CN106415435B - 用于呈现信息承载时间函数的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例是针对一种用于对能量源或电源进行划分的方法。所述能量源例如可以是用于例如蜂窝电话或移动设备之类的电子设备的一块或多块电池或者一个或多个其他供电装置。所述能量源(例如电池)或供电装置向蜂窝电话、移动设备或者任何其他负载或耗电设备提供电力。对该能量源进行划分是一种用于控制其操作从而更加高效地向例如蜂窝电话之类的耗电设备提供电力的技术，从而延长在再充电之间可以使用电话的时间长度。

Description

用于呈现信息承载时间函数的方法、装置和系统
背景技术
技术领域
本发明的实施例总体上涉及一种用于根据输入信号来呈现信息承载时间函数的方法、装置和系统。本发明的实施例给出一种新颖的解决方案，以便通过使用增强的信息分发和供电控制技术来增加蜂窝电话或其他通信设备、装置、模块、子系统或组件的操作电池寿命并且减小其热足迹(thermal footprint)。更具体来说，本发明的实施例针对基于高效的信息分发来呈现信息承载时间函数，并且不需要反馈环路或预失真技术。
背景论述
当前，蜂窝电话和其他移动通信平台使用集成电池作为电源。所述电源的存储容量有限，并且用户越来越要求其蜂窝电话具有更好的性能。通常来说，与其他电话功能相比，蜂窝电话传送器(并且特别是功率放大器(PA))消耗大量电池电力并且生成最多热量。PA的相对电池电力需求由RF链路预算和PA效率驱动。PA并不高效，这是因为其在操作于基本上线性的操作模式下的同时传送信号。为了确保来自蜂窝电话的传送符合当前定义的工业标准并且为了克服通信链路预算缺陷，同时要求高功率输出和线性。由于PA操作中的低效率，PA会生成多余的热量。
通常来说，操作在线性模式下的PA并不特别高效，因此当前必须在电池寿命与符合已定义的工业标准之间作出折中。由于已定义的工业标准是强制性的并且是不灵活的，因此已经预期到的必然影响是由于PA的更高功率消耗而导致电池寿命缩短。
为了尝试改进蜂窝电话的操作效率，已经开发出几种传统的PA技术。这些传统技术的一些实例包括：包络跟踪；预失真；反馈环路；以及极化调制。其他传统方法包括放大技术，其中包括：AB类功率放大器；级切换放大器或Doherty放大器；包络消除和还原放大器(EER)；以及移相(outphasing)和利用非线性组件的线性放大(LINC)放大器。这些传统技术当中的每一种都存在使其不适用的缺点。因此，本发明的实施例在不同的方向上实现了创新，以便克服传统方法的不足。后面将描述一些传统方法。
包络跟踪
包络跟踪的一个目的是改进载送高峰值对平均功率比(PAPR)信号的功率放大器(PA)的效率。在有限的频谱资源内实现高数据吞吐量的需求导致需要使用具有高峰值对平均功率的线性调制。不幸的是，操作在这些条件下的传统的固定供给功率放大器具有低效率。改进功率放大器的效率的一种方法是与RF信号的幅度包络同步改变放大器的供给电压。这被称作包络跟踪。
某些类型的包络跟踪可以包括：使用直流(DC)到直流(DC)转换器；功率DAC(数字模拟转换器)；以及“AB”类推拉视频放大器。这些是被用来放大幅度信号的其中一些方法。还可以利用“A”类操作使用单个放大器来把幅度信息转移到载波包络。不幸的是，这是把包络能量转移到射频(RF)放大器的一种非常低效的方法。常常只有当包络波动具有相对较低的带宽时才使用包络跟踪对DC供给作出缓慢调节。如果像在当今的蜂窝电话中所需要的那样在更高速率下被调制，则这样的装置不稳定并且在效率方面不具有竞争力。
另一种方法是通过利用DC到DC转换器调节放大器供电来进行包络跟踪。与所期望的能量成比例地通过其输出占空比来改变DC到DC转换器输出，从而使得所得到的经过滤波的电压电平再现幅度调制信号。不幸的是，这种方法的一个缺点是可能无法在没有失真和/或稳定性问题的情况下实现高调制速率。
在一些DC到DC跟踪转换器中，随着负载电流减小，效率下降。这一下降对于最优调制还原技术是不令人满意的，这是因为其通常会导致性能落到工业规范要求之外。此外，这种方法的另一个缺点在于，这样的DC转换器常常需要大的铁氧体磁芯电感器以把切换能量转换成包络功率。这会不合期望地增加DC转换器的复杂度和成本。其他半导体折中会导致降低的效率相对于功率输出和带宽的问题。
预失真
通常来说，预失真技术把经过预失真的功率放大器(PA)输入信号应用到PA。该经过预失真的PA输入信号被用来抵消或补偿PA的固有失真，并且尝试改进PA的线性化。不幸的是，预失真的大多数数字实现方式利用数字信号处理(DSP)和软件，随着功率电平的快速改变，这可能导致资源挑战并且消耗与当前PA的管理相关联的大量功率。此外，预失真技术的数字实现方式需要集成电路硅面积的大量投入。
预失真技术的另一个缺点是需要在RF功率放大器之前插入非线性模块(其通常被称作“预失真器”模块)。该预失真器模块抵消PA传递特性的非线性部分。因此，当被预失真模块补偿时，从输入到PA的输出的总体系统响应是线性的。这种方法的哲学把PA非线性确定为必须被去除的不合期望的设计限制或弱点。对于这样的方案来说，效率并不是主要的优化参数。
自适应数字预失真是涉及预失真器模块和反馈环路的数字实现方式的一种技术，所述反馈环路适配于由于变化的操作条件所导致的PA的响应中的改变。这种技术的主要缺点是，由于自适应反馈架构导致系统的功率消耗、复杂度、尺寸和成本增加。
反馈环路
正如前面关于预失真所提到的那样，反馈环路是适配于由于变化的操作条件所导致的PA的响应中的改变的电路配置。举例来说，存在一种被称作“再生反馈环路”的特定类型的反馈环路。
通常来说，如果其被修改成在反馈环路中提供可控制的降低，则任何RF(射频，其具有处于大约3kHz到300GHz的范围内的振荡速率，这对应于无线电波以及载送无线电信号的交变电流的频率)反馈振荡器都可以被操作成再生接收器。其还需要把反馈环路耦合到传入信号源，并且把音频频率从反馈环路中耦合到后续的音频放大级。
不幸的是，包括再生反馈环路在内的反馈环路需要附加的组件，因此增加了电路的功率消耗、复杂度、尺寸和成本。此外，反馈环路还引入了必须被解决的若干波形失真。因此，反馈环路可能实际上会把附加的噪声和错误引入到系统中。由反馈环路引入的这些多余的缺陷导致常常会抵消其益处的各种波形污染。
极化调制
极化调制是使用同时经过相位调制(PM)和幅度调制(AM)的已调信号的一种调制技术。在极化调制的一个实例中，低功率已调信号被分解成两个分量：相位分量；以及量值分量。随后利用放大器把相位分量和增大的量值分量相组合。
不幸的是，极化调制是一种不足够的解决方案，这是因为其与信号Nyquist带宽相比需要相对较大的采样率，并且常常需要在相位和量值中使用预失真。常常还采用反馈环路，从而使得解决方案进一步复杂化，并且在效率方面会付出重大代价。
除了前面所描述的传统技术之外，功率放大的领域还包括使用例如以下放大器：“AB”类功率放大器；级切换和Doherty放大器；包络消除和还原(EER)放大器；以及移相和利用非线性组件的线性放大(LINC)放大器。这些放大技术当中的每一种都存在使其不适用于蜂窝电话的缺点。
“AB”类功率放大器
虽然“AB”类功率放大器是用于高产量RF放大电路的一种成熟并且普及的技术，但是这样的放大器也存在许多缺点。举例来说，“AB”类放大器通过自适应偏置控制、包络跟踪控制和供电控制仅实现了递增效率增益。在线性与效率之间存在有害的折中。“空中(Over-the-Air)”规范强加了最低线性要求，从而使得需要精确的输入功率回退来平衡线性和效率。(“输入功率回退”是在降低输入功率时的输出功率降低。功率放大器的效率由于输出功率的回退而降低，这是因为放大器操作在线性区段内。)由于输入功率回退是与波形有关的，因此对于更高的峰值对平均波形必须增加输入功率回退，从而会降低效率，并且使得“AB”类放大器对于许多应用来说不尽理想。
级切换放大器和Doherty放大器
另一种传统方法是使用级切换放大器或Doherty放大器。
级切换放大器通常是利用开关或交错偏置控制来实施的，其可以在多个操作点处针对效率被优化。当输出功率范围遍及各个操作点时，级切换放大器与传统的“AB”类功率放大器相比具有更高的平均效率，并且这样的放大器也可以被集成在各种半导体处理中。
级切换放大器存在若干不合期望的缺点。举例来说，级切换放大器通常是利用“AB”类级来构造的，因此具有“AB”类功率放大器的所有限制，其中的一些限制已在前面作了描述。这些缺点包括线性相对于效率的折中以及散热。
Doherty放大器是另一种传统技术。这些放大器对于更高的峰值对平均比波形具有提高的效率，并且载波功率放大器PA是受到偏置的“B”类放大。通常来说，对于Doherty放大器，载波PA独自在大部分的输出功率动态范围内供给输出功率。峰化PA被偏置成“C”类放大，并且峰化PA在大部分的输出功率动态范围期间是“关闭”的。Doherty放大器的峰化PA和载波PA在波形峰值期间都供给输出功率。
Doherty放大器存在许多不合期望的性能缺点。举例来说，其需要对于载波和峰化PA(功率放大器)的输入驱动和偏置的精确控制。其还需要精确的阻抗值以确保最小失真交越性能，并且具有线性“B”类功率放大器的所有限制。与级切换放大器的情况一样，Doherty放大器也存在线性相对于效率的折中问题。此外，由于输入回退考虑、散热相对于线性的折中，Doherty放大器存在不足。
因此，级切换放大器和Doherty放大器都存在许多缺点，其中的一些缺点已在前面作了讨论。这些许多缺点导致对于许多应用来说不合期望的性能。
包络消除和还原(EER)放大器
EER放大器从已调信号中分离出相位和幅度分量。这种类型的非线性功率放大器技术被采用在不具有幅度分量的相位信号路径中。幅度信号路径不具有相位分量。EER放大器可以利用“C”、“D”、“E”、“F”类和其他非线性放大器。
EER放大器也被称作Kahn和/或极化放大器，并且在较低输出功率电平下比“AB”类功率放大器更加高效。EER放大器允许控制偏置和供电电压，以便在不同的功率电平下优化功率消耗。这些放大器大都可以被集成在各种半导体技术中。
但是EER放大器(Kahn和/或极化放大器)具有许多不合期望的特性。举例来说，EER放大器极难保持相位信号路径和幅度信号路径对准。此外，小的对准误差将导致无法通过大多数ACPR/ACLR要求。此外，EER放大器通常需要反馈来实现线性要求。这些反馈机制通常涉及具有分开的幅度校正和相位校正环路或者笛卡尔反馈环路的极化反馈。正如前文中所讨论的那样，反馈环路通常会大大降低放大器效率。利用DC到DC转换器的EER放大器还要求DC/DC转换器带宽大于信号带宽，并且与输入波形线性有关。这是很严重的缺点，因为输入波形必须大大超出输出线性要求。
另一种传统方法是使用具有笛卡尔反馈的极化放大器。其对于反馈路径需要复数解调器(I/Q(同相/正交)接收器)。此外，使用这种方法可能导致复数解调器中的误差，比如将存在于输出信号上的正交和幅度失衡。这种方法的其他缺点包括：由于从基带到RF输出的路径延迟，从而难以保持反馈环路稳定性；复数解调器会降低效率；以及要求幅度包络重建带宽必须远大于所期望的输出信号带宽。
移相和利用非线性组件的线性放大(LINC)放大器
移相最初由H.Chireix提出(“High Power Outphasing Modulation(高功率移相调制)”，Proc.IRE，Vol.23，No.11，1935年11月11日，第1370-1392页)，以作为一种利用真空管生成高功率/高质量AM信号的方法。从大约1975年开始，随着所述技术被采用在微波应用中，术语“移相”被LINC(利用非线性组件的线性放大)所补充。移相或LINC是提供同相和正交相位基带输入并且合并有传送器功能的一种技术。其消除了传统的RF传送器到PA(功率放大器)输入接口阻抗匹配滤波器以及回退要求。LINC能够利用多个非线性放大器来尝试提高放大器效率，并且具有有利的热特性和更高的可用输出功率。实际上，LINC具有EER架构所存在的任何幅度和相位对准问题，并且LINC还具有简单的传递函数。LINC技术的另一个优点在于，同相和正交输入被变换成两个或更多恒定包络信号分量。
虽然LINC具有如前面所讨论的一些优点，但是所述技术也存在严重的缺点。举例来说，LINC需要功率组合器技术，从而伴随有较大的物理尺寸(四分之一波长元件在2GHz下是3.75cm(1.5英寸)，并且在1GHz下是7.5cm(3.0英寸))。其次，LINC无法在没有较大损耗的情况下被集成，从而由于半导体管芯尺寸而导致其是不实际的。LINC还受困于相对较窄的实际应用带宽。此外，参数和温度变化对性能会造成负面影响。LINC对于最优性能具有有限的操作温度范围。
LINC技术的另一个重大缺点是需要分支功率放大器之间的隔离。虽然使用了无损组合器(仅有电抗元件)，这仍会产生输出波形失真。此外还使用了简单Pi网络，并且其产生不合期望的输出波形失真。
回到移相，相位精度要求和物理尺寸是重大缺点。举例来说，在任何给定的功率电平下，为了产生有质量的波形，40dB的输出功率动态范围是合乎期望的。因此，具有完美幅度和相位平衡的两个正弦曲线需要在0度相位到178.86度相位之间变化，以便实现40dB输出功率动态范围。实现40dB所需的精度对大量应用中的实际电路的容差构成挑战。因此，这种技术对于当前的蜂窝电话应用是不合期望的。
关于移相所需的大物理尺寸，正如前面所提到的那样，四分之一波长元件在2GHz下是3.75cm(～1.5英寸)，并且在1GHz下是7.5cm(～3.0英寸)。对于这样的大尺寸要求，即使是在基于硅的基板上，每当使用四分之一波长组合器技术时，这种方法当前无法在没有较大损耗的情况下被集成。此外，由于半导体管芯尺寸，这种方法是不实际的。类似于前面所提到的其他缺点包括：窄带宽；具有对效率造成负面影响的实际损耗；对性能造成负面影响的参数和温度变化；会以出乎意料的方式改变损耗、隔离和中心频率的单元到单元(unit-to-unit)性能变化。此外，移相对于最优性能具有有限的温度范围，并且需要功率放大器之间的隔离。类似于前面所描述的LINC，已经使用了无损组合器(仅有电抗元件)，并且其产生不合期望的输出波形失真。另一个缺点在于，移相需要非常高的分支相位精度和分支幅度精度来生成具有可接受的质量的波形。
发明内容
本发明的实施例是针对提供混合控制的方法、装置和系统以及所述方法、装置和系统的组成部分，所述混合控制(其也被称作BLENDED CONTROL BY PARKERVISIONTM，BLENDED CONTROL BY PARKERVISIONTM是ParkerVision公司(Jacksonville，Florida)的注册商标)对于基带和RF调制处理增强功率效率或能量效率或热力学效率(除非另行表明，否则在后文中简称作效率)。该BLENDED CONTROL BY PARKERVISIONTM利用了把各个信息域分发到各种装置调制和编码功能以及一个或多于一个能量源的处理，从而改进包括传送器在内的通信系统、设备和组件的效率。这涉及到与FLUTTERTM算法(FLUTTERTM是ParkerVision公司(Jacksonville，Florida)的注册商标)相关联的信息和能量划分的处理。
FLUTTERTM把从信息源导出的输入控制信号组织到各个域中，所述域在被处理和重新整合时高效地重组所期望的调制和/或编码。FLUTTERTM动态地操纵硬件和/或软件中的多个自由度(v+i)，所述自由度控制分区的量值和相位，同时分配每个分区的信息的数量。
本发明的一个新颖实施例包括利用FLUTTERTM来呈现信息承载时间函数，其包括波形和/或信号和/或波形与信号的组合、RF已调波形以及/或者RF已调载波信号。FLUTTERTM处理包括复合多个信号，例如三个或更多信号，以呈现信息承载时间函数或者其表示或副本，比如表示信息承载时间函数的电子数据。这些信号可以包括一个或多个相位函数以及两个或更多幅度函数。所述复合处理包括基本上同时(或者并发地或并行地)处理各个构成信号，其中为每一个构成信号指派一个加权因数，这取决于由该构成信号所分发的信息、与构成信号统计分布相关联的效率以及用于重新整合各个构成信号以形成所期望的信息承载时间函数的效率。所述复合还可以包括把一个或多个信号或者一个或多个信号的某些部分映射到函数及其隶属数值的范围或域，这是根据在各项混合控制内分发到生成所期望的一个或多个输出信号的装置的函数的动态协方差或互相关而实现的。混合控制的复合统计量由以下各项决定：具有信息熵H(x)的至少一个信息源，针对装置的可用自由度的数目，每一个自由度的效率，在每一个自由度中可靠地分发特定信号速率和信息的相应的可能性。所述复合包括在以下方面对于所期望的复数信号的动态统计加权计算：已编码信息，隶属函数的复数互相关，复合信号，以及每单位时间的最小化的浪费能量。此外，各个复合信号可以具有不同的带宽和频谱分布。所期望的输出复合信号可以是RF载波信号或基带信号。所期望的输出RF载波或基带信号还可以存在于可变的功率电平下。
基于FLUTTERTM和BLENDED CONTROL BY PARKERVISIONTM的通信平台传送器在适当的信号电平和频率下生成所期望的通信信号。采用FLUTTERTM和BLENDED CONTROL BYPARKERVISIONTM算法和架构的结果是增强的效率、更低的热足迹以及通用信号构造。举例来说，使用这些算法和架构，移动通信设备可以对于每个电池充电循环操作更长时间，同时以更低的温度运行。此外还顺应了现今的数字通信标准以及传统调制标准。
与传统技术相比，FLUTTERTM显著降低了有效采样率和/或带宽，以及对于信号包络重建的某些方面至关重要的敏捷(agile)电源分辨率。FLUTTERTM大大减轻了使用在复数信号包络构造中的敏捷电源设计的规范。虽然当前的技术方法试图提高采样率和开关供电装置的分辨率以便提高包络重建带宽和质量，FLUTTERTM则允许作为所期望的复数信号重建处理的一部分所利用的分发到一个或多个敏捷电源的最少信息。与传统技术不同，如果希望的话，可以利用FLUTTERTM调整电源路径中的平均复数包络采样率，以便落在Nyquist重建采样率以下。通过在传送器的各种编码和调制功能内具有(i)个自由度和附加的(v)个自由度的稀疏采样的电源的复合，可以产生相容的信号。在给定分配到敏捷电源利用的特定信息熵的情况下，FLUTTERTM是最高效的方法。FLUTTERTM算法根据包络统计量从分布在不规则样本时间间隔处的最少数目的特别调整的电源量度当中作出选择，同时在信号包络构造的处理中帮助传送器中的其他自由度。此外，如果希望的话可以利用开环前馈(OLFF)算法来实现这一点。所述前馈方法还可以伴随有多条并行算法路径中的对于非线性的最大追求，以便在保持最终输出信号完整性的同时进一步提高效率。例如包络跟踪、Kahn技术和包络还原之类的传统方法在供电路径中利用在规则时间间隔处分布样本的Nyquist或更高采样率来构造信号包络。与FLUTTERTM相比，这些技术常常利用反馈算法来提高质量以及补偿非线性。所采样的供电值不是最优的(像通过FLUTTERTM确定的值那样)。相反，其是通过标准采样方法确定的，以便在特定的规则样本时刻(样本时刻独立于信号包络统计量)跟随所期望的包络的量值，同时主要利用滤波技术在这些所采样的值之间进行内插。
如果给定有限的能量或电力供给资源，并且如果希望在这些资源是动态的情况下最小化能量或电力供给资源性能要求，则FLUTTERTM对于信号包络构造提供了最高实际效率。
一个实施例：对能量源进行划分
本发明的一个实施例是针对一种用于对能量源或电源进行划分的方法。所述能量源例如可以是用于例如蜂窝电话或移动设备之类的电子设备的一块或多块电池或者一个或多个其他供电装置。所述能量源(例如电池)或供电装置向蜂窝电话、移动设备或者任何其他负载或耗电设备提供电力。对该能量源进行划分是一种用于控制其操作从而更加高效地向例如蜂窝电话之类的耗电设备提供电力的技术，从而延长在再充电之间可以使用电话的时间长度。每一个能量分区具有一个或多个相关联的样本区段。一个样本区段对应于一个电压和电流范围，从中可以提取、获取、生成或采样所计量的数量并且分配来为电子设备供电，其中包括被用于信息承载时间函数的传送和接收的电路。一个样本区段包括可以被用来呈现信号的表示(信息承载时间函数)的一个或多个样本。这一表示可以是重建或呈现。分区及其相关联的量度的数目是用以呈现所期望的信号的所期望的效率的函数。
在本发明的一个实施例中，分区的数目受到所期望的分辨率i≤2K的限制，其中；
i＝分区的数目；并且
K＝对于呈现信号(信息承载时间函数)所期望的分辨率。
因此，分区的数目(i)小于或等于2的K次幂。
所期望的信号通常包括信息，比如被编码在波形上的数据。
利用这里所描述的划分方法呈现的信号(信息承载时间函数)可以具有从零到最大值的信息熵值，所述最大值由访问或产生信号的分辨率的动态范围和能力决定。所述熵值代表信号不确定性的程度；熵越高，不确定性和信息内容就越高。
前面所描述的划分方法还可以利用辅助自由度来确定特定分区的一个或多个呈现参数。所述辅助自由度例如具有与被称作相位空间的概念数学空间相关联的一个或多个维度或者维度子集的质量，能量和/或信息可以被单独地或者联合地赋予并且表示到所述相位空间中。这样的相位空间可以是多维的，并且支持多个自由度。单个维度还可以支持多个自由度。可以有一定数目的(多达并且包括v个)辅助自由度与i个分区当中的每一个相关联。i通常是FLUTTERTM算法中的电源分区的数目。因此，所述v个自由度与信息编码功能的其他方面相关联。除非另行声明，否则v,i和辅助自由度在后文中将被称作所期望的自由度。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中所述划分方法具有用于呈现信号(信息承载时间函数)的参数(即呈现参数)。所述呈现参数或呈现函数例如可以被表达成幅度函数、相位函数、频率函数或者幅度函数、相位函数和频率函数的组合及排列。幅度函数例如可以是相对于时间的电压或电流，或者相对于样本编号或离散时间增量的样本值的离散集合。相位函数例如可以是相对于时间的相位角度，或者相对于样本编号或离散时间增量的样本值的离散集合。频率函数例如可以是相对于时间的频率，或者相对于样本编号或离散时间增量的样本值的离散集合。此外，幅度、相位和频率可以通过函数相互关联。此外，呈现参数还可以由操作常数连同一定数目的呈现函数构成。可以从关于信号的知识以及被用于信号构造的装置的表征获得及指派呈现参数。呈现参数由操纵装置内的一个或多个自由度的混合控制来协调和分发。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中能量源(例如一块或多块电池)可以与多个域相关联。域包括与FLUTTERTM算法内的数学和/或逻辑运算或计算相关的值或值函数的范围。域可以应用于多个维度并且因此限制超几何数量或对象，并且其可以包括实数和虚数或者数学和/或逻辑函数或对象的集合。域可以利用来自索引用于系统或装置的期望自由度的(v,i)的值的子集来标识。(v,i)可以被用来指定混合控制和相关联的函数。域可以与相位空间的子空间相关联。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还利用电流差分。这些电流差分按照电荷增量为每一个分区提供能量。在这种情况下，差分指的是某一所期望的值与某一优选的参考值之间的差异。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还利用电磁(EM)场差分。这些EM场差分为每一个分区提供能量。在这种情况下，差分指的是某一所期望的值与某一优选的参考值之间的差异。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中所述能量源是固定能量源或可变能量源。固定能量源提供对于来自一个或多个源的固定电位或充电率的访问。可变能量源提供对于来自一个或多个源的可变电位或充电率的访问。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括把电压域定义成Vξ-Vξ-1＝△Vi的函数，其中ξ是样本增量编号。电压域可以是固定的或可调节的。固定电压域不发生改变。可调节电压域在△Vi(或其某一倍数)的一定范围内是可调节的。所述调节还可以是基于H(x)v,i或
Figure BDA0000977089350000131
其是取决于传送器自由度和电源自由度的数目的熵函数的集合。在该例中，vi是对应于调节器装置内的一个或多个自由度的混合控制的索引，其中v是自由度的数目，并且i是电源分区编号。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且包括使用先验知识的至少一部分来构造复数信号包络。所述先验知识是在信号呈现之前已知的关于所期望的信号(信息承载时间函数)的信息。该先验知识被使用在划分规程中以便确定分区量度，并且可以包括统计表征。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括把系统输入信息H(x)解析成构成信息函数H(x)v,i和/或
Figure BDA0000977089350000132
以形成域。域可以具有构成熵集合H(x)v,i、
Figure BDA0000977089350000133
的联合统计相关函数。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括基于信号统计量和装置表征来调节v,i和/或vi，其中v是对应于一个或多个自由度的混合控制的索引。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中前面所描述的划分步骤还包括生成混合控制函数。所述混合控制函数可以被表达成函数
Figure BDA0000977089350000134
和/或
Figure BDA0000977089350000135
