CN105812004A - 动态包络消除和恢复极性发射器 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“动态包络消除和恢复极性发射器”。本发明提供了用于提高和最大化极性和笛卡尔发射器中的功率效率的设备和方法。例如，一种电子设备包括发射器，该发射器被配置为接收同相/正交(I/Q)信号、基于I/Q信号生成振幅包络信号、将该振幅包络信号分解成包络振幅部分和包络相位部分、以及至少部分地基于包络相位部分的振幅值来在执行I/Q信号的极性调制和执行I/Q信号的I/Q调制之间动态地切换。

Description

动态包络消除和恢复极性发射器
背景技术
本公开整体涉及笛卡尔和极性发射器，并且更具体地涉及被包括在电子设备内的笛卡尔和极性发射器。
本部分旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面相关的本领域技术的各个方面，本公开的各个方面在下文中描述和/或受权利要求保护。这种论述被认为有助于为读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，要在这个意义上来阅读这些文字描述，而不是作为对现有技术的承认。
发射器和接收器被共同包括在各种电子设备中，并且特别地被共同包括在便携式电子设备诸如例如电话(例如，移动电话和蜂窝电话、无绳电话、个人助理设备)、计算机(例如，膝上型电脑、平板计算机)、互联网连接路由器(例如，Wi-Fi路由器或调制解调器)、收音机、电视机或各种其他固定设备或手持设备中的任一者中。被称为无线发射器的一种类型的发射器可用于生成借助于耦接到该发射器的天线发射的无线信号。具体地，无线发射器通常用于通过网络信道或其他介质(例如，空气)向一个或多个接收设备无线地传送数据。
无线发射器通常可包括子部件，诸如例如振荡器、调制器、一个或多个滤波器以及功率放大器。此外，可由无线发射器实现的某些数据调制技术可包括将信号的同相(I)/正交(Q)时间样本调制成振幅信号和相位信号。然而，由于从I/Q样本到振幅和相位信号的调制可能基于非线性函数，所以振幅和相位可能包括非常宽的带宽(例如，无限的带宽)，并且因此可能在调制完成后包括大量非线性或失真。此外，即使振幅和相位被滤波以试图跟踪振幅和相位的带宽或包络，滤波也可能导致振幅和/或相位不再包括恒定包络，并且在过零点或零值处或附近包括不期望的振幅峰值。这些不期望的品质可能促使无线发射器中的功率效率损失，并且甚至可能促使无线发射器的功率消耗增加。提供更高级的和改进的无线发射器可能是有用的。
发明内容
下文阐述本文公开的某些实施例的概要。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简明概要，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未阐述的多个方面。
本公开的各种实施例在提高和最大化极性和笛卡尔发射器中的功率效率方面可能是有用的。例如，一种电子设备包括发射器，该发射器被配置为接收同相/正交(I/Q)信号、基于I/Q信号生成振幅包络信号、将振幅信号分解成包络振幅部分和包络相位部分、以及至少部分地基于包络相位部分的振幅值来在执行I/Q信号的极性调制和执行I/Q信号的I/Q调制之间动态地切换。
相对于本公开的各个方面，可能存在对上述特征的各种改进。也可在这些各个方面中加入其他特征。这些改进和附加特征可以单独存在，或者以任何组合的形式存在。例如，下面讨论的与一个或多个所示实施例相关的各种特征可单独地或以任何组合形式结合到本发明上述方面的任何一个中。上文所呈现的简要概要仅旨在使读者熟悉本公开实施例的特定方面和上下文，并不限制要求保护的主题。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：
图1为根据实施例的包括收发器的电子设备的示意性框图；
图2是代表图1的电子设备的实施例的笔记本电脑的透视图；
图3是代表图1的电子设备的另一个实施例的手持式设备的前视图；
图4是代表图1的电子设备的另一个实施例的另一手持式设备的前视图；
图5是代表图1的电子设备的另一个实施例的台式计算机的前视图；
图6是代表图1的电子设备的另一个实施例的可穿戴电子设备的前视图；
图7是根据实施例的被包括在图1的电子设备内的收发器的发射器的框图；
图8是根据实施例的包括动态包络分离器的图7所示发射器的框图；
图9是根据实施例的振幅包络信号、振幅包络信号的振幅部分以及振幅包络信号的相位部分的示意图；
