助描述而提供的，并且并不意图暗示对所述实施例的任何限制(结构上或功能上或其它)。
应理解的是特定部件、设备和/或参数名(诸如执行这里所述的实用工具、逻辑和/或固件的那些)的使用仅仅是示例且并不意图暗示对所述实施例的任何限制。因此在没有限制的情况下，可以用在这里被用来描述部件、设备、参数、方法和/或功能的不同命名法和/或术语来描述实施例。在描述实施例的一个或多个元件、特征或概念时对任何特定协议或专有名称的参考仅仅是作为一个实施方式的示例而提供的，并且此类参考并不限制要求保护的实施例到其中利用不同元件、特征、协议或概念名称的实施例的扩展。因此，给定其中利用术语的上下文，应对这里利用的每个术语给定其最宽泛解释。
如下面进一步描述的，这里所述的本公开的功能特征的实施方式是在处理设备和/或结构内提供的，并且可以设计到硬件、固件以及执行以提供用于设备或特定功能逻辑的特定实用工具的多个软件水平结构(例如，程序代码和/或程序指令和/或伪代码)的组合的使用。提出的图图示出硬件部件和软件和/或逻辑部件两者。
本领域的技术人员将认识到在图中所描述的硬件部件和基本配置可改变。说明性部件并不意图是排他性的，而是代表性的以突出显示被用来实现所述实施例的各方面的主要部件。例如，除所描述的硬件和/或固件之外或者作为其替代，可使用其它设备/部件。所描述示例并不意图暗示相对于当前所述实施例和/或一般发明的架构或其它限制。
可结合附图来阅读说明性实施例的描述。将认识到的是为了图示的简单和明了起见，图中所示的元件不一定按比例描绘。例如，某些元件的尺寸相对于其它元件被放大。相对于这里提出的附图而示出并描述结合了本公开的讲授内容的实施例。
现在具体地参考图1，描述了在其内部可实现所述实施例的各功能方面的示例性无线通信设备100的框图。无线通信设备100表示适合于利用不同的通信标准经由无线通信设备100与通信网络设备(例如，基站145)之间的上行链路和/或下行链路信道通过空中接口来发射和接收电磁信号的设备，所述通信标准诸如全球移动通信系统(GSM)码分多址(CDMA)、正交频分多址(OFDMA)、长期演进(LTE)和类似系统。在一个或多个实施例中，无线通信设备可以是移动蜂窝设备/电话或智能电话或膝上型计算机、笔记本或平板计算设备或其它类型的通信设备。无线通信设备100包括处理器105和接口电路125，其经由信号总线102连接到存储器部件110。接口电路125包括数字信号处理器(DSP)128。无线通信设备100还包括用于发送和接收通信信号的收发器模块130。在至少某些实施例中，通信信号的发送和接收无线地发生并通过被耦合到收发器模块130的一个或多个天线140而被促进。天线的数目对于不同的设备可以不同，范围从单个天线到两个或更多天线，并且一个天线140的无线通信设备100内的呈现仅仅用于举例说明。
无线通信设备100能够经由天线140无线地向基站145进行通信。基站145可以是与无线网络的基础设施相关联的许多不同类型的网络站和/或天线中的任何一个，并被配置成经由无线通信协议中的一个或多个而支持上行链路和下行链路通信，如本领域的技术人员已知的。
收发器模块130包括基带调制解调器集成电路(BMIC)133和射频集成电路(RFIC)132。在一个实施例中，RFIC 132包括RF收发器202、本地存储器150、PST实用工具167、处理器155和功率放大器控制器160。在替换实施例中，被指示为包括在RFIC 132内的部件中的至少一个可以位于RFIC 132外面，在收发器模块130内。收发器模块130还包括存储器或存储系统117、功率放大器控制器160、电源模块220和RF处理块201。RF处理块201包括功率放大器208、收发器202以及图2中所示的其它处理块部件。在一个实施方式中，功率放大器控制器160被耦合到电源模块220和功率放大器208两者。在一个实施例中，收发器模块130还包括本地处理器155，可以将其描述为数字信号处理器(DSP)。根据本公开的一个方面，本地存储器/储存器150在其中包括固件，诸如电源过渡(PST)实用工具167，其支持收发器模块130的各种处理功能。在图2中更详细地描述收发器模块130的结构构成。
除无线通信设备100的上述硬件部件之外，可经由存储在存储器110和本地存储器150中的至少一个内且分别地由DSP 128、处理器105或收发器模块130的本地处理器155执行的软件(或固件)代码和/或逻辑来完成/支持本发明的各种特征。因此，例如，在存储器110和/或本地存储器150内所示的是许多软件/固件/逻辑部件/模块，包括成形表114、应用116和PST实用工具167。
可如图1中所示将无线通信设备100内的各种部件电和/或通信耦合在一起。如这里利用的术语“通信耦合”意指信息信号可通过部件之间的各种互连来发射。部件之间的互连可以是包括导电传输介质的直接互连，或者可以是包括一个或多个中间电部件的间接互连。虽然在图1中图示出某些直接互连，但应理解的是在其它实施例中可存在更多、更少或不同的互连。
图2提供根据一个实施例的包括利用包络(ET)跟踪机制的功率放大器的收发器模块130的结构配置的框图表示。收发器模块130包括射频(RF)处理块201和动态电源模块220。另外，收发器模块130包括管理电源模块220的操作的功率放大器(PA)控制器160。RF处理块201包括RF收发器202，其包括RF发射机(TX)204和RF接收机(RX)(未示出)。在一个实施例中，RF收发器202和功率放大器控制器160组成RFIC 132(未示出)。RF处理块201还包括功率放大器(PA)208和滤波器216。滤波器216被耦合到功率放大器208的输出端口。滤波器216被通信耦合到天线140。在RF处理块201内还示出RF In 206和RF Out 212，其分别地表示PA208的输入信号和输出信号。经由电源线214向PA 208提供功率。