其中v＝1,2,3…并且i＝1,2,3…。混合控制函数被用来通过对于装置自由度的控制来构造信号。混合控制函数可以使用多条路径，其中包括并行的路径，并且还可以至少包括有关的域之间的部分互相关。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中混合控制函数排除域之间的互相关。在该实施例中，混合控制函数独立于互相关操作。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括计算和/或近似对应于相关的统计相依性，以及从混合控制产生复合统计量。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括建立用于划分规程的一条或多条路径。FLUTTERTM可以操纵基于任何相关的动态操作范围的分区。举例来说，FLUTTERTM可以操纵能量、动量、电压、电流和熵分区。对于这些数量的操纵包含在混合控制中分发到传送器装置的各个并行节段的所期望的信号的信息的某些部分。信息可以被编码在用于每一条混合控制路径的复数值(量值和相位)中。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括以低于采样率的速率切换电源或其他分区资源。这还可以包括以低于或等于与所呈现的输出信号相关联的Nyquist速率的速率来切换电源或其他分区资源。这还可以包括以高于Nyquist速率的速率来切换供电装置或其他能量分区资源。这可以包括在不规则的间隔处切换供电装置。这还可以包括以不同于被用来重建输出信号的速率的速率来切换供电装置或其他分区资源。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括建立与域有关的采样率。在该实施例中，域内的信息熵和熵速率可以被用来确定域采样率。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括建立域带宽。与处理域相关联的带宽可以小于用于所期望的输出信号的呈现带宽。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中一条或多条混合控制路径操纵能量分区。混合控制路径可以调节任何分区的自由度的相对权重以及对其的访问。混合控制路径是动态的，并且可以随着信息承载时间函数的演进而改变。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括基于信息承载时间函数的一个或多个参数协调至少两条分区路径。因此，可以根据信息承载时间函数(信号)的(多个)参数来构造分区路径。信息承载时间函数的参数例如包括相位的函数以及/或者幅度、熵和效率的函数。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括基于一个或多个能量源利用一个或多个分区。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还利用系统响应的先验表征。所述先验表征可以被用来确定分区的数目、其相关联的量度以及相关联的采样率。正如这里所描述的那样，系统响应的先验表征是在信号呈现之前已知的关于信号的信息。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括协调一个或多个FLUTTERTM算法参数。这些FLUTTERTM算法参数例如可以包括统计量、范围、域、逻辑函数和/或量度。所述协调是一个或多个传送器参数的函数。所述传送器参数例如可以包括功率控制状态、温度、供电电平、天线接口电路阻抗、波形统计量、数据速率、信道频率、GPS坐标、加速度计数据、罗盘信息以及空间指向。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中统计分配其中一个或多个能量分区。所述其中一个或多个能量分区被分配给相位空间内的星座点之间的过渡。基于相位空间的特定部分的平均值相对于相位空间中心的径向差异来分配能量分区，其中径向数值零被指定为相位空间的中心位置。不同的能量分区具有不同的径向数值。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中基于所呈现的信息承载时间函数的峰值对平均功率比(PARP)统计量来分配其中一个或多个能量分区。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括把嵌入在函数
Figure BDA0000977089350000151
和/或
Figure BDA0000977089350000152
内的信息赋予到来自一个或多个信息源的一个或多个信息域，以便接口到RF信号调制架构。该信息包括适合于应用的任何数据。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，并且还包括在划分规程期间修改供电装置的操作状态。这一修改例如可以是将供电装置“开启”或“关闭”。这一修改还可以包括在划分规程期间在两个或更多电源之间进行切换。这一修改还可以包括在划分规程期间调节两个或更多电源。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的划分方法，其中基于操作效率来分配一个或多个分区。可以通过装置表征、所呈现的信号统计量(比如PARP)、通过至少部分地基于所呈现的参数把相位空间的各个体积与相关联的域函数相关联的处理来确定操作效率。这一处理被用来开发混合控制。混合控制可以被用来协调各个分区。
另一个实施例：生成信息承载时间函数
本发明的另一个实施例是针对一种用以生成信息承载时间函数的方法。所述信息承载时间函数例如可以是信号或波形，RF已调信号，信号的表示(比如存储在计算机可读介质上的电子数据)，允许通信的时间和空间的信息承载能量函数，或者具有近似处于20dB到174dB之间的动态范围的已调RF载波波形。所述已调RF载波波形可以具有一个或多个功率电平。可以通过存储在计算机可读介质上来促进这种方法，计算机可读介质比如软件或者RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)、非易失性存储器、闪存、记忆棒或者其他适当的电子存储介质。
该方法包括基于装置的先验知识来利用装置的表征和调制的数学描述。该数学描述或者基本上等效的函数表示提供适合于描述装置的调制和/或信息编码处理的模型。生成原始数据集合的函数描述，并且还生成估计。估计函数代表关于信号的预期或期望函数与装置模型的输出处的信号相比的偏差的近似。基于实时输入样本、装置表征和/或实时测量来计算用于输出信息承载时间函数(信号)的一个或多个数值，并且将其使用来开发估计函数。实时输入样本是由系统接收的信号或其他输入。
本发明的另一个实施例是针对一种生成信息承载时间函数的方法，其中调制的数学描述包括实数和虚数分量。所述数学描述包括数字I和Q分量。I分量包括“同相”，Q分量包括“正交相位”。
另一个实施例：呈现信息承载时间函数的表示
本发明的另一个实施例是针对一种用于呈现信息承载时间函数的表示的方法。所述信息承载时间函数可以是信号或波形，或者RF载波信号或已调RF载波波形。
所述方法包括访问所期望的信息承载时间函数的参数。这些参数例如包括幅度、相位、频率或其函数，并且可以是基于先验系统知识。复合多个信号以形成所期望的输出信号。所述复合例如包括把一个或多个信号或者一个或多个信号的某些部分映射到函数及其隶属数值的范围或域。所述映射是根据FLUTTERTM算法实现的。FLUTTERTM管理生成混合控制的构成信号的装置功能。通过以下各项确定混合控制的复合统计量：具有源熵H(x)的信息源，用于装置的可用自由度的数目，每一个自由度的效率，以及在每一个自由度中分发特定信号速率以及信息速率的相应的可能性。基于所述复合步骤呈现所期望的信息承载时间函数的表示。所述呈现可以是输出信号或波形，或者是存储在例如计算机可读介质之类的电子介质上的电子表示。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中所述复合步骤包括管理各个构成信号的统计参数的协方差。在复合处理中重新整合各个构成信号的函数，从而形成所期望的输出信号。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中所述复合步骤包括互相关。所述互相关是两个或更多波形和/或信号之间的相似性的测量或计算。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中所述复合步骤包括统计相依性(statistical dependency)的计算或测量。所述统计相依性例如包括其中两个或更多随机变量不是统计独立的条件。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中所述复合信号包括一个或多个信号子集。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中所述复合由三个或更多信号的函数构成。该信号集合例如可以包括两个或更多幅度函数以及一个或多个相位函数。实际上，所述两个或更多幅度函数当中的每一个可以具有相关联的频谱分布和对应的带宽。举例来说：第一幅度函数具有第一频谱分布并且第二幅度函数具有第二频谱分布；第一频谱分布和带宽不同于第二频谱分布和带宽。按照相同的方式，多个相位函数可以具有特有的频谱分布和带宽。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中两个或更多函数(幅度和/或相位)具有相关联的频谱密度。实际上，第一函数具有第一频谱密度并且第二函数具有第二频谱密度；第一和第二频谱密度至少部分地彼此统计独立或者部分地不相关。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于呈现信息承载时间函数的表示的方法，其中所期望的信息承载时间函数的参数至少部分地是基于通过装置表征获得的先验知识。
另一个实施例：利用合成步骤生成信息承载时间函数
本发明的另一个实施例是针对一种用于生成信息承载时间函数或其表示的方法，所述方法包括识别信息承载时间函数的一项或多项特性。所述信息承载时间函数例如可以是信号、波形、RF已调信号、RF载波信号或者波形表示或复合波形。可以基于多个信号的复合来合成信息承载时间函数的表示，比如波形、信号、数据集合、电子呈现或其他表现。
所述复合包括把一个或多个信号或者一个或多个信号的某些部分映射到函数及其隶属数值的范围或域，这是根据把混合控制分发到生成信号的装置的函数的动态协方差或互相关而实现的。混合控制的复合统计量可以由以下各项决定：具有源熵H(x)的信息源，对应于装置的可用自由度的数目，每一个自由度的效率，在每一个自由度中分发特定信号速率和信息的相应的可能性。所述复合例如可以包括：检查感兴趣信号的统计参数的协方差；以及互相关和/或所计算和/或测量的相依性。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于生成信息承载时间函数的方法，其中所述多个信号包括三个或更多信号。所述三个或更多信号包括两个或更多幅度函数，以及一个或多个相位函数。实际上，所述两个或更多幅度函数当中的每一个具有频谱分布。举例来说，第一幅度函数具有第一频谱分布和带宽并且第二幅度函数具有第二频谱分布和带宽；第一频谱分布不一定等于第二频谱分布，或者所述两个频谱分布可以至少部分地相关。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的用于生成信息承载时间函数的方法，其中所期望的信息承载时间函数的参数至少部分地是基于装置的先验表征(先验知识)。所述先验知识例如可以包括关于所期望的信息承载时间函数的先前已知的信息，以及例如调制器、编码器或传送器之类的装置的特性。
另一个实施例：生成信息承载时间函数-访问参数
本发明的另一个实施例是针对一种用于生成信息承载时间函数的方法。该方法包括访问所期望的信息承载时间函数的参数。这些参数例如包括幅度、相位、频率或者其函数。基于一个或多个输入信号以及第一函数生成所期望的信息承载时间函数的第一子集表示。把所期望的信息承载时间函数的第一子集表示与所期望的信息承载时间函数的参数进行比较，并且基于所述比较识别出一个差分数量。当所述差分数量超出预定阈值时把输入信号与附加的一个或多个输入信号进行复合，并且基于所述复合步骤生成所期望的信息承载时间函数的第二子集表示。在这种情况下，差分指的是某一期望数值与某一优选参考数值之间的差异。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，其中所述差分数量是信息承载时间函数的合乎期望的特性的函数。实际上，信息承载时间函数的合乎期望的特性包括以下各项当中的一项或多项：幅度的函数、频率的函数和/或相位的函数。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，并且还包括识别幅度、频率和/或相位的一个或多个统计量。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，其中所期望的信息承载时间函数的参数是基于装置的先验表征(先验知识)。该先验知识包括在信息承载时间函数的呈现之前已经知道或者识别出的信息。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，其中第一子集表示和第二子集表示是基于非线性函数。因此，所述子集表示不是线性的。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，其中所期望的信息承载时间函数的参数包括在生成所期望的信息承载时间函数的第一子集表示之前所建立的实数和虚数分量。
另一个实施例：优化电源
本发明的另一个实施例是针对一种用于优化一个或多个电源的相关量度的方法。该方法包括访问信息承载时间函数的表征。所述信息承载时间函数例如可以是信号、波形、RF已调信号、RF载波信号或者其表示或复合波形或电子复制。访问提供电力的多个输入源。这些输入电源还充当构成输入信号，其可以是非线性的和/或被切换的。对其中两个或更多输入信号进行复合，从而生成所期望的输出信息承载时间函数的表示。该表示可以是波形、信号或电子表示。基于所述复合步骤控制至少其中一个电源的操作状态。
另一个实施例：用以控制能量源的装置
本发明的另一个实施例是针对一种用以控制一个或多个能量源的装置。所述装置包括存储模块，其适于存储所期望的信息承载时间函数的特性的一个或多个函数。这些函数例如可以包括以下各项当中的一项或多项：幅度的函数、频率的函数和/或相位的函数。所述信息承载时间函数例如可以是信号、波形、RF已调信号、RF载波信号或者复合波形的表示。
所述装置还包括第一模块，其适于接收一个或多个输入信号并且提供输出信号的第一子集。通过操作耦合到第一模块的第二模块适于接收一个或多个输入信号并且提供输出信号的第二子集。将输出信号的第一子集与输出信号的第二子集进行复合，从而生成所期望的信息承载时间函数的表示。所述复合包括把一个或多个信号或者一个或多个信号的某些部分映射到函数及其隶属数值的范围或域，这是根据把混合控制分发到生成信号的装置的函数的动态协方差或互相关而实现的。混合控制的复合统计量由以下各项决定：具有源熵H(x)的信息源，对应于装置的可用自由度的数目，每一个自由度的效率，在每一个自由度中分发特定信号速率以及信息的相应的可能性。所述复合处理例如可以包括：检查感兴趣信号的统计参数的协方差；以及互相关和/或所计算的相依性。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的装置，其中第一模块和第二模块是非线性模块。也就是说，第一和第二模块获得非线性输入信号。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的装置，并且还包括通过操作耦合到第二模块的一个节点，其适于接收所期望的信息承载时间函数的表示并且提供所期望的信息承载时间函数的线性表示。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的装置，其中在从混合控制导出的输入信号的第一子集当中的一个或多个个与从混合控制导出的输入信号的第二子集当中的一个或多个个的复合期间重组信号。所述重组是与例如常常是标准的质量量度相容的所期望的信息承载时间函数。
另一个实施例：呈现信息承载时间函数的表示的方法
本发明的另一个实施例是针对一种用于呈现信息承载时间函数的表示的方法。所述信息承载时间函数例如可以是信号、波形、RF已调信号、RF载波信号或者其波形表示或复合波形或电子表示。
所述方法包括利用一个或多个能量源。这些能量源例如可以是一块或多块电池、一个或多个供电装置、一个或多个其他电源或者这些能量源的组合。所述一个或多个能量源被划分在所选择的域内，以便高效地生成被用来形成所呈现的信息承载时间函数的信号。域例如包括对于FLUTTERTM算法内的数学和/或逻辑运算或计算是相关的数值或数值函数的范围。域可以应用于多个维度并且因此限制超几何数量，并且其可以包括实数和虚数数字或者任何适当的数学和/或逻辑函数。所生成的信号被分配以便呈现信息承载时间函数的表示，从而使得所述分配与至少其中一个或多于一个能量源的操作状态的改变相关联。所述分配可以由一项或多项混合控制来协调，比如根据FLUTTERTM算法的BLENDEDCONTROL FUNCTION BY PARKERVISIONTM。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的呈现方法，并且还包括迭代地优化用于输入信号的分配的混合函数。该优化包括实施装置及其所呈现的信息承载时间函数的表征以及构造混合控制，比如根据FLUTTERTM算法的BLENDED CONTROL FUNCTION BYPARKERVISIONTM。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的呈现方法，其中所述信息承载时间函数是波形。该波形是基于激励函数，其可以包括对于装置的其中一些或所有自由度、维度和域的激励。
另一个实施例：通过访问参数来呈现信息承载时间函数
本发明的另一个实施例是针对一种用于呈现信息承载时间函数的表示的方法。所述方法包括访问多个所期望的信息承载时间函数的参数，比如信号、波形、RF已调信号和RF载波信号或者波形表示或复合波形。所述多个所期望的信息承载时间函数可以被基本上同时(或者并发地或并行地)呈现。与多个所期望的信息承载时间函数当中的每一个相关联的多个信号(信号子集)被复合。该复合例如包括把一个或多个信号或者一个或多个信号的某些部分映射到函数及其隶属数值的范围或域，这是根据把混合控制分发到生成信号的装置的所述函数的动态协方差或互相关而实现的。混合控制的复合统计量由以下各项决定：具有源熵H(x)的信息源，对应于装置的可用自由度的数目，每一个自由度的效率，以及在每一个自由度中分发特定信号速率以及信息的相应的可能性。所述多个所期望的信息承载时间函数当中的每一个作为所述复合步骤的一部分被生成。该表示例如可以是波形、信号、RF已调信号或电子数据，其可以被存储在电子存储介质、计算机可读介质上，并且/或者通过例如网络、无线介质或有线介质之类的通信介质被传送到远程位置。
另一个实施例：考虑自由度
本发明的另一个实施例是针对一种方法，所述方法包括考虑系统中的所期望的自由度的数目和/或影响，以及考虑系统中的不合期望的自由度的数目和/或影响。利用能量波形和/或信号和/或其他激发源激发其中一个或多个所期望的自由度。对其中一个或多个所期望的自由度的响应进行评估。该实施例被使用在具有所期望的自由度和不合期望的自由度的系统中。可以向系统施加能量以便激发其中一个或多个所期望的自由度。不合期望的自由度将被所施加的能量激发，并且可以评估不合期望的自由度对于所施加的能量的响应。此外，可以对于相应的激发监测和评估所期望的自由度。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，并且还包括利用装置和所期望的信号的先验表征(先验知识)——也就是先验信息——来识别和/或表征所期望的自由度。该先验知识是在最终呈现之前所先前获得或者先前获取的关于装置和所期望的信息承载时间函数的数据。所期望的信息承载时间函数例如可以是信号、波形、RF已调信号、RF载波信号或者波形表示或复合波形。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，并且还包括表征对应于系统的所期望的自由度。这例如包括被有目的地涉及到系统中的自由度。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，其中不合期望的自由度包括捡拾能量的不合期望的现象。这例如可以包括旋转、平移、振动以及其他形式的能量，其中包括生成热量或者任何不合期望的乱真现象的装置模式。不合期望的自由度包括并非被有目的地涉及到系统中的自由度。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，并且还包括识别和/或表征自由度的总数。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，并且还包括估计其中一个或多个不合期望的自由度将处于受激发状态或相对未激发状态的一项或多项概率，以及概率相对于分布在这些状态中的能量的关系。利用所估计的一项或多项概率，控制或节制其中一个或多个不合期望的自由度的(多种)效果。基于先前或先验装置表征以及所期望的信息承载时间函数的统计量来估计所述一项或多项概率。
本发明的另一个实施例是针对前面所描述的方法，并且还包括识别一项或多项热特性以便计算其中一个或多个不合期望的自由度将处于受激发或未激发状态的概率，以及概率相对于分布在这些状态中的能量电平的关系。
另一个实施例：多输入多输出系统
本发明的另一个实施例是针对一种方法，所述方法包括处理一个或多个信息源输入H1(x),H2(x)…Hm(x)，其中m是任何适当的整数，以及使用FLUTTERTM和混合控制算法来产生一个或多个信息承载时间函数。这样的信息承载时间函数也被称作输出信号，并且被列举成1,2…n，其中n是适当的整数，所述输出信号是通过混合控制从任意数目的m个信息源和FLUTTERTM算法呈现的。举例来说，可以把任意数目的m个输入映射到任意数目的n个输出，其中m可以或者可以不等于n。n个输出信号或者替换地是输出信道当中的每一个可以是独立的或相关的复合的结果。也就是说，n个输出当中的每一个可以在所需要或期望的任何程度上共享信息。这一算法可以被使用在例如多输入多输出(MIMO)和分集处理之类的应用中。此外，n可以小于m，从而把m个输入信息源映射到更少的输出信号。
相应地，本发明的实施例希望不涵盖任何先前已知的产品、制作产品的处理或者使用产品的方法，因此申请人保留权利并且在此公开对于任何先前已知的产品、处理或方法的放弃权利声明。还应当注意到，本发明的实施例不意图在本发明的范围内涵盖不满足USPTO(35U.S.C.§112，第一段)或EPO(EPC的第83条)的书面描述和授权要求的任何产品、处理、产品的制作或者使用产品的方法，因此申请人保留权利并且在此公开对于任何先前描述的产品、制作产品的处理或者使用产品的方法的放弃权利声明。
应当提到的是，在本公开内容中并且特别是在权利要求书和/或段落中，例如“包括”之类的术语可以具有在美国专利法下为之赋予的含义；例如其可以意味着“包含”等等；并且例如“实质上由...构成”之类的术语具有在美国专利法下为之赋予的含义，例如其允许未被明确引述的元素，但是排除在现有技术中找到的或者影响本发明的基本或新颖特性的元素。
这些和其他实施例由后面的具体实施方式部分公开，或者从中显而易见并且为之所涵盖。
附图说明
专利或申请文件包含至少一幅用彩色绘制的附图。具有(多幅)彩色附图的本专利或专利申请公开的拷贝将由专利局在收到请求及支付必要的费用时提供。
为了实现前述和有关目的，在这里将结合后面的描述和附图来描述本发明的某些说明性方面。但是这些方面仅仅表明可以在其中采用本发明的原理的多种方式当中的少数几种，并且本发明的实施例意图包括这样的方面及其等效方案。通过结合附图考虑后面对于本发明的实施例的描述，本发明的其他优点、实施例和新颖特征可以变得显而易见。通过举例的方式给出的后面的描述不意图把本发明限制到仅仅所描述的具体实施例，并且可以结合附图来理解，其中：
图1示出了FLUTTERTM、混合控制和复合之间的相互联系和关系的方块图。
图2示出了具有混合控制的调制器装置的方块图。
图3示出了具有混合控制的能量变换和熵处理的图示。
图4所示的方块图示出了解析信息量度H(x)v,i，v＝1,2,3…n(其中“n”是任何适当的数字)，i＝1,2,3…l(其中“l”是任何适当的数字)。
图5所示的方块图示出了信道对H(x)的修改。
图6示出了具有0.5均值的近似高斯概率密度函数(pdf)的图形表示。
图7示出了近似截断高斯概率密度函数(pdf)的图形表示。
图8示出了具有两个输入信号和/或波形以及一个输出信号的求和节点的示意图。
图9A和9B分别示出了可以对于本发明的实施例使用的差分和单端第I型串联调制器的表示。
图10A和10B分别示出了可以对于本发明的实施例使用的差分和单端第I型旁路调制器的表示。
图11示出了特定参数下的对应于输出电压的近似高斯概率密度函数(pdf)的图形表示。
图12示出了对应于特定的第I型调制器的瞬时效率的概率密度函数(pdf)的图形表示。
图13利用方块图示出了一种用于利用混合控制和复合生成信息承载时间函数的方法。
图14利用方块图示出了一种用于利用混合控制和复合生成信息承载时间函数的方法。
图15示出了用以减小每个分支的峰值平均功率比(PAPR)的并行信道配置的一个实例。
图16示出了具有三个可能的能量分区的伪相位空间样本的一个实例。
图17示出了特定参数下的对应于输出电压的近似高斯概率密度函数(pdf)的图形表示，其中示出了与三个能量分区相关联的一个实例。
图18示出了随着遍历受到统计影响的边界而转变的电路的方块图。
图19示出了作为对应于调制器的能量分区数目的函数的瞬时波形效率的图形表示。
图20示出了串联第II型调制器的一个实例。
图21示出了旁路第II型调制器的一个实例。
图22在拓扑信号流方面示出了信息和能量分区组织。
图23A和23B分别示出了差分量值和差分相位熵表面的特定图形图示。
图24A和24B分别示出了减小的差分量值和差分相位熵表面的特定图形图示。
图25示出了绘制在电压和概率轴上的信息承载时间函数的复合统计量以及各个信号域的统计量的一个实例。
图26示出了用于合成FLUTTERTM和混合控制的流程图。
图27示出了使用具有(i)个固定电源分区和v个辅助自由度的FLUTTERTM的电路的一个实例。
图28示出了图27的Thévenized等效方案的一个实例。
图29示出了使用具有对应于其中一个或多个能量分区的切换或可变供电装置的FLUTTERTM的电路的一个实例。
