CN105284046A - 针对信号处理链的衰减器控制 - Google Patents
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Abstract
公开了包括两个或更多个信号处理单元的信号处理链的衰减器控制方法。所述两个或更多个信号处理单元之一是信号衰减器，所述信号衰减器适于基于一个或多个衰减参数来对衰减器输入信号应用自适应信号衰减以提供衰减器输出信号。所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程和相应的耗损预算，其中当所述信号处理链的耗损指示信号的电平处于耗损区域内时，发生所述耗损过程的耗损事件，并且通过与相应耗损事件相关联的耗损事件成本来对所述耗损过程进行建模。所述方法包括：获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示。如果所获得的指示显示已经发生了所述耗损过程的耗损事件，则所述方法包括：通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；以及基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数。所述方法还包括：基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器。还公开了相应的衰减器控制装置。
Description
技术领域
本发明涉及信号衰减控制的领域。
背景技术
典型的无线电接收机可以包括一个或多个天线，所述一个或多个天线可操作地连接到可编程衰减器，可编程衰减器后接接收机链的其他组件。天线可操作地连接到可编程衰减器意味着在天线与可编程衰减器之间可能或可能不存在其他组件(例如，滤波器、放大器等)。其他组件可以例如包括放大器，例如，低噪声放大器(LNA)。在下文中，后接LNA的可编程衰减器的示例将用于说明的目的。
应当注意的是，本文提及的接收机可以在单个芯片上包括单个接收机链或接收机链系统，例如，多个接收机链。
典型的无线电接收机还可以包括自动增益控制(AGC)功能，AGC功能至少控制衰减器以调节接收机链的整体增益，例如，调整接收信号使得信号的期望部分被充分提升到本底噪声之上和/或调整接收信号使得避免高信号电平(其引起例如削波和/或其他非线性)。
接收机的LNA和/或其他组件的性能通常针对增加的输入信号(例如，电压)电平而降低，并且如果过量信号电平(及其持续时间)足够大，则LNA通常会发生故障。在一些实现中，衰减器本身的性能也可能随着过量输入信号(例如，电压)电平及其持续时间而降低。降低通常可以针对不同的衰减参数设置配置而不同。通常，信号处理单元的性能降低可能是由于接收机链的组件被迫处于规定其操作的工作区之外(参数漂移)引起的。单元的参数漂移和最终故障可能是由于单元中的各种耗损过程引起的，例如，栅氧化层的介质击穿和热载流子注入(其导致界面态和界面陷阱)。这通常将严重地降低包括接收机链的产品的寿命。
这在CMOS技术实现中是特别突出的。CMOS技术的演进在很多方面提供了改进的性能。然而，CMOS设备体验的高应力条件导致参数漂移并且最终导致完全故障，其中与其他技术实现相比，在CMOS技术实现中，击穿电压通常减小。减小的击穿电压减小了最大允许电源电压和最大允许信号电压摆幅。在A.W.Strong等的“ReliabilityWearoutMechanismsinAdvancedCMOSTechnologies”，Wiley，IEEE，2009中可以找到对CMOS实现耗损的描述。
如果可以在电流域而不是电压域中执行信号操纵，则在使用CMOS技术实现的集成电路中，CMOS技术的减小的击穿电压不一定成为问题。然而，这种电路的接口通常是利用分立的集中或分布式组件使用预定义阻抗水平(例如，50欧姆)来实现的，这通常迫使信号操纵的至少一些在电压域中执行。例如，无线电接收机可以暴露于具有取决于不同参数(例如，发射机的功率电平和发射机与接收机之间的距离)的变化功率电平的信号。
因此，在击穿电压低于预期最大信号电平的情况下使用CMOS技术实现接收机可能导致严重的鲁棒性问题。因为经历的接收信号功率的电平及其持续时间通常将针对不同的接收机而完全不同，因此可能难以指定预期寿命，并且很多接收机可能在其指定寿命之前经历性能下降或者甚至完全故障。
因此，需要用于控制过量信号(例如，电压)电平的方法和装置。
发明内容
应当强调的是，说明书中使用的术语“包括/包含”用于指定存在所述特征、整数、步骤或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组合。
还应当注意的是，“过量信号电平”和类似的表示可以包括示例性过量电压电平和过量电流电平中的一个或多个(如果适用的话)。相应地，当术语“过量电压电平”或术语“过量电流电平”或任何其他类似的术语用作示例时，应当理解的是，更一般地，过量信号电平可以等同适用。
一些实施例的目的是消除上述缺点中的至少一些并且提供改进的衰减器控制。
根据第一方面，这是通过一种信号处理链的衰减器控制方法来实现的，所述信号处理链包括两个或更多个信号处理单元，其中，所述两个或更多个信号处理单元之一是信号衰减器，所述信号衰减器适于基于一个或多个衰减参数来对衰减器输入信号应用自适应信号衰减以提供衰减器输出信号。
所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程和相应的耗损预算，其中当所述信号处理链的耗损指示信号的电平处于耗损区域内时，发生所述耗损过程的耗损事件，并且通过与相应耗损事件相关联的耗损事件成本来对所述耗损过程进行建模。