动态电源模块220包括ET电源模块224和APT电源模块226。ET电源模块224进行操作以提供ET电源机制，并且APT电源模块226进行操作以提供APT电源机制。动态电源模块220还包括DCDC转换器230，DCDC转换器还包括可以被选择性地耦合到ET电源模块224和APT电源模块226和/或分别被ET电源模块224和APT电源模块226利用的许多部件。特别地，DCDC转换器230的部件包括高频处理路径234和低频处理路径236。另外，DCDC转换器230包括模拟滤波器238。在一个实施例中，ET电源模块224和APT电源模块226使用开关227选择性地耦合到DCDC转换器230。
功率放大器控制器160被耦合到ET电源模块224和APT电源模块226两者。功率放大器控制器160也被耦合到DCDC转换器230。另外，功率放大器160被耦合到开关227以控制ET电源模块224和APT电源模块226对DCDC转换器230的访问。功率放大器控制器160接收输入240，其在一个实施方式中包括成形表114(图1)。
在一个实施例中，功率放大器控制器160通过利用ET模块224的包络跟踪(ET)机制来跟踪被功率放大器208接收到的射频(RF)信号的振幅变化来发起功率跟踪和功率放大器电源机制。在一个或多个实施方式中，功率放大器控制器160发起ET机制作为用于(a)跟踪RF信号的振幅变化和(b)基于跟踪的RF信号的振幅变化向功率放大器208提供功率的默认方法。
功率放大器控制器160确定RF信号的带宽(例如，LTE带宽)。在一个实施例中，功率放大器控制器160利用与当前操作模式相关联的预先确立的配置数据来确定RF信号带宽。另外，功率放大器控制器160基于跟踪的RF信号振幅的变化来计算RF信号的平均振幅。
响应于RF信号具有低带宽且RF信号的平均振幅至少等于阈值，功率放大器控制器160触发ET模块224向诸如DCDC转换器230的第一电压控制电源转换器提供第一电压控制信号，其表示RF信号的瞬时振幅。阈值由经验分析、模拟和相关计算中的至少一个确定。当RF信号振幅的平均值等于阈值时，ET机制和APT机制提供基本上相等的效率水平。然而，当RF信号振幅的平均值大于阈值时，ET机制提供比APT机制更高的效率。最后，当RF信号振幅的平均值小于阈值时，APT机制提供比ET机制更高的效率。
响应于(a)RF信号具有高带宽和(b)RF信号的平均振幅小于阈值中的至少一个，功率放大器控制器160暂时地将ET机制停用。此外，功率放大器控制器160激活平均功率跟踪(APT)机制以触发电源模块220使用RF信号的平均振幅提供功率。功率放大器控制器160触发ET模块224向第二电压控制电源转换器提供第二电压控制信号，其表示RF信号的平均振幅。在APT机制被激活时，如果功率放大器控制器160确定RF信号具有低带宽且平均振幅至少等于阈值，则功率放大器控制器160暂时地将APT机制停用并激活或重新激活ET机制。功率放大器控制器160使得功率放大器208能够接收这样的电源电压：其具有基于ET机制和APT机制之中的哪个跟踪机制被激活而确定的振幅变化。
在一个实施例中，ET模块224和APT模块226两者利用了用于提供放大器电源电压的单个可配置DCDC转换器。然而，在另一实施例中，ET模块224和APT模块226利用两个分开的DCDC转换器。当ET模块224和APT模块226两者利用单个DCDC转换器时，功率放大器控制器160将诸如DCDC转换器230的单个DCDC转换器配置成使得DCDC转换器230的各部件能够被选择性地耦合到ET电源模块224和APT电源模块226和/或被ET电源模块224和APT电源模块226利用。例如，在一个实施例中，ET电源模块224利用高频处理路径234和低频处理路径236两者且APT电源模块226利用低频处理路径236。在图3中进一步描述了ET模块224所利用的DCDC转换器。
功率放大器控制器160通过使过渡适当地同步到平均信号振幅水平的变化来控制从利用ET机制到利用APT机制的过渡，使得不存在影响信号质量或频谱的非期望瞬态效应。利用图4的时序图来进一步描述从利用ET机制到利用APT机制的同步过渡。
图3是图示出根据一个实施例的包括电源模块内的ET模块和从ET模块接收功率的功率放大器的收发器模块130的实施例的框图。收发器模块130包括电源模块220的DCDC转换器230和RF处理块201的功率放大器208。DCDC转换器230包括高频处理路径234和低频处理路径236。在图3的所示配置中，DCDC转换器230提供ET转换器系统。如所示，当DCDC转换器230被配置为ET转换器系统时，将低频处理路径236和高频处理路径234的各输出端口组合。
在一个实施例中，还利用低频处理路径236的部件来提供用于APT机制的DCDC转换器。在一个实施方式中，低频处理路径236具有较低工作频率(例如，2MHz)和对Vref In端口302处的RF包络信号的较低响应带宽(例如，200kHz)。因此，低频处理路径236的DCDC转换效率是相对高的。相反地，可以用较低效率放大器级来实现高频处理路径234，诸如推挽式放大器，其在降低的效率下具有宽得多的响应带宽。将低频和高频处理路径加在一起，并且利用反馈线306的控制环路处理复合输出以跟踪Vref In端口302处的参考信号输入。实际上，复合输出的低频含量是从低频处理路径236生成的，并且通过较低效率的高频处理路径234仅处理较高频率含量。