图10是根据实施例示出可用于在作为包络消除和恢复(EER)极性发射器工作和作为同相/正交(I/Q)发射器工作之间动态地切换的过程的实施例的流程图；并且
图11是根据实施例示出动态EER极性发射器与较低级极性发射器相比的性能的曲线图。
具体实施方式
下文将描述本公开的一个或多个具体实施例。这些所描述的实施例仅为目前所公开的技术的实例。此外，为了提供这些实施例的简明描述，本说明书中可能未描述实际具体实施的所有特征。应当认识到，在任何此类实际具体实施的开发中，如任何工程学或设计项目中那样，必须要作出特定于许多具体实施的决策以实现开发者的具体目标，诸如符合可能随具体实施变化的与系统相关的约束条件以及与事务相关的约束条件。此外，应当理解，此类开发工作有可能复杂并且耗时，但是对于受益于本公开的本领域的普通技术人员而言，其仍将是设计、加工和制造的常规工作。
在介绍本公开的各个实施例的元件时，冠词“一个”和“该”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在被包括在内，并且意指可能存在除列出的元件之外的附加元件。此外，应当理解，参考本公开的“一个实施例”或“实施例”并非意图被解释为排除也结合所引述的特征的附加实施例的存在。
本公开的各种实施例涉及用于提高和最大化极性发射器和笛卡尔发射器中的功率效率的技术。例如，本实施例可包括提供一种动态康氏(Kahn)包络消除和恢复(EER)极性发射器，该发射器可包括调制器(例如，数字信号处理器(DSP)、坐标旋转数字计算机(CORDIC)处理器)和动态包络分离器(例如，DSP)，该动态包络分离器可用于提取传入同相/正交(I/Q)分量信号的信息以及确定是执行传入信号的EER极性调制还是执行传入信号的I/Q调制或者组合执行这二者。实际上，动态包络分离器可用于允许发射器基于从极性调制器生成的振幅包络中提取的传入I/Q数据信号的振幅包络信息(例如，振幅和/或相位信息)来使发射器在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间动态地切换。这样，发射器在调制数据信号和/或载波频率信号方面的功率效率可显著地提高和最大化。此外，利用本文所公开的技术还可改善振幅和相位路径灵敏性与功率放大器输入和输出泄露之间的调校。
考虑到以上内容，下文中将提供对可使用极性和笛卡尔发射器且可用于使发射器在作为包络消除和恢复(EER)极性发射器工作和作为同相/正交(I/Q)发射器工作之间动态地切换的合适的电子设备的一般性描述。首先转到图1，根据本公开的实施例的电子设备10除了别的之外可包括一个或多个处理器12、存储器14、非易失性存储装置16、显示器18、输入结构22、输入/输出(I/O)接口24、网络接口26、收发器28和电源29。图1中所示的各种功能块可包括硬件元件(包括电路)、软件元件(包括存储在计算机可读介质上的计算机代码)或硬件元件和软件元件两者的组合。应指出的是，图1仅为特定具体实施的一个实例，并且旨在示出可存在于电子设备10中的部件的类型。
以举例的方式，电子设备10可代表图2中所示的笔记本电脑、图3中所示的手持式设备、图4中所示的台式计算机、图5中所示的可穿戴电子设备或类似设备的框图。应当注意，一个或多个处理器12和/或其他数据处理电路在本文一般可被称为“数据处理电路”。此类数据处理电路可整体或部分地以软件、固件、硬件、或它们的任意组合来实施。此外，数据处理电路系统可为被包含的单个处理模块，或可全部或部分地结合到电子设备10内的其他元件中的任一个元件内。
在图1的电子设备10中，一个或多个处理器12和/或其他数据处理电路可与存储器14和非易失性存储器16可操作地耦接以执行各种算法。由一个或多个处理器12执行的此类程序或指令可被存储在任何合适的制品中，所述任何合适的制品包括至少共同地存储指令或例程的一个或多个有形的计算机可读介质，诸如存储器14和非易失性存储装置16。存储器14和非易失性存储装置16可包括用于存储数据和可执行指令的任何合适的制品，诸如随机存取存储器、只读存储器、可重写闪存存储器、硬盘驱动器和光盘。另外，在此类计算机程序产品上编码的程序(例如，操作系统)还可包括可由一个或多个处理器12执行以使得电子设备10能够提供各种功能的指令。
在某些实施例中，显示器18可为可允许用户观看在电子设备10上生成的图像的液晶显示器(LCD)。在一些实施例中，显示器18可包括可允许用户与电子设备10的用户界面进行交互的触摸屏。此外，应当理解，在一些实施例中，显示器18可包括一个或多个有机发光二极管(OLED)显示器，或者LCD面板和OLED面板的一些组合。