图30示出了图29的串联等效方案。
图31示出了可以对于FLUTTERTM算法使用的调制器架构的一个实例。
图32示出了可以对于FLUTTERTM算法使用的调制器架构的一个实例。
图33示出了与作为FLUTTERTM算法的一部分的混合控制的应用相关联的一些信号的一个实例。
图34示出了与作为FLUTTERTM算法的一部分的混合控制的应用相关联的一些信号的一个实例。
图35示出了级联开关结构。
图36示出了并联开关拓扑。
图37示出了利用基于FLUTTERTM或混合控制的架构从一个或多个信息源构造的一个或多个复合信息承载时间函数的一个实例。
图38示出了用于形成差分表面的二维几何结构的一个实例。
图39示出了与把FLUTTERTM算法应用于第1型调制器相关联的热力学效率增强性能曲线图的一个实例。
具体实施方式
后面跟将参照在附图中描述和/或示出并且在后面的描述中详细描述的非限制性实施例、方面和实例来更加全面地解释本发明的实施例及其各种特征和有利细节。应当提到的是，即使没有在这里明确地阐述，但是本领域技术人员将认识到，一个实施例或方面的特征可以对于其他实施例被采用。这里所使用的实例仅仅意图促进对于可以在其中实践本发明的方式的理解，并且进一步允许本领域技术人员实践本发明的实施例。相应地，这里的实例和实施例不应当被解释成限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
定义
热力学第一定律：第一定律常常通过以下声明来阐述：封闭系统的内部能量的改变等于供给到系统的热量的数量减去由系统对其周围环境所做的功的数量。在第一定律阐述的延伸中，可以用其他形式的能量(包括电能)来替代热能。热力学第一定律是能量守恒定律，其暗示的能量无法被创造或消灭。能量可以被变换或传输，但是去到隔离的处理或系统的能量输入的总和的数值计算将等于存储在所述处理或系统中的总能量加上来自所述处理或系统的能量输出。能量守恒定律声明，隔离系统的总能量是恒定的。热力学第一定律有时被简称作第一定律。
热力学第二定律：第二定律是定义热力学熵的概念的基本公设，其适用于涉及可测量的能量传递(通常是热能传递)的任何系统。在统计力学中，利用Shannon的熵从信息理论来定义信息熵。在统计力学的语言中，熵是对应于系统的单个宏观状态的系统的替换微观配置或状态的数目。第二定律的一个结果是实际的物理系统永远无法实现100％热力学效率。此外，隔离系统的熵将总是具有不断增大的熵，直到达到平衡点为止。热力学第二定律被简称作第二定律。
ACPR：邻近信道功率比通常是以分贝(dB)计被测量为每单位带宽的“带外”功率与每单位带宽的“带内”信号功率的比值。这一测量通常是在频率域内实现的。带外功率通常是所不想要的。
A.C.：对应于电荷传输的方向以及/或者与经过电路的移动电荷相关联的电磁场的改变的交变电流。电流流动的一个方向通常被标记为正，并且电流流动的相反方向被标记为负，并且电流流动的方向将随着时间在正负之间来回改变。
访问：获得、检查或取回；使用的能力；获得或利用某事项的自由或能力。
考虑(account)：记录、总结；保持记录；报告或描述存在。
A.C.耦合：如果D.C.电流无法经过接口但是A.C.电流或信号或波形可以经过接口，则电路或系统/模块在其接口处A.C.耦合到另一个电路或系统/模块。
A.C.L.R.：邻近信道泄漏比是关于来自特定信道分配的多少信号泄漏到邻近信道的度量。在这种情况下，信道指的是一个频带。当信号由非线性系统处理时，发生从一个频道或一个信道到另一个频带或信道的泄漏。
A/D：模拟到数字转换。
适配：修改或调节或重建以供利用。
调节：改动或改变或设置所期望的结果或后果。
算法：遵循一定序列的步骤集合，以便求解数学问题或者完成处理或操作，比如(例如)根据FLUTTERTM生成信号。
对准：设置在所期望的排列中；调节相对于另一个物体、物品或事项的位置，或者按照相对意义调节物体、物品或事项的质量/特性。
分配：指派、分布、指定或分派。
幅度：可以随着时间改变的标量数值。幅度可以根据其相对于零值的自变量被关联为函数的数值。通过由函数乘以一个常数，幅度可以被用来增大或衰减信号的数值。更大的常数乘数增大幅度，而更小的相对常数则减小幅度。幅度既可以取正值也可以取负值。
信息的湮灭：信息熵传递到不再能够由系统的信息承载自由度访问的非信息承载自由度中，并且因此在实际意义上丢失，即使印记通过热力学熵的相应增大被传递到环境。
装置：总体上针对一个目标和/或要求的集合的活动、算法、功能、模块、处理的任何系统或系统性组织：取决于总体上实现某一要求的应用，电子装置由算法、软件、功能、模块的适当组合构成。被设计用于特定用途的材料或装备或模块的集合。
应用相位空间：应用相位空间是比相位空间更高层级的抽象。应用相位空间由通过装置内的模块和功能在宏观层级下组织的相位空间的一项或多项属性构成。相位空间可以考虑微观(分子)层级的物态，而应用相位空间则包括对应于物态的大块(bulk)统计量的考虑，其中所述大块与对应于装置的模块功能或自由度相关联。
近似：近似：几乎正确或确切；在数值或数量方面接近但是不完全精确；接近正确或确切。
先验(apriori)：基于从通过先前的经验、观察、表征和/或测量导致的尝试进行的推断所能获得的知识。其被事先形成或构想；与可以通过关于某些事物如何工作的理解而不是通过观察所获得的知识有关；通过经验预先假定。其有时被分开写成a priori。
相互连贯(articulating)：按照刻意的方式利用装置的多项设施来操纵多个自由度，从而实现功能或处理。
关联：与另一个对象或事物相关；按照某种方式或者在某种程度上联系在一起。
自相关：把信号或波形与自身进行比较的方法。举例来说，时间-自相关函数把信号或波形的时间偏移版本与自身进行比较。所述比较是通过相关进行的。
自协方差：一旦去除了信号和/或波形的平均值，把信号或波形与自身进行比较的方法。举例来说，时间自协方差函数把信号或波形与所述信号或波形的时间偏移版本进行比较。
带宽：根据某种所期望的性能量度把信号的一大部分限制或分布在其上的频率跨距。对于上、下频带(跨距)边缘常常分配3dB功率量度，以便促进定义。但是有时也分配/规定不同的频率跨距相对于功率量度或者频率跨距相对于相位量度或者频率跨距相对于时间量度。取决于上下文，频率跨距有时也可以被称作频带或带宽。
基带：接近零Hz的频率范围，并且包括零Hz。
片元：处于某一范围或域内的数值子集或数值跨距。
比特：利用以2为底的数字计算的信息度量(二进制数位)的单位。
混合控制：作为FLUTTERTM算法的一部分生成的动态分发的控制信号的集合，其被用来对通信装置的信息编码和调制设施进行编程、配置和动态操纵。
混合控制函数：根据优化算法被分发到装置的动态可配置控制的集合，其考虑到H(x)、输入信息熵、波形标准、重要硬件变量和操作参数。混合控制函数由
Figure BDA0000977089350000311
表示，其中v+i是对应于正被控制的装置的自由度的总数。BLENDED CONTROL BY PARKERVISIONTM是ParkerVision公司(Jacksonville，Florida)的注册商标。
分支：电路或算法或架构内的一条路径。
总线：比如连线或信号线之类的一个或多于一个互连结构，其可以充当电路或模块之间的接口，并且传输数字或模拟信息或者全部二者。
C：作为电荷的数量的库伦(coulomb)的缩写。
计算：求解；探测其含义；获得关于某事的一般概念；通过处理来确定。求解数学问题或等式。
容量：通过通信信道的信息传输的最大可能速率，同时保持指定的质量量度。根据上下文，容量还可以被标示(缩写)成C，或者可能具有下标的C。其不应当与作为电荷的数量的库伦(Coulomb)混淆。有时通过信道的某些限制性特性来限制容量的资格。
级联：顺序地传递或表示某一数量或多个数量。顺序地传递某一数量或多个数量。
共射共基(cascoding)：使用电源连接配置来增加潜在能量。
因果(causal)：因果系统意味着系统的输出响应(作为时间的函数)不能在其输入激励之前。
CDF或cdf：概率理论和统计学中的累积分布函数，累积分布函数(CDF)描述将在小于或等于x的数值处找到具有给定概率分布的实数值随机变量X的概率。累积分布函数还被用来规定多元随机变量的分布。cdf可以通过相关pdf域上的积分或累加而获得。
表征：描述某事物的质量或属性。确定对象或系统的质量或属性的处理。
信道频率：对应于信道的中心频率。对应于被分配给某一信道的频率范围或跨距的中心频率。
电荷：与电子或质子相关联的以库伦计的基本单位，～±1.602×10-19C.，或者其整倍数。
代码：总体上具有信息熵的符号组合。
通信：通过空间和时间的信息传输。
通信信道：具有促进信号传输的材料和/或空间质量的任何路径。
通信接收器：对应于通信信号的目标负载，或者利用通信信号的装置。这种情况下的负载指的是消耗应用信号并且耗散能量的端接。
复数相关：所比较的变量由复数表示。所得到的量度可以具有复数结果。
复数：具有两个分量的数字：实部和虚部。虚部通常与具有数值
Figure BDA0000977089350000334
的乘法符号(i或j)相关联。所述数字被用来表示两条不同数线上的数值，并且对于这些数字的运算或计算需要使用复数算术。复数算术和相关联的数字常常被使用在研究信号、数学空间、物理以及许多科学和工程分支中。
复数信号包络：适合于RF以及其他应用的信号x(t)的数学描述。下面的各种数量和关系可以利用矢量分析和三角学以及复数算术从彼此导出。
Figure BDA0000977089350000331
x(t)＝aI(t)cos(ωct+φ(t))-aQ(t)sin(ωct+φ(t)
ωc≡载波频率
φ(t)≡相位信息vs时间
α(t)≡幅度信息VS时间
Figure BDA0000977089350000332
Figure BDA0000977089350000333
[sjgn]≡在复数信号/波形平面中考虑φ(t)的象限的函数。其有时被称作复数包络或简单地称作包络。
复合：根据FLUTTERTM算法把一个或多个构成信号或者一个或多个构成信号的某些部分映射到域及其隶属函数和自变量。在FLUTTERTM算法中开发的混合控制调整对于每一个构成信号的信息分发。混合控制的复合统计量由以下各项决定：具有源熵H(x)的信息源，对应于装置的可用自由度的数目，每一个自由度的效率，以及在每一个自由度中分发特定信号速率以及信息的相应的可能性。
考虑因素：在作出决定时用作因素。
星座：具有相关联的图案的某一坐标系中的坐标集合。
星座点：来自星座的单个坐标。
构成信号：作为FLUTTERTM中的并行处理路径的一部分的信号，并且被用来通过复合或其他操作形成更加复杂的信号。
坐标：对数学空间内的位置进行定性和/或量化的数值。其还可以具有含义以便管理处理。
相关：可以用来比较两个或更多变量的相似性的度量。度量1意味着其是等效的，度量0意味着所述变量完全不同。度量-1意味着所述变量相反或相逆。除零之外的处于-1到+1之间的数值还提供相对相似性量度。
协方差：这是两个不同随机变量之间的相关操作，在实施相关之前为之提取了所述随机变量的期望值或平均值。
创建：制作或产生或使其存在；存在；使产生。合成、生成。
互相关：两个不同变量之间的相关。
互协方差：两个不同随机变量之间的协方差。
电流：经过电路的每单位时间的电荷流动。
d2pTM ：Direct to Power(Direct2PowerTM)是ParkerVision Inc.的注册商标，其对应于专有RF调制器和传送器架构以及调制器设备。
D/A：数字到模拟转换
数据速率：每单位时间的信息流动的速率。
D.C.：直流指的是经过电路的特定路径中的每单位时间的平均电荷转移。这与AC电流形成对照，后者可以随着时间沿着电路路径交替方向。通常来说，特定方向被指派成正直流，并且经过电路的电流流动的相反方向为负。
D.C.耦合：如果D.C.电流或恒定波形数值可以经过接口，则电路或系统/模块在其接口处D.C.耦合到另一个电路或系统/模块。
DCPS：数字控制电源或能量源
解码：从已编码信号提取信息的处理。
解码时间：用以实现部分或全部解码的时间间隔。
自由度：可以把能量和/或信息单独地或联合地赋予和提取到其中的某一空间(例如相位空间)的子集，这是根据可以确定相互依赖性的具有资格的规则而实现的。这样的空间可以是多维的，并且支持多个自由度。单个维度也可以支持多个自由度。自由度可以彼此具有任何依赖关系，但是如果其是部分地或者完全不相关的，则被视为是至少部分地独立的。自由度还具有通信装置的信息编码和调制功能中的相应的实现方式。装置中的用于编码信息的不同机制可以被视为自由度。
增量函数：在数学中，Dirac增量函数或δ函数是实数线上的一般化函数或分布，除了在指定的函数自变量处，其在别处都是零，并且当在整个实数线上积分时具有等于数值1的积分。加权增量函数是乘以一个常数或变量的增量函数。
针对相位空间的状态的密度：比如相位空间之类的某一数学、集合空间的相关坐标的集合的函数，其可以被指派独有的时间和/或概率以及/或者概率密度。概率密度可以在统计上表征有意义的物理量，所述物理量可以进一步由标量、矢量和张量表示。
导出：按照可以通过测量、分析或推断来证实的方式源自某一源。
所期望的自由度：利用信息高效地编码的自由度。这些自由度增强信息守恒，并且在最大的实际程度上是能量守恒的。其也被称作信息承载自由度。这些自由度可以被有意地控制或操纵，以便通过例如由FLUTTERTM算法所允许的混合控制函数之类的算法或函数及其应用来实现系统的因果相应。
维度：数学空间的量度。单个空间可以具有一个或多于一个维度。维度常常是正交的。普通的空间具有3个维度：长度、宽度和深度。但是维度还可以按照任何适当的数量或组合包括时间量度、代码量度、频率量度、相位量度、空间量度和抽象量度。
域：对于数学或逻辑允许或计算相关的数值或数值函数的范围。域可以涵盖与一个或多个自由度以及一个或多个维度相关联的处理，并且因此限制超几何数量。域可以包括实数和虚数数字，以及/或者逻辑和数学函数及其自变量的任何集合。
编码：把信息印到波形上从而产生信息承载时间函数的处理。
编码时间：用以实现部分或全部编码的时间间隔。
能量：用以实现做功的容量，其中功被定义成经过空间和时间移动物体或相关联的物理场(实质或虚拟)所需的能量的数量。可以以焦耳为单位来测量能量。
能量函数：可以通过其自变量来评估的任何函数，以便基于函数自变量来计算用以实现做功的容量。举例来说，能量可以是时间、频率、相位、样本等等的函数。当能量是时间的函数时，取决于情境以及能量分发相对于某一参考时间间隔的关系，其可以被称作瞬时功率或平均功率。在隐含地或明确地给出关于在其中分发能量的某一参考时间间隔的知识的情况下，可以互换术语功率和能量的使用。
能量分区：具有用以实现做功的容量的可区分的梯度场的函数。可以通过能量的函数、功率的函数、电流的函数、电压的函数或者该列表的某种组合来指定分区。
通过对其进行定义的不同变量范围来区分能量分区。举例来说，在i个可能的能量域当中，第k个能量域可以与特定电压范围或电流范围或能量范围或动量范围等等相关联。
一个或多个能量源：从所述一个或多个源的一个或多个访问节点向一个或多个装置供给能量的一个或多个设备。一个或多个能量源可以供给单个装置。一个或多个能量源可以供给多于一个装置。
熵：熵是与可以发现系统处于其中的可能状态的数目的对数成比例的不确定性量度，并且是根据每一个状态的概率权重。
{举例来说：信息熵是基于来自源的所有可能符号及其对应概率的信息源的不确定性。}
{举例来说：物理熵是对应于具有若干自由度的物理系统的状态的不确定性。每一个自由度可以具有某一能量激发概率。}
平衡：平衡是对应于系统的其中熵是稳定的(也就是不再改变)状态。
各态历经(ergodic)：随机过程，其中从过程变量的时间样本导出的统计量对应于从所述过程选择的独立系综的统计量。对于各态历经系综，除了度量为零的表示的一个子集之外，系综上的随机变量的函数的平均值以概率1等于所述系综的特定成员函数的一个或多个可能的时间平移上的平均值。虽然过程可能不是完美地各态历经的，但是其可以被适当地近似，从而处在多种实际情况之下。
以太：电磁传送介质，除非另行表明，否则通常是理想的自由空间。其可以被视为物理信道的一个实例。
EVM：应用于在矢量空间中描述的所采样信号的误差矢量量值。样本时间处的信号的不想要的方差(或近似方差)中的功率与对于适当的信号预期的均方根功率的比值。
受激发：相对于某一规范的受激励状态或者受激励状态的证据。
反馈：从电路或模块或装置的输出到输入的信号流的方向。利用控制环路，这样的架构或拓扑的当前输出数值按照影响未来输出的方式被返回或“反馈”到电路或模块的某些部分。有时这可以被称作闭环前馈(CLFF)，以表明在架构中存在控制环路。
前馈：从电路或模块或装置的输入到输出的信号流的方向。利用控制环路，这样的架构或拓扑的当前输出数值不按照影响未来输出的方式被返回或“反馈”到电路或模块的某些部分。有时这可以被称作开环前馈(OLFF)，以表明在架构中不存在控制环路。
FLUTTERTM ：管理系统的一个或多个自由度以便通过混合控制函数向通信装置内的功能/模块高效地分发能量的算法。FLUTTERTM是ParkerVision公司(Jacksonville，Florida)的注册商标。
频率：(a)每单位时间规则地发生的特定可区分时间的数目，其通常被归一化到每秒的基础。波形或振荡的每单位时间的循环或完成交替的数目，其也通过赫兹(Hz)或者每秒的弧度给出(在这种情况下循环或交替被视为事件)。事件还可以是每单位时间的样本、每单位时间的脉冲等等。每单位时间的事件的平均速率。
(b)在统计学和概率理论中，术语“频率”涉及相对于可能发生的某一总数的事件的发生频度或可能性。可以对特定数值或质量的发生次数进行计数并且与某一总数进行比较，从而获得频率。
频率跨距：频率数值的范围。频率数值带。信道。
函数：
Figure BDA0000977089350000381
或
Figure BDA0000977089350000382
被用来表明括号{}中的数量或表达法(也被称作自变量)的“函数”。所述函数可以是数学和/或逻辑运算的组合。
谐波：其具有重复性或节奏性特质，节奏或频率可以被指派赫兹(Hz)或每秒弧度(rad/s)或者其整数倍的单位。举例来说，频率为fc的信号具有1fcHz的一次谐波，2fcHz的二次谐波，3fcHz的三次谐波，后面以此类推。1fcHz或者简单地fcHz的频率被称作基频。
超几何流形：在具有4个或更多维度的空间中描述的数学表面。每一个维度还可以由复数数量构成。
阻抗：针对电路中的时变电流流动的对抗的度量。阻抗由复数表示，其具有也被称作电阻的实部或分量，以及也被称作电抗的虚部或分量。所述度量的单位是欧姆。
印记(imprint)：复制信息、信号、式样或对象集合的处理。信息、信号、式样或对象集合的复制。
信息：包含由以下各项的累积确定的信息数量的消息(符号序列)；对应于消息的一个或多个符号，符号概率的对数乘以负的符号概率。在这种情况下，符号是指来自单独可区分的源字母表的某一字符或表示，并且在消息的上下文中以某一概率出现。因此，信息是数据、消息或者构成消息的符号中的不确定性的度量。前面所描述的计算是信息熵度量。熵越大，信息内容就越大。取决于对数的底，信息可以被指派比特或奈特的单位。
此外，出于公开的目的，信息将与物理系统和处理相关联，以作为来自某一已知的可能性集合的不确定性，其可以影响能够解释事件的动态系统的状态。事件是由来自消息的符号指示或控制的物理动作或反应。
信息承载：其能够支持信息的编码。举例来说，信息承载自由度是可以利用信息编码的自由度。
信息承载函数：可以被索引的信息样本的任何集合。
信息承载时间函数：已经利用信息被编码并且因此成为信号的任何波形。可以通过利用信息编码的某一变量相对于时间来指派有关的被索引数值。
信息熵：此外还为H(p(x))给出缩写记号H(x)，其指代具有概率密度(x)的源字母表的熵，或者与来自源字母表的符号(x)的出现相关联的不确定性。取决于情境，量度H(x)可以具有比特或比特/每秒的单位，但是如果p(x)i是离散随机变量则由下式定义：
H＝(x)∑i-p(xi)logb(p(xi))
如果p(x)是连续随机变量，则：
Figure BDA0000977089350000391
使用混合概率密度、混合随机变量，离散和连续熵函数都可以对于具有度量1的归一化概率空间应用。每当b＝2时，信息用比特来测量。如果b＝e，则信息由奈特给出。H(x)常常可以被用来对信息源进行量化。H(x)、Hx或者其他表示可以被称作“信息”、“信息不确定性”或“不确定性”。应当理解的是，在这样的速记参考中，信息的数量、其熵或不确定性是固有的。
信息流：具有信息量度的符号或样本的序列。举例来说，代码是信息流的一个实例。消息是信息流的一个实例。
输入样本：在针对功能、模块、装置或系统的输入处获取的信号、波形或数据流的数量或数值。
瞬时：在没有任何可察觉的持续时间的情况下完成、发生或起作用；在没有刻意引入任何延迟的情况下实现；在特定时刻发生或存在。
瞬时效率：这是从装置的瞬时输出功率除以瞬时输入功率的比值获得的时变效率，其中考虑到输入与输出的统计相关。可以对输出与输入功率的比值进行平均。
积分：该术语可以意味着实施积分的数学运算，或者把一定数目的组成部分或部分合在一起以形成一个整体。
接口：不同的对象或模块或电路在该处会合并且彼此通信或交互或者交换数值或属性或数量的位置或区域。
互调失真：由于系统的非线性导致的失真。这些失真可能在特定所期望的信号经过系统被处理时对其造成破坏。
迭代：其涉及重复。其涉及数值递增或属性改变时的重复。
kB ：(参见Boltzmann常数)
线：存在于参考坐标系中的两个或更多维度中的几何对象。线具有参考坐标系内的连续的特定坐标序列，并且还具有沿着其长度的每一个坐标(点)处的有限导数。线可以部分地由其弧长和曲率半径来描述。曲率半径在沿着其长度的所有点处大于零。曲线还可以通过位置矢量的尖端来描述，其对于描述矢量在所期望的坐标系中的规定连续相位函数和规定连续量值函数来访问沿着线的每一个点。
线段：具有起始坐标和结束坐标的线的一部分。
线性：其涉及系统把系统的输入递送到系统的输出的质量。线性系统遵守叠加原理。
线性操作：遵守叠加原理的模块、系统或装置的任何操作。
LO：本地振荡器
逻辑：被视为有效的或错误的特定推理模式，其是可预测的并且是前后一致的。
逻辑函数：应用某些逻辑规则以便从一项或多项输入产生输出的电路、模块、系统或处理器。
宏观自由度：具有可分离的概率密度的应用相位空间的独有部分，其可以由可从函数
Figure BDA0000977089350000401
和/或
Figure BDA0000977089350000402
导出的都有物理控制来操纵，所述函数有时被称作混合控制或混合控制信号。该函数考虑到对应于系统的所期望的自由度以及不合期望的自由度。这些自由度(所期望的和不合期望的)可以是系统变量的函数，并且可以通过关于装置先验信息的先验知识来表征。
量值：与平方矢量量值的平方根成比例的数值定量测量或数值。
流形：可以是封闭的3个或更多维度中的表面。
操纵：移动或控制；利用处理设备或算法进行处理。
数学描述：基于表征所描述的对象的数学原理的等式、函数和规则的集合。
消息：具有所期望的信息含义或者数量和质量的符号序列。
量度：测量标准；定量标准或表示；用于比较两个或更多数量的基础。举例来说，可以把数量或数值与某一参考数量或数值进行比较。
微观自由度：由于自由度内的不合期望的模式，微观自由度被自发地激发。这例如可以包括不想要的焦耳加热、颤噪声、光子发射、电磁(EM)场发射以及多种相关的和不相关的信号质量降低。
MIMO：多输入多输出系统架构。
MISO：多输入单输出运算符。
混合：两个或更多元素的组合；由具有变化的比例的两个或更多组成部分或构成部分形成的一部分。混合可以使得各个组成部分或构成部分保留其单独的属性，或者改变各个组成部分或构成部分的单独属性。
混合分区：由具有实数或虚数表示的标量、矢量、张量的任意组合构成的分区。
MMSE：最小均方误差。其使得数量
Figure BDA0000977089350000411
最小化，其中
Figure BDA0000977089350000412
是随机变量X的估计。
Figure BDA0000977089350000413
通常可以从测量观测，或者可以从可观测测量导出，或者由关于一个或多个统计量的假设暗示。
模式：能量分发到自由度中的方式。举例来说，动能可以在振动、旋转和平移形式或模式中找到。在这些模式当中的每一种模式内，可以存在一个或多于一个自由度。例如在信号的情况下，所述模式可以是频率或相位或幅度等等。在这些信号表现或模式当中的每一种表现或模式内，可以存在一个或多于一个自由度。
修改：改变某事物的一些或所有部分。
调制：波形改变，根据信息编码，把波形变换成信号。
调制架构：由允许调制的模块和/或功能构成的系统拓扑。
已调载波信号：具有改变的相位和/或改变的幅度和/或改变的频率的某一物理量(比如电流或电压)的正弦波波形，其中相位和幅度的改变与编码到相位和幅度上的某种信息成比例。此外，频率也可以利用信息来编码，因此作为调制的结果而改变。
模块：与处理有关的实体，其是硬件、软件、硬件与软件的组合或者执行中的软件。举例来说，模块可以是(而不限于)运行在处理器或微处理器上的进程、对象、可执行程序、执行线程、程序和/或计算机。一个或多个模块可以驻留在一个进程和/或执行线程内，并且一个模块可以局部化在一个芯片或处理器上，以及/或者分布在两个或更多芯片或处理器之间。术语“模块”还意味着软件代码、机器语言或汇编语言，可以存储一个或多个算法的电子介质，或者适于执行程序代码或其他所存储的指令的处理单元。模块还可以由某种组合的或者单独的模拟、数字和/或软件函数构成。举例来说，运算放大器可以被视为模拟模块。
多重性：作为复数或许多的质量或状态。
奈特：例如具有自然对数底的数字计算的信息度量的单位。
节点：与规程、算法、示意图、方块图或其他分级对象有关的分析、计算、测量、参考、输入或输出的点。附着到示意图或方块图的一个节点的对象、功能、电路或模块访问该节点所共同的相同的信号和/或信号函数。
非中心：其涉及信号或统计数量；所述信号或统计数量由非零均值随机过程或随机变量表征。
非激发：受激发的对立面(参见未激发)
非线性：不遵守叠加原理。不遵守叠加原理的系统或功能。
非线性操作：对于通过系统递送到输出的输入不遵守叠加原理的装置、模块或系统的功能。
Nyquist速率：两倍于将通过采样再现的信号的最大频率的速率。