所述方法包括：获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示。所述方法还包括(如果所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件的话)：通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；以及基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数。所述方法还包括：基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器。
在一些实施例中，所述两个或更多个信号处理单元还可以包括放大器，例如，低噪声放大器(LNA)，适于接收所述衰减器输出信号作为放大器输入信号。在这些实施例中，两个或更多个信号处理单元中的至少一个可以包括信号衰减器和放大器中的一个或多个。
根据一些实施例，信号衰减器可以由包括自动增益控制(AGC)功能的衰减器控制器来控制，并且衰减参数可以包括AGC参数。
根据各个实施例，可以重复地执行所述方法。例如，可以以定期时间间隔来重复所述方法。
根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值可以至少定义预算过度消耗域。然后，并且基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括：如果所述耗损累积度量落入所述预算过度消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以减小耗损事件发生概率。
备选地或此外，根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值可以定义预算欠消耗域。然后，基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括：如果所述耗损累积度量落入所述预算欠消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以增加耗损事件发生概率。
备选地或此外，根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值可以定义可接受预算消耗域。如果所述耗损累积度量落入所述可接受预算消耗域中，则所述方法可以包括保持所述信号衰减器的衰减参数(即，其当前值)。
在一些实施例中，所述两个或更多个信号处理单元中的多个信号处理单元可以具有相应相关联的耗损过程。备选地或此外，所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个信号处理单元可以具有多个相应相关联的耗损过程。在这些实施例中的任意实施例中，一个或多个耗损阈值可以至少定义所述相应耗损过程的预算过度消耗域，并且获得所述指示、更新所述耗损累积度量以及将所述耗损累积度量与一个或多个耗损阈值进行比较可以是针对所述相应耗损过程中的每一个来执行的。
在存在多个耗损过程的实施例中，基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以例如包括：如果所述相应耗损过程中的至少一个的耗损累积度量落入相应预算过度消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以减小耗损事件发生概率。此外，所述一个或多个耗损阈值可以至少定义所述相应耗损过程的预算欠消耗域，以及基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括：如果所有耗损过程的耗损累积度量落入相应预算欠消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以增加耗损事件发生概率。根据一些实施例，否则可以使所述信号衰减器的衰减参数保持不变。
备选地，在存在多个耗损过程的实施例中，基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括：针对所述相应耗损过程中的每一个，如果所述耗损过程的耗损累积度量落入所述预算过度消耗域中，则确定中间衰减参数，所述中间衰减参数定义减小的耗损事件发生概率(和/或如果所述耗损过程的耗损累积度量落入预算欠消耗域中，则定义增加的耗损事件发生概率)；以及基于所述中间衰减参数在这些耗损过程上的加权和来适配所述衰减参数。
适配衰减参数可以例如包括改变衰减器控制的时间特性(例如，等待时间、步长或改变率等)和/或改变最小和/或最大允许衰减。在一些实施例中，所述信号衰减器的衰减参数可以包括以下一项或多项：最大允许衰减、最小允许衰减、衰减增加步长、衰减减小步长、衰减增加时间滞后、衰减减小时间滞后、最大允许衰减增加率、最大允许衰减减小率、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减增加阈值偏置、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减减小阈值偏置、以及一个或多个衰减参数权重。
根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值中的每一个可以是所述信号处理链的当前已使用时间的函数，所述函数基于所述耗损过程的耗损预算和目标耗损时间。
如果存在两个或更多个阈值，则可以通过单个函数(分别)加和减滞后值来对其进行定义。如果将所述耗损累积度量初始设置为零并且耗损事件成本递增耗损累积度量，则函数通常可以与从＜time，function＞＝＜0，0＞到＜time，function＞＝＜target_wearout_time，wearout_budget＞的递增函数有关。如果将耗损累积度量初始设置为耗损预算并且耗损事件成本递减耗损累积度量，则函数通常可以与从＜time，function＞＝＜0，wearout_budget＞到＜time，function＞＝＜target_wearout_time，0＞的递减函数有关。在一些实施例中，函数是线性函数。