当功率放大器控制器160触发在较高平均RF信号功率下使用ET和在较低平均RF信号功率下使用APT之间的过渡时，在低平均功率下禁用高频处理路径234以改善效率。在一个实施方式中，高频处理路径234通过控制环路的动作来提供DCDC切换杂散的抑制。在一个实施例中，为低频路径236提供附加滤波以在功率放大器控制器160触发从在较高平均功率下使用ET向在较低平均功率下使用APT的过渡时抑制切换杂散。
功率放大器控制器160通过采用成形表来优化与ET机制相关联的功率放大器效率，该成形表定义PA供电波形如何紧密地尝试跟踪要放大的RF信号的振幅。非常紧密地遵循RF信号的更积极的成形表将进一步压缩PA并提供更好的效率但更坏的邻道泄漏比(ACLR)。在一个实施例中，在假设所有资源块都被分配的情况下定义功率放大器规格，其对于ACLR而言是最坏情况。一般地，要求由功率放大器控制器160选择的任何ET成形表满足此最坏情况ACLR，但是对于较少资源块分配而言，可以采用更积极的成形表。
图4是图示出根据一个实施例的用于LTE的时隙和子帧边界以及用于ET和APT机制之间的切换的过渡区的时序图。时序图400包括许多子帧，包括子帧402。子帧402包括时隙404和时隙408。在时序图400内还图示出许多瞬态或过渡时段406和410，其以各相邻时隙边界为中心。
LTE标准以以下约束允许时隙和子帧边界周围的预定义时间窗(例如，过渡时段406和410或过渡时段410和412)期间的幅度和相位的信号变化：(a)使时隙间或子帧间平均相位的移位最小化；以及(b)振幅变化超过预定义振幅范围不多于阈值水平。在一个实施例中，利用关于信号变化的LTE标准约束来提供电源模块220(图1)的设计参数和配置参数中的至少一个以确保用于向相应功率放大器提供功率的ET和APT机制的高性能。
在一个实施例中，当在使用向相应功率放大器提供功率的ET和APT机制之间过渡时，功率放大器控制器160通过使用从通过第一跟踪和电源机制(例如，ET机制)提供给功率放大器208的第一供电信号到通过第二跟踪和电源机制(例如，APT机制)提供给功率放大器208的第二供电信号的预定义的低变化率来提供逐渐信号变化。功率放大器控制器160控制电源水平以防止在从第一供电信号到第二供电信号的过渡期间信号振幅超过由第一和第二电压控制供电信号的振幅水平定义的振幅范围多于阈值水平。过渡在基本上以在其内部提供信号传输的一对时隙之间的边界为中心的预定时间窗内发生。预定时间窗使得能够提供调制参数和供电信号的变化。
图5是图示出根据一个实施例的在从ET机制切换至APT机制时的过渡区内的可允许的信号变化的图。在一个实施例中，功率放大器控制器160触发从在较高RF功率水平下使用ET机制到在较低RF功率水平下使用APT机制的过渡以便以所需的噪声性能保持最佳效率。在另一实施例中，功率放大器控制器160在从在较低资源块分配下使用ET机制切换到在较高资源块分配下使用APT机制时发起过渡。图表500包括+/-20us过渡区504、N0子帧505和N+1子帧507。另外，时序图500提供包括Vref In 506和Vout 508的许多波形。另外，图示出用于包括“滤波器预充电开”510、“低频BW降低”512和“PA增益/相位调整”514的许多事件的时序波形。在时序图500中和+/-20us过渡区504内还图示出许多时刻，其包括t1 516、t2 518和t3 520。
在时间t1 516，过渡在参考电压Vref In 506不再明确地跟踪瞬时RF振幅变化时开始。替代地，Vref In 506针对N+1子帧507平滑地过渡至期望APT电压。功率放大器控制器160使用诸如升余弦或类似频谱控制时间响应的预定义波形来执行此过渡。由于被配置为ET转换器的DCDC转换器230仍是完全可操作的，所以此过渡在频谱考虑允许下尽快地发生。对于1.4—20MHz LTE信号的情况而言，过渡可以以可忽略的频谱影响在小于1微秒内(即，在比允许的20微秒小得多的时间内)发生。t1 516充分地定时在t2 518、子帧边界之前，使得在负责了滤波器延迟之后，过渡在时隙边界处开始。在时序图500中，为了明了起见将Vref In 506和Vout 508之间的延迟放大。
当功率放大器控制器160发起从使用ET机制到使用APT机制的切换并促使DCDC转换器230停止跟踪信号包络时，禁用高频处理路径234。然而，在一个实施例中，功率放大器控制器160将DCDC转换器230配置成利用由滤波器238提供的模拟滤波的形式的附加滤波以控制低频处理模块236的杂散输出。功率放大器控制器160通过在将滤波器切换到低频处理路径236上之前将附加滤波预充电至期望DCDC输出水平而防止到功率放大器208的电源中的不可接受瞬态效应。功率放大器控制器160在t2 518处发起滤波器的预充电以便使预充电在时间t3 520前完成。结果，功率放大器控制器160使得滤波器预充电的完成能够与也在t3 520发生的带宽降低操作一致。在t3 520，提供附加滤波的滤波器238接通，并关掉高频处理路径234。结果，DCDC转换器230以增加的效率提供降低的带宽以用于低功率APT机制或操作。
为了在DCDC转换器从ET模式变成APT模式的固定供电电压时防止发射输出功率或平均相位的非期望移位，功率放大器控制器160触发RF收发器调整RF输入信号的振幅和/或相位以响应于禁用高频处理路径234而在t3 520提供功率放大器增益/相位调整。增益调整可以是用以补偿功率放大器增益变化的发射机功率控制中的固定步幅变化，并且可以进行出厂校准或基于测量的功率放大器特性而简单地存储在存储器中。同样地，相位调整可进行出厂校准或者基于预先测量特性。还可根据控制瞬态效应的需要针对更大的功率过渡而采用比简单步骤更复杂的调整。