Nyquist-Shannon标准：其也被称作Nyquist-Shannon采样标准；其要求用于重建信号或者获取/采样信号的采样率是信号带宽的至少两倍(通常作为Shannon的工作的暗示相关联)。在特定条件下，所述要求可能变得更加严格，这是在于所要求的采样率可以被定义成正被采样、获取或重建的信号的最大平率的两倍频率(通常归因于Nyquist)。在基带处，全部两种解释等效地适用。在通带处理论上可以设想使用第一种解释，从而给出最低采样率。
对象：某一事物、功能、处理、描述、表征或操作。取决于使用情境，对象可以是抽象的或实质性的，具有数学形式，或者是项目或表示。
获得：得到或者获取。
“即时”：该术语指的是基本上实时的操作，其以最小延迟实施操作或处理，从而对于处理或操作保持连续的时间线。与某一可接受的规范相比，针对操作或者组织操作的规程的每一个步骤的响应按照基本上不会被观察者察觉的方式作出响应。
操作：实际的工作或者涉及原理或处理或规程的实际应用的某事项的实施；根据规则从一个实体导出其他实体的多种数学或逻辑处理当中的任一种。其可以由一个或多个处理器或处理模块或设施协同或独立执行。
操作状态：定义或表征特定时刻处的算法、模块、系统或处理器的数量。
通过操作耦合：取决于其相互交互的模块或处理器。
优化：最大化或最小化受到一个约束集合的约束的特征的一个或多个数量和/或量度。
PAER：如果希望的话可以通过dB来测量的峰值对平均能量比。对于本公开内容的目的，其也可以被视为统计量或统计数量。其是通过把对应于信号或波形的峰值能量除以其平均能量而获得的。
PAPR：如果希望的话可以通过dB来测量的峰值对平均功率比。举例来说，PAPR是通过把对应于信号或波形的瞬时峰值功率振幅除以其平均功率数值而确定的信号或波形的峰值对平均功率。对于本公开内容的目的，其也可以被视为统计量或统计数量。
如果希望的话可以通过dB来测量的峰值对平均功率比。举例来说，PAPRsig是通过把对应于信号的瞬时峰值功率振幅除以其平均功率数值而确定的信号的峰值对平均功率。对于本公开内容的目的，其也可以被视为统计量或统计数量。
并行路径：具有经过模块、电路、系统或算法的信号或处理流程的共同方向的属性的多条路径或分支。在一种简单的情况下，并行路径可以具有共同的源端子或节点，或者共同的结束节点或端点。每一条路径或分支可以实施独有的处理器或类似的处理。
参数：定义系统、模块、装置、处理、信号或波形的特性的数值或规范。参数可以改变。
解析：分化、细分、分布或划分的动作。
部分：少于全部。
分区：相位空间内的包围点、线、面积和体积的边界。其可以具有物理或抽象描述，并且涉及物理或抽象数量。分区可以与一个或多个其他分区重叠。分区可以利用标量、矢量、张量、实数或虚数连同边界约束来描述。划分是产生分区的动作。
通带：具有基本上被定义成不具有DC响应或零Hz频率内容的范围或信道的频率范围。
贴片：被用作从一个或多个贴片近似表面呈现的构建块的几何结构。
PDF或概率分布：概率分布函数是把来自概率空间的数值关联到通过随机变量表征的另一个空间的数学函数。
pdf或概率密度：概率密度函数是随机变量或联合随机变量相对于其自变量数值所具有的概率。pdf可以被归一化，从而使得概率空间的累积数值具有CDF的度量。
相位空间：可以由真实物理维度以及抽象数学维度构成的概念空间，并且通过物理学、概率理论和几何学的语言和方法来描述。一般来说，相位空间设想相位空间边界内的物态，其中包括对应于装置的材料的动量和位置。
平面：由两条直线定义的二维几何对象。
点：一维数学或几何对象，坐标系的单个坐标。
部分：少于或等于全部。
具有：拥有或者表现出其所具有的特点。
功率差分：通过计算功率电平与参考功率电平之间的差异对二者所做的比较。
功率函数：每单位时间的能量函数，或者能量函数关于时间的偏导数。如果所述函数被平均，则其是平均功率。如果所述函数未被平均，则其可以被称作瞬时功率。其具有每单位时间能量的单位，因此功率函数的每一个坐标具有在相关联的时间处发生的相关联的能量。功率函数不会改动或改变其时间分布的资源的单位(也就是以焦耳计的能量)。
功率电平：具有每秒焦耳数的量度的数量。
一个或多个电源：通过一个或多个功率函数来描述的一个或多个能量源。其可以具有可递送到装置或负载的单个电压和/或电流或者多个电压和/或电流。电源还可以被称作供电装置。
概率：可以被测量或者从某一推断出的统计量预测的某一或某些事件的发生频率。
处理：执行一个操作集合以便实施处理或规程。
处理路径：用以实施处理或规程的装置、算法或系统中的函数、模块和操作的顺序流程。
提供：使得可用，准备。
伪相位空间：利用对于装置的定义所共同的变量的相位空间或应用相位空间的标识，比如电压、电流、信号、复数信号、幅度、相位、频率等等。这些变量被用来构造与相位空间有关的数学空间。也就是说，对于相位空间中的改变，在伪相位空间的改变中存在已知的对应性，反之亦然。
Q分量：复数信号的正交相位也被称作信号的复数部分。
径向差异：沿着直线段或矢量的长度差异，所述直线段或矢量沿着球坐标系或柱坐标系的径向延伸。
射频(RF)：通常是处于大约3kHz到300GHz的范围内的振荡速率，其对应于无线电波以及载送无线电信号的交变电流(AC)的频率。RF通常指的是电气而不是机械振荡，尽管机械RF系统确实存在。
随机：非确定性或可预测。
随机过程：统计独立的随机变量的不可计数的、有限的、时间排序连续体。随机过程还可以被近似成基本上统计独立的随机变量的最大稠密时间排序连续体。
随机变量：非确定性的或者至少部分地是非确定性的变量数量，但是可以被统计表征。随机变量可以是实数或复数变量。
范围：来自某一数学空间的数值或坐标的集合，其由对应于所述集合的最小值和最大值规定。
速率：事件或动作的频率。
实数分量：有时与信号、电流或电压的同相或实数部分/分量相关联复数数字的实数部分/分量。其有时与阻抗的电阻部分/分量相关联。
有关：涉及，与之相关联。
被重组：从一项或多于一项操作以及多个作出贡献的部分形成的所期望的结果。
弛豫时间：与某一参考事件或可变状态参考处理相比使得处理达到相对稳定状态或相对平衡的时间间隔。举例来说，在微波炉中加热的咖啡杯最终冷却以取得接近等于其周围环境的温度。这一冷却时间就是区分咖啡的已加热状态和咖啡的相对冷却状态的弛豫时间。
被呈现：被合成、生成或构造，或者处理、规程、算法或函数的结果。
所呈现的信号：取决于情境作为中间结果或最终结果生成的信号。举例来说，所期望的最终RF已调输出可以被称作所呈现的信号。
呈现带宽：可用于生成信号或波形的带宽。
呈现参数：允许呈现(render)处理或规程的参数。
表示：用于对象或实体的表征或描述。这例如可以是数学表征、图形表示、模型等等。
旋转能量：与圆形或球形运动相关联的动能。
响应：对于动作或激励的反应。
样本：所获取的数量或数值。所生成的数量或数值。
样本函数：由将被测量或分析或评估的自变量构成的函数集合。举例来说，可以获取或生成(“采样”)波形或信号的多个片段，并且从样本函数估计平均功率或者对某一其他波形的相关。
样本区段：可以包含、表示和容纳用于定位和量化包含在所述区段内的样本的量度的坐标系的数学空间的不同跨距、面积或体积。
标量分区：由标量数值构成的任何分区。
集合：任何对象的总集、聚合、类或族。
信号：信息承载时间函数的一个实例，其也被称作允许通信的时间和空间的信息承载能量函数。
信号星座图：复数平面中的信号坐标的集合或图案，其具有从aI(t)和aQ(t)确定的数值，并且按照aI(t)相对于aQ(t)的方式被图形绘制或者反之亦然。其还可以应用于相位空间内的坐标的集合或图案。aI(t)和aQ(t)分别是同相和正交相位信号幅度。aI(t)和aQ(t)是从对应于信号的复数包络表示获得的时间函数。
信号效率：仅考虑所期望的输出平均信号功率除以去到系统的平均总输入功率的系统的热力学效率。
信号系综：信号的集合或者信号样本的集合或者信号样本函数的集合。
信号包络量值：该数量是从
Figure BDA0000977089350000471
获得的，其中aI是复数信号的同相分量，aQ是复数信号的正交相位分量。aI和aQ可以是时间的函数。
感兴趣信号：所期望的信号。作为某一操作、函数、模块或算法的目标结果的信号。
信号相位：
Figure BDA0000977089350000481
的复数信号或相位部分的角度，其中φ可以从下式获得：
Figure BDA0000977089350000482
并且所述符号函数是从aQ,aI的符号确定的，以便考虑对tanaQ/aI取模的重复。
aI(t)和aQ(t)分别是同相和正交相位信号幅度。aI(t)和aQ(t)是从对应于信号的复数包络表示获得的时间函数。
信号分区：可以把一个或多个信号分配给FLUTTERTM处理算法的单独的域。在一个域内，信号可以具有一个或多个分区。信号分区是幅度、相位、频率和/或已编码波形信息的不同范围。信号分区可以通过所述信号分区与之相关联的一定数目(多达v个并且包括v个)的自由度来区分，其中该数目小于或等于对应于信号分区所述的一个或多个域的自由度的数目。
源：例如信息、功率、能量、电压或电流之类的某一数量的发源。
空间：通过可以被指派一项或多项维度属性的跨距或体积表征的区段。空间可以是物理或数学构造或表示。空间具有一个或多个维度的特性，其具有相关联的数线或索引策略，从而适合于为指派给空间的对象定位其相对位置，以及提供用于获得所指派的对象的特性的量度。空间还可以通过可以被访问的连续或离散坐标的范围来定义。空间可以是均匀的或者非均匀的。非均匀空间具有用于计算空间内的量度的连续和离散坐标区段或属性，所述量度从空间内的某个域或区段到空间内的另一个域或区段发生改变。均匀空间具有用于计算不作为空间内的位置的函数发生改变的量度的坐标连续体或离散坐标集合以及规则。空间可以具有一个或多于一个维度。
产生：创建、生成、合成。
频谱分布：功率谱密度的统计表征。
乱真能量：分布在可能是不稳定的、不可预测的等不想要的自由度中的能量。
统计量：从随机变量的样本函数计算的度量。
统计相依性：随机变量的数值依赖于彼此或者提供涉及其对应数值的信息的程度。
统计参数：影响或者可能偏倚随机变量从而还有其统计量的数量。
统计分区：具有统计上表征的数学数值或结构的任何分区，即标量、矢量、张量等等。
激励：引发系统或装置的响应的针对系统或装置的输入。
存储模块：可以存储信息、数据或样本数值以供将来使用或处理的模块。
子集：集合的一部分。对象集合的一部分。
子表面：更大表面的一部分。
子系统：与系统相比处于分级结构的较低层级的系统的一部分。
隶属：分级结构的较低排序，或者依赖于更高优先权的处理、模块、功能或操作。
基本上：反映出对于某一极限的可接受的近似的数额或数量。
适当的：对于某一要求、规范或标准是可接受的、合乎期望的、相容的。
叠加：可以为之给出数学和系统公式的原理。对于针对系统的n个给定的输入(x1,x2,…xn)，如果叠加原理成立，则系统的输出y可以从下面的等式获得：
Figure BDA0000977089350000491
或者
Figure BDA0000977089350000492
也就是说，函数
Figure BDA0000977089350000493
可以被应用于一项或多项输入的总和或者被单独应用于每一项输入并且随后相加，从而在任一种情况下都获得等效的结果。当这一条件成立时，则通过
Figure BDA0000977089350000494
描述的运算(例如系统描述或等式)也被称作是线性的。
切换或被切换：根据情境是数值和/或处理路径中的离散改变。通过函数之间的切换也可以实现函数的改变。
符号：(模拟或数字)信号的片段，其通常与以比特或奈特计的某一最小整数信息指派相关联。
系统响应：系统对于激励的因果反应。
张量：从矢量和数值的阵列形成的数学对象。张量是描述矢量、标量和其他张量之间的线性关系的几何对象。这样的关系的基本实例包括点积、叉积和线性映射。矢量和标量本身也是张量。张量可以被表示成数值的多位阵列。
张量分区：通过张量定性或表征的任何分区。
热特性：关于热量分布在对应于装置的各个自由度中的描述或方式。
热力学效率：其通常由η或
Figure BDA0000977089350000501
表示，并且可以通过应用热力学第一和第二定律来考虑。
Figure BDA0000977089350000502
其中，Pout是针对通信接收器、负载或信道的适当信号中的功率。Pin被测量为在通信装置实施其功能时为之供给的电力。同样地，Eout对应于针对通信接收器、负载或信道的来自于装置的适当能量，而Ein则是被供给到装置的能量。
Figure BDA0000977089350000503
热力学熵：对应于系统的一个或多个自由度之间的能量分布的概率度量。通过定义，对应于系统的最大熵在平衡处发生。其常常利用符号S来表示。当
Figure BDA0000977089350000504
时确定平衡。在这种情况下“→”意味着“趋向其数值”。
热力学熵通量：与瞬态和非平衡热力学的研究有关的概念。在该理论中，基于特定系统梯度，熵可以根据与随机过程或确定性过程相关联的概率而演进。在通常被称作持续时间的很长一段时间之后，熵通量耗散，并且最终的系统熵变为经典热力学或经典统计物理学的近似平衡熵。
热力学：考虑到与能量和物质的相互作用相关联的状态的变量的物理科学。其涵盖基于按照一般方式解释能量的变换、分布和传输的4条基本定律的知识体。
变换：从一种形式改变到另一种。
过渡：在状态或条件之间改变。
平移能量：与沿着路径或轨迹的运动相关联的动能。
不确定性：缺少知识或者由H(x)表示的量度，也被称作Shannon不确定性。
不合期望的自由度：导致系统低效的自由度子集，比如关于已定义的系统边界的能量损失或能量不守恒以及/或者信息损失和信息不守恒。损失指的是不适合于其最初所针对的目的的能量。
未激发状态：与定义受激发的某一相对规范相比未被激发的状态。未激发的状态是表明该状态未被激励的证据。关于未激发的物理状态的指示是与某一阈值数值相比在该状态下缺少一定数量的能量。
利用：进行使用。
变量：关于可以发生改变的数量的表示。
可变能量源：在具有或不具有辅助功能的帮助的情况下，可以按照离散或连续或混合方式改变数值的能量源。
可变供电装置：在具有或不具有辅助功能的帮助的情况下，可以按照离散或连续或混合方式改变数值的电源。
方差：在概率理论和统计学中，方差测量一个数字集合的发散程度。零方差表明其中一个或多个数值是完全相同的。方差总是非负的：小方差表明数据点往往非常靠近均值(期望值)并且从而靠近彼此，高方差则表明数据点围绕均值非常发散并且彼此发散。
随机变量X的方差是其二阶中心矩，即与均值μ＝E[X]的平方偏差的期望值：
Var(X)＝E[(X-μ)2].
该定义涵盖离散的、连续的、既非离散也非连续的或者混合的随机变量。方差还可以被视为随机变量与其自身的协方差：
Var(X)＝Cov(X，X).
方差还等效于对应于X的概率分布的二阶累积量。方差通常被标示为Var(X)、
Figure BDA0000977089350000511
或者简单地标示成σ2(称为“西格玛平方”)。对应于方差的表达式可以被展开：
Var(X)＝E[(X-E[X])2]
＝E[X2-2X E[X]+(E[X])2]
＝E[X2]-2E[X]E[X]+(E[X])2
＝E[X2]-(E[X])2
对应于前面的表达式的助记法是“平方的均值减去均值的平方”。
如果随机变量X是连续的并且具有概率密度函数f(x)，则方差由下式给出：
Var(X)＝σ2＝∫(x-μ)2f(x)dx＝∫x2f(x)dx-μ2
其中μ是期望值
μ＝∫xf(x)dx
并且其中的积分是对于其范围涉及随机变量X的范围x所取得的定积分。
矢量分区：由矢量数值构成或者由其表征的任何分区。
振动能量：包含在围绕坐标系的某一参考原点有节奏地或者随机地变化的物质运动中的动能。
电压：电位差、电压或电压力(以电位的单位测量：伏特，或者焦耳每库伦)是两点之间的电位差，或者是在两点之间传输的单位电荷的电位能的差异。电压等于为了在空间中的两点之间移动电荷而由每单位电荷对静电场做的功。电压可以代表能量源(电动势)，或者损失的、使用的或存储的能量(电位降)。通常关于系统中的某一参考点或节点来测量电压，其被称作系统参考电压或者通常被称作地电位。在许多系统中，地电位是零伏特，但是并不一定要求如此。
电压域：具有电压的功能的域。
电压域差分：域内的电压之间的差异。
波形效率：从装置的平均波形输出功率除以其平均波形输入功率来计算该效率。
功：在装置与其通信接收器、负载或信道以及其环境之间交换的能量，以及在装置内部的功能和模块之间交换的能量。通过电荷、分子、原子、虚粒子的运动并且通过电磁场以及通过温度的梯度来交换能量。功的单位可以是焦耳。通过能量的改变来测量功的证据。
···：有时在等式、附图和文字中使用的符号(通常是3个点或更多)，其表明如情境所要求的项目、符号、函数、对象、数值等等的列表的延伸。举例来说，标记v1,v2…vn表明变量v1、变量v2以及直到并且包括vn的所有变量，其中n是对应于情境的适当的整数。所述点序列还可以出现在其他指向中，比如垂直列或半圆形配置。
v+i：这是也被称作混合控制跨距的基于FLUTTERTM的系统的合乎期望的自由度的总数，其由某一不同数目的自由度v和一定数目的能量分区i构成。v和i是适当的整数值。
vi ：vi是v个自由度当中的第i个子集。所述集合中的每一个v1,v2…vi可以代表某一独有数目和组合的v个不同的自由度。下标i表明与第i个能量分区的关联。vi有时被利用作为对应于FLUTTERTM系统变量和/或混合控制函数的下标。
v,i：其表示根据情境可以按照需要被指派或递增的数值的联合集合。集合数值v,i通常被利用作为混合控制列举的索引。举例来说，
Figure BDA0000977089350000531
具有以下含义：系统信息熵H(x)的第v个、第i个函数，或者这些函数的某一子集。取决于v,i所取得数值，H(x)v,i可以表示系统熵H(x)的某一部分。
x→y：两个代表性符号或变量之间的箭头(→)意味着左侧的数值逼近右侧的数值，例如x→y意味着x变成与y基本上相同的数值，或者变量x与y近似相同。此外，x和y可以是等式或逻辑关系式。
Figure BDA0000977089350000532
该记号通常与混合控制相关联。其具有几方面有关的含义，其中包括：
a)从H(x)解析的第v个、第i个信息熵函数的函数。
b)v,i可以为之取得适当的整数值的混合控制的子集。
c)具有矩阵形式的展开集合：
Figure BDA0000977089350000533
来自定义a)、b)、c)的
Figure BDA0000977089350000534
的含义取决于讨论的情境。
±或+/-：跟随在该±之后的数值或符号或变量可以取得正值或负值。举例来说，+/-VS意味着VS可以是正的或负的。
Figure BDA0000977089350000541
或-/+：跟随在该
Figure BDA0000977089350000542
之后的数值或符号或变量可以取得负值或正值。举例来说，-/+VS意味着VS可以是负的或正的。
Figure BDA0000977089350000543
积分是基于牛顿和莱布尼兹的微积分的数学运算，其获得对应于函数极限(ll是下限数值，ul是上限数值)之间的变量x的函数f(x)下方的曲线的面积的数值。
∑nxn ：求和是把可以取得整数值的索引n上的数值集合当中的所有xn＝x1,x2,…相加在一起的数学运算。
<>：括号表明被括号所包括的数量的时域平均值。
本发明的实施例是针对调制(包括RF调制)以及信息编码架构，并且包括分配所述架构的资源以便优化包括热力学效率在内的各种形式的功率效率，同时通过(FLUTTERTM)优化信息传递的守恒。该架构可以被描述成FLUTTERTM(FLUTTERTM是ParkerVision公司(Jacksonville，Florida)的注册商标)，其是被应用于控制传送器或调制器设备内的一个或多个能量分区以及任意数目的信号参数和/或分区的波动的算法的术语，从而基于可用装置资源按照最优高效方式呈现信息承载时间函数。举例来说，可变供电装置是敏捷能量分区的一个实例。这样的一类供电装置可以是切换供电装置，其通过使用阻抗和适当的滤波器把每单位时间的可变电荷增量转换成指定的电压。这样的供给装置还可以把电荷分发到负载，可以在该处生成可变电位。
FLUTTERTM是分布式调制算法，其允许以优化的效率在指定的输出功率和频率下合成通信信号。输入接口可以是信息样本或者适当的连续信息流的任何总集。输入信息具有熵H(x)，其可以按照比特或比特/秒来测量。离散和连续信息熵量度H(x)都可以被容许。装置可以把信息编码到所传送的信号上，从而具有通过从源熵H(x)构造的并行信息域
Figure BDA0000977089350000544
激发的多个自由度。v是通常与调制器或编码器相关联的自由度的数目，并且i(也是自由度)是通常与对应于调制器或编码器的一个或多个电源相关联的分区的数目。取决于分布式混合控制的情境和组织，H(x)v,i还可以被表示成
Figure BDA0000977089350000551
或者
Figure BDA0000977089350000552
这些简化记号通过具有适当整数值的计数索引v,i彼此关联。随机变量x是来自概率密度函数的自变量，所述概率密度函数被用来表征来自信息处理的样本的随机形式。
Figure BDA0000977089350000553
是一个函数，其具有输入H(x)以及从H(x)v,i的函数生成的多个输出。图1示出了传送器的FLUTTERTM算法(模块)130连同模拟和复合节段(模块131)的高层级操作流程100。
通过从H(x)101确定的统计相关以及复合和/或多输入单输出(MISO)和/或
Figure BDA0000977089350000554
运算符131节段(模块)的特性，集合
Figure BDA0000977089350000555
可以部分地共享相关的域。因此，
Figure BDA0000977089350000556
混合控制的相对显著性或加权是根据FLUTTERTM算法动态地可变的。混合控制
Figure BDA0000977089350000557
可以被实现为所采样的函数以及/或者由(VSE)矢量合成引擎(模块)130生成和分发的连续信号。此外，混合控制集合中的任何成员的采样率可以低于与最终输出信号120相关联的最小Nyquist采样率，从而在调制处理中不牺牲信号质量或丢失信息的情况下提供特定信号处理优点。与每一项混合控制102相关联的带宽和功率谱密度可以是独有的。
复合和/或MISO和/或
Figure BDA0000977089350000558
运算符(模块)131的操作对并行的处理路径进行积分和统计调节，这可以是非线性的。所述非线性当存在时延伸经过FLUTTERTM算法和混合控制、模拟复合和/或MISO操作。FLUTTERTM指的是按照激发装置中的多个自由度的方式把信息统计解析到来自集合
Figure BDA0000977089350000559
当中的每一项混合控制，从而通过最高效的方式形成最终期望的信号以便节省电力、保持信息并且减小热足迹。
算法100的性质是前馈并且不需要反馈。形成模拟路径的电路不需要是线性的，但是最终输出120代表通常与信号上的非线性操作相关联的具有最小ACPR、谐波、噪声和其他人为信号的所期望的信号。
相应地，本发明的一个实施例是利用一个或多个新颖电源，其可以被描述成数字控制电源(DCPS)，并且例如可以是单极的或者双极的。这些新颖电源可以通过数字控制切换供电装置来描述，其可以在一定数值范围上调节，所述数值范围例如是近似0伏特到VS伏特或者-VS到+VS伏特，从而容许对于感兴趣的频率范围可以具有相对较低源阻抗ZS的电压(对于任何相应的负载)下的最大和最小电荷转移。在这种情况下，低阻抗意味着ZS的实数部分RS与附着到DCPS的负载相比较低。源阻抗ZS的最低可能的“实数”部分通常是所期望的。根据本发明的一个或多个实施例的新颖电源提供了一种替换方案，从而对于RF调制器提供高效的“即时”信号包络重建。随着数据速率和峰值对平均功率比(PAPR)对于信令标准的提高，如果被用来在调制处理期间跟踪对应于波形的包络，则切换供电装置变得更加难以设计。这一问题部分地是由于被分配来在大负载下以指定精度跟随信号包络的电荷转移的改变速率而导致的。在基于现今的标准的应用中，包络重建必须是接近精确的。
切换供电装置在输出动态范围的某些部分上生成显著的失真，并且还牺牲了一定的效率。因此，在不利用反馈环路的情况下，基于包络还原或包络跟踪的调制器难以使用切换供给装置在完全动态范围内有效地重建信号包络。本发明的实施例是针对可以是开环前馈方案(OLFF)的架构和算法。因此，本发明的实施例针对DCPS切换技术领域内的传统挑战给出了一种解决方案。
举例来说，FLUTTERTM可以被用来促进实际的DCPS设计，把资源转向其他自由度以便重建例如可以是波形或信号的信息承载时间函数。通过协同附加的调制器自由度操纵指定动态范围内的能量分区可以提高效率并且保持波形质量。关于DCPS所描述的技术也可以被用于其他适当的切换供电装置和能量源技术。在给定固定数目的电源电平和所期望的信号统计量的情况下，FLUTTERTM算法通过在特别设计的时刻指派最优的过渡状态以及电压或电流幅度来控制DCPS。优化被确定为热力学效率相对于信号/波形质量的最大化。
适用于FLUTTERTM的调制设备例如可以是能够实施基于标准的通信的RF功率调制装置，然而每当信息容量与功率效率和信号质量之间的折中是一个严重的问题时，其仍然具有适当的自由度。通常希望调制器具有比反映出当前的现有技术的传统调制器架构更多的自由度。
图2所示的方块图200示出了调制器(例如d2pTM装置)214、电源或能量源208以及本地振荡器210。
图2示出了一个控制集合202，其在这里被称作混合控制函数
Figure BDA0000977089350000571
分别在202(a)和202(b)处示出的
Figure BDA0000977089350000572
和
Figure BDA0000977089350000573
是控制集合202当中的两项，其分别操纵对应于对应于能量和熵转换功能215、电源208以及本地振荡器(LO)210的自由度。自由度例如可以包括不合期望的自由度和所期望的自由度。不合期望的自由度从系统200捡拾功率。所捡拾的功率被浪费，因此不可用来支持意定的装置功能，并且作为不想要的热量而耗散。不合期望的自由度包括未被刻意设计到系统200中的自由度。所期望的自由度是信息承载，并且包括被刻意设计成系统200的一部分的自由度。通常来说，所期望的自由度被激发或激励，并且不合期望的自由度的响应或反应由FLUTTERTM算法关于自由度v(tot)最小化。