耗损过程可以是统计过程，并且可以通过对信号处理链(包括一个或多个信号处理单元)的集合进行的测量来确定耗损过程。备选地或此外，可以通过对单独设备的集合的测量来确定统计过程，其中根据单独设备的集合来构建信号处理单元。统计过程可以定义耗损事件成本，耗损事件成本可以是取决于例如耗损指示信号的电平和/或耗损指示信号的电平处于耗损区域中的持续时间的固定值或变量。耗损事件成本也可以随时间而变化(例如，先前已经经历的耗损事件越多，成本越高)。
耗损预算可以例如用于初始设置耗损累积度量和/或用于定义一个或多个耗损阈值。一个或多个耗损阈值可以例如包括将预算过度消耗域与预算欠消耗域区分开的一个阈值或者一起定义预算过度消耗域、预算欠消耗域和与可接受预算消耗有关的域(位于两个阈值之间)的两个阈值。然而，根据一些实施例，可以应用更多阈值。例如，可以将预算过度消耗域划分为两个或更多个子域，在两个或更多个子域中，对衰减参数进行区别适配，对于预算欠消耗域是类似的。
第二方面是一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序能够加载到数据处理单元中并且适于在所述数据处理单元运行所述计算机程序时使根据第一方面所述的方法被执行。
根据第三方面，提供了一种信号处理链的衰减器控制装置，所述信号处理链包括两个或更多个信号处理单元。所述两个或更多个信号处理单元之一是信号衰减器。所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程和相应的耗损预算，当所述信号处理链的耗损指示信号的电平处于耗损区域内时，发生所述耗损过程的耗损事件，并且通过与相应耗损事件相关联的耗损事件成本来对所述耗损过程进行建模。
所述装置包括信号衰减器和衰减控制器。所述信号衰减器适于基于一个或多个衰减参数来向衰减器输入信号应用自适应信号衰减以提供衰减器输出信号。
所述衰减控制器适于基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器。所述衰减控制器还适于获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示；以及(响应于所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件)通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；以及基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数。
根据一些实施例，所述衰减控制器可以包括自动增益控制器和耗损过程管理器。所述自动增益控制器可以适于：基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器；获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示；以及向所述耗损过程控制器提供关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示。所述耗损过程管理器可以适于(响应于所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件)通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数；以及向所述自动增益控制器提供适配的衰减参数。
第四方面是包括根据第三方面所述的装置的电子装置。所述电子设备可以是无线通信设备、无线通信调制解调器或无线通信接收机。
在一些实施例中，第三方面和第四方面可以附加地具有与上文针对第一方面所述的各种特征中的任意一个相同或相应的特征。
一些实施例的优点是可以控制每一个组件(以及因此整个信号处理链)故障的概率。因此，可以减小或最小化该概率。还存在相对于衰减攻击性折中概率的可能性。例如，在包括信号处理链的产品的目标寿命之前故障的概率可以保持在特定值以下，而在目标寿命之后故障的概率可以被允许较高。在这种场景中，可以仅足够慎重地选择衰减参数以满足第一要求。
一些实施例的另一优点是可以增加信号处理链(因此包括信号处理链的产品)在其目标寿命期间符合规格的概率。
附图说明
通过参照附图的以下实施例的详细描述，其他目的、特征和优点将显而易见，在附图中：
图1A和图1B是示出了根据一些实施例的示例性方法步骤的流程图；
图2是示出了根据一些实施例的示例性装置的框图；以及
图3是示出了根据一些实施例的计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
如上所述，典型的无线电接收机可以包括自动增益控制(AGC)功能，该AGC功能至少控制衰减器以调节接收机的整体增益。此外，如上所述，接收机可能经历长期的高过量信号(例如，电压)电平，如果不对此进行抑制的话，会导致接收机链的至少一个组件(通常，LNA和/或衰减器)的性能下降和组件故障(在最坏的情况下)。这通常将严重地降低包括接收机链的产品的寿命。产品寿命可以取决于组件的实际故障，但是也可以取决于在组件由于参数漂移而被迫处于其指定的性能极限之外之前所花费的时间。
在下文中，将描述衰减控制方法执行保护以免受过量信号电平(例如，饱和和其他高幅度信号电平)的实施例。过量信号电平可能例如具有过量电压电平和/或过量电流电平的形式。
衰减控制方法可以例如与衰减增益控制(AGC)功能相关联，AGC功能适于最小化LNA和/或其他相关接收机块向过量信号电平的暴露。AGC功能的操作通常可以基于显然例如在衰减器的输入端(和/或其他节点)、在LNA的输入端(和/或其他节点)和/或在另一相关接收机块的输入端(和/或其他节点)处的总信号功率(或等同的信号电压和/或电流)的估计。可以通过对特定受害块进行直接测量或通过计算(例如，基于稍后在接收机链中例如在数字域中执行的测量)间接地获得针对该受害块(在过量信号电平遭受性能下降的块)的信号电平的估计。