电子设备10的输入结构22可使得用户能够与电子设备10进行交互(例如，按下按钮以增大或减小音量水平)。正如网络接口26那样，I/O接口24可使得电子设备10能够与各种其他电子设备进行交互。网络接口26可例如包括用于以下网络的接口：个人局域网(PAN)诸如蓝牙网络、局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)诸如802.11xWi-Fi网络和/或广域网(WAN)诸如第三代(3G)蜂窝网络、第四代(4G)蜂窝网络或长期演进(LTE)蜂窝网络。网络接口26还可包括例如用于以下各项的接口：宽带固定无线接入网络(WiMAX)、移动宽带无线网络(移动WiMAX)、异步数字用户线路(例如，ADSL、VDSL)、数字视频地面广播(DVB-T)及其扩展DVB手持设备(DVB-H)、超宽带(UWB)、交流(AC)电力线等。
在某些实施例中，为了允许电子设备10通过前述无线网络(例如，Wi-Fi、WiMAX、移动WiMAX、4G、LTE等)进行通信，电子设备10可包括收发器28。收发器28可包括可用于无线接收信号和无线发射信号(例如，数据信号)两者的任何电路。事实上，在一些实施例中，如将进一步理解的，收发器28可包括被组合为单个单元的发射器和接收器，或者在其他实施例中，收发器28可包括与接收器分开的发射器。例如，如上所述，收发器28可发射和接收信号(例如，数据符号)以支持无线应用诸如例如PAN网络(例如，蓝牙)、WLAN网络(例如，802.11xWi-Fi)、WAN网络(例如，3G、4G或LTE蜂窝网络)、WiMAX网络、移动WiMAX网络、ADSL、和VDSL网络、DVB-T和DVB-H网络、UWB网络等中的数据通信。如进一步示出的，电子设备10可包括电源29。电源29可包括任何合适的电源，诸如可再充电的锂聚合物(Li-poly)电池和/或交流电(AC)电源转换器。
在某些实施例中，电子设备10可采用计算机、便携式电子设备、可穿戴电子设备或其他类型的电子设备的形式。此类计算机可包括通常便携的计算机(诸如膝上型电脑、笔记本电脑和平板电脑)以及通常在一个地点使用的计算机(诸如常规的台式计算机、工作站和/或服务器)。在某些实施例中，计算机形式的电子设备10可以是购自AppleInc.的型号、Pro型号、MacBook型号、型号、mini型号或Mac型号。以举例的方式，根据本公开的一个实施例在图2中示出了采用笔记本电脑30A形式的电子设备10。所示出的计算机30A可包括外壳或壳体32、显示器18、输入结构22以及I/O接口24的端口。在一个实施例中，输入结构22(诸如键盘和/或触摸板)可用于与计算机30A进行交互，诸如启动、控制或操作GUI或在计算机30A上运行的应用程序。例如，键盘和/或触摸板可允许用户在显示器18上所显示的用户界面或应用程序界面上导航。
图3示出了手持式设备30B的前视图，该手持式设备表示电子设备10的一个实施例。手持式设备34可表示例如便携式电话、媒体播放器、个人数据管理器、手持式游戏平台或此类设备的任何组合。以举例的方式，手持式设备34可为购自AppleInc.(California,Cupertino)的或型号。
手持式设备30B可包括用于保护内部部件免受物理损坏并且屏蔽所述内部部件以避免电磁干扰的外罩36。外罩36可围绕可显示指示器图标39的显示器18。指示器图标38除了别的之外可指示手机信号强度、蓝牙连接和/或电池寿命等。I/O接口24可通过外罩36打开并且可包括例如用于硬质有线连接的I/O端口以用于使用标准连接器和协议诸如由AppleInc.提供的雷电连接器、通用服务总线(USB)或其他类似的连接器和协议进行充电和/或内容操控。
结合显示器18的用户输入结构42可允许用户控制手持式设备30B。例如，输入结构40可激活或去激活手持式设备30B，输入结构42可将用户界面导航到主屏幕、用户可配置的应用屏幕和/或激活手持式设备30B的语音识别特征，该输入结构42可提供音量控制或者可在震动模式与响铃模式之间来回切换。输入结构42还可包括获得用于各种语音相关特征的用户语音的麦克风以及可启用音频回放和/或某些电话功能的扬声器。输入结构42还可包括可提供与外部扬声器和/或耳机的连接的耳机输入端。
图4示出了另一手持式设备30C的前视图，该手持式设备代表电子设备10的另一个实施例。手持式设备30C例如可代表平板电脑或各种便携式计算设备中的一个。举例来说，手持式设备30C可为电子设备10的平板电脑尺寸的实施例，其可为例如购自AppleInc.(Cupertino,California)的型号。