v(tot)＝自由度的总数。v(tot)包括所期望的自由度以及不合期望的自由度。i＝所期望的自由度的子集，并且还可以被称作一定数目的能量分区。各个域例如通过来自v,i的联合集合或子集的一个或多个刻意分组来区分，其中v,i是具有跨距v+i的适当整数。索引v,i允许与各个域的操作和功能相关联的数学记述。
本发明的一个实施例是最小化不合期望的自由度对所期望的自由度的激发或激励的反应。对于所期望的自由度的激发的响应是已知的数量，这是因为装置或系统基于输入被针对所期望的响应而编程。所述装置或系统可以被表征以获得与系统相关联的参数、常数和变量，其总体上成为先验知识，并且从随机过程的角度来看成为先验信息或知识。本发明的一个实施例(例如系统200)通过以下措施最小化激发不合期望的自由度的概率：通过针对所期望的自由度的资源分配，最大化受到最小平均功率的信息速率并且约束对应于输出信号220的质量量度。本发明的实施例还监测/分析所期望的自由度和不合期望的自由度的响应。在给定效率和信号质量的目标的情况下，所述优化技术向所期望的自由度分配资源，以便最小化不合期望的自由度的影响。
对应于混合控制
Figure BDA0000977089350000581
202的总体目的是操纵对应于调制器装置214的自由度，从而最大化调制器装置214的热力学效率η，同时最小化不想要的自由度并且根据被称作Shannon信息熵的指定信息量度H(x)的函数(参见图3的单元309)来约束调制器装置214。根据信息编码和调制，通过最小化不想要的或者不合期望的自由度来控制当向系统施加能量时将会激发不合期望的自由度的概率。
根据热力学第一定律来定义适当的热力学效率并且由下式给出：
Figure BDA0000977089350000582
Figure BDA0000977089350000583
仅由感兴趣信号所包含的时间平均输出功率，根据基于
标准的量度这排除了噪声、ACPR、谐波、乱真信号等等。
<Pin>Δ由例如电池之类的一个或多个电源提供的时间平均输入功率。
<Eout>Δ针对感兴趣信号的时间平均输出能量。
Figure BDA0000977089350000585
来自也被标记为ES的源的时间平均输入能量。
虽然图2示出了与调制器装置214(其例如可以是d2pTM调制器装置)分开的LO(本地振荡器)210和电源ES 208，但是这仅仅是一个实施例。包括LO合成器210和敏捷ES 208以及完全排除其控制的分区也是本发明的实施例，并且可以被视为算法选项和技术的一部分。在图2中还示出了Pin 212、Pout 216和输出信号220。能量和熵转换单元215接收来自ES 208的具有功率Pin 212的输入以及来自LO合成器210的输入。电源或能量源208可以是任何A.C.或D.C电流或电压源或者其组合。针对源的相关联的表征pdf可以具有随机和确定性属性。能量和熵转换单元215根据混合控制输入202的一部分生成输出信号220。来自v.i索引的各种组合和排列的子集的每一项混合控制(202)可以通过每条控制路径的多个信号来实现。举例来说，
Figure BDA0000977089350000584
可以利用多个信号来实例化。所述信号可以是数字的、模拟的、串行的、并行的或者与一个或多于一个连接结构(比如连线或总线)以及适当数目的连接节点多路复用。
在本发明的一个实施例中描述了设想到对于系统能量源ES208的“即时”控制以作为几个自由度的其中之一的架构。在信号包络的动态范围的某一部分上连同任意数目的其他信号参数来控制ES208是FLUTTERTM的一个实施例。
图3所示的架构300示出了使用优化参数的一个实例。图3示出了可以被适配于多个应用的模型的一个实例，所述应用适于分析通信系统以便确定热力学数量。
如图3中所示，根据相关联的
Figure BDA0000977089350000596
326(a)…(n)(其中“n”是任何适当的数字)和
Figure BDA0000977089350000591
运算符对能量分区324(a)…(n)(其中“n”是任何适当的数字)进行加权和变换，从而产生结果，正如在方块319中所示出的那样。在这种情况下，下标vi涉及来自v个自由度当中的第i个子集。每一个vi形成对应于与i个分区相关联的自由度的一个域，其中v,i是可以变化的适当的整数。v可以对于每一个i变化。此外，多达并且包括v个自由度的自由度集合可以与i的么一个数值相关联。
Figure BDA0000977089350000592
运算符是一类数学和逻辑运算，其根据混合控制优化FLUTTERTM算法中的复合步骤。混合控制330、332和334是从
Figure BDA0000977089350000593
309导出的。热力学熵通量SJ 350以及
Figure BDA0000977089350000594
352给出被称作必要信号和必要能量的信号和信号能量。作为
Figure BDA0000977089350000595
309的函数，还部分地激励了被示出为必要能量的能量321以及不想要的现象322，比如热量、ACPR、互调失真(IMD)谐波、量化噪声、热噪声、辐射以及/或者其他浪费能量。图3没有明确地示出特定熵流；但是由于输入包括对应于信息熵的Shannon量度，因此这得到了暗示。信息熵和先验系统知识被用作开发混合控制的规定或指令，所述混合控制促动或激励或激发装置内的各种物理自由度，继而生成去到热力学熵通量SJ350的相应的因果升高，其被表现为系统相位空间内的变量的扰动。该处理耦合到生成输出信号星座图318的调制器装置。图3可用来理解优化理论，并且后面的描述提供了对应于能量和熵通量的表达式。除了索引v,i之外，能量和熵通量还是时间的函数。展开的等式通过时间样本tk说明了对于时间的相依性，其中k＝0,1,2,3…。
Figure BDA0000977089350000601
Figure BDA0000977089350000602
Figure BDA0000977089350000603
附加的变量定义通常适用于所述模型，并且将在这里被采用。
Figure BDA0000977089350000604
Figure BDA0000977089350000605
Figure BDA0000977089350000606
系统输入能量
Figure BDA0000977089350000607
有效系统输出能量
Figure BDA0000977089350000608
浪费系统输出能量
Figure BDA0000977089350000609
样本k处的作为时间函数的效率
v涉及信息源域
Figure BDA00009770893500006010
的宏观分区。(i)考虑到作为函数
Figure BDA00009770893500006011
(在图3中被示出为单元309)还依赖于H(x)的宏观能量分区。能量分区到信息域的指派是灵活的，并且取决于具体设计考虑因素。
H(x)或者替换地H(p(x))被称作Shannon信息熵，其是不确定性或信息度量或信息量度。这些在这里也由简化记号H(x)和Hx指代。此外，可以根据H(x)v,i或
Figure BDA00009770893500006012
或
Figure BDA00009770893500006013
或
Figure BDA00009770893500006014
来列举所述信息量度，其中v和i是对应于自由度和分区的整数。索引数值(v,i)的子集可以被用来定义域。i个能量分区当中的每一个可以具有多达并且包括v个任意数目的自由度。来自所述v个自由度当中的任何子集都是可允许的。H(x)通过离散和连续形式被给出。
取决于情境，量度H(x)可以具有比特或比特/每秒的单位，但是由下式定义：
Figure BDA0000977089350000611
在本例中，p(x)l是离散随机变量的pdf，其中索引l考虑pdf中的第l个概率。
如果p(x)是连续随机变量，则：
Figure BDA0000977089350000612
对于由混合随机变量构成的混合概率密度，离散和连续熵函数都可以对于度量为1的归一化概率空间来应用。每当对数b＝2时，信息以比特来测量。如果底数b＝e，则信息以奈特给出。
p(x)是从信息源发出的符号的概率密度函数(pdf)。
m(x)对Shannon连续熵公式进行归一化，以避免负熵的条件。
从下面获得感兴趣的函数：
由装置及其环境强加的物理限制。
a)把H(x)映射到经受优化考虑因素的装置的可用自由度；
max{η}
min{H(x)-H(y)}
Figure BDA0000977089350000613
H(x)Δ源的信息熵
H(y)Δ参考已调信号的信息熵
Figure BDA0000977089350000614
有效热力学熵通量
Figure BDA0000977089350000615
浪费的热力学熵通量
系统的总的热力学熵通量由下式给出：
Figure BDA0000977089350000616
Figure BDA0000977089350000617
通量
Figure BDA0000977089350000618
是总熵通量SJtot的一部分，并且直到熵产生停止之后的某一时间段为止，才在热量意义上与环境完全弛豫。在完全弛豫和长观察时间常数teq的情况下，根据热力学第二定律，后面的熵关系在指定的不可逆方向上适用。
Figure BDA0000977089350000621
Se+Sw≤Stot
箭头→可以被解释成“趋向于”。
消息的持续时间由τ给出。因此，作为从已编码信号中提取信息的总的解码时间大于或等于消息长度，消息长度取决于所需的信道容量可以变为任意大。在这种具体情况下，信道指的是调制器装置以及周围的支持电路的某些部分。在前面的等式中，当观测时间比解码时间超出非常大的数量时，这暗示着通信已经达到准静态，并且信息传递在t0-τ的剩余部分期间被终止，其中t0是总的观测时间。
由于其逼近最大值并且
Figure BDA0000977089350000622
因此熵Se和Sw是平衡熵。这暗示着H(x)通过信号生成和传输的消耗增大了环境熵，如果系统是封闭的话可以对于有限消息对其进行测量。在完美的系统中Sw→0，并且装置将不会生成热量。一旦系统达到平衡，仅有的热量将是由于测试负载(通信接收器)中的Se通过测试信道出现。
这确认了每当通信处理暂停时，必要熵通量
Figure BDA0000977089350000625
最终确实会耗散，并且与传输H(x)相关联的能量模式最终会退化到最大熵状态，从而维持了热力学第二定律。
在这一处理中，在信息的完全耗散之后，即使发生热化环境熵中的波动，也无法从Stot获得与H(x)相关联的信息的自发重建。随着
Figure BDA0000977089350000623
(浪费热力学熵通量)增大和
Figure BDA0000977089350000624
(必要热力学熵通量)减小，信息被湮灭或者信道容量消失。在这种情况下，参考术语“湮灭”，这是因为信息熵转移到不再能够由系统的信息承载自由度访问的非信息承载自由度，即使在印记通过热力学熵的相应增大被转移到环境的情况下也是如此。此外，术语信道可以是被用来传输信息熵H(x)的某一部分的任何介质，即使在所述信道(介质)被限制到装置的某一部分的情况下也是如此。设想到从能量耗散引起的噪声处理和热传导，连同由装置对H(x)的函数(在图3中被示出为单元309)的响应确定的因果扰动。因此，驱动力和自发动作二者共存。
通常来说，实际的应用需要对于开放系统的一定考虑，这可能使得对应于浪费熵和有效熵的定义复杂化。为了解释本发明的实施例，浪费熵可以被定义为与相位空间的包含不合期望的自由度的部分及其对应于装置的级联能量模式相关联的重要可访问状态的数目的对数，再乘以Boltzmann常数以便与一般的热力学处理一致。相位空间内的应用状态密度由以下各项构成：粒子和电荷运动的函数dq/dt，其电磁场，以及不合期望的分子热搅动、平移、旋转和/或振动(分子动能)，以及可以被描述成不合期望的自由度的其他运动异常。
同样地，有效熵是从归因于相位空间的涵盖所期望的能量模式的部分的可访问状态的数目导出的，其中所期望的能量模式涵盖或者允许所期望的自由度。这些定义捕捉到了统计力学描述的精神，而不需要热平衡的条件。但是还应当注意到，全部两种形式的熵(浪费和有效)都可以采取中间通量表达，其在被环境完全吸收时最终将寻求最大熵状态。这一耗散最终作为热量或者其他浪费能量而实现。但是与熵传递的中间模式相比，系统热持续时间仍然可能很长。这一事实促进了多个自由度内的高效能量传输，从而一旦组成熵被重新整合或复合，就使得装置按照对于由信息新宿消耗相容的形式物理地编码信息。
这一重新整合或复合允许基本上同时(或者并发地或并行地)对于适当的统计权重使用信息域的函数(H(x)v,i的子集)，以便呈现信息承载时间函数的表示，比如信息承载时间函数的信号、波形、电子表示或者信息承载时间函数的副本。与复合规程相关联的统计解析也可以根据FLUTTERTM算法顺序地发生。这一复合可以形成信息承载时间函数的表示，以及/或者重建信息承载时间函数，以及/或者呈现信息承载时间函数或其副本。
复合涉及把信号的总集组合、混合以及/或者统一/整合/重新整合到信息承载时间函数中。
本发明的另一个实施例是针对一种用于为
Figure BDA0000977089350000642
(其在图3中被总体上示出为单元309)指派ES(308)的各个分区的加权
Figure BDA0000977089350000641
(总体上示出为326)的方法(总体上示出为324)，以及利用FLUTTERTM的调制系统中的优化处理。这种方法最大化效率，最小化浪费熵产生，并且保持(conserve)信息传递。本发明的实施例设想到在给定实际的技术限制的情况下利用有利的硬件架构，同时应用FLUTTERTM算法的优化标准。
这里的描述使用{v,i}下标来考虑v个不同的自由度和i个能量分区。所述i个能量分区也代表特定的自由度。宏观自由度可以被定义为应用相位空间的独有部分，其可分离的概率密度可以由可从函数或函数集合
Figure BDA0000977089350000643
导出的独有物理控制来操纵。该函数考虑到对应于系统的所期望的自由度和不合期望的自由度或者受其影响。这些自由度(所期望的和不合期望的)可以是例如温度之类的系统变量的函数，并且可以由装置/系统的先验知识表征。所述两个索引v,i可以包括任意数目的操作、操纵或处理，其可以通过数学方式、或者利用逻辑、或者同时通过数学方式并且利用逻辑来描述。因此，对应于应用相位空间的总体状态密度取决于v,i概率分布的适用子集。这些域分布将具有不同程度的统计互依性。
正如这里所描述的那样，在可用的物理控制与其所影响的资源的分布之间有可能使用不那么严格的定义，以便促进特定实例。通常来说，在基本层级，自由度将具有两项属性：1)与相位空间内的状态密度的某一部分相关联；其又与装置的物理编码机制/设施有关；以及2)允许根据
Figure BDA0000977089350000644
分发的利用信息编码的能量函数的相互连贯(articulation)，其中
Figure BDA0000977089350000645
控制装置的编码机制/设施。
这两项属性具有与描述相位空间内的数量的随机变量的对应性。因此，当在这里使用术语“自由度”时可以考虑这些属性。
图4示出了替换的方块图400，其中示出了通过控制
Figure BDA0000977089350000646
402来解析H(x)。图4是图3的实施例的一部分的一个具体实例，并且示出了附加的电子功能的一些实例。
图4示出了通过从信息量度H(x)导出的402(a)的一个子集
Figure BDA0000977089350000652
的某一函数来操纵能量源ES 408。此外，
Figure BDA0000977089350000653
402与载波的量值和相位函数的控制有关，其中具有弧度频率ωc的此类载波是从一个或多个本地振荡器获得的(图中示出了单个本地振荡器(LO)410)。本发明的一个实施例还在于可以有任何适当数目的本地振荡器410。这里所设想的实施例可以利用多个LO，从而使得LO的数目是基于设计考虑。ωc可以大于或等于零弧度每秒。
此外，可以有多个载波。
H(x)402被转化到负载并且以信号的形式被编码，同时通过对应于若干操作变量的大动态范围最小化指定功率和最大效率下的失真。通过由跨阻抗节点462示出的多输入单输出模块(MISO)466的跨阻抗，来自ES 408的位能被转换到所期望的形式，并且被从电源408直接传递到输出负载RL 464，这是通过储能元件467和复数阻抗Zm 469以电荷增量dq/dt实现的。对应于
Figure BDA0000977089350000654
402的分发的算法是开环，然而是基于涉及装置400的物理原理和表征参数的先验知识。
多输入单输出运算符模块MISO 466是通过硬件和算法实施的，其聚合起来可以与图3中提到的运算符
Figure BDA0000977089350000651
O相关联。通过MISO模块466实施的自由度按照允许对于复合和其他隶属相位空间的单独和联合操纵的方式被指派。
此外还示出了经过储能元件467的能量流路径465，其例如可以是电感性元件和经过元件469(其被示出为阻抗元件)的能量流路径468。能量路径465和468被用来说明能量从时间和空间中的一点被移位到时间和空间中的第二点。储能元件和有关的电路按照需要使用空间和时间来传输电荷。或者，储能元件可以是设置在任何适当的电路拓扑中的电抗性元件(例如电容器和电感器以及传输线)或谐振器的任意组合。电源或能量源408可以是任何A.C.、D.C.电流或电压源或者其组合。用于源的相关联的表征pdf可以具有随机和确定性数量。
来自v,i索引的各种组合和排列的子集当中的每一项混合控制402可以通过每条控制路径的多个信号的分发来实现。举例来说，路径402(a)可以是数字的、模拟的、串行的、并行的或者与一个或多于一个连接结构(比如连线或总线)以及适当数目的连接节点多路复用。
这里对于相位空间的使用是从统计力学的相位空间扩展的。这里所描述的相位空间容许考虑装置宏观和微观自由度全部二者。扩展后的定义认识到可变持续时间上的这些域的联合演进。该定义与最大熵非平衡统计表征以及非平衡热力学一致。
在传统上，热能是经典热力学的动因。此外，多种形式的能量可以共存。应当提到的是，动态电荷及其电磁场以及热搅动在电子装置中扮演角色，但是对于大多数现今的通信形式来说发热通常是不合期望的，因此其通常被视为能量退化到具有最大熵的形式。(1-η)ES的大部分可以由焦耳热构成，但是这并非排他性的。例如噪声、谐波、互调失真、不想要的振荡、串扰、干扰、旋转、振动、平移和乱真波形之类的中间能量表达代表捡拾现象的实例，其会降低递送点处的η。当然，在导致信号中的例如失真和缺陷之类的错误之后，这些其他形式最终也会退化到最基本的形式，也就是热量。
根据本发明的实施例，实际的情形在把电荷转移相互连贯的设备的部分内将具有相对较少的自由度(与vtot相比)。这是由于考虑到信号管理复杂度以及相关联的热力学第二定律后果。虽然可能在一定的不合期望的振动的情况下传输大量电荷，但是在逐个样本的基础上通常存在主导的大体统计量。这种情况下的样本可以包括信号的数值量化。该量化通常遵循Nyquist-Shannon采样标准和采样定理。相关的单位是通过每单位时间每样本每单位信息的电荷来表示的。电荷传输可以通过电流、能量来解释，并且在复数信号空间的情况下可以通过电流的量值和相位函数来解释。在给定系统阻抗的知识的情况下，还可以通过电压函数给出电荷传输。
根据这里所描述的本发明的一个实施例，装置相位空间设想到一个或多个自由度，其中可以包括宏观和微观自由度。此外，相位空间通常将具有瞬态属性。全部两种情况都可以包括非均匀相位空间。可以协同现象弛豫时间常数的多样性来利用各个构成相位空间域的统计属性，以便解耦原本难以处理的相依性。半导体、导体、电感器和电容器传输电荷以及通过微观和/或宏观统计量表征的能量。但是这些基础设施也由在微观层级下受到热搅动的物质构成。在描述效率和信息传输时，为了完整起见，应当明确地或者隐含地解决全部两种状况。应用相位空间的这些扩展的概念在这里可以被简单地称作“相位空间”。
图5示出了被作为信道500对待的电路表示。该电路表示500包括信号源570，其具有描述信息熵Hx的pdfp(x)。变量x被映射到电压Vsrc 572。信号源570具有实部为RS 571的源阻抗。信号Vsrc 572经过信道573。信道573的输出是负载电压VL 574。与负载电压相关联的信息熵是Hy 575，并且信号VL 574通过负载阻抗的实部RL 564耗散。总体上500可以在概念上代表系统的装置的某一部分，其在高层级的抽象下传输或处理信号。输入信号电压Vsrc572可以不同于输出信号电压VL 574，这是因为信道573可以通过某种非线性失真和/或噪声干扰的添加而修改输入Vsrc 572。同样地，信息及其相关联的熵H(x)(参见570)的原始映射可能被信道修改，并且会丢失信息。在该表示500中，信道及其失真代表装置缺陷，其可以被包括在相位空间或应用相位空间或伪相位的定义或描述中。被用来描述电荷、电压、信息及其有关功能的概率密度(pdf)也可能被信道573失真。
pdf(概率密度函数)描述可以被利用的单数或数量的分布，比如电压或电荷或者其函数。这是有用的是因为这样的参数可以被关联到相位空间的属性。此外，其失真在分配
Figure BDA0000977089350000671
时扮演重要角色。V·(dq)表示能量，其中dq扮演广泛的角色。V可以是复数数量，因此在信号空间或伪相位空间中提供最少两个自由度。伪相位空间例如可以是相位空间或应用相位空间的一部分的抽象表示或近似。通过利用附加的自由度，影响相位空间和伪相位空间的失真可以有时被校正或者避免。失真会影响信息被映射到装置内的电压和电流中的方式。不合期望的映射可能会湮灭信息并且降低效率。通过把H(x)570解析成多个构成部分H(x)v,i并且沿着相位空间或伪相位空间的特定轨迹来映射各个构成部分的函数，从所述轨迹导出的复合输出可以保持信息并且最大化效率。正如在背景技术部分中所讨论的那样，这在基本上不同于预失真技术，预失真技术利用逆传递特性来抵消非线性，其按照特定方式修改相位或伪相位空间而不考虑对于系统状态之间的过渡是最高效的相位空间或伪相位空间轨迹。后面应当理解的是，取决于情境，术语相位空间可以被用来涵盖伪相位空间或应用相位空间的含义。
有用的是考虑相关的pdf的一些基础的方面以供后续参考(概率密度函数)。考虑使得Vsrc近似为高斯的pdf(概率密度函数)的简单一维情况，正如图6中所示出的那样。
具体来说，图6示出了具有0.5均值的近似高斯PDF的图形表示600。如图6中所示，Vsrc被绘制在X轴(水平)672上，并且对应于Vsrc的特定数值的概率p(Vsrc)被绘制在Y轴(垂直)676上。曲线或曲线图677暗示着线性信道。
本发明的另一个实施例在于，例如假设不对称非线性函数被应用于具有高斯信号的信道，其限制高于Vε的Vsrc的数值。高斯信号可以具有在图6中描绘的对应于Vsrc的pdf，其被应用于图5的信道非线性。
在图7中示出了pdf(概率密度函数)。图7示出了图形表示700，其示出了被绘制在X轴(水平)772上的Vsrc，以及被绘制在Y轴(垂直)776上的
Figure BDA0000977089350000681
曲线或曲线图777被示出。在如773所示的点0.6处，作为垂直增量函数的曲线777被截断。
在数值V∈＝0.6 773处具有新的最大值的
Figure BDA0000977089350000682
是在限幅(应用图5的非线性)之后从Vsrc导出的新的信号。
Figure BDA0000977089350000683
的不对称性以及对于附加的增量函数的包括考虑到原始p(Vsrc)的经过移位的概率质量。利用附加的增量函数，总的概率度量为如下：
Figure BDA0000977089350000691
如图7中所示，对于
Figure BDA0000977089350000692
已经去除了信号的不确定性。同样地，不确定性量度H(y)也受到影响，这是因为H(x)的映射与其绘制在Y轴上的分量密度函数
Figure BDA0000977089350000697
之间的对应性已被显著改动。利用Shannon标记法，容量也将被修改。
H(x)+Hx(y)＝H(y)+Hy(x)
H(x)-Hy(x)＝H(y)-Hx(y)
Figure BDA0000977089350000693
max{R}ΔC
H(x)：以比特(或比特/秒)计的源的不确定性量度或信息熵。
Hx(y)：在给定信道输入的确切知识的情况下的信道输出的不确定性。
H(y)：以比特(比特/s)计的对应于信道输出的不确定性量度。
Hy(x)：在给定输出可观测量(该数量也被称作条件信息总量平均值(equivocation))的知识的情况下的输入的不确定性。
R：以比特/秒计的移动经过信道的信号速率。
C：给定H(x)、H(y)、Hy(x)、Hx(y)的情况下的容量
对于
Figure BDA0000977089350000698
的估计表明，一旦在针对信道的输入上超出了V∈，则Vsrc就是歧义的，其中V∈是Vsrc在该处发生限幅的电压。也就是说，Hy(x)对于这种情况被增大。因此
Figure BDA0000977089350000694
因此，
Figure BDA0000977089350000695
Figure BDA0000977089350000696
这一证据与Shannon定理一致。所述证据支持信息丢失命题。对于V∈的特定数值范围可以确定，在超出可接受的极限的情况下，链路可以被断开(通过信息丢失)。通过下式给出用于评估退化的质量量度：
Figure BDA0000977089350000701
其中，Cdeg代表百分比信道容量退化。Cdeg可以是用于评估算法非线性的信息影响的有用量度。
对于pdf(概率密度函数)的操纵保持与物理处理有关的电荷和相关联的场，但是有作用的电荷的不确定性可能会被降低，因此Shannon信息不确定性量度可能会被降低，从而导致信息丢失。在特定条件下，可以保留部分信息，并且装置的操作效率会显著提高。后面将更加详细地论述这一结果。
在每单位时间从源发出的信息熵H(x)与信号Vsrc的数值之间存在一一对应性。源的不确定性由下式给出：
Figure BDA0000977089350000702
在这种情况下
Figure BDA0000977089350000703