通过对AGC功能进行控制，与当总输入信号功率较低时相比，当总输入信号功率较高时，衰减器通常施加更高的衰减，以保护接收机链的组件以免受过量信号电平。即使AGC功能适于提供对过量信号电平的抑制，通常在信号增加与相应的衰减改变之间仍然存在一个时间段，在这个时间段期间，未适当地抑制信号增加。该时间段延迟部分地是由于在信号进入衰减器与稍后在接收机链中可以测量相应的信号(为了AGC的目的)之间经过的时间引起的。此外，测量操作本身以及衰减器的重新配置(例如，内部AGC操作和改变衰减参数)可能花费一些时间。因此，在该时间段期间，接收机链的组件将暴露于过量信号电平，如果例如发生急剧的信号电平增加，则这可能特别有害。还将描述衰减控制将动态地适于控制暴露于过量信号电平的时间段的实施例。
根据典型的实施例，增加了AGC功能，使得它监控(针对一个或多个信号处理单元)单元由于过量信号电平而经历的累积损坏，并且控制衰减以避免单元在产品的规定寿命之前故障。例如，每单位时间的平均累积损坏可以保持在特定值之下，该特定值可以取决于寿命。
图1A示出了根据一些实施例针对衰减器控制的示例性方法100A。方法100A可以应用于信号处理链，信号处理链包括一个或多个信号处理单元(例如，衰减器、LNA等)，其中，如果(例如，考虑中的信号处理单元的输入端处的)信号电平高于特定电平，则信号处理单元中的一个或多个被损坏。本文所使用的术语“损坏”应当被理解为包括组件故障，并且还可以包括其他组件受损，例如，(例如由于参数漂移引起的)性能下降。累积的损坏促使单元耗损。
在步骤102a，向信号处理链的一个或多个信号处理单元指派一个或多个耗损过程和相应的耗损预算，在步骤104a，针对每一个过程初始设置耗损累积度量。通常，每一个过程具有目标耗损时间，目标耗损时间是相关联的信号处理单元(或者信号处理单元的与特定过程有关的部件)预期在多长时间能起作用的度量。此外，存在产品寿命，产品寿命是包括信号处理链的产品预期在多长时间能起作用的度量。在一个示例中，所有目标耗损时间等于或大于产品寿命，这是因为一个部件的故障通常引起整个产品的故障。在另一示例中，一些目标耗损时间可能小于产品寿命(例如，如果在实现中存在多余组件的话)。
在步骤104a，还设置初始衰减参数值。与设备的设计、构造或生产有关的步骤102a和104a(通常针对每一个设备只执行一次)可以或可以不被视为方法的一部分。
典型的示例性衰减器可以提供M个衰减电平L1，..，LM，其中，L1是最低衰减，LM是最高衰减。此外，典型地，较高的衰减通常针对LNA和衰减器二者本身造成较低的应力。可以定义最小衰减LMIN，最小衰减LMIN规定当前允许的最小衰减。
通常，衰减参数可以包括任何适当的已知或将来衰减参数，例如，AGC参数，并且可以根据任何适当的已知或将来方法来设置初始衰减参数。适当的衰减参数的一些示例包括：最大允许衰减、最小允许衰减、衰减增加步长、衰减减小步长、衰减增加时间滞后、衰减减小时间滞后、最大允许衰减增加率、最大允许衰减减小率、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减增加阈值偏置、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减减小阈值偏置、以及一个或多个衰减参数权重。
耗损累积度量可以例如被初始设置为零或相应过程的耗损预算。耗损预算是单元(例如，在其性能下降或者其毁坏之前)可以暴露于的累积损坏的度量。
在步骤105a，确定是否已经发生耗损事件。该确定可以基于获得适合的指示(例如，AGC度量的形式)。各种度量可以用于获得指示，例如，接收信号强度指示符(RSSI)、信号处理链的不同节点处(模拟或/和数字域中)的瞬时和/或平均功率电平、和/或估计的信噪比(SNR)。在典型的示例中，对沿信号处理链的一个或多个信号进行测量，并且基于测量来进行确定。例如，衰减器的输出端处的信号电平落入衰减器输出阈值之上可以指示耗损事件。来自信号处理链的各个部件的一个或多个测量的模拟或数字信号可以被单独使用或结合使用以进行确定。不同的指示和/或不同的阈值可以应用于不同的过程。
如果还未发生耗损事件(来自步骤105a的“否”路径)，则方法前进至步骤120a，在步骤120a，基于当前(即，先前设置的)衰减参数来控制衰减器。
如果已经发生耗损事件(来自步骤105a的“是”路径)，则在步骤114a，使用相应的耗损事件成本来更新相关过程的耗损累积度量。根据实现，更新可以包括：将耗损累积度量递增或递减相应的耗损事件成本。耗损事件成本可以取决于信号电平及其持续时间(例如，信号电平高于特定值的时间量)。成本可以随着时间而改变，可以针对不同的耗损过程是相同的或不同的，并且可以被预先计算或在操作期间进行计算。通常，考虑中的信号处理单元经历的较高应力(例如，较高的信号电平、较长的持续时间等)应当与较高的成本相关联。
可能存在与每一个耗损过程相关联的多个耗损事件类型(每一个耗损事件类型具有相应的成本)。备选地，实现可以包括针对每一种类型的耗损事件指派单独的耗损过程。
在步骤116a，将耗损累积度量与一个或多个阈值进行比较，并且在步骤118a，基于比较来适配衰减参数。一个或多个阈值可以与随时间的相应函数(例如，信号处理链的当前已使用时间的函数)相关联。函数通常基于耗损过程的耗损预算和目标耗损时间。可以通过请求对指定的绝对参数值进行改变或者通过请求对参数值进行相对递增或递减来对衰减参数进行适配。
在利用两个阈值的示例中，通过单个函数加/减滞后值来定义两个阈值。在利用一个阈值的示例中，通过单个函数来直接定义一个阈值。如果耗损累积度量被初始设置为零，则耗损事件成本通常递增耗损累积度量，并且单个函数通常是从＜0，0＞到＜target_wearout_time，wearout_budget＞的递增函数。如果耗损累积度量被初始设置为耗损预算，则耗损事件成本通常递减耗损累积度量，并且函数通常是从＜0，wearout_budget＞到＜target_wearout_time，0＞的递减函数。
在适配衰减参数之后，方法前进至步骤120a，在步骤120a，基于当前(即，适配的)衰减参数来控制衰减器。
可以在方法步骤105a、114a、116a、118a和120a应用于的产品的寿命期间重复地(例如，以定期时间间隔)执行这些方法步骤。