在一个实施例中，功率放大器控制器160发起在较低资源块分配下使用ET机制与在较高资源块分配下使用APT机制之间的过渡以便以所需的噪声性能保持最佳效率。特别地，当ET机制被激活且功率放大器控制器160确定RF信号的资源块频率分配至少等于阈值分配值时，功率放大器控制器160禁用DCDC转换器230的高频处理路径234以便提供增强噪声性能。如前所述，功率放大器控制器160控制从ET机制到APT机制的过渡以防止非期望频谱影响。
在一个实施例中，功率放大器控制器160在ET机制被激活的同时发起使用第一成形表和第二成形表之间的过渡以便以所需的噪声性能保持最佳效率。特别地，当ET机制被激活且RF信号的资源块频率分配小于阈值分配值且比低于该阈值分配值的低阈值还低时，功率放大器控制器160从包括具有不同水平的积极性的成形表的成形表集之中选择积极的成形表。每个成形表分别地将瞬时RF包络映射到特定供电电压。更积极的成形表与被放大的RF信号更紧密地相关，并且在被利用时，更积极的成形表使得功率放大器208能够更接近于功率放大器压缩点而操作，并且以增加的邻道泄漏比(ACLR)获得更高的放大器效率。响应于ET机制被激活且资源块频率分配小于阈值分配值且高于低阈值，功率放大器控制器160选择较不积极的成形表。响应于发起使用较不积极成形表与使用更加积极成形表之间的切换，功率放大器控制器160在切换完成时提供增益调整和相位调整中的至少一个。功率放大器控制器160通过利用所选成形表来跟踪RF信号的振幅而执行ET机制。
图6是图示出根据一个实施例的在从APT机制切换至ET机制时的过渡区内的可允许信号变化的第二图表。图表600包括+/-20us过渡区604、N0子帧605和N+1子帧607。另外，时序图600提供包括Vref In 606和Vout 608的许多波形。另外，图示出用于包括“低频BW降低”612和“PA增益/相位调整”614的许多事件的时序波形。在图表600中和过渡区604内还图示出许多时刻，其包括t1 616、t2 618和t3 620。
在图表600中，功率放大器控制器160发起从在较高资源块分配下使用APT机制到在较低资源块分配下使用ET机制的过渡以便以所需的噪声性能保持最佳效率。相似地，发生从在较低RF功率水平下使用APT机制到在较高RF功率水平下使用ET机制的过渡以便以所需的噪声性能保持最佳效率。当DCDC转换器230的高频处理路径234被启用时，过渡在t1616处开始。在启用高频处理路径234的同时，功率放大器控制器160去除先前在仅启用低频处理路径236时添加的任何附加滤波。功率放大器控制器160具体地设定与启用高频处理路径234相关联的时序，使得在负责了当在高带宽模式内配置DCDC转换器230时存在的延迟之后，ET功能可以在低资源块分配起作用时在t3 620处开始。此外，功率放大器控制器160设定并利用特定时序，使得用于功率放大器208的供电电压ET波形和RF调制波形同步。通过适当地使这些波形同步，功率放大器控制器160防止发生严重的失真、ACLR、接收机噪声和调制准确度故障。
另外，在t1 616处，将用于低资源块分配的包络调制应用于DCDC转换器230的输入端口。作为简单地被接通的替换，对于N+1子帧607而言，包络调制电压平滑地过渡至ET波形。到由ET机制提供的ET波形的此过渡是用诸如升余弦或提供类似频谱控制时间响应的另一函数的预定义函数进行的。提供此类过渡的函数的示例是：
在t3 620处还应用功率放大器增益和/或相位调整以负责功率放大器复增益的变化，因为功率放大器208的供电电压从恒定APT电压变成可变ET电压。
在一个实施例中，功率放大器控制器160发起从在较高资源块分配下使用APT机制与在较低资源块分配下使用ET机制之间的过渡以便以所需的噪声性能保持最佳效率。特别地，当APT机制被激活且功率放大器控制器160确定RF信号的资源块频率分配小于阈值分配值时，功率放大器控制器160使得DCDC转换器230的高频处理路径234能够提供增强的功率放大器效率。功率放大器控制器160同时禁用先前在只有低频处理路径236被启用时添加的附加滤波。另外，功率放大器控制器160在ET机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
图7和图8是图示出可以用来实现上述说明性实施例的过程的方法的实施例的流程图。具体地，图7图示出用于管理从利用ET机制到利用APT机制的过渡以向功率放大器提供功率的方法的一个实施例。图8图示出用于管理从利用APT机制到使用ET机制的过渡以向功率放大器提供功率的方法的一个实施例。虽然可参考由图1—6图示出且描述的部件和功能来描述图7和8图示出的方法，但应理解的是这仅仅是为了方便起见，并且当实现该方法时可以采用其替换部件和/或配置。该方法的某些部分可由在无线通信设备100(图1)内的一个或多个处理器(处理器105或DSP 128)上执行的PST实用工具167或RFIC132(图1)的处理单元或功率放大器控制器160来完成。执行的过程然后控制RFIC 132的或其上面的特定操作。为了描述该方法时的简单起见，从RFIC 132和具体地功率放大器控制器160的角度出发描述所有方法过程。
图7的方法在发起方框702处开始并继续前进至方框702，在该处，功率放大器控制器160发起ET机制以跟踪被传播到功率放大器208的RF信号的振幅。在方框704处，功率放大器控制器160确定(a)RF信号带宽(BW)和(b)RF信号的平均振幅。