并且
Figure BDA0000977089350000704
是对应于Shannon差分熵的适当的归一化函数，其中<P>是Vsrc的平均功率，其通过效率与感兴趣信号的二阶矩成比例。也就是说
Figure BDA0000977089350000705
其中，
Figure BDA0000977089350000706
是递送到装置的归一化功率。
每当条件不确定性Hy(x)＝Hx(y)＝0时，则信息被传达并且R被最大化，H(x)＝H(y)。
在H(x)与Vsrc的数值以及由于从Vsrc得到的电流和相关联的电路阻抗所导致的动态电荷之间存在对应性，这是通过来自字母表的符号与作为时间函数的电压Vsrc(t)的关联而实现的。相位空间中的感兴趣的数量通过Vsrc(t)的概率密度与可用的自由度相关联，在由
Figure BDA0000977089350000711
表明的不确定性的表示中还暗示了对应于物理系统的状态密度
Figure BDA0000977089350000712
与
Figure BDA0000977089350000713
和
Figure BDA0000977089350000714
相关联的物理自由度是动态数量，其由基于不可逆非平衡的热力学或者扩展不可逆热力学的纪律定义，并且每当系统不处于平衡时使用熵通量的概念。这些通量变量在因果方面与H(x)、Hx(y)、H(y)、Hy(x)的函数有关。
通过通量来表达物理熵可以被认识成更加熟悉的概念，比如信号的相位和量值的改变中的不确定性，连同其相应的时间相依的波动互相关函数。这包括有关的感兴趣信号以及乱真波形、谐波、幅度和相位噪声以及互调失真。发热可以被单独测量，但是在某些情况下，前面的列表表明了一些热相依性。这些数量与将其关联到各种物理和信息形式的熵的函数描述的对应性是本发明的一个实施例，并且是本领域内的一项进步。同样地，在通信应用中有用的信息与基本尺度下的物质和能量的时间相依配置的关联也是本发明的一个实施例，并且也是现有技术中的一项进步。
RF调制是把来自具有H(x)的信息源的信息印记到RF载波的复数包络的处理。换句话说，通过H(x)量化的不确定性量度具有按照每单位时间的电荷转移的单位模拟分量符号概率的物理对应部分。所得到的信号采取以下形式：
x(t)＝aI(t)cos(ωct)+aQ(t)sin(ωct)
aI(t)Δ载波包络的时变同相分量，其也被称作同相幅度(分量)或实数幅度(分量)。
aQ(t)Δ载波包络的时变正交相位分量，其也被称作正交幅度(分量)或虚数幅度(分量)。
ωc Δ载波频率≥0弧度/秒
通过使用aI(t)和aQ(t)的适当的映射，可以遍历复数信令平面中的任意点。或者有可能使用基于复数载波包络的量值和相位的描述。电池操作的移动通信平台通常具有单极能量源。在这样的情况下，定义aI(t)和aQ(t)的随机变量由非中心统计参数表征。每当aI(t)和aQ(t)是非零均值准高斯时，会出现一种感兴趣的情况。有可能将这种情况称作复数非零均值高斯pdf或者具有2个宏观统计自由度的高斯，以免与装置的v混淆。RF调制器和单极方法的分析应当考虑由于相关联的能量影响而导致的偏移量。这可能会对传送器的效率造成负面影响。在给定单极能量源以及近似高斯的信号的情况下，后续的分析提供对于向负载传递功率的装置的一般对待。信号加偏移量可以DC耦合或者AC耦合到负载。一般来说，AC耦合的情况更加高效。通过部署用于同相信号的装置并且部署用于正交相位信号的一个装置，可以把所述分析扩展到复数高斯情况。因此，定义aI(t)和aQ(t)的信号调制对应于可以逼近Shannon容量极限的2维信令空间。这代表适合于对于具有较大PAPR的信号限制效率性能的经典情况。
作为本发明的实施例所设计的用以实现这些调制的电路可以配合许多拓扑和架构。但是对于具有单极偏移量的线性调制，其对于幅度包络调制器简化到两个一般类别，即串联和旁路阻抗控制。后面的讨论通过对应于串联和旁路配置的效率性能围绕这些模型继续进行，以作为适合于推进概念的实例。对于后面的简单模型所说明的针对效率增强的处理也享有是用于其他类别的更加先进的调制器的共同原理。图13和14表示吸收了比如将在后面讨论的调制器功能的更高层级架构。
图8示出了求和节点的示意图800，其具有两个输入信号和/或波形878、879以及一个输出信号881。该求和节点880是允许叠加其输入的线性处理运算符。举例来说，x(t)878可以是感兴趣的复数信号，并且n(t)879可以是复数噪声或干扰处理。
图9A、9B和10A、10B分别示出了串联调制器和旁路调制器拓扑的差分和单端版本的实例。这些模型当中的两个可以被用来产生复数信号。这些模型代表用于实施对应于装置的自由度的某一部分的实例，其可以与从FLUTTERTM算法导出的调制相关联，例如图13和14的某些部分。通过检查这些模型提供了深入到效率增强中的认识。
在图9A和9B中，阻抗ZΔ从(0+0j)Ω到(∞+∞j)Ω可变。在所述模型的这些极端状态下，只有当串联阻抗是零时或者当旁路阻抗是无限大时，功率输送才是最大的。虽然这些模型可以代表一般类别的线性设备，但是取决于复数阻抗的选择，所述模型也可以是非线性的。有帮助的是首先专注于对于Zs ZL和ZΔ具有至少一些非零实数分量的那些设备。这些模型在后文中被称作第I型模型。其有用于参考分析，并且不代表具体实现方式。举例来说，图9A示出了差分第I型串联调制器900。该调制器900包括Vs 982，ZS/2 983、986，ZΔ/2 984、987，混合控制函数
Figure BDA0000977089350000731
985，ZL 988，以及VL 974，混合控制函数
Figure BDA0000977089350000732
985。图9B示出了单端第I型串联调制器910实施例，其包括Vs 982、Zs 989、ZΔ 990、VL 974和ZL988。混合控制函数
Figure BDA0000977089350000733
985向ZΔ 990提供输入，从而与所期望的调制幅度成一定比例地改变其阻抗并且具有适当的统计量。
图10A、10B分别示出了差分和单端第I型旁路调制器。图10A的差分第I型旁路调制器1000包括Vs 1082、Zs/2 1083、ZΔ 1090、ZL 1088、VL 1074、Zs/2 1086。混合控制函数
Figure BDA0000977089350000734
向ZΔ 1090提供输入。
图10B的单端第I型旁路调制器1010包括Vs 1082、Zs 1089、Vs 1090、VL 1074、ZL1088、混合控制函数
Figure BDA0000977089350000735
1085。该旁路调制器包括差分电压源Vs 1082，差分源阻抗Zs 1089，差分旁路阻抗ZΔ 1090，以及负载阻抗ZL 1088。1000和1010(配置1000、1010)中的混合控制1085在全部两种配置中都向ZΔ 1090提供信号，从而与所期望的调制幅度成一定比例地改变其阻抗，并且具有对应于输出电压的适当统计量。
如图9B和10B中所示，Vs(分别是982、1082)提供电压源。取决于阻抗Zs、ZΔ和ZL(即分别是989、1098、990、1090和988、1088)，对应于
Figure BDA0000977089350000744
(分别是985、1085)的控制统计量可能相当错综复杂。对于实际应用，ZΔ+Zs在该(旁路)拓扑中不能等于零。
Figure BDA0000977089350000745
(在图9B和10B中分别被示出为元件985、1085)的动态由所期望的复数信号和适当的变换(线性或非线性)控制，以便在VL(其在图9B和10B中分别被示出为元件974和1074)中产生必要的统计量。因此，由
Figure BDA0000977089350000746
985、1085控制的作为ZΔ 990、1090的函数改变的电压VL974、1074可以由复数相量表示，其中下标I、Q分别指代信号的同相和正交相位分量。
Figure BDA0000977089350000741
Figure BDA0000977089350000742
Figure BDA0000977089350000743
a(t)≡复数波形幅度
符号运算符跟踪复数信号象限，并且进一步定义代表相位角度的θ(t)。相位角度描述复数信号的矢量表示的角度。
图13和14示出了实施基于可以被用来呈现信息承载时间函数的以FLUTTERTM和混合控制为中心的算法的调制器的两种架构方法。这些架构方法可以应用于涉及效率优化的正在进行中的讨论。也就是说，第I型调制器结构以及几乎任何适当的调制器或编码方法都可以由图13和14吸收以用于基带或RF应用。例如图1、2、3、4、9A、9B、10A、10B、15、18、20、21、22、27、28、29、30、31和32的架构图是与图13和14的讨论的某些方面有关的相关实例化。因此，在这些图1、2、3、4、9A、9B、10A、10B、15、18、20、21、22、27、28、29、30、31和32中示出的各种功能、结构和模块及其对应的描述被视为可以作为图13和14的架构和模块的某一子集来分发的可能的结构和/或算法或模块。
图13示出了适合于实施将信息编码或调制到波形上的FLUTTERTM算法部分的一般架构1300的一个实例。FLUTTERTM编码或调制节段1300能够在输出(1370)出产生基带信号以及RF信号。负载1380可以由输出1370驱动。基带信号可以通过在函数/模块1341中适当地选择ωc和φ来产生。函数/模块1341还可以通过适当地选择载波频率ωc和载波频率的相位φ而成为本地振荡器(LO)。在基带模式下，选择ωc和φ连同幅度(A)以便把1340呈现为适当的常数。当输出信号1370是载波时，则ωc选择LO波形1340的操作频率，并且φ设定LO波形1340的操作相位。混合控制1301通过调节具有输出信号1321的电源1320以及MISO和/或复合函数1360来操纵多个自由度。混合控制是由
Figure BDA0000977089350000751
表示的系统输入熵H(x)的函数，其中v，i是适合于管理所述控制的索引。根据FLUTTERTM算法在矢量合成引擎(VSE)中生成混合控制。来自混合控制1302的kA个比特被分配1302来把可变或被切换能量源或电源1320控制到所期望的分辨率，从而对于最小数目KA最大化效率。来自混合控制1301的kB个控制比特1303被分配作为附加的自由度，以便通过MISO和/或复合函数1360生成信息承载时间函数。来自混合控制1301的kφ个比特被分配来把ωc和/或φ选择到所期望的数值和分辨率。此外，ωc和/或φ都可以是时间的函数。kA、kB、kφ是基于以下各项来分配的：对应于装置1300的可用自由度的数目，对应于每一个自由度的效率，以及在每一个自由度中分发特定信号速率的相应的可能性。
图14示出了适合于实施把复数信息编码或调制到波形上的FLUTTERTM算法的一部分的一般架构1400的一个实例。基于FLUTTERTM的调制器节段1400产生具有相应的输出1470的RF信号，其可以实现载波的通用调制。可以对于载波频率ωc和相位φ选择或调节本地振荡器1441，其中的一项或全部两项可以是时间的函数和输入信息源。利用正交生成函数1450，把本地振荡器(LO)波形1440正交分布在关于波形1440的0°1451和90°1452的相对相位。MISO和/或复合函数模块1460利用输入1451和1452作为正交载波输入，其可以是时间的频率和相位敏捷函数(其可以利用信息被调制和编码)。模块1460的输出是RF已调信号1470。混合控制1401是系统输入信息熵的函数并且由矢量合成引擎(VSE)生成。对于MISO和/或复合函数1460的同相和正交分支，控制1402和1404分别选择或调节可变或被切换能量源或电源1420和1430。用于选择这些分支中的功率的以比特计的分辨率是与波形1421和1431相关联的
Figure BDA0000977089350000761
和
Figure BDA0000977089350000762
和
Figure BDA0000977089350000763
是分别来自混合控制1403和1405的比特数，其提供对应于复合函数1460的附加的自由度。kφ是为信号或波形1406分配的分辨率的比特数，其选择或确定与信号或波形1440相关联的LO函数1441中的ωc和φ。
Figure BDA0000977089350000764
和
Figure BDA0000977089350000765
是基于以下各项来分配的：对应于装置1400的自由度的数目，对应于每一个自由度的效率，以及在每一个自由度中分发特定信号速率以及信息的相应的可能性。输出信号1470可以被提供到负载1480。
随着效率提高，用于输出信号的PAPR通常减小。从基本原理可以表明，无损的第I型调制器具有热力学效率
Figure BDA0000977089350000766
(也就是当Zs＝0时)。当输出信号PAPR＝1时得到最大效率，但是这与aI和aQ的幅度调制不一致。因此，为了编码幅度信息，对于调制器有PAPR>1。但是有可能增加总的有效带宽以作为针对扩展相位空间以便在减小PAPR的同时保持容量的一种可能的选项，或者对于信息传输提供多个并行的信道分支。这在拓扑方面可以是如图15中所表示的那样，其中示出了用以减小每个分支的PAPR的并行信道配置。
图15示出了根据本发明的一个实施例的用以减小每个分支的PAPR的并行“分支”信道配置的表示1500。如图15中所示，H(X1，X2…Xv)1502被分离或分裂或分发到组成单元
Figure BDA0000977089350000767
1504(a)、
Figure BDA0000977089350000768
1504(b)和
Figure BDA0000977089350000769
1504(n)中(其中“n”是任何适当的数字)。这些组成单元(总体上标示成1504)具有被表示成
Figure BDA00009770893500007610
1505(a)…
Figure BDA00009770893500007611
1505(n)的相关联的量度(其中“n”是任何适当的数字)。15的分支被联合、合并或复合以获得H(y1，y2…yv)1575。该复合熵函数1575与所期望的信息承载时间函数的呈现或表示相关联。其可以是信息承载时间函数、波形、信号、RF已调载波信号，或者可以作为所呈现的信息承载时间函数被转换、下载或再现的电子数据。其还可以是将被进一步处理的某一中间信号。
v分支信道可以替换单分支信道，其中每一个分支具有较低的PAPR。这是通过控制每个分支的归一化信道容量Cv/Wv(总体上标示成1505)来实现的，从而使得：
C＝C1+C2…Cv
可以按照希望来设定每一个比值Cv/Wv(总体上标示成1505)。其推导假定了给定边界内的波形统计量的特定方面。复合信道的每一个单独的分支可以具有较小的PAPR，因此具有相应地更大的η。从物理模型的角度来看，在图15中表明的拓扑信息流以
Figure BDA0000977089350000771
(总体上标示成1504)的形式示出了信息的分发或分散，但是并没有规定如何把信息解析到每一条路径1504(a)…(n)(其中“n”是任何适当的数字)，也没有在复合熵函数1575的输出节点处重新同化。一般来说，这可以通过对每一条路径的使用进行加权以便最大化效率并且同时在最大实际程度上保持C来实现。
每当所述概念拓扑的复合熵函数1575的输出节点受到连续时间线性电子电路模型的约束时，可以验证在物理意义上的各个线性信号的求和也可以使用v向功率组合器，每当所述v个信号统计独立时其重新分发每一个单独分支1504的能量。
FLUTTERTM通过操纵相位空间体积1504(a)...(n)的较小部分而允许效率与容量之间的折中，所述较小部分总体上统计重构1575，同时管控域交互。这可以是时变非线性操作。所述时变非线性操作可以被分发到每一个分支1504，其由
Figure BDA0000977089350000772
运算符或其某种组合吸收。通过
Figure BDA0000977089350000773
的适当设计，可以按照缓和前面所描述的多分支加载现象的方式来管理域交互。
考虑下面的相位空间的体积，其通常可以是超几何的，但是在图16中被表示成3维几何结构。图16示出了概念性相位空间或伪相位空间的一个实例1600，其已被设置在对应于具有不同能量电平或能量分区的区段的三层中。相位空间内的坐标被随机突出显示，以便示出分区范围内的任意样本。同心散射体积的最大半径粗略地标记能量边界。空间中的每一个特征点代表来自信号系综的一个成员。图16示出了具有三个轴的相位空间1600，即X轴1602、Y轴1604和Z轴1606。
没有必要保持所述体积的对称性，其取决于相应的装置约束可以采取许多形状。但是出于本公开内容的目的，有益的是保持总体积基本上恒定，尽管其形状可以发生变形。通过这样做，有用的是保持对于空间内的每一个坐标的可访问性的总的不确定性，从而保持空间的信息容量。
设
Figure BDA0000977089350000784
是针对与图9B相关联的瞬时波形效率的概率密度。
Figure BDA0000977089350000785
可以被用于串联和旁路情况全部二者，并且将被获得以促进实例。
设p(VL)由下式近似给出：
Figure BDA0000977089350000781
数量(VL-<VL>)也等于AC信号
Figure BDA0000977089350000786
图11描绘出该pdf(概率密度函数)，其是对应于输出电压VL的准高斯pdf(概率密度函数)，其中Vs＝2，<VL>＝Vs/4(.5V)，并且
Figure BDA0000977089350000787
图11示出了具有示出VL的X轴(水平)1102和示出p(VL)的Y轴(垂直)1104的曲线图1100。曲线1106是高斯pdf(概率密度函数)的曲线图。
从下式获得瞬时效率的平均值
Figure BDA0000977089350000782
Figure BDA0000977089350000783
此外还注意到补充的关系式：
Figure BDA0000977089350000791
Figure BDA0000977089350000792
Figure BDA0000977089350000793
Figure BDA0000977089350000794
Figure BDA0000977089350000795
变换
Figure BDA0000977089350000796
实现以下结果：
Figure BDA0000977089350000797
Figure BDA00009770893500007911
是瞬时波形效率。其并不是适当的热力学效率。但是在由FLUTTERTM算法设想的特定条件下，可以示出
Figure BDA00009770893500007912
的优化以便优化适当的热力学效率。有时该替换效率量度
Figure BDA00009770893500007913
是合乎期望的优化对象。
该pdf(概率密度函数)的曲线图在图12中被示出为曲线图1200。在对于输出电压VL给定高斯pdf的情况下，X轴(水平)1202和Y轴(垂直)1204被用来绘制对应于
Figure BDA00009770893500007914
的pdf(概率密度函数)1206的曲线图，其中Vs＝2，<VL>＝Vs/4(.5V)，并且
Figure BDA0000977089350000798
Figure BDA0000977089350000799
与图12相关联的效率具有近似0.34的
Figure BDA00009770893500007910
给定关于所述简化幅度/包络调制器模型的假设，图11和12代表用于增强效率实例的起始参考点。对应于该例的信号PAPR是近似11.11。
一个解释性实例描述了一种用于使用FLUTTERTM算法的一部分来选择变量VL的能量分区的方法。来自图16的相位空间对应于如图17中示出的随机变量VL的分区，图17示出了示例性曲线图1700。X轴1702示出了VL，Y轴示出了p(VL)1704。曲线1706被示出为具有三个不同的部分。部分1716示出了E1，部分1718示出了E2，并且部分1720示出了E3。曲线1706下方的区域被示出为1714。具体来说，图17的曲线图1700示出了对应于输出电压VL的近似高斯pdf(概率密度函数)，其中Vs＝2、<VL>＝Vs/4(.5V)并且
Figure BDA0000977089350000804
以及三个单独的能量分区E1、E2、E3。应当提到的是，能量实际上是所表明的范围内的对应于VL的平方数值。
在该例中，这里所描述的装置可以被视为具有三个单独的能量源，其在电位边界V1、V2(分别被示出为元件1712和1713)之间的接口处被多路复用，正如幅度统计量所表明的那样。对于与图17的统计量相关联的应用，电压V1(1712)和V2(1713)可以采取从0到1伏特的数值。有可能如下定义域关联规则：
E1，如果VL＜V1
E2，如果V1≤VL≤V2
E3，如果VL＜V2
应当注意到图17的分区pdf(概率密度函数)与图7的pdf(概率密度函数)之间的不同。在图17中，信息跨越能量域边界被保留，而在图7中信息被丢失或湮灭，并且环境熵相应地增大。对于该例避免了图7的情况。
在后面的讨论中，取决于对应于(η)或
Figure BDA0000977089350000805
的定义的适当选择，η可以是热力学效率或瞬时波形效率，其是基于信号统计量和电路参数以及拓扑的导出数量。在热力学效率的情况下，积分的内核是从预先平均的数量的比值
Figure BDA0000977089350000801
计算的常值函数。
Figure BDA0000977089350000802
是第i个分区的输出信号方差(输出信号功率)。<Pin>i是对应于第i个分区中的电路的输入功率。
还可以从下式获得<η>1，2，3的计算(其中ζ与阈值索引相关联)：
Figure BDA0000977089350000803
i提供针对计算的域(在本例中域对应于分区)增量控制，并且ki_norm提供每一个域的归一化，从而使得每一个单独的域在上边界处具有等于最大度量1的cdf(累积分布函数)。在其中一些后续处理中，ki_norm或者适当的等效值将被包括在因数λi中，其也被称作加权因数。在某些讨论中，这些因数应当保持分开。
后面的对应于平均瞬时效率和热力学效率的等式(分别)适用于具有等于负载电阻的电源电阻的第I型串联耗散性调制器。
Figure BDA0000977089350000811
Figure BDA0000977089350000812
假设我们对于第一边界@V1＝.25伏特和第二边界@V2＝.75伏特通过递归方式对于各个单独的分区应用该效率计算。这些阈值对应于1伏特动态范围内的2比特分辨率。在这种情况下，对应于3个区段的平均归一化效率与对应于每一个区段的概率加权相关联：
Figure BDA0000977089350000813
最终的加权平均值是：
Figure BDA0000977089350000814
最终的加权平均值是：
Figure BDA0000977089350000815
在这种情况下，切换效率ηsx被设定到数值1。
在图18中示出了对应于与该计算相关联的架构的相应的方块图。
图18示出了功率切换模块和串联第1型调制器1800。该切换模块和串联调制器1800包括
Figure BDA0000977089350000816
1802(a)…(n)(混合控制，其中“n”是任何适当的数字)。
Figure BDA0000977089350000817
1812，
Figure BDA0000977089350000818
1813，以及
Figure BDA0000977089350000819
1814。此外还示出了作为与旁路调制器相关联的阻抗的方块1888、1889和1890。VL1874由流经ZL1888的输出电流产生。如图18中所示，装置1800随着跨越每一个统计边界而发生过渡，从而根据
Figure BDA0000977089350000821
(总体上被标示成1802)选择新的能量分区。
针对该特定FLUTTERTM实例的该解的最终加权平均值还没有被优化。正如这里将讨论的那样，FLUTTERTM能量化分优化算法可以改进该例的结果。
从先前的实例有可能获得以下形式的优化：
Figure BDA0000977089350000822
∑λi＝1
min{H(x)-H(y)}
还应当提到的是
Figure BDA0000977089350000823
总体目标是通过选择最高效的电压
Figure BDA0000977089350000824
来求解最优能量分区E1、E2、E3(参见图17，分别是元件1716、1718和1720)。
Figure BDA0000977089350000826
通过定义被选择成最大可用供给，并且对于先前的实例被设定到2V。最小可用电压被设定到
Figure BDA0000977089350000827
因此对于该特定情形，对于同时(或者并发地或并行地)确定λ1、λ2和λ3的优化仅计算
Figure BDA0000977089350000828
和
Figure BDA0000977089350000829
当前假设H(x)-H(y)可以被最小化，从而忠实地复合所期望的信号。这是通过操纵调制器中的i个自由度以及其他自由度而实现的，例如图18的与ZΔ1890相关联的vi个自由度。随后可以利用变分法来求解最大化算法
Figure BDA00009770893500008210
的应用，以便获得
Figure BDA00009770893500008211
和
Figure BDA00009770893500008212
的解。
对于该3分区实例的改进的解变为
Figure BDA00009770893500008213
Figure BDA00009770893500008214
下面给出了作为比较的域效率和加权：
Figure BDA0000977089350000825
Figure BDA0000977089350000831
并且最终的总平均值是
Figure BDA0000977089350000832
因此，与用于阈值的任意2比特指派相比，FLUTTERTM能量分区优化解决方案提供了明显的改进。此外，与单个电源分区相比的改进是瞬时波形效率量度的改进的近似2倍或100％。