在步骤118a中适配衰减参数的目的在于调节耗损事件，使得消耗耗损预算所花费的时间等于或接近于相应过程的目标耗损时间。
例如，如果比较显示单元已经在其应当持续的时间遭受过多损坏，则可以应用更慎重的衰减。类似地，如果比较显示单元已经遭受非常少的损坏，则可以应用不太慎重的衰减。例如，慎重衰减的特征可以在于以下一项或多项：在对信号减小进行反应之前的长等待时间、在对信号增加进行反应之前的短等待时间、高最小衰减、高最大衰减、快速衰减增加率、缓慢衰减减小率、大衰减增加步长、以及小衰减减小步长。
在典型的实现中，步骤116a的一个或多个阈值可以定义预算过度消耗域和预算欠消耗域。如果耗损累积度量落入预算过度消耗域(即，过多损坏)中，则步骤118a的适配减小将来耗损事件的概率，并且如果耗损累积度量落入预算欠消耗域(即，非常少的损坏)中，则步骤118a的适配增加将来耗损事件的概率。当在步骤116a中存在两个阈值时，与可接收预算消耗有关的域(在该域中，在步骤118a中不需要适配)可以被定义在阈值之间。
在示例性实施例中，关于受害设备或一组受害设备(例如，信号处理单元)来对每一个耗损过程pi(其进而包括组合在一起的一组耗损过程)进行建模，并且在设备本身中或者在单独的耗损过程管理器(例如稍后在图2中将举例说明的)中管理耗损过程建模。
示例性实施例的每一个耗损过程具有由令牌(token)的指派数量NT0定义的相关联的损坏预算(即，耗损预算)。根据该示例性实施例，耗损累积度量可以被初始设置为NT0。针对每一个耗损过程定义目标寿命(即，目标耗损时间)TL，其中，耗损过程的目标寿命通常大于整个产品(例如，无线电接收机)的寿命。
在示例性实施例中，过量信号电平的每一个事件(即，耗损事件)针对每一个相应的耗损过程产生令牌代价(即，耗损事件成本)。因此，根据该示例性实施例，每当发生耗损事件(即，已知可能损坏与耗损事件相关联的单元的事件)时，都消耗多个令牌。这可以被视为耗损累积度量减小令牌的数量(即，耗损事件成本)。
具体事件的成本可以是过量信号电平及其持续时间的函数(可能但通常不是线性的)。建立事件与其成本之间的关系的准确表示可以是建模过程的一部分。一种简单形式的成本函数可以是二元函数，即，每当信号电平高于特定(预定义)电平时，消耗固定量的令牌。
根据该示例性实施例的衰减控制的一个目的是确保针对每一个耗损过程，初始指派的多个(NT0个)令牌将不会在耗损过程的指定目标寿命TL已经流逝之前被消耗。这可以例如通过确保令牌消耗率(每单位时间消耗的令牌的平均数量)等于或小于NT0/TL来实现。设备的已使用时间TA时的令牌消耗率可以例如按(NT0-NT)/TA来计算，其中，NT是耗损累积度量的值，即，在TA时剩余的令牌的数量。因此，应当确定是否满足(NT0-NT)/TA＞NT0/TL。如果是，则消耗率过高，并且应当适配衰减参数以降低消耗率。在图1A的步骤116a的描述中，确定是否满足(NT0-NT)/TA＞NT0/TL对应于将NT与阈值NT0(1-TA/TL)进行比较。更一般地，可以在已使用时间TA时确定每一个耗损过程pi是否剩余有指定的最小令牌数量fi(TA)，即，是否满足NT＞fi(TA)，其中，fi(TA)通常是从＜0，NT0＞到＜TL，0＞(或者＜TL+x，0＞，其中x＞0)的递减函数。例如，fi(TA)可以被构造以在设备较新时允许高于平均令牌消耗率的令牌消耗率，这可能潜在地是以较高已使用时间时的减小(保护)性能为代价的，反之亦然。
应当注意的是，令牌消耗不一定反映设备的准确实际耗损状态，而是设备集合中的典型耗损的统计模型。相应地，所有令牌均已经被消耗不一定意味着设备实际上毁坏或不合规格，而是设备毁坏或不合规格存在一定的概率。可以根据对设备集合的统计测量针对设备的不同已使用时间来确定这种概率，并且这种概率可以用作用于设计相应耗损过程所基于的统计模型的输入。
在该示例性实施例中，适配衰减参数(以增加或减小令牌消耗率)可以包括AGC控制以下参数中的一个或多个：
·最小和/或最大允许衰减(Lmin、Lmax，例如，以dB为单位)。例如，较高的最小和/或最大衰减可以减小令牌消耗率。
·用于衰减增加和/或减小的衰减步长(L+、L-，例如，以dB为单位)。例如，较小的衰减减小步长和/或较大的衰减增加步长可以减小令牌消耗率。
·在衰减增加或减小之前等待的时间(+、-，以单位时间为单位)。例如，在衰减减小之前等待较长的时间和/或在衰减增加之前等待较短的时间可以减小令牌消耗率。
·用于衰减增加和/或减小的最大改变率(R+、R-，以每单位时间的dB为单位)。例如，用于衰减增加的较高最大改变率和/或用于衰减减小的较低最大改变率可以减小令牌消耗率。调节改变率可以被视为调节步长和等待时间的组合。
·用于针对多个耗损过程组合上述参数中的任意一个的值的加权因数。
·用于组合在信号处理链中的不同位置处收集的测量数据以获得耗损事件指示的加权因数。
·定义fi(TA)周围的滞后范围的阈值电平(TH+、TH-)。例如，较大的滞后值TH+和/或较小的滞后值TH-可以减小令牌消耗率。
滞后定义这样的(可能可变的)区域，在该区域中，如果剩余令牌的数量处于该区域中，则不进行衰减参数适配。如果NT，i＜fi(TA)-TH-，则可以请求更积极的令牌消耗控制以减小令牌消耗率，如果NT，i＞fi(TA)+TH+，则可以请求不太积极的令牌消耗控制以增加令牌消耗率，并且如果fi(TA)-TH-＜NT，i＜fi(TA)+TH+，则不进行改变。
因此，上述示例可以被视为令牌消耗控制参数，并且可以将它们调整为更积极的或不太积极的，即，可以对它们进行调整以减小或增加过量信号电平的概率(因而令牌消耗率)。此外，上述示例性参数中的任意一个还可以应用于各种其他实施例。
图1B示出了根据一些实施例用于衰减器控制的示例性方法100B。方法100B与图1A的方法100A相当类似。因此，已经使用类似的附图标记来表示类似的步骤，并且将不详细描述这些类似步骤中的一些。应当理解的是，结合图1A所述的细节可以应用于图1B(如果适用的话)，反之亦然。
在步骤102b，向信号处理链的一个或多个信号处理单元指派一个或多个耗损过程和相应的耗损预算，在步骤104b，针对每一个过程初始设置耗损累积度量。在步骤104b，还设置初始衰减参数值。