在判定框706处，功率放大器控制器160确定是否(a)平均信号振幅大于阈值和(b)RF信号BW是低的。如果在判定框706处，功率放大器控制器160确定(a)平均信号振幅大于阈值且(b)RF信号BW是低的，则功率放大器控制器160保持ET机制的激活并触发ET模块224向DCDC转换器230发送RF信号的瞬时振幅，如方框710处所示。在方框710之后，过程移动至方框712，在该处，ET机制根据资源块分配而利用成形表。然而，如果在判定框706处，功率放大器控制器160确定(a)平均信号振幅不大于阈值且(b)RF信号BW不是低的，则功率放大器控制器160发起APT机制的激活，如在方框708处所示。
在方框708之后，过程移动至方框714，在该处，功率放大器控制器160发起与APT机制所利用的低频处理路径236相关联的附加滤波的预充电。在方框716处，功率放大器控制器160同时地将附加滤波切换至低频处理路径236并禁用高频处理路径234。在方框718处，功率放大器控制器160在高频处理路径234被禁用时提供增益调整和相位调整中的至少一个。方框708、714、716和718描述了在从主动地利用ET机制过渡到利用APT机制中涉及到的过程。该过渡在子帧边界之前的预置时间段处开始以负责与DCDC转换器相关联的延迟，并且结果使得所需的时间同步波形能够在子帧边界上出现在功率放大器处。该过程在方框720处结束。
图8的方法在发起方框801处开始并继续前进至方框802，在该处，功率放大器控制器160发起APT机制以跟踪被传播到功率放大器208的RF信号的振幅。在方框804处，功率放大器控制器160确定(a)RF信号的资源块分配(BW)和(b)RF信号的平均振幅。在判定框806处，功率放大器控制器160确定(a)RF信号的资源块分配是高的(即，超过预先确立的分配阈值)和(b)RF信号的平均振幅小于预置功率阈值。如果在判定框806处功率放大器控制器160确定RF信号的资源块分配是高的或者RF信号的平均振幅小于预置功率阈值，则功率放大器控制器160保持APT机制的激活，如在方框810处所示。该过程在方框818处结束。然而，如果在判定框806处功率放大器控制器160确定RF信号的资源块分配并不高且RF信号的平均振幅至少等于预置功率阈值，则功率放大器控制器160发起ET机制的激活，如在方框808处所示。
在方框808之后，过程移动至方框812，在该处，功率放大器控制器160启用高频处理路径234并禁用先前在只有低频处理路径236被启用时添加的附加滤波。在方框814处，功率放大器控制器160触发用于低资源块分配的包络调制以应用到DCDC转换器输入，与启用高频处理路径234一致。在方框816处，功率放大器控制器160在低资源块分配起作用且ET机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。该过程在方框818处结束。
在这里呈现和描述各种图中的流程图和框图图示出根据本公开的各种实施例的系统、方法以及计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能以及操作。在这方面，流程图或框图中的每个方框可表示模块、段或代码部分，其包括用于实现一个或多个指定一个或多个逻辑函数的一个或多个可执行指令。应注意的是在某些替换实施方式，在方框中所述的功能可不按照图中所述的顺序发生。例如，连续地示出的两个方框事实上可基本上同时地执行，或者取决于涉及到的功能各方框有时可按照相反顺序执行。因此，虽然在特定的序列中描述并图示出方法过程，但特定过程序列的使用并不意图暗示对本公开的任何限制。在不脱离本公开的精神和范围的情况下可进行关于过程序列的修改。因此不应在限制性意义上理解特定序列的使用，并且本公开的范围扩展至所附权利要求及其等同形式。
在某些实施方式中，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，将方法的某些过程组合、同时地或按照不同顺序执行或者可能省略。还将注意的是可以用执行指定功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现框图和/或流程图的每个方框以及框图和/或流程图中的方框组合。
虽然已参考示例性实施例描述了本公开，但本领域的技术人员将理解的是在不脱离本公开的范围的情况下可进行各种改变且可用等同形式代替其元素。另外，在不脱离其本质范围的情况下可进行许多修改以使特定系统、设备或其部件适应于本公开的教导内容。因此，意图在于本公开不限于针对执行本公开而公开的特定实施例，而是本公开将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是使用术语第一、第二等来将一个元件与另一个区别开。
本文所使用的术语仅仅用于描述特定实施例的目的且并不意图限制本公开。如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。还将理解的是当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。
用于以下权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的相应结构、材料、动作以及等同形式意图包括用于与如具体地要求保护的其他要求保护元件组合地执行功能的任何结构、材料或动作。已出于举例说明的目的提出了本本公开的描述，但其并不意图是穷举的或以公开的形成局限于本公开。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变更对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。选择和描述实施例是为了最好地解释本公开的原理及其实际应用，并使得本领域的技术人员能够在设想适合于特定使用的各种修改的情况下针对各种实施例理解本公开。