FLUTTERTM算法表明最优阈值的应用不是自组织的或任意的。举例来说，已经说明了自组织二进制加权要差于FLUTTERTM优化。已被数字化的标准传统包络跟踪方案没有根据FLUTTERTM算法进行优化，因此是不同的也是较差的。FLUTTERTM的显著益处在提供相对效率增强所需的相对减少数目的分区中是明显的。此外，当在替换的自由度中分发附加的信息熵时，可以降低分区选择速率。此外，其他自由度v还原信息包络中的不被稀疏数目的分区所容许的信息。这些v个自由度还把包络平滑和/或内插到所期望的标准。对于供电包络还原或包络跟随，传统方法和技术不会使用较少数目的量化电平来还原包络。
当希望针对能量分区的数目以及其对于其中幅度被排他性地视为任何统计分布p(VL)(作为一个实例，其在图11中被示出为Y轴1104，在图13中被示出为Y轴1304，并且在图17中被示出为Y轴1704)的函数的情况的潜力都确定最优的理论解决方案时，合理的是开始于使用PAPR和<η>定义。
Figure BDA0000977089350000833
Figure BDA0000977089350000834
Figure BDA0000977089350000835
这对于单个能量分区定义了<η>。下面的表达式可以被用于i个能量分区：
Figure BDA0000977089350000841
从热力学第一和第二定律可以确定：
Figure BDA0000977089350000842
<ηi>≤1
λi是对应于第i个分区上的ηi的统计加权，从而使得
Figure BDA0000977089350000843
在给定这些条件的情况下，有可能写出下面的优化：
Figure BDA0000977089350000844
因此，为了使得<η>变为1，需要每一个ηi→1。也就是说，除非每一个分区也是100％高效的，否则不可能实现<η>→1的总体效率。因此，
Figure BDA0000977089350000845
已经表明，λi被计算为对应于每一个第i分区的权重，从而使得：
Figure BDA0000977089350000846
对于连续解析密度函数得到下式：
Figure BDA0000977089350000847
类似地，
Figure BDA0000977089350000848
正如这里所陈述的那样，有可能把先前的优化规程一般化到强调计算可以逼近可接受的折中效率<η>的足够的分区，同时根据实际的资源约束最小化能量分区的数目。
因此，现在将讨论当(i)是有限的情况时的效率增益相对于数字(i)的关系：效率增益相对于复杂度、技术限制以及可能还有成本的关系将设定关于(i)的上、下边界。
对于设定分区阈值αζ可以规定一般化的η优化规程(第I型调制器)。ζ将被用作与分区边界处的阈值编号相关联的索引。阈值的数目比分区的数目小1。在该例中，邻近阈值之间的差异被视为差分数量。
Figure BDA0000977089350000851
Figure BDA0000977089350000852
Figure BDA0000977089350000853
Figure BDA0000977089350000854
Figure BDA0000977089350000855
Figure BDA0000977089350000856
Figure BDA0000977089350000857
Figure BDA0000977089350000858
Zs≡调制器能量源阻抗
ZL≡调制器负载阻抗
图19示出了曲线图1900，其中把作为绘制在Z轴(水平)1902上的分区数目的函数的绘制在Y轴(垂直)1904上的
Figure BDA0000977089350000859
的趋势示出为曲线1906。具体来说，对于特定的Zr，图19对于处理通过非中心高斯统计量表征的信号幅度的第I型调制器模型的一个实例示出了作为能量分区数目的函数的瞬时波形效率(其被绘制成曲线1906)。应当注意到，对于仅仅几个分区的分配，
Figure BDA00009770893500008510
(瞬时效率)如何大大提高。
可以表明，对应于该调制器的热力学效率η和瞬时效率
Figure BDA00009770893500008511
(对于单个能量分区)通过下式关联：
Figure BDA0000977089350000861
PAPRsig是对应于波形的信号部分的峰值对平均功率比。
因此，对于第I型调制器，提高
Figure BDA0000977089350000863
也会提高η，其中
Figure BDA0000977089350000862
虽然所述特定优化是通过
Figure BDA0000977089350000864
进行的，但是例如
Figure BDA0000977089350000865
之类的适当的效率选择也可以被直接优化。具体来说，热力学效率
Figure BDA0000977089350000866
也可以被直接优化。一个附加的实例将说明利用直接方法优化热力学效率的结果。
假设对先前的实例进行修改，从而使得在第1型调制器的输出负载处产生具有～11.1的PAPR的接近高斯的信号。此外，假设源电阻是可忽略的，并且可以被近似为零。现在，输出处的感兴趣信号可以在零伏特到Vs＝2V之间变化。我们应用与之前相同的规程以获得对应于适当的热力学效率的结果。此外，我们计算与具有单个电源的调制器相比对于所述划分算法所获得的效率改进。在图39中的热力学效率改进ηi/η1相对于分区数目的图形曲线图3901中表明了结果。应当注意到，对于2个分区的百分比改进是40％，对于3个分区是54％，对于8个分区是73.3％。所述比值是对应于使用i个分区的调制器的效率除以对应于基于单个电源的调制器的效率。因此当应用FlutterTM并且采用对应于分区的最优阈值时，对于显著的热力学效率改进只需要少数几个电源分区。
这一优化规程一般适用于所有形式的p(VL)(因此适用于不同的调制器类型)，即使是具有离散随机变量(RV)的那些也是如此，前提是在定义对应于RV的分区边界和域时应当注意。通过这种方式，可以对具有pdf(概率密度函数)的非常复杂的概率分布函数(PDF)进行处理，尽管对于解的计算可能被证明是具有挑战性的。
但是仍然有产生有利结果的几种求解技术。电位
Figure BDA0000977089350000867
的位置并不是沿着VL轴均匀地间隔开的。同样地，λi一般也不是相等地加权的。但是随着ζ或者因此随着i变得相当大，分区获得更大的均等性。本发明的一个实施例在于，对应于ζ或i的中等到低数值需要优化的分区差分，其阈值边界不一定与用在包络还原或包络跟踪重建中的量化差分或样本阈值重合。除了前面的评论之外，还应当提到的是，电源的源阻抗可以改变效率以及分区的阈值优化。
在已经引入的信息质量方面：
min{H(x)-H(y)}
该计算还可以通过与对于实验室应用来说特别便利的更加有形的相关联的量度来近似，这是因为大多数现今的信号分析器都可以配备有互相关或者其他有关的误差量度测量能力。常常通过几种措施的其中之一来实现所述最小化：
·误差矢量量值(EVM)的计算
·最小均方误差(MMSE)的计算
·互相关和/或协方差的计算
由于其保持了当前主题的连续性，因此互相关得到解决。有可能如下定义输入与输出之间的互相关(x→输入变量，y→输出变量)：
Figure BDA0000977089350000871
这种形式是统计互相关。在提取出x，y的均值数值之后，可以在某些情况下使用的互协方差是相同的运算。应当提到的是，y变量常常被归一化或伸缩以补偿测试系统伸缩。
现在所给出的实例在概念上看起来将是完美地线性的，这是因为VL1874通过定义应当是
Figure BDA0000977089350000872
1802的忠实再现。但是在具有更加复杂的调制要求的实际系统中，可以利用许多控制来分发ZΔ1890。电压1812、1813、1814可以是非线性的，并且可以分别由多项控制来确定。在这种情况下，不精确性、量化噪声以及许多其他变量都可能潜在地损害所期望的互相关，从而增大
Figure BDA0000977089350000873
因此，可以采用互相关或互协方差或协方差量度或者合理的类似量度来评估特定的所合成的架构。每当可以获得或者适当地近似p(x，y)时，可以使用对应于互相关的统计计算。如果这并不方便，则对于条件平稳的随机过程可以采用时间互相关。这种形式的互相关由下式给出：
Figure BDA0000977089350000881
Figure BDA0000977089350000882
对应于互相关的观测时间间隔
通过下式比较输入和输出频谱掩模：
Figure BDA0000977089350000883
其中Rx(τ)和Ry(τ)是适当的自相关。
通过这种方式，还可以在频域内评估相容性。其他比较量度也是有用的，比如协方差、MMSE、相位误差相对于频率、相位误差相对于时间以及其各种变型。
E.T.Whittaker在1915年出版了涉及函数的内插的论文。Shannon借用了该理论以及Nyquist的理论从而获得了用于采样的基数级数，其由下式给出：
Figure BDA0000977089350000884
W≡带宽
η≡样本编号
t≡时间
通过适当地应用所述基数级数可以再现有限信息承载时间函数。Shannon进一步表明，足以用于利用基数级数重建具有有限持续时间τ的任何波形的样本数目由Shannon数字Ns给出。
Ns＝2Wτ
在最一般的情况中，对于n→较大以及从可以由高斯随机变量的任意总和构成的X(t)获得的样本，存在包含具有由下式给出的超球面的超空间：
Figure BDA0000977089350000885
<P>≡平均信号功率
<N>≡平均高斯噪声功率
该超球面在与相位空间中的粒子状态有关的统计力学中具有类似项，其中经典相位空间中的坐标分别由动量p和位置q定义。出于被公开内容的目的，对应于自由度及其能量分布的概率密度以及相应的信息分部已经在更高的抽象层级被吸收到应用相位空间的构造中。该更高抽象层级也可以被称作伪相位空间。
如前所述，每当pdf(概率密度函数)在无穷小的差分增量中被解析时，i→∞。在实践中，现今的通信系统常常量化与负载阻抗上的输出电压相关联的变量(VL)。尽管其在源处可能是连续的或离散的，但是其常常在装置接口处被量化。Ns＝2Wτ是针对用以在不丢失信息的情况下重建信息的信号空间的维度上的样本数目的规定。于是Nyquist采样率由下式给出：
Figure BDA0000977089350000891
i个分区当中的Ns个样本将根据概率密度p(VL)和指派对应的域的辅助规则来分发。这些样本仅由装置的能量化分设施部分地利用。可能需要附加的样本来支持v个自由度。一般来说，有可能指派i≤2k个分区以允许高效的系统。可以从下式计算每一个片元(一个片元可以被视为某一范围或域内的一个数值子集或数值跨距)内的样本的平均频率：
Figure BDA0000977089350000892
Figure BDA0000977089350000893
ΔVL≡每个样本的平均电压增量
因此，每个片元的样本数目是
Figure BDA0000977089350000895
此外，2k设定系统的采样分辨率。
固定的和/或所采样的能量分区之间的电位可以大于或等于
Figure BDA0000977089350000894
其由FLUTTERTM算法具体设定以便实现优化的效率增益。用于为i个片元当中的每一个指派样本Ns的数目和频率的规则可以被直接归于H(x)符号发射通过
Figure BDA0000977089350000901
到VL和(VL)的映射。
应当提到的是，分区边界的最优指派是非常特定的(根据FLUTTERTM)，并且一般将不会对应于仅从内插理论或包络跟踪/还原理论确定的二进制采样阈值。
具有被适当指派的样本集群ni的(i)个能量分区保持样本空间，从而保持信息空间。样本集群落在第i个能量分区的边界内，并且由其他自由度进一步处理以便增强信号的效率和质量量度。这些附加的不同自由度也已通过索引v被列举。这里所描述的方法内的v个自由度可以跨越其中一部分、单个或所有i个分区。
根据信号统计量，每个自由度的每单位时间的分区过渡的次数在FLUTTERTM算法的每一条路径中会发生波动，因此这些分区采样事件可能慢于最终的复合信号包络Nyquist采样率或带宽。附加的(非能量分区选择)所需信号重建样本集群被分发到其他自由度并且通过其他混合控制路径被复合，从而保持采样定理的要求。在给定最小固定数目的能量分区的情况下，这是用以实际实现指定效率的一种优选方法。
通过线性内插以及/或者比如使用在传统包络跟踪和包络还原技术中的类型的滤波所进行的采样信号包络的重建并不构成效率优化算法。高效的算法还应当容许同时或联合(或者并发或并行)优化max{η}、min{Hx-Hy}。如果没有明确地设想效率和质量的联合相依性，则算法是“自组织”的。
如前所述，有用的是证明对应于信号幅度的变量可以被量化，并且能量分区可以小于或等于量化电平的数目。这是灵活的或者松散的上边界。量化的想法得到合理化，这是因为根据采样定理可以精确地再现连续随机变量VL，并且其可以对应于效率优化而不需要无线数目的差分间隔的分区电位。
图20和21分别示出了对应于串联和旁路实现的第II型调制器模型的实例。正如这里所描述的那样，等效的不同拓扑是可能的，并且在处理中可以被采用，正如对于第I型模型包括了单端和差分拓扑。
图20示出了串联第II型调制器2000的一个实例。该调制器2000包括相位/频率控制输入2092、时变源电压Vs 2082、源阻抗Zs 2089。此外还示出了可变分支阻抗ZΔ 2090，其接收来自幅度控制2091的控制输入和来自源Vs 2082的信号输入。来自ZΔ 2090的输出被提供到ZL 2088和VL 2074。Vs 2082例如可以是具有来自控制2092的相位调制的敏捷RF载波。VL 2074的幅度可以由不断改变的ZΔ 2090通过控制2091改变。因此，输出VL可以通过由控制2092和2091赋予的改变而受到相位调制和幅度调制。
图21示出了旁路第II型调试器2100的一个实例。该调制器2100包括相位/频率控制输入2192、时变源电压Vs 2182、Zs 2189。此外还示出了可变阻抗ZΔ 2190，其接收来自幅度控制2191的控制输入。来自ZΔ 2190的阻抗与ZL 2188并联，并且影响VL 2174的幅度。VL2174的输出电压幅度和VL 2174的相位可以通过变化的控制2191和2192而改变。
类似于针对分析第I型调制器所开发的方法，可以导出串联调制器瞬时波形效率。部分地简化的结果为如下：
Figure BDA0000977089350000911
应当提到的是，当用于从固定电位产生正弦波的开销为最小时，效率
Figure BDA0000977089350000913
降低到第I型模型的效率。但是如果使用D.C.阻断，例如与Zs2089的负载输出串联的电容器或高通滤波器，则效率可以被提高。
此外还验证了如果避免了短路条件，则第II型旁路模型近似产生下式：
Figure BDA0000977089350000912
对于这些第II型调制器实例，随着
Figure BDA0000977089350000914
提高，适当的热力学效率
Figure BDA0000977089350000915
也提高。同样地，作为Zs 2189的一部分使用例如电容器或其他滤波器之类的D.C.阻断电路在这种情况下可以提高效率。
因此，在相关信号的较大动态范围内，第II型调制器模型紧密地跟随第I型模型的性能。一项可能的差异是明确地包括具有相位/频率控制的振荡器源以作为独有的控制。多个第I型模型还可以产生复数通带信号。此外，ZΔ2090、2190一般可以是复数函数，并且其控制可以同样地被视为复数，从而适合于复数包络生成。但是第II型模型对于复数信号生成是便利的，这是因为如果希望的话可以通过标量函数来独立地操纵各项控制。但是保留通过由复数构成的信号来驱动ZΔ2090、2190的能力可以给出一些合乎期望的自由度。复数可以控制复数阻抗ZΔ 2090、2190的实数和虚数部分。通过把图20和21的电路架构应用于同相和正交相位调制方案，利用该模型可以实现许多有用的复数信令方案。
正如这里所描述的那样，前面集中在关于被应用于调制技术的应用可变能量分区来优化热力学效率η的讨论，所述调制技术比如是使用任何调制器技术的那些技术，或者比如是d2pTM技术。有用的是发展类似的效率主题，但是关于把信息量度H(x)编码到相位中进行讨论，因为这是对应于信号的重要宏观自由度，并且这样的敏捷性有助于现今的信令标准。
在通信行业中存在一项共同的假设，也就是通过下式给出的恒定包络信号具有最大效率性能：
Figure BDA0000977089350000921
这一经验法则在受到限制的情况下近似为真，但是出于至少两个原因随着容量增大而变为受到挑战。每当幅度调制被拒绝时，应用相位空间的维度较小，因此对应于指定的链路性能的容量减小。这通常需要更大的传送器功率和带宽来补偿容量损失。实际上，规章和标准机构限制使得一些相位调制波形被废弃或者只有很窄的应用，从而具有有限的用途。
此外，当需要支持更高的信息速率时，相位调制开始影响实际基础设施电子装置的效率。这一点对于较高的传送器功率要求特别是真的。在越来越高的速率下改变载波的相位对应于对电子进行加速和减速，电子具有质量，并且还与具有动量的相应的辐射电磁场相关联。电子的增大或减小(+/-)加速度及其改变的不确定性越高，对于实际的相位调制方案的影响就越大。与加速和减速电子及其场相关联的不断改变的惯性与电流相对恒定的情况相比需要更多的能量。
然而在实践中，如果相位改变受到适当的控制并且具有适度的速率，则同样为真的是相位调制可以是用以节省能量的一种强有力的技术。最有益的解决方案同时解决幅度和相位，在本公开内容的后续部分中将假设这一点。
本发明的实施例还针对用于获得能量分区的标准，其可以对于包括受到幅度和相位调制的信号的RF调制处理增强效率。信号包络量值常常驱动这些标准，并且不确定性量度H(x)越大，对应于信号包络的不确定性就越大。快速并且不确定的载波相位波动也可能会影响效率。单极信号可以被定义成是正的，从而使得
Figure BDA00009770893500009310
该范围被解析到与FLUTTERTM一致的(i)个域中，以便改进效率。还可以独立地部署v个自由度，以便控制调制(比如d2pTM调制)内的信令自由度，从而可以在优化效率的同时准确地重建或呈现信号。在给定第i个能量分区内所强加的约束的情况下，v个自由度还可以控制复数信号的量值和相位。因此，索引v,i指向信息空间的某些部分
Figure BDA0000977089350000931
其被访问以生成v个域的物理表达。根据下式作为混合控制的函数获得最终的输出：
Figure BDA0000977089350000932
输出信号中的有效能量
Figure BDA0000977089350000936
和浪费能量
Figure BDA0000977089350000937
由下式给出：
Figure BDA0000977089350000933
Figure BDA0000977089350000934
Figure BDA0000977089350000935
Ee被最大化并且Ew被最小化。为了实现这一优化，生成有效熵通量
Figure BDA0000977089350000938
从而使得浪费熵通量
Figure BDA0000977089350000939
被最小化。这里所应用的术语“有效熵通量”和“浪费熵通量”指的是通过物理手段赋予信息的相位空间的扰动。与可能要花费许多符号来达到稳定的热平衡相比，这样的波动具有符号持续时间量级的相对较短的时间约束。因此，可以利用扩展非平衡热力学的方法来分析所述波动。
Ee是有效输出信号能量。Ee量度的一个质量由下式给出：
Figure BDA0000977089350000941
另一个质量量度可以与分别对应于调制处理的输入和输出的不确定性H(x)和H(y)中的差异有关：
min{Hx-Hy}≤∈
∈可以是任意小的数字，其可以利用计算输入变量x与输出变量y之间的能量差异的误差矢量量值和最小均方误差技术来估计。其结果是，附加的量度
Figure BDA0000977089350000942
变得非常重要，这是因为熵通量在把来自Hx的符号发射关联到通过
Figure BDA0000977089350000943
表达的相位空间扰动的情境中捕获系统状态不确定性。从信息源发出的每一个符号被分发到多个FLUTTERTM算法分支中，所述FLUTTERTM算法分支通常可以是非线性的。因此，正如前面所描述的那样，应当把对应于效率的非线性折中与对于信息丢失的顾虑进行平衡。这一折中由FLUTTERTM算法和BLENDED CONTROL FUNCTION BY PARKERVISIONTM管理。
图22是混合控制函数分发架构的另一项图示，其对于每一个样本或状态处理FLUTTERTM算法数值的矢量。这些并行的矢量状态允许v个自由度和i个分区合成具有统计互依性的隶属信号的某些部分。矢量合成引擎(VSE)模块2203计算混合控制函数，并且呈现信息承载时间函数的每个样本的并行控制矢量。在该示例性架构中，vi个处理分支当中的每一个具有其特有的自由度集合和第i个能量分区。各个自由度和分区可以在分支之间重叠域。每一个分支的显著性或者每一个分支的加权是随机变量λ1(2211a的部分)到λi(2211n的部分)(有效加权因数)，并且每一个分支将通过
Figure BDA0000977089350000944
具有相应的变量效率。变量效率
Figure BDA0000977089350000945
还可以通过分别是瞬时和热力学效率的
Figure BDA0000977089350000946
和/或η来表达。
隶属信号一般是复数数量，其是第n个样本处的最终期望输出幅度an和相位Θn的函数。每一个分支可以具有非线性特性，并且通过输出运算符
Figure BDA0000977089350000951
2217和所分发的混合控制的动作复合最终信号合成，其最优地整合每一个统计加权的非线性分支。
图22是通过拓扑信号流示出了关于可以如何组织信息和能量分区的一个实施例2200的图示。该表示2200示出了在考虑到非线性的情况下把信息资源指派到每一个分支。如图22中所示，流程图2200包括VSE(矢量合成引擎)2203的某些部分。VSE模块2203生成
Figure BDA0000977089350000952
2205(a)…(n)(其中“n”是任何适当的数字)。这些函数(总体上标示成2205)v1…vi并且产生相关联的能量
Figure BDA0000977089350000953
2207(a)、
Figure BDA0000977089350000954
2207(b)和
Figure BDA0000977089350000955
2207(n)(其中“n”是任何适当的数字)以及所导出的函数2209(a)…(n)(其中“n”是任何适当的数字)。函数2209(a)…(n)(总体上标示成2209)的输出分别被示出为2211(a)…(n)(总体上标示成2211)。信号2211(a)…(n)被提供到NL1 2215(a)，NL2 2215(b)…NLi 2215(n)(其中“n”是任何适当的数字)并且与之相关联。来自2215(a)…(n)的输出由运算模块
Figure BDA0000977089350000956
2217以及每一个算法分支的运算复合，并且呈现输出2219。运算符
Figure BDA0000977089350000957
模块2217利用装置和所期望的信号的先验知识以及从以下变量、函数和参数导出的关系式来使用FLUTTERTM算法：
Figure BDA00009770893500009510
从1到μ的自由度集合。也就是说，在这里v个索引的第
Figure BDA00009770893500009512
个实例化可以采取来自集合1≤μ的任意组合。i是分区编号，
Figure BDA00009770893500009511
可以包含分区的任何分组。
Figure BDA0000977089350000958
可以在内部操作在这些集合分组上。
i：第i个能量分区增量，其可以与多达v个系统自由度当中的一个子集相关联。
Figure BDA0000977089350000959
第i条路径中的η或η的适当函数，其中考虑到该路径的一项或多项效率低下，并且包括vi个自由度子集的交互(复合)。
H(x)：其pdf(概率密度函数)是p(x)(或其他适当表示)的信息源(或其他适当表示)输入。
H(y)：其pdf(概率密度函数)是p(y)(或其他适当表示)的信息源(或其他适当表示)输入。
Xn(t)：用于理想参考的第n个信号样本。
Yn(t)：用于系统输出的第n个信号样本。
矢量合成引擎(VSE)模块2203对于每个样本计算对应于vi个域支持函数2207、2209、2211和2215的函数。所述计算包括装置配置和技术表征的先验知识。模型对于一个或多个系统状态γ考虑效率和信号空间几何结构，其设想信号类型、信号速率、温度、动态范围、供电变化等等。
图22是各个函数的运算混合，其示出了在输出处对于信号能量和编码到yn(t)2219中的相关联的信息量度的联合处理，即映射或混合或复合。
函数/模块2209(a···n)、2211(a···n)、2215(a···n)、2217、2205(a···n)以及2202可以通过硬件与软件的适当混合并且利用微处理器和/或其他适当的可配置和/或可编程技术来实施。此外，如果适于在模拟和数字处理功能/模块之间转变的话，模拟技术可以被用来利用适当的A/D和D/A接口来实施这些功能。
如前所述，Rxy或相应的协方差是用于间接评估
Figure BDA0000977089350000961
的有用量度。
|1-|Rxy||∝kSJw
作为必要而非充分条件，如果该数量是零，则
Figure BDA0000977089350000962
被最大化并且
Figure BDA0000977089350000963
被最小化。
由于x和y是复数信号，因此互相关也可以是复数。因此，Rxy还可以被用来获得对应于信号量值和相位的误差。这是必要且充分的。
难以对包括操作在非线性区段内的多种技术的装置进行建模。复数脉冲响应由一系列Volterra内核构成。图22示出了矢量合成引擎(VSE)2203，其基于以下各项生成中间混合控制2211：装置分区的知识，所期望的输出信号2219，目标效率相对于信号质量量度，以及所建模或表征的非线性NL1，NL2，…NLi 2215(a)，2215(b)…2215(n)(其中“n”是任何适当的数字)。基于Volterra函数项级数的模型通常是复数的，因此对于实时应用难以在硬件中分析和补偿。相反，本发明的实施例是针对产生提供可以被描述成“熵通量表面”或者在后文中简称作“差分表面”的图像。所述表面(熵通量表面)作为更高阶复数超几何流形的3维剖面的集合被提取。每一个表面集合对应于一个或多个调制器加上支持功能的特定状态，或者总体上所述装置和每一个状态由可以从互相关函数或相应的协方差获得的至少2个差分表面表征。