在步骤106b，获得衰减器控制度量。衰减器控制度量可以例如包括或基于来自信号处理链的各个部件的一个或多个测量的模拟或数字信号，如结合图1A的步骤105a所解释的。在步骤108b中确定是否针对耗损过程中的任意一个已经发生了耗损事件。
如果还未发生耗损事件(来自步骤108b的“否”路径)，则方法前进至步骤120b，在步骤120b，基于当前(即，先前设置的)衰减参数来控制衰减器。
如果已经发生至少一个耗损事件(来自步骤108b的“是”路径)，则如步骤110b所指示的针对耗损过程中的每一个执行步骤112b、114b和116b。
如果针对考虑中的过程未发生耗损事件(来自步骤112b的“否”路径)，则针对该过程不执行步骤114b和116b。
如果针对考虑中的过程发生了耗损事件(来自步骤112b的“是”路径)，则在步骤114b中使用相应的耗损事件成本来更新该过程的耗损累积度量并且在步骤116b中将耗损累积度量与一个或多个阈值进行比较。
在步骤118b，基于步骤116b中的比较来适配衰减参数，并且在适配衰减参数之后，方法前进至步骤120b，在步骤120b，基于当前(即，适配的)衰减参数来控制衰减器。
应当注意的是，可以在一些实现中组合步骤108b和112b的决策。在这种实现中，在步骤106b之后针对每一个过程执行确定是否已经发生耗损事件的步骤，并且如果针对考虑中的过程已经发生了耗损事件，则针对该过程执行与步骤114b和116b类似的步骤。如果至少一个过程经历耗损事件，则后接与步骤118b和120b类似的步骤，并且如果没有过程经历耗损事件，则后接与步骤120b类似的步骤。
当存在多于一个耗损过程时，118a和118b的适配衰减参数可以基于各种方法。例如，如果耗损过程中的至少一个的耗损累积度量落入相应预算过度消耗域中，则适配可以减小将来耗损事件的概率，并且仅当所有耗损过程的耗损累积度量落入相应预算欠消耗域中时，才增加将来耗损事件的概率。在另一示例中，针对每一个耗损过程(如同其是唯一耗损过程一样)确定中间衰减参数，然后适配基于中间衰减参数的加权和(例如，平均值)。加权和可以例如在所有耗损过程或仅在经历耗损事件的耗损过程上进行。上述解决方案和其他解决方案的组合也是可能的。
图2示出了根据一些实施例的示例性衰减器控制装置200。装置200可以例如适于执行分别结合图1A和图1B所述的方法100A或100B中的任意一个。
装置200包括衰减器(ATTN)220和衰减控制器(ATTNCNTR)250。衰减器220被配置在信号处理链中，信号处理链包括衰减器220和一个或多个其他信号处理单元210、230、240。通常，衰减器220经由一个或多个处理单元(PROC)210可操作地连接到信号接收和/或发送设备(例如，天线)。处理单元210可以符合任何已知或将来的适合实现，并且可以例如包括滤波器、双工器、放大器等。在典型的接收机结构中，衰减器220后接放大器(例如，低噪声放大器(LNA)230)和其他信号处理单元(PROC)240。处理单元240可以符合任何已知或将来的适合实现，并且可以例如包括下变频混频器、滤波器、模数转换器、数字域信号处理等。
在示例性装置200中，衰减控制器250包括自动增益控制器(AGC)252、耗损过程管理器(ADMIN)254和存储器(MEM)258。衰减控制器250的其他结构可以适用于其他实现。
衰减器220适于基于一个或多个衰减参数应用自适应信号衰减，并且自动增益控制器适于基于在信号处理链中的一个或多个位置(在图2中用虚线连接线示出)处执行的信号测量来调节衰减参数。
信号处理链中的信号处理单元中的至少一个(例如，衰减器220、LNA230和/或其他信号处理单元240)具有至少一个相关联的耗损过程和相应的耗损预算，如上文已经描述的。可以通过耗损过程管理器254(在图2中，通过模块255和256示出)来操纵对耗损过程的管理(与图1A和图1B的步骤114a、116a、114b、116b进行比较)。耗损过程的各种参数、值和度量(例如，阈值和耗损累积度量)可以存储在与耗损过程管理器254相关联或者作为耗损过程管理器254的一部分的存储器258中。
在典型的实现中，衰减控制器250获得关于是否已经发生耗损过程的耗损事件的指示。例如，自动增益控制器252可以基于信号测量(例如，通过将信号电平与阈值进行比较)来确定指示，然后当发生耗损事件时向耗损过程管理器254提供指示。
然后，衰减控制器250通过相关联的耗损事件成本来更新耗损累积度量，将耗损累积度量与相应的耗损阈值进行比较，并且以与已经描述的方式类似的方式基于比较来适配信号衰减器的衰减参数。在图2的示例中，这些操作由耗损过程管理器254来执行，并且适配的衰减参数被提供给自动增益控制器252。
衰减控制器250(通常，自动增益控制器252)适于基于衰减参数(不论是否是适配的)来控制信号衰减器。
通过应用实施例，可以控制产品或产品部件故障的概率。此外，可以经由监控产品的耗损过程来间接地监控产品的状态。根据一些实施例，可以向产品的操作和维护(O&M)系统报告一个或多个耗损过程参数(例如，耗损累积度量、令牌消耗率、剩余令牌等)。可以针对每一个过程报告参数或者针对每一个产品组合参数，并且参数可以用于确定例如何时向产品提供服务、替换部件或替换整个产品是明智的。可以通过任何已知或将来的方法(例如，通过蜂窝通信网络中的移动终端与基站之间的无线通信和/或通过从基站到报告的接收机的无线/光通信)来执行报告。
所述实施例及其等同物可以用软件或硬件或其组合来实现。它们可以通过与通信设备相关联或作为通信设备的一部分的通用电路(例如，数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、协同处理器单元、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他可编程硬件)或专用电路(例如，专用集成电路(ASIC))来实现。所有这些形式被设想为落入本公开的范围内。