转到图5，计算机30D可代表图1的电子设备10的另一个实施例。计算机30D可为任何计算机，诸如台式计算机、服务器或笔记本电脑，但是也可以是独立媒体播放器或视频游戏机。举例来说，计算机30D可为AppleInc.的或其他类似设备。应当注意，计算机30D也可代表另一制造商的个人计算机(PC)。类似的外罩36可被提供以保护和包封计算机30D的内部部件，诸如双层显示器18。在某些实施例中，计算机30D的用户可使用可经由有线I/O接口和/或无线I/O接口24连接到计算机30D的各种外围输入设备诸如键盘22或鼠标38来与计算机30D进行交互。
类似地，图6示出了代表图1的电子设备10的另一个实施例的可被配置为使用本文所述的技术进行操作的可穿戴电子设备30E。举例来说，可包括腕带43的可穿戴电子设备30E可为AppleInc.的Apple然而，在其他实施例中，可穿戴电子设备30E可包括任何可穿戴电子设备，诸如例如可穿戴运动监测设备(例如，计步器、加速度计、心律监测器)，或者另一制造商的其他设备。可穿戴电子设备30E的显示器18可包括触摸屏(例如，LCD、OLED显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器等)，该触摸屏可允许用户与可穿戴电子设备30E的用户界面进行交互。
在某些实施例中，如前面在上文中所述，电子设备10的每个实施例(例如，笔记本电脑30A、手持式设备30B、手持式设备30C、计算机30D和可穿戴电子设备30E)可包括收发器28，该收发器可包括动态康氏包络消除和恢复(EER)极性发射器(例如，将参考图8进行描述的发射器77)。实际上，如将进一步认识到的那样，发射器可包括调制器(例如，数字信号处理器(DSP)、坐标旋转数字计算机(CORDIC)处理器)和动态包络分离器(例如，DSP)，该动态包络分离器可用于提取传入同相/正交(I/Q)分量信号的信息(例如，传入数据信号的笛卡尔坐标表示)以及确定是执行传入信号的EER极性调制还是执行传入信号的I/Q调制或者组合执行这二者。实际上，动态包络分离器可用于允许发射器基于从极性调制器生成的振幅包络中提取的传入I/Q数据信号的振幅信息(例如，振幅和相位信息)来使发射器在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间动态地切换。这样，发射器在调制数据信号和/或载波频率信号方面的功率效率可显著地提高和最大化。此外，利用本文所公开的技术还可改善振幅和相位路径灵敏性与功率放大器输入和输出泄露之间的调校。
考虑到以上内容，图7图示了可作为收发器28的一部分而被包括的发射器44。虽然没有示出，但应当理解，收发器28还可包括可耦接到发射器44的接收器。如上所述并且如将参考图8进一步认识到的那样，发射器44在一些实施例中可包括EER极性发射器以及作为EER极性发射器工作，而在其他实施例中，发射器44可包括笛卡尔和/或I/Q发射器以及作为笛卡尔和/或I/Q发射器工作。如图所示，发射器44可接收可经由调制器46调制的信号45。在某些实施例中，发射器44可接收笛卡尔坐标表示的信号45，该笛卡尔坐标表示的信号可包括例如根据正交的同相(I)和正交(Q)矢量进行编码的数据符号。因此，当I/Q信号45被转换为电磁波(例如，射频(RF)信号、微波信号、毫米波信号)时，由于I/Q信号可能是频带受限的，所以转换可能通常为线性的。然而在其他实施例中，调制器46可用于将信号45的I/Q矢量分量翻译成信号45的极坐标表示，其中数据符号可根据振幅分量和相位分量来编码。
在某些实施例中，调制器46可包括可用于处理各个笛卡尔表示的数据符号(例如，数据符号的星座图)和/或数据符号的极性振幅分量和相位分量的数字信号处理器(DSP)或坐标旋转数字计算机(CORDIC)。调制器46还可包括包络限制器和/或包络检测器，其可从I/Q信号45提取振幅和相位信息，并因此可生成恒定振幅包络信号A(t)(例如，其可被表述为：或)以及同相(I)信号分量(例如cos(θ(t)))和正交(Q)信号分量(例如sin(θ(t)))，如所示的。如图7中进一步所示，发射器44还可包括可用于分别将信号45的振幅包络信号A(t)、同相(I)信号分量(例如cos(θ(t)))和正交(Q)信号分量(例如，sin(θ(t)))转换(例如，采样)成数字信号或频域信号的多个数模转换器(DAC)48,50和52。如进一步所示，振幅包络信号A(t)和I/Q信号45(例如，信号cos(θ(t))、sin(θ(t)))然后可分别被传递到低通滤波器(LPF)54,56和58，该低通滤波器可被提供来传递振幅包络信号A(t)和I/Q信号45(例如，信号cos(θ(t))、sin(θ(t)))的低频分量并滤除这些信号的高频分量。