Claims (20)
1.一种用于向功率放大器提供电源的方法，所述方法包括：
发起包络跟踪机制以跟踪由所述功率放大器接收到的射频信号的振幅的变化；
从包络跟踪机制向电压控制电源转换器的第一配置提供射频信号的瞬时振幅；
确定所述射频信号的带宽；
计算所述射频信号的平均振幅；
响应于(a)所述射频信号带宽至少等于阈值带宽和(b)所述射频信号的所述平均振幅小于阈值中的至少一个：
暂时地将所述包络跟踪机制停用；
激活平均功率跟踪机制以触发电源使用所述射频信号的所述平均振幅来提供功率；
向所述电压控制电源转换器的第二配置提供所述射频信号的平均振幅；以及
向所述功率放大器提供电源电压，所述电源电压具有基于所述包络跟踪机制和所述平均功率跟踪机制之中的哪个跟踪机制被激活而确定的振幅变化。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于从所述包络跟踪机制到所述平均功率跟踪机制的切换发生：在第一时刻将模拟滤波器预充电至预先确立的电压控制电源转换器输出值；在第二时刻完成所述预充电；以及响应于所述预充电在所述第二时刻完成：使用所述模拟滤波器在所述电压控制电源转换器的低频处理路径上发起滤波；禁用所述电压控制电源转换器的高频处理路径；以及在第三时刻提供增益调整和相位调整中的至少一个；以及
响应于从所述平均功率跟踪机制到所述包络跟踪机制的切换发生：启用所述电压控制电源转换器的高频处理路径；禁用先前在只有所述低频处理路径被启用时添加的附加滤波；以及在所述包络跟踪机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述射频信号的资源块频率分配；
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述射频信号的所述资源块频率分配小于阈值分配值且低于低阈值，从包括具有不同水平的积极性的成形表的成形表集之中选择积极成形表，其中，所述成形表中的每一个分别地将瞬时射频包络映射到施加的电源电压；
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述资源块频率分配小于所述阈值分配值且高于所述低阈值，选择较不积极的成形表；
响应于发起使用较不积极成形表和使用更加积极成形表之间的切换，在所述切换完成时提供增益调整和相位调整中的至少一个；以及
通过利用所选择的成形表来跟踪所述射频信号的所述振幅而执行所述包络跟踪机制。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述资源块频率分配至少等于所述阈值分配值，禁用相应电压控制电源转换器的高频处理路径以提供增强的噪声性能；以及
响应于所述平均功率跟踪机制被激活且所述资源块频率分配小于所述阈值分配值：启用相应电压控制电源转换器的所述高频处理路径以提供增强的功率放大器效率；禁用先前在所述电压控制电源转换器的低频处理路径被启用且所述高频处理路径被禁用时添加的附加滤波；以及在所述包络跟踪机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述禁用高频处理路径还包括：
响应于所述资源块频率分配至少等于所述阈值分配值，在第一时刻将模拟滤波器预充电至期望电压控制电源转换器输出值；
在第二时刻完成所述预充电；
响应于所述预充电在所述第二时刻完成：使用所述模拟滤波器在相应电压控制电源转换器的低频处理路径上发起滤波；以及禁用相应电压控制电源转换器的高频处理路径；
响应于禁用所述相应电压控制电源转换器的高频处理路径，提供单个固定步幅功率放大器增益调整和多步幅功率放大器增益调整中的一个；以及
与禁用所述相应电压控制电源转换器的所述高频处理路径同时地提供相位调整。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供电源电压还包括：
通过使用从提供到所述功率放大器的第一供电信号到提供到所述功率放大器的第二供电信号的预定义低变化率来提供逐渐信号变化；以及
控制电源水平以防止在从所述第一供电信号到所述第二供电信号的过渡期间信号振幅超过由电压控制的所述第一供电信号和第二供电信号的振幅水平定义的振幅范围多于阈值水平，其中，所述过渡在预定时间窗内发生，所述预定时间窗以在其内部提供信号传输的一对时隙之间的边界为中心，其中，所述预定时间窗使得能够提供调制参数和供电信号的变化。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电压控制电源转换器的所述第一配置是第一DCDC转换器的第一配置；
所述电压控制电源转换器的所述第二配置是(a)所述第一DCDC转换器的第二配置和(b)第二DCDC转换器中的一个；
所述包络跟踪机制利用所述第一DCDC转换器；
所述平均功率跟踪机制利用所述第一DCDC转换器和所述第二DCDC转换器中的一个；以及
响应于所述包络跟踪机制和所述平均功率跟踪机制两者都利用所述第一DCDC转换器，所述包络跟踪机制选择性地利用包括在所述第一DCDC转换器内的第一组部件，并且所述平均功率跟踪机制选择性地利用包括在所述第一DCDC转换器内的第二组部件。
8.一种收发器模块，包括：
至少一个射频集成电路RFIC；
功率放大器；
包络跟踪供电模块；
平均功率跟踪供电模块；