实施例可以出现在包括电路/逻辑或执行根据实施例中的任意一个的方法的电子装置(例如，无线通信设备)中。电子装置可以例如是便携式或手持移动无线电通信设备、移动无线电终端、移动电话、基站、接入点、通信器、电子组织器、智能电话、计算机、笔记本、或移动游戏设备。
根据一些实施例，计算机程序产品包括计算机可读介质(在图3中用300示出)，例如，磁盘、USB-棒、插件、嵌入式驱动器、或CD-ROM。计算机可读介质300上可以存储有包括程序指令的计算机程序。计算机程序可以加载到数据处理单元330中，数据处理单元330可以例如包括在基站310中。当加载到数据处理单元330中时，计算机程序可以存储在与数据处理单元330相关联或作为数据处理单元330的一部分的存储器320中。根据一些实施例，计算机程序可以在加载到数据处理单元330中或者由数据处理单元330运行时使数据处理单元330执行根据例如图1A和图1B中的任一项中所示的方法的方法步骤。
在本文中已经参考了各种实施例。然而，本领域技术人员将认识到仍然将落入权利要求的范围内的对所述实施例的大量改变。例如，本文所述的方法实施例通过以特定顺序执行的方法步骤描述了示例性方法。然而，应当认识到，在不偏离权利要求的范围的情况下，这些事件序列可以以另一顺序发生。此外，即使一些方法步骤已经被描述为按顺序执行，但是也可以并行执行这些方法步骤。
同样地，应当注意到，在实施例的描述中，功能块到特定单元的划分决不是限制性的。相反，这些划分仅是示例。本文描述为一个单元的功能块可以划分为两个或更多个单元。同样地，在不偏离权利要求的范围的情况下，本文描述为被实现为两个或更多个单元的功能块可以实现为单个单元。
因此，应当理解的是，所述实施例的细节仅用于说明的目的，而决不是限制性的。取而代之地，落入权利要求的范围内的所有变型旨在涵盖在其中。
Claims (17)
1.一种信号处理链的衰减器控制方法，所述信号处理链包括两个或更多个信号处理单元，其中，
所述两个或更多个信号处理单元之一是信号衰减器，所述信号衰减器适于基于一个或多个衰减参数来对衰减器输入信号应用自适应信号衰减以提供衰减器输出信号，以及
所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程和相应的耗损预算，其中当所述信号处理链的耗损指示信号的电平处于耗损区域内时，发生所述耗损过程的耗损事件，并且通过与相应耗损事件相关联的耗损事件成本来对所述耗损过程进行建模，
所述方法包括：
获得(105a、106b、108b、112b)关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示；
如果所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件，则
通过相关联的耗损事件成本来更新(114a、114b)所述耗损过程的耗损累积度量；
将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较(116a、116b)；
基于所述比较来适配(118a、118b)所述信号衰减器的衰减参数；以及
基于所述衰减参数来控制(120a、120b)所述信号衰减器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个耗损阈值至少定义预算过度消耗域，并且基于所述比较来适配(118a、118b)所述信号衰减器的衰减参数包括：如果所述耗损累积度量落入所述预算过度消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以减小耗损事件发生概率。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个耗损阈值定义预算欠消耗域，并且基于所述比较来适配(118a、118b)所述信号衰减器的衰减参数包括：如果所述耗损累积度量落入所述预算欠消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以增加耗损事件发生概率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个耗损阈值定义可接受预算消耗域，并且所述方法还包括：如果所述耗损累积度量落入所述可接受预算消耗域中，则保持所述信号衰减器的衰减参数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程包括以下一项或多项：
所述两个或更多个信号处理单元中的多个信号处理单元具有相应相关联的耗损过程；以及
所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有多个相应相关联的耗损过程，
其中，获得(105a、106b、108b、112b)所述指示、更新(114a、114b)所述耗损累积度量以及将所述耗损累积度量与一个或多个耗损阈值进行比较(116a、116b)是针对所述相应耗损过程中的每一个来执行的，
所述一个或多个耗损阈值至少定义所述相应耗损过程的预算过度消耗域，以及
基于所述比较来适配(118a、118b)所述信号衰减器的衰减参数包括：如果所述相应耗损过程中的至少一个的耗损累积度量落入相应预算过度消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以减小耗损事件发生概率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个耗损阈值至少定义所述相应耗损过程的预算欠消耗域，以及
基于所述比较来适配(118a、118b)所述信号衰减器的衰减参数包括：如果所有耗损过程的耗损累积度量落入相应预算欠消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以增加耗损事件发生概率。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：否则保持所述信号衰减器的衰减参数。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程包括以下一项或多项：