I/Q信号45然后可分别传递到混合器60和62。混合器60和62可用于分别将同相(I)信号分量(例如，cos(θ(t)))的频率与本地振荡器(LO)64的频率信号以及将正交(Q)信号分量(例如sin(θ(t)))的频率与LO66的频率信号(例如，90°异相振荡信号)混合(例如，相乘或升频变换)，以便一旦经由加和器68加和就生成载波频率和/或射频(RF)信号。经加和的同相(I)信号分量(例如cos(θ(t)))和正交(Q)信号分量(例如，sin(θ(t)))然后可被传递到功率放大器(PA)70(例如，高功率放大器(HPA)、高效率功率放大器(HEPA))以生成用于(例如，经由耦接到发射器44的天线)传输的电磁信号(例如，射频(RF)信号、微波信号、毫米波信号)。基本上同时，如上所述可包括恒定振幅包络信号(也包括信号相位信息)的振幅包络信号A(t)可被传递到PA70。在某些实施例中，根据包络消除和恢复技术，振幅包络信号A(t)的振幅和相位信息可在PA70的输入端处被恢复为载波信号和/或RF信号的包络，以调制例如PA70的供电电压。
然而在某些实施例中，振幅包络振幅信息和振幅包络相位信息由于在相位信号接近或位于过零点(例如，振幅包络的曲线图的零值轴)时相位的某些不连续性或非线性(例如，π弧度失真或180°相移)而可能包括非常宽的频率带宽(例如，无限频率带宽)。此外，即使振幅包络振幅和相位部分被滤波(例如，经由基带滤波)以试图跟踪包络振幅和/或相位部分，滤波也可能导致包络振幅和/或相位部分不再包括恒定包络，并且在过零点处或附近包括不期望的振幅峰值。再进一步地，仅仅试图跟踪包络来调节放大器70并且甚至发射器44的功率效率(例如，其中η是功率效率，并且P是功率)不可能补偿由于包络振幅和/或相位部分中的不连续性、非线性或其他振幅峰值而导致的功率效率损失。上述情形对于支持例如蓝牙增强数据速率3.0(EDR3)或更高版本的发射器和/或其他无线系统可能尤其如此。
因此在某些实施例中，如图8所示，提供动态EER极性发射器72可能是有用的。如图所示，动态EER极性发射器72可包括动态包络分离器74，该动态包络分离器自身可包括可被实现为包括在收发器28中的一个或多个处理设备或系统的一部分的软件系统、硬件系统或软件和硬件的某种组合(例如，DSP)。实际上在某些实施例中，动态包络分离器74可用于将振幅包络信号A(t)分离成包络振幅部分或子分量Aa(t)和包络相位部分或子分量Ap(t)。特别地，在一些实施例中，振幅包络信号A(t)可被表述为包络振幅部分或子分量Aa(t)与包络相位部分或子分量Ap(t)的乘积：A(t)＝Aa(t)·Ap(t)。因此，如进一步所述，动态包络分离器74可允许动态EER极性发射器72基于例如振幅包络信号A(t)的包络振幅部分Aa(t)和/或包络相位部分Ap(t)来在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间动态地切换。
例如，如将参考图9进一步认识到的那样，基于包络振幅部分Aa和/或包络相位部分Ap的频域表示的相应值，动态EER极性发射器72可作为EER极性发射器工作、作为I/Q发射器工作或者同时作为二者工作，以提高和最大化动态EER极性发射器72的功率效率。这些技术还可显著地改善振幅和相位路径灵敏性与功率放大器输入和输出泄露之间的调校。特别地，只要包络相位部分Ap降低到小于大约1伏特(V)的振幅阈值(例如，实际或归一化振幅电压值)，动态EER极性发射器72就可从作为EER极性发射器工作转变为作为I/Q发射器工作，直到包络相位部分Ap恢复到等于或大于该阈值振幅值的振幅值(例如，大约1V或大于大约1V)时为止。在这样的情形下，动态EER极性发射器72可切换回作为EER极性发射器工作。应当理解，振幅阈值可包括任何预先确定的振幅电压值。
例如，在某些实施例中，如图8中进一步所示，当动态EER极性发射器72作为I/Q发射器工作时(例如，对应于当Ap减小到小于振幅阈值的振幅值时或当时的时间段)，包络相位部分Ap(t)的时域表示可经由混合器75和76与同相(I)信号分量(例如，cos(θ(t)))和正交(Q)信号分量(例如，sin(θ(t)))混合，以将I/Q信号45(例如，信号cos(θ(t)),sin(θ(t)))的相位偏移包络相位部分Ap(t)。相应信号然后在被重新组合和传递到PA70之前可分别通过DAC50和52、LPF56和58以及混合器60和62。