功率放大器控制器，所述功率放大器控制器位于所述至少一个射频集成电路RFIC内且被耦合到包络跟踪供电模块和平均功率跟踪供电模块，并且所述功率放大器控制器：
发起包络跟踪机制以跟踪由所述功率放大器接收到的射频信号的振幅的变化；
从所述包络跟踪机制向电压控制电源转换器的第一配置提供所述射频信号的瞬时振幅；
确定所述射频信号的带宽；
计算所述射频信号的平均振幅；
响应于(a)所述射频信号带宽至少等于阈值带宽和(b)所述射频信号的所述平均振幅小于阈值值中的至少一个：
暂时地将所述包络跟踪机制停用；
激活平均功率跟踪机制以触发电源使用所述射频信号的所述平均振幅来提供功率；
向所述电压控制电源转换器的第二配置提供所述射频信号的平均振幅；以及
向所述功率放大器提供电源电压，所述电源电压具有基于所述包络跟踪机制和所述平均功率跟踪机制之中的哪个跟踪机制被激活而确定的振幅变化。
9.根据权利要求8所述的收发器模块，其中，所述功率放大器控制器：
响应于从所述包络跟踪机制到所述平均功率跟踪机制的切换发生：在第一时刻将模拟滤波器预充电至预先确立的电压控制电源转换器输出值；在第二时刻完成所述预充电；以及响应于所述预充电在所述第二时刻完成：使用所述模拟滤波器在所述电压控制电源转换器的低频处理路径上发起滤波；禁用所述电压控制电源转换器的高频处理路径；以及在第三时刻提供增益调整和相位调整中的至少一个；以及
响应于从所述平均功率跟踪机制到所述包络跟踪机制的切换发生：启用所述电压控制电源转换器的高频处理路径；禁用先前在所述低频处理路径被启用且所述高频处理路径被禁用时添加的附加滤波；以及在所述包络跟踪机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的收发器模块，其中，所述功率控制器：
确定所述射频信号的资源块频率分配；
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述射频信号的所述资源块频率分配小于阈值分配值且低于低阈值，从包括具有不同水平的积极性的成形表的成形表集之中选择积极成形表，其中，所述成形表中的每一个分别地将瞬时射频包络映射到施加的供电电压；
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述资源块频率分配小于所述阈值分配值且高于所述低阈值，选择较不积极的成形表；
响应于发起使用较不积极成形表和使用更加积极成形表之间的切换，在所述切换完成时提供增益调整和相位调整中的至少一个；以及
通过利用所选择的成形表来跟踪所述射频信号的所述振幅而执行所述包络跟踪机制。
11.根据权利要求10所述的收发器模块，其中，所述功率放大器控制器：
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述资源块频率分配至少等于所述阈值分配值，禁用相应电压控制电源转换器的高频处理路径以提供增强的噪声性能；以及
响应于所述平均功率跟踪机制被激活且所述资源块频率分配小于所述阈值分配值：启用相应电压控制电源转换器的所述高频处理路径以提供增强的功率放大器效率；禁用先前在所述电压控制电源转换器的低频处理路径被启用且所述高频处理路径被禁用时添加的附加滤波；以及在所述包络跟踪机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的收发器模块，其中，所述功率放大器控制器通过以下来禁用所述高频处理路径：
响应于所述资源块频率分配至少等于所述阈值分配值，将模拟滤波器预充电至期望电压控制电源转换器输出值，其中，所述模拟滤波器能够控制相应电压控制电源转换器的低频处理路径的杂散输出，其中，所述预充电在第一时刻发起；
在第二时刻完成所述预充电；
响应于所述预充电在所述第二时刻完成：使用所述模拟滤波器在所述相应电压控制电源转换器的低频处理路径上发起滤波；以及禁用所述相应电压控制电源转换器的高频处理路径；
响应于禁用所述相应电压控制电源转换器的高频处理路径，提供单个固定步幅功率放大器增益调整和多步幅功率放大器增益调整中的一个；以及
与禁用所述相应电压控制电源转换器的所述高频处理路径同时地提供相位调整。
13.根据权利要求8所述的收发器模块，其中，所述功率放大器控制器：
通过使用从提供到所述功率放大器的第一供电信号到提供到所述功率放大器的第二供电信号的预定义低变化率来提供逐渐信号变化；以及
控制电源水平以防止在从所述第一供电信号到第二供电信号的过渡期间信号振幅超过由电压控制的所述第一供电信号和第二供电信号的振幅水平定义的振幅范围多于阈值水平，其中，所述过渡在预定时间窗内发生，所述预定时间窗以在其内部提供信号传输的一对时隙之间的边界为中心，其中，所述预定时间窗使得能够提供调制参数和供电信号的变化。
14.根据权利要求8所述的收发器模块，其中：
所述电压控制电源转换器的所述第一配置是第一DCDC转换器的第一配置；
所述电压控制电源转换器的所述第二配置是(a)所述第一DCDC转换器的第二配置和(b)第二DCDC转换器中的一个；
所述包络跟踪机制利用所述第一DCDC转换器；
所述平均功率跟踪机制利用所述第一DCDC转换器和所述第二DCDC转换器中的一个；以及
响应于所述包络跟踪机制和所述平均功率跟踪机制两者都利用所述第一DCDC转换器，所述包络跟踪机制选择性地利用包括在所述第一DCDC转换器内的第一组部件，并且所述平均功率跟踪机制选择性地利用包括在所述第一DCDC转换器内的第二组部件。
15.一种具有收发器模块的无线通信设备，所述收发器模块被耦合到至少一个天线，并且所述收发器模块包括：
至少一个处理器；
至少一个RF集成电路RFIC；
功率放大器；