所述两个或更多个信号处理单元中的多个信号处理单元具有相应相关联的耗损过程；以及
所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有多个相应相关联的耗损过程，
其中，获得(105a、106b、108b、112b)所述指示、更新(114a、114b)所述耗损累积度量以及将所述耗损累积度量与一个或多个耗损阈值进行比较(116a、116b)是针对所述相应耗损过程中的每一个来执行的，
所述一个或多个耗损阈值至少定义所述相应耗损过程的预算过度消耗域，以及
基于所述比较来适配(118a、118b)所述信号衰减器的衰减参数包括：
针对所述相应耗损过程中的每一个，如果所述耗损过程的耗损累积度量落入所述预算过度消耗域中，则确定中间衰减参数，所述中间衰减参数定义减小的耗损事件发生概率；以及
基于所述中间衰减参数在耗损过程上的加权和来适配所述衰减参数。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述信号衰减器的衰减参数包括以下一项或多项：最大允许衰减、最小允许衰减、衰减增加步长、衰减减小步长、衰减增加时间滞后、衰减减小时间滞后、最大允许衰减增加率、最大允许衰减减小率、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减增加阈值偏置、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减减小阈值偏置、以及一个或多个衰减参数权重。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个耗损阈值中的每一个是所述信号处理链的当前已使用时间的函数，所述函数基于所述耗损过程的耗损预算和目标耗损时间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括：将所述耗损累积度量初始设置为所述耗损预算，其中更新所述耗损累积度量包括：将所述耗损累积度量减小所述耗损事件成本。
12.一种包括计算机可读介质(300)的计算机程序产品，所述计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序能够加载到数据处理单元(330)中并且适于在所述数据处理单元运行所述计算机程序时使得执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.一种信号处理链的衰减器控制装置，所述信号处理链包括两个或更多个信号处理单元(220、230、240)，所述两个或更多个信号处理单元之一是信号衰减器(220)，其中所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程和相应的耗损预算，当所述信号处理链的耗损指示信号的电平处于耗损区域内时，发生所述耗损过程的耗损事件，并且通过与相应耗损事件相关联的耗损事件成本来对所述耗损过程进行建模，所述装置包括：
所述信号衰减器(220)，适于基于一个或多个衰减参数来向衰减器输入信号应用自适应信号衰减以提供衰减器输出信号；以及
衰减控制器(250)，适于：
基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器(220)；
获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示；以及
响应于所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件，
-通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；
-将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；以及
-基于所述比较来适配所述信号衰减器的衰减参数。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述衰减控制器(250)包括自动增益控制器(252)和耗损过程管理器(254)，以及
所述自动增益控制器(252)适于：
基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器；
获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示；以及
向所述耗损过程控制器提供关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示；以及
所述耗损过程管理器(254)适于：响应于所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件，
通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；
将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；
基于所述比较来适配所述信号衰减器的衰减参数；以及
向所述自动增益控制器(252)提供适配的衰减参数。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的装置，其中，所述两个或更多个信号处理单元(220、230、240)还包括：放大器(230)，适于接收衰减器输出信号作为放大器输入信号，以及所述两个或更多个信号处理单元中的所述至少一个包括所述信号衰减器(220)和所述放大器(230)中的一个或多个。
16.一种电子装置，包括根据权利要求13至15中任一项所述的装置。
17.根据权利要求16所述的电子装置，其中，所述电子设备是无线通信设备、无线通信调制解调器或无线通信接收机。
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