类似地，当动态EER极性发射器72操作EER极性发射器时，可以是恒定振幅包络信号的包络振幅部分Aa(t)的时域表示可在PA70的输入端处被恢复为载波信号和/或RF信号的包络。也就是说，动态EER极性发射器72可作为传统EER极性发射器工作，其中包络振幅部分Aa(t)可通过DAC48和LPF54被传递到PA70以调制放大器70的供电电压。这样，动态EER极性发射器72可始终在作为I/Q发射器工作和作为EER极性发射器工作之间进行转换，以提高和最大化动态EER极性发射器72的功率效率，并甚至降低电子设备10的功率消耗。此外，如前文所述，利用本文所公开的技术还可改善振幅和相位路径灵敏性与功率放大器输入和输出泄露之间的调校。
现在转向图9，提供了一个波形曲线图78，其示出了前面所述的振幅包络分离和上面参考图8所述的动态切换技术。如图所示，波形曲线图78可包括包络振幅信号80(例如，“A”)、包络振幅部分信号82(例如，“Aa”)和包络相位部分信号84(例如，“Ap”)的频域(例如，数字域)表示。在某些实施例中，如图9进一步所示，动态包络分离器74可跟踪或分析信号80,82和84的包络(例如，包络的带宽)。如图所示，在时间段86期间，包络相位部分信号84(例如，“Ap”)可处于小于大约1V或其他振幅阈值的振幅值，并且可对应于动态EER极性发射器72可操作EER极性发射器的时间段。
然而，如波形曲线图78进一步所示，随着包络振幅信号80(例如，“A”)和包络相位部分信号84(例如，“Ap”)接近例如过零点(例如，原点或零值)，包络相位部分信号84(例如，“Ap”)的非常宽频带(例如，无限频带)本质和非线性品质导致包络振幅信号80(例如，“A”)和包络相位部分信号84(例如，“Ap”)经历时间段88期间所示的振幅显著降低。因此，在时间段88期间，动态EER极性发射器72可在执行例如I/Q信号45的调制时从作为EER极性发射器工作转变到作为I/Q发射器工作，如上面参考图8所述。这还可对应于包络振幅部分Ap等于或大于大约1V或其他振幅阈值的时候，如进一步所述。
在一些实施例中，如波形曲线图78进一步所示，动态EER极性发射器72可连续地和/或同时地在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间进行转换。例如，在包络振幅信号80(例如，“A”)和包络相位部分信号84(例如，“Ap”)可短暂增大到振幅阈值(例如，大约1V或略小于大约1V)的时间段89期间，动态EER极性发射器72可转换回作为EER极性发射器工作。因此，在时间段89之后，动态EER极性发射器72可再次转换为作为I/Q发射器工作。实际上，在一个或多个实施例中，动态EER极性发射器72可作为EER极性发射器和I/Q发射器组合地工作。
如波形曲线图78进一步所示，一旦包络振幅信号80(例如，“A”)和包络相位部分信号84(例如，“Ap”)通过过零点(例如，从振幅减小恢复)(这对应于时间段90)，包络相位部分信号84(例如，“Ap”)就可返回到振幅阈值(例如，大约1V或略小于大约1V)，并且因此动态EER极性发射器72可从作为I/Q发射器工作转换回作为EER极性发射器工作。这样，动态EER极性发射器72可确保动态EER极性发射器72的功率效率，以及甚至电子设备10的功率消耗被最大化。这在调制和/或处理蓝牙EDR3信号时可进一步提供利用较低级EER发射器或甚至混合EER发射器可能不能实现的功率效率和处理优点。另外，所提供的技术可显著地改善振幅和相位路径灵敏性与功率放大器输入和输出泄露之间的调校。
现在转向图10，提供了一个流程图，示出可用于通过利用例如可被包括在动态EER极性发射器72中的一个或多个处理器和/或图1和8中所示的一个或多个处理器12而在作为包络消除和恢复(EER)极性发射器工作和作为同相/正交(I/Q)发射器工作之间动态地切换来提高I/Q和极性发射器中功率效率的过程92的一个实施例。过程92可包括被存储在非暂态机器可读介质(例如，存储器14)中并且例如由一个或多个处理器12和/或动态EER极性发射器72执行的代码或指令。过程92可开始于发射器44接收数据信号的笛卡尔表示(框94)。例如，动态EER极性发射器72可接收可包括例如根据正交I/Q矢量进行编码的数据符号或数据符号星座图的笛卡尔坐标表示的信号45。
过程92可然后进行动态EER极性发射器72基于数据信号的笛卡尔表示来生成振幅包络信号(框96)。例如，如前面在上文中参考图7所述，发射器72的调制器46可生成恒定时域振幅包络信号A(t)(例如，其可被表述为：或)。过程92然后可进而进行动态EER极性发射器72将振幅包络信号分解或分离成包络振幅部分或子分量和包络相位部分或子分量(框98)。例如，如上所述，动态EER极性发射器72可包括可用于将振幅包络信号A(t)分离成包络振幅部分Aa(t)和包络相位部分Ap(t)的动态包络分离器74。