包络跟踪供电模块；
平均功率跟踪供电模块；
功率放大器控制器，所述功率放大器控制器位于所述至少一个射频集成电路RFIC内且被耦合到所述包络跟踪供电模块和所述平均功率跟踪供电模块，并且所述功率放大器控制器：
发起包络跟踪机制以跟踪由所述功率放大器接收到的射频信号的振幅的变化；
从所述包络跟踪机制向电压控制电源转换器的第一配置提供所述射频信号的瞬时振幅；
确定所述射频信号的带宽；
计算所述射频信号的平均振幅；
响应于(a)所述射频信号带宽至少等于阈值带宽和(b)所述射频信号的所述平均振幅小于阈值中的至少一个：
暂时地将所述包络跟踪机制停用；
激活平均功率跟踪机制以触发电源使用所述射频信号的所述平均振幅来提供功率；
向所述电压控制电源转换器的第二配置提供所述射频信号的平均振幅；以及
向所述功率放大器提供电源电压，所述电源电压具有基于所述包络跟踪机制和所述平均功率跟踪机制之中的哪个跟踪机制被激活而确定的振幅变化。
16.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，所述功率放大器控制器：
响应于从所述包络跟踪机制到所述平均功率跟踪机制的切换发生：在第一时刻将模拟滤波器预充电至预先确立的电压控制电源转换器输出值；在第二时刻完成所述预充电；以及响应于所述预充电在所述第二时刻完成：使用所述模拟滤波器在所述电压控制电源转换器的低频处理路径上发起滤波；禁用所述电压控制电源转换器的高频处理路径；以及在第三时刻提供增益调整和相位调整中的至少一个；以及
响应于从所述平均功率跟踪机制到所述包络跟踪机制的切换发生：启用所述电压控制电源转换器的高频处理路径；禁用先前在所述低频处理路径被启用且所述高频处理路径被禁用时添加的附加滤波；以及在所述包络跟踪机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
17.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，所述功率放大器控制器：
确定所述射频信号的资源块频率分配；
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述射频信号的所述资源块频率分配小于阈值分配值且低于低阈值，从包括具有不同水平的积极性的成形表的成形表集之中选择积极成形表，其中，所述成形表中的每一个分别地将瞬时射频包络映射到施加的供电电压；
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述资源块频率分配小于所述阈值分配值且高于所述低阈值，选择较不积极的成形表；
响应于发起使用较不积极成形表和使用更加积极成形表之间的切换，在所述切换完成时提供增益调整和相位调整中的至少一个；以及
通过利用所选择的成形表来跟踪所述射频信号的所述振幅而执行所述包络跟踪机制。
18.根据权利要求17所述的无线通信设备，其中，所述功率放大器控制器：
响应于所述包络跟踪机制被激活且所述资源块频率分配至少等于所述阈值分配值，禁用相应电压控制电源转换器的高频处理路径以提供增强的噪声性能，其中，所述功率放大器控制器通过以下来禁用所述高频处理路径：
响应于所述资源块频率分配至少等于所述阈值分配值，在第一时刻将模拟滤波器预充电至期望电压控制电源转换器输出值；
在第二时刻完成所述预充电；
响应于所述预充电在所述第二时刻完成：使用所述模拟滤波器在所述相应电压控制电源转换器的低频处理路径上发起滤波；以及禁用所述相应电压控制电源转换器的高频处理路径；
响应于禁用所述相应电压控制电源转换器的高频处理路径，提供单个固定步幅功率放大器增益调整和多步幅功率放大器增益调整中的一个；以及
与禁用所述相应电压控制电源转换器的所述高频处理路径同时地提供相位调整；以及
响应于所述平均功率跟踪机制被激活且所述资源块频率分配小于所述阈值分配值：启用所述相应电压控制电源转换器的所述高频处理路径以提供增强的功率放大器效率；禁用先前在所述低频处理路径被启用且所述高频处理路径被禁用时添加的附加滤波；以及在包络跟踪机制被激活时提供增益调整和相位调整中的至少一个。
19.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中，所述功率放大器控制器：
通过使用从提供到所述功率放大器的第一供电信号到提供到所述功率放大器的第二供电信号的预定义低相位变化率来提供逐渐信号变化；以及
控制电源水平以防止在从所述第一供电信号到所述第二供电信号的过渡期间信号振幅超过由电压控制的所述第一供电信号和第二供电信号的振幅水平定义的振幅范围多于阈值水平，其中，所述过渡在预定时间窗内发生，所述预定时间窗以在其内部提供信号传输的一对时隙之间的边界为中心，其中，所述预定时间窗使得能够提供调制参数和供电信号的变化。
20.根据权利要求15所述的无线通信设备，其中：
所述电压控制电源转换器的所述第一配置是第一DCDC转换器的第一配置；
所述电压控制电源转换器的所述第二配置是(a)所述第一DCDC转换器的第二配置和(b)第二DCDC转换器中的一个；
所述包络跟踪机制利用所述第一DCDC转换器；
所述平均功率跟踪机制利用所述第一DCDC转换器和所述第二DCDC转换器中的一个；以及
响应于所述包络跟踪机制和所述平均功率跟踪机制两者都利用所述第一DCDC转换器，所述包络跟踪机制选择性地利用包括在所述第一DCDC转换器内的第一组部件，并且所述平均功率跟踪机制选择性地利用包括在所述第一DCDC转换器内的第二组部件。
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