过程92然后可继而进行动态EER极性发射器72确定振幅相位部分是否小于振幅阈值(判断99)。如果振幅相位部分不小于振幅阈值，则过程92然后可继而进行动态EER极性发射器72执行数据信号的EER调制(框100)。例如，如上面参考图8和9所述，在包络相位部分Ap等于振幅阈值(例如，大约1V或略小于大约1V)时，动态EER极性发射器72可作为EER极性发射器工作。另一方面，如果振幅相位部分小于振幅阈值，则过程92然后可继而进行动态EER极性发射器72执行数据信号的I/Q调制(框102)。例如，只要包络相位部分Ap减小到小于振幅阈值(例如，大约1V或略小于大约1V的振幅值)，动态EER极性发射器72就可从作为EER极性发射器工作转换成作为I/Q发射器工作。这还可对应于包络振幅部分Aa等于或大于振幅阈值的时间。
过程92然后可结束于动态EER极性发射器72基于振幅包络信号的包络振幅部分和/或包络相位部分来在执行EER极性调制和I/Q调制之间动态地切换(框104)。特别地，如上所述，动态EER极性发射器72可始终根据振幅包络A(t)的包络振幅部分Aa(t)和/或包络相位部分Ap(t)来在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间进行转换。这样，通过始终在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间转换或切换，动态EER极性发射器72可提高和最大化动态EER极性发射器72的功率效率，并甚至降低电子设备10的功率消耗。
图11示出了一个曲线图114，其示出了振幅曲线图106和相位曲线图108的性能，包括在不使用本文所公开的振幅包络分离和动态切换技术的情况下生成的振幅和相位信号110和114对比利用本文所公开的振幅包络分离和动态切换技术而生成的振幅和相位信号112和116。具体地，包络振幅信号110和112以及包络相位信号114和116根据功率谱量值(dBc)相对于频率来进行描绘。如曲线图106所示，经由本文所公开的技术生成的振幅信号112的功率谱量值以比振幅信号110明显更快的速率降低，并且因此与振幅信号110相比线性程度高得多。类似地，经由本文所公开的技术生成的相位信号116在相位信号114和116中的每个接近过零点(例如，零值)时与相位信号114相比线性程度明显更高。因此，曲线图106和108示出在使用本文公开的振幅包络分离和动态切换技术时功率效率提高。
上文已经通过举例描述了具体实施例，但应当理解可允许对这些实施例做出各种修改和替代形式。还应当理解，权利要求书不是旨在受限于公开的特定形式，而是意在涵盖属于本公开的实质和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。

Claims (23)

1.一种电子设备，包括：
发射器，所述发射器被配置为：
接收同相/正交(I/Q)信号；
基于所述I/Q信号生成振幅包络信号；
将所述振幅包络信号分解成包络振幅部分和包络相位部分；以及
至少部分地基于所述包络相位部分的振幅值来在执行所述I/Q信号的极性调制和执行所述I/Q信号的I/Q调制之间动态地切换。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述振幅包络信号包括所述I/Q信号的函数。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述发射器包括I/Q发射器。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述发射器包括包络消除和恢复(EER)极性发射器。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述发射器被配置为在所述振幅值大约等于振幅阈值时执行所述I/Q信号的所述极性调制。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述发射器被配置为在所述振幅值减小到小于振幅阈值时执行所述I/Q信号的所述I/Q调制。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述发射器被配置为在所述振幅值返回到所述振幅阈值时从执行所述I/Q信号的所述I/Q调制切换到执行所述I/Q信号的所述极性调制。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述发射器被配置为在执行所述I/Q信号的所述极性调制和执行所述I/Q信号的所述I/Q调制之间动态地切换，以提高所述发射器的功率效率。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述发射器被配置为支持蓝增强数据速率3.0(EDR3)或更高版本。
10.一种方法，包括：
经由动态包络消除和恢复(EER)极性发射器接收数据信号的同相/正交(I/Q)表示；
基于所述数据信号生成振幅包络信号；
将所述振幅包络信号分解成包络振幅子分量和包络相位子分量；以及
至少部分地基于所述包络相位子分量基本上等于第一振幅值还是基本上等于第二振幅值来在执行所述数据信号的EER极性调制和执行所述数据信号的I/Q调制之间动态地切换。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在执行所述数据信号的所述EER极性调制和执行所述数据信号的所述I/Q调制之间动态地切换包括在作为EER极性发射器工作和作为I/Q发射器工作之间进行交替。
12.根据权利要求10所述的方法，其中执行所述数据信号的所述EER极性调制包括只在所述包络相位子分量基本上等于或大于作为所述第一振幅值的振幅阈值时才执行所述数据信号的所述EER极性调制。
13.根据权利要求10所述的方法，其中在执行所述EER极性调制和执行所述I/Q调制之间动态地切换包括在一段时间内在执行所述EER极性调制和执行所述I/Q调制之间交替地切换。
14.一种用于提高电子发射器的功率效率的方法，包括：
经由所述电子发射器的处理器接收振幅包络信号；
将所述振幅包络信号分离成包络振幅部分和包络相位部分；
控制所述电子发射器以在第一时间段期间作为极性发射器工作；
控制所述电子发射器以在第二时间段期间作为同相/正交(I/Q)发射器工作，其中所述第二时间段对应于所述振幅包络信号的所述包络相位部分接近过零点的时间段；以及
控制所述电子发射器以在第三时间段期间恢复为作为所述极性发射器工作。
15.根据权利要求14所述的方法，其中接收所述振幅包络信号包括接收被表述为：
A ( t ) = I 2 + Q 2 或 A ( t ) = I ( t ) 2 + Q ( t ) 2 的时域振幅包络信号，其中A(t)包括所述振幅包络信号，并且其中I包括数据信号的同相分量，并且Q包括所述数据信号的正交分量。
16.根据权利要求14所述的方法，其中将所述振幅包络信号分离成所述包络振幅部分和所述包络相位部分包括：
将所述振幅包络信号转换到数字域中；以及
将所述包络振幅部分和所述包络相位部分分离成所述包络振幅部分的数字域表示和所述包络相位部分的数字域表示，表述为：A＝Aa·Ap。
17.根据权利要求14所述的方法，其中控制所述电子发射器以在所述第一时间段期间作为所述极性发射器工作包括控制所述电子发射器以在所述第一时间段期间作为包络消除和恢复(EER)极性发射器工作。
18.根据权利要求14所述的方法，其中控制所述电子发射器以在所述第二时间段期间作为所述I/Q发射器工作包括控制所述电子发射器以在所述振幅包络信号接近所述过零点时作为所述I/Q发射器工作。
19.根据权利要求14所述的方法，其中控制所述电子发射器以在所述第一时间段期间作为所述极性发射器工作包括控制所述电子发射器以在所述包络相位部分的振幅大约等于或大于预先确定的阈值时作为所述极性发射器工作。
20.根据权利要求14所述的方法，其中控制所述电子发射器以在所述第二时间段期间作为所述I/Q发射器工作包括控制所述电子发射器以在所述包络相位部分的振幅减小到小于预先确定的阈值的值时作为所述I/Q发射器工作。
21.根据权利要求14所述的方法，其中控制所述电子发射器以在所述第三时间段期间恢复为作为所述极性发射器工作包括控制所述电子发射器以在所述包络相位部分穿过所述过零点之后作为所述极性发射器工作。
22.一种电子发射器，包括：
调制器，所述调制器被配置为接收同相/正交(I/Q)信号输入并调制所述I/Q信号输入；
动态包络分离器，所述动态包络分离器被配置为：
接收所述I/Q信号输入的提取的振幅包络；
将所述振幅包络分解成振幅子分量信号和相位子分量信号；
在所述相位子分量信号包括等于阈值振幅值的振幅值时，将所述相位子分量信号提供给所述电子发射器的相位路径，用于指示将所述电子发射器作为包络消除和恢复(EER)极性发射器来工作；以及
在所述振幅子分量信号包括等于或小于所述阈值振幅值的振幅值时，将所述振幅子分量信号提供给所述电子发射器的振幅路径，用于指示将所述电子发射器作为I/Q发射器来工作；和放大器，所述放大器被配置为至少部分地基于所述振幅子分量信号或所述相位子分量信号来生成用于传输的电磁信号。
23.根据权利要求22所述的电子设备，其中所述阈值振幅值包括大约1伏特(V)的振幅值。
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