图23A和23B是示出了对应于特定状态的差分表面的一个实例。具体来说，图23A示出了差分量值熵表面2307的图形图示2300，并且图23B示出了相位熵表面2317的图形图示2301。
如图23A中所示，差分量值熵表面2307被绘制在X轴2302、Y轴2304和Z轴2306上。如图23A中所示，差分量值熵表面2307具有基本上平坦的部分2308和基本上锥形的部分2310。差分量值熵表面2307的基本上锥形的部分2310被图示为“正”，这仅仅是惯例选择。差分表面2307还可以被表示为“负”。此外，X、Y和Z轴的指定也是惯例选择。可以使用任何适当的坐标系来绘制差分量值熵表面。虽然表面部分2310对于该例看起来呈锥形，但是其也可以采取其他形式。
图23B示出了差分相位熵表面2317的图形图示2301。差分相位熵表面2317被绘制在坐标空间上，所述坐标空间被示出为X轴2312、Y轴2314和Z轴2316。差分相位熵表面2317具有基本上平坦的部分2318和基本上锥形的部分2320。差分相位熵表面2317的基本上锥形的部分2320被图示为“负”，这仅仅是惯例选择。表面2317还可以被表示为“正”。此外，X、Y和Z轴的指定也是惯例选择。可以使用任何适当的坐标系来绘制差分相位熵表面。虽然表面部分2320对于该例看起来呈锥形，但是其也可以采取其他形式。
这样的表面2307、2317的集合表征具有γ个状态的操作域。表面数据被变换成函数系数，其可以在所述γ个状态的整个集合上被进一步内插和外插。该内插数据对FLUTTERTM算法进行馈送，以便允许协同先前列出的其他参数产生Blended ControlTM(其也被称作BLENDED CONTROL BY PARKERVISIONTM)
Figure BDA0000977089350000971
所述处理呈现具有最小化
Figure BDA0000977089350000972
产生的属性的新的函数，其结果在图24A和24b中示出。
图24A示出了简化的差分量值熵表面2408的图形图示2400。该简化的差分量值熵表面2408被绘制在X轴2402、Y轴2404和Z轴2406上。如图24A中所示，简化的差分量值熵表面2408具有基本上平坦的部分。(“基本上”被用作关于作为系统设计参数的质量量度的相对术语。)X、Y和Z轴的指定是惯例选择。可以使用任何适当的坐标系来绘制差分量值熵表面。
图24B示出了简化的差分相位熵表面2418的图形图示2401。该简化的差分相位熵表面2418被绘制在X轴2412、Y轴2414和Z轴2416上。简化的差分相位熵表面2418具有基本上平坦的部分2420和基本上锥形的部分2419。简化的差分相位熵表面2418的基本上锥形的部分2419显著窄于(表面积较小)图23B的相位熵误差锥形部分。X、Y和Z轴的指定是惯例选择。可以使用任何适当的坐标系来绘制差分相位熵表面。
如图24A和24B中所示，通过
Figure BDA0000977089350000982
把误差量度
Figure BDA0000977089350000983
减小到最低可接受或最低相容的数值，同时把装置内可用的最高效的资源相互连贯以产生
Figure BDA0000977089350000981
由于如图22中所示的一个分支2205中的非线性可以减小该分支的容量并且同时提高效率，因此另一个分支补足信息容量的差异。各个算法分支的相对部分信息容量和效率可以在复合期间动态地波动。即使能量域(i)可以或者不可以重叠，分支域也可以通过
Figure BDA0000977089350000984
的各个集合而重叠。每当v1，v2，v3个控制域重叠时，显著pdf(概率密度函数)
Figure BDA0000977089350000985
的统计量将具有互相关属性。这样就允许每一个能量分区(i)利用适当的统计加权并行地激发vμ个控制，从而混合或复合来自各个
Figure BDA0000977089350000986
域的信息。
图25示出了联合概率空间图2500的一个实例。如图25中所示，从作为复合或混合控制PDF(概率分布函数)的
Figure BDA0000977089350000987
生成输出幅度域波形pdf(概率密度函数)p(VL)2506。该复合集合当中的每一个成员是非平稳随机变量的pdf(概率密度函数)，其可以是连续的、离散的或者全部二者(例如被图示为连续的)。
如图25中所见，在该例中，实线2506示出了复合pdf(概率密度函数)pv(VL)，其可以被视为取决于几个隶属pdf联合(概率密度函数)或联合子分布
Figure BDA0000977089350000992
2521、
Figure BDA0000977089350000993
2522、
Figure BDA0000977089350000994
2523、
Figure BDA0000977089350000995
2525和
Figure BDA0000977089350000996
2526的联合分布。曲线图2500是关于X轴2502相对于Y轴2504绘制的。几个自由度(v)被用来形成图25中示出的示例性统计量。具体来说，示出(2516、2518和2520)了3个能量分区E1，E2，E3(i＝3，ζ＝2)(没有关于优化的任何考虑)。应当提到的是，隶属pv函数2521、2522、2523、2525和2526统计交互，从而形成如线2506所示的复合表示。图25提供了关于信息承载时间函数的表示的统计描述。作为复合统计量的扩展，设想到相位、幅度和频率的分量。因此，所述变量对于重叠区段具有一定相关。该相关是作为电压或信号VL的集合的函数，即
Figure BDA0000977089350000991
此外，每一个能量分区2516、2518和2520可以跨越来自可用
Figure BDA0000977089350000997
当中的混合的一个子集。此外，具有受到调整的互协方差的隶属联合pdf的适当混合也是可能的。
图25示出了2维RV；但是RV一般适用于任何适当数目的复数维度。图25示出了输出VL如何可以是几个构成部分(V1，V2，V3…Vv)的复合结果。
图26所示的流程图2600示出了FLUTTERTM算法开发方法，其考虑用于装置的多达v个加i个附加的宏观自由度。如图26中所示，流程图2600开始于起始步骤2602，其具有FLUTTERTM运算参数的特定集合以及装置特性的先验知识。如步骤2604中所示，根据输入2602来选择能量分区(i)。为了划分一个或多个能量源对于能量分区的数目的选择取决于用以呈现可以利用信息编码的信号或波形(其在这里一般被称作信息承载时间函数)的所期望的分辨率。所述(i)个分区可以是固定域(如步骤2606中所示)，或者是固定加上切换PS域(如步骤2608中所示)。
如步骤2610中所示，分配v个自由度。步骤2610的分布被用于复合以及pv(VL)分发。
如步骤2614中所示，实施η、Hx-Hy的联合优化。步骤2614的该联合优化也是ΔS2612的函数。如步骤2616中所示，对联合优化的结果进行分析。该分析包括检查
Figure BDA0000977089350001001
和
Figure BDA0000977089350001002
步骤2616的该分析的结果或者是可接受的，如通过到达步骤2630所示，或者被拒绝，如线2618所示，其表明优化混合函数被迭代，如步骤2620中所示。该优化可以通过表征、测量和计算的某种组合来实现，其可以是迭代的或者通过变分法来求解。如线2615中所示，在步骤2610中使用可能的迭代优化处理(2620)的结果。来自迭代优化处理(2620)的结果还可以被使用在划分步骤2604中，如线2622所示。一旦该优化完成，所得到的优化参数可以被应用在FLUTTERTM的前馈应用中。图26示出了用于获得支持FLUTTERTM算法的装置的统计表征的一般方法，所述FLUTTERTM算法利用表征作为先验系统知识或先验知识。
对于许多应用，有利的是减小单独的FLUTTERTM域采样率和动态范围，特别如果在其中一个或多于一个能量分区中利用被切换或切换供电装置的情况下尤其是如此。
从下式可以近似获得每个能量分区的信号样本的数目：
ni＝λi2Wτ
Figure BDA0000977089350001003
Figure BDA0000977089350001004
Figure BDA0000977089350001005
第i个的采样率随后可以由2Wi给出，其中Wi是第i个分区中的联合FLUTTERTM处理的所需带宽，但是在逐个样本的任何域之间存在有限切换概率，每个域的基础上的平均切换频率由下式给出：
Ri＝λiRsx≤2Wi
其中，Rsx是最大切换速率，并且λi是适当的速率乘数。
通过重新分发或者适当地分发FLUTTERTM混合控制的各个频率分量，可以进一步降低该速率。切换供电或被切换供电控制所不容许的附加的幅度和相位信息被分配到v个剩余的自由度。这些并行路径允许逐个样本的“即时”重建信号的完全动态范围和分辨率，这是利用VSE(矢量合成引擎)模块来优化〈η〉和Rxy。
在每一个
Figure BDA0000977089350001011
边界处通过能量域控制部分地实例化幅度调制。在对应于调制器设备的v个剩余的自由度中促进附加的幅度控制(如步骤2610所示)。
利用对于调制器合并了FLUTTERTM的多种一般拓扑来描述本发明的实施例是有帮助的。图27示出了具有(i)个分区和v个辅助自由度的FLUTTERTM的一个实例。实际上，图27示出了具有第I型调制属性的与d2pTM应用有关的一种拓扑。
图27中示出的实施例示出了本发明的一个实施例2700。图27分别示出了能量源
Figure BDA0000977089350001012
2708(a)、2708(b)和2708(n)，其中“n”是任何适当的数字。本发明的一个实施例是可以使用任何适当数目的能量源。虽然对于该例被图示成DC电池，但是应当理解的是，能量源可以具有电压或电流的任何统计量，并且还可以利用信息来编码。正如这里所描述的那样，从VSE(矢量合成引擎)生成
Figure BDA0000977089350001013
2702。控制函数2702的一部分2702(a)被提供到切换控制，以便选择性地访问由2711、2709和2713所示的其中一个能量源(总体上标示成2708)连接。基于2702(a)的控制信号和切换控制2711，切换接触件2709和连接节点2713(a···n)被激活。所述多个源(总体上被标示成2708)当中的所选能量源按照任何适当的形式提供能量，这可以包括电压、电流、激发或者对于阻抗模块-ZS2789的任何激励。
混合控制2702的第二部分是2702(b)，其被提供到LO(本地振荡器)2710，其随后向调制器模块2766提供输入。调制器模块2766例如可以是MISO(多输入单输出模块)。匹配阻抗2769接收ZS 2789-调制器模块2766以及源2708(a)···(n)的交互。在负载2764处呈现VL Δy(t)2774。在该例中根据控制信号2702(a)来划分能量源2708(总体上标示)，其把能量样本划分成若干分区，其可以被列举成i≤2k，其中k是被用于重建信号幅度和/或相位的分辨率，对于固定分区通常有i＜＜k。实际上设想到i可以是用以获得所期望的效率的适当整数的固定分区。举例来说，i可以是例如2的整数，并且在负载RL 2764处呈现的输出信号VL2774中给出性能优点(与传统技术相比)。在该例中，没有分区需要切换供电装置。切换供电装置也可以被使用。在给定第i个能量分区的约束的情况下，附加的v个维度在输出2774处提供对于所期望的量值和相位全部二者的复数信号重建或呈现。图28示出了图27的Thévenized等效方案。
在图28中，被示出为2800的实施例示出了图27的几个电压被Ii和Zi的并联组合替换。Ii和Zi的这些组合被示出为各个对2818、2819；2820、2821；以及2822、2823。电流作为控制信号的函数被提供到Zs2889，所述控制信号比如是FLUTTERTM混合控制信号2802，其包括2802(a)和2802(b)。控制信号2802的一部分(2802(a))被提供到切换控制以便选择性地访问其中一对(2818、2819；2820、2821；2822、2823)，正如通过2813和2811所示出的那样。这一选择性访问被示出为元件2807。连接2815/2813和2811基于控制信号2802(a)被激活。多个源当中的所选能量源按照任何适当的形式提供能量，其中可以包括电压、电流、功率或者对于阻抗模块Zs2889的任何其他激发力。虽然对于该例被图示成一般电流源，但是应当理解的是，能量源可以具有电流的任何统计量，并且还可以利用信息来编码(H(x)的部分)。
控制或者FLUTTERTM混合控制函数2802的第二部分是2802(b)，其被提供到LO(本地振荡器)2810，其随后向例如可以是MISO 2866的调制器模块提供输入。
此外，来自2802的控制信号的一部分也可以被提供到例如可以是MISO 2866的调制器模块。
调制器模块2866例如可以是MISO(多输入单输出模块)。匹配阻抗2869接收来自Zs2889的输入，并且调制器模块2866的交互在负载2864处呈现VL 2874。
类似于关于图27所描述的实施例，图28的能量源根据控制信号2802(a)被划分，其把能量样本划分到若干分区中，这可以被解释成i≤2k，其中k是被用于重建信号幅度和/或相位的分辨率。对于固定分区通常有i＜＜k。实际上设想到i可以是基于可用资源、所期望的效率和信号质量以及实施成本的适当整数，以便获得所期望的效率。举例来说，i可以是例如2的整数，并且给出性能优点。
图29示出了本发明的一个实施例2900。图29容许对应于其中一个或多个分区的可变切换供电装置。如图29中所示，供电装置2908(a)···(n)(其中“n”是任何适当的数字)接收控制信号的第一部分2902(a)。举例来说，供电装置(总体上标示成2908)接收控制信号2902(a)。开关2909的切换由开关控制2911通过信号2902(a)的某一部分来控制。一旦被选择，电源2908(a)···(n)向2900的ZS2989以及其他部分提供能量。
控制函数信号的第二部分2902(b)被提供到调制器模块，其例如可以是MISO(多输入单输出模块2966)，以及LO(本地振荡器)2910。调制器模块2966电源与电路阻抗ZS 2989、Zm 2969、RS 2964、LO 2910、开关2909、电源2908(a···n)以及控制2902进行交互，以便生成输出VL 2974。
图29中示出的架构代表分区在分区内的嵌套。(i)个分区2902当中的每一个可以被单独细分成可以通过可变或切换供电装置来实施的各个分区。控制2902(c…n)提供调节所选分区内的能量源电压2908(a…n)的手段。通过这种方式可以实现(i)个分区当中的一个或多个个。取决于具体的分区，〈η〉可以被增大，同时在包络动态范围的某一部分上提供对于幅度重建的更加精细的控制。不由切换供电装置控制的任何域可以由固定源(具有对应于电压或电流的基本上恒定的描述pdf的源)供给。Thévenized架构可以替换可变或可选择的电压源。
对于供电装置划分可以假定替换的策略。这一考虑可以被应用于采用FLUTTERTM的任何架构。
图30示出了本发明的一个替换实施例3000。如图30中所示，实施例3000替换地给出电源级联。控制函数信号3002的某些部分(3002(a)和3002(b))被提供到能量源3008(a)···(n)(其中“n”是任何适当的数字)，并且被提供到调制器模块3066以及LO 3010。能量源(总体上标示成3008)可以通过受控切换机制3011和3009向ZS模块3089提供电压、电流、功率或者任何适当统计量的任何其他适当的激发波形或能量。节点3062也被示出。节点3062是具有复合信号统计量的节点。
在节点3062处生成的来自3066和3089、3009以及3008的交互的信号也被提供到Zm3069，其随后被提供到负载3064以便呈现VL3074。
所述结构还可以是Thévenized。此外，替代固定串联电源组可以利用串联和并联电源二者。此外，作为一个替换实施例，没有供电装置可以是可变的，或者任何子集可以是可变的。可变供给装置通常是切换供电装置或者其他等效地高效的技术。
图31示出了本发明的另一个实施例3100。3100是支持FLUTTERTM算法的调制架构。该结构3100还可以被称作第3型调制器。3100可以被一次或多次实例化，以便支持复数基带或通带调制。
3101是任何适当的能量源，其由多达2(i+1)个不同的源以及相关联的分支构成，所述分支可以具有D.C.或A.C.特性或全部二者的电流。电压
Figure BDA00009770893500010413
3102、
Figure BDA00009770893500010414
3103直到+/-Vi+13104(其中i+1是支持多达i个分区的某一适当的整数)连同电压
Figure BDA0000977089350001041
3105、
Figure BDA0000977089350001042
3106直到
Figure BDA0000977089350001043
3107由模块3101供给。
阻抗Z13108被分配到与
Figure BDA0000977089350001044
3102相关联的电路分支。阻抗Z23109被分配到与
Figure BDA0000977089350001045
3103相关联的电路分支。阻抗Zi+1被分配给第(i+1)个供电装置分支中的与电压
Figure BDA0000977089350001046
3104相关联的电路分支。阻抗
Figure BDA0000977089350001047
3111被分配到与
Figure BDA0000977089350001048
3105相关联的电路分支。阻抗
Figure BDA0000977089350001049
3112被分配到与
Figure BDA00009770893500010410
3106相关联的电路分支。阻抗
Figure BDA00009770893500010411
3113被分配到与
Figure BDA00009770893500010412
3107相关联的电路分支。
开关或换向器3114在与阻抗Z1 3108、Z2 3109直到并且包括Zi+13110交互之后访问电压
Figure BDA00009770893500010527
3102、
Figure BDA0000977089350001051
3103…
Figure BDA0000977089350001052
3104。
开关或换向器3115在与阻抗
Figure BDA0000977089350001053
3111、
Figure BDA0000977089350001054
3112直到并且包括
Figure BDA0000977089350001055
3113交互之后访问电压
Figure BDA0000977089350001056
3105、
Figure BDA0000977089350001057
3106···
Figure BDA0000977089350001058
3107。
开关或换向器3114、3115通过函数3119来控制，其是从VSE 3121分发的混合控制
Figure BDA0000977089350001059
的子集。
ZL3118负载阻抗根据在电路中流动的电流产生差分输出电压VL3122，所述电流由以下各项确定：所选择的电源，电压
Figure BDA00009770893500010510
3102、
Figure BDA00009770893500010511
3103···
Figure BDA00009770893500010512
3104，电压
Figure BDA00009770893500010513
3105、
Figure BDA00009770893500010514
3106···
Figure BDA00009770893500010515
3107，以及阻抗Z1 3108、Z23109···Zi+13110，阻抗
Figure BDA00009770893500010516
3111、
Figure BDA00009770893500010517
3112···
Figure BDA00009770893500010518
3113，阻抗ZΔ/23116，阻抗
Figure BDA00009770893500010519
3117，以及ZL3118。
取决于供给电压的选择及其关于某一系统参考电位的相对平均值，该调制器拓扑可以在负载ZL3118上递送单极、双极、平衡或不平衡信号VL3122。VL3122处的具有零伏特平均值的完全差分和平衡的输出改进了效率。
阻抗ZΔ/23116和
Figure BDA00009770893500010520
3116可以利用晶体管或者其他适当的结构来实施，其中包括传送可以被建模成ZΔ/23116和
Figure BDA00009770893500010521
3117的跨阻抗的MISO功能。
可以通过添加旁路阻抗
Figure BDA00009770893500010522
3125来实施第4型调制器，旁路阻抗
Figure BDA00009770893500010523
3125被使用在ZL3118负载阻抗端子上并且由混合控制3119的一个子集控制。
阻抗Z1 3108、Z2 3109直到并且包括Zi+1 3110以及
Figure BDA00009770893500010524
3111、
Figure BDA00009770893500010525
3112直到并且包括
Figure BDA00009770893500010526
3113部分地反映出源供电装置寄生阻抗。但是这些阻抗可以利用电抗组件来加强，以便帮助从电路电流和电压重建解析信号包络。
图31的调制器结构3100可以被嵌入在图14中以便实施复数调制方案。可变或被切换能量源或电源模块3123可以被部分地或者整个部署到图14的模块1420和1430。此外，作为可变阻抗模块的模块3124可以被部分地或者整个部署到图14的模块1460以作为
Figure BDA0000977089350001061
运算符的一部分。还应当提到的是，控制3119对应于图14的控制1401的某一子集。
虽然第3型调制器需要可变阻抗ZΔ/23116，但是
Figure BDA0000977089350001062
3116被视为是可选的。第4型调制器利用旁路阻抗
Figure BDA0000977089350001063
3125。
所述切换和/或被切换供电源可以由多达2(i+1)个离散固定/恒定电源或者多达2(i+1)个可变电源或者恒定和可变类型的混合构成。所述电源可以是电流源或电压源。与给出电压
Figure BDA0000977089350001064
3102、
Figure BDA0000977089350001065
3103···
Figure BDA0000977089350001066
3104、
Figure BDA0000977089350001067
3105、
Figure BDA0000977089350001068
3106···
Figure BDA0000977089350001069
3107的每一个电源相关联的特性和数值通过混合控制3119的一个子集来选择和控制，其是通过适当的模拟或数字手段从VSE 3121分发的。
每一项混合控制的功率谱密度(psd)可以是独有的。每一项混合控制的psd可以是动态的，并且是时间或3100的状态的函数。
每一项混合控制的速率和/或带宽可以被调整以便选择或调节每一个开关、功能或阻抗，从而根据某一所期望的量度重建所期望的信号VL3122。所述速率和/或控制带宽被分发以便最大化装置效率，同时保持通过系统传送的某一所期望的信息熵H(x)以产生VL3122。
一般来说，3100的每一个功能方块可以具有被分发到所表明的或相关联的阻抗或功能的内部电路节点的独有参考电压。参考电压Vref_sys3140与切换和/或被切换供电源3101相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010610
3130与Z1 3108相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010611
3131与Z2 3109相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010612
3132与Zi+13110相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010613
3133与
Figure BDA00009770893500010614
3111相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010615
3134与
Figure BDA00009770893500010616
3112相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010617
与
Figure BDA00009770893500010618
3113相关联。参考电压
Figure BDA00009770893500010619
3136与ZΔ/23116相关联。
参考电压
Figure BDA00009770893500010620
3137与
Figure BDA00009770893500010621
3117相关联。
参考电压
Figure BDA0000977089350001071
3138与
Figure BDA0000977089350001072
3125相关联。
参考电压
Figure BDA0000977089350001073
3139与ZL 3118相关联。
一般来说，对应于电路3100的阻抗和功能的参考电压可以具有不同的数值。参考电压可以具有相同的数值。参考电压可以是零或者任何其他适当的数值。对于参考电压的选择将取决于对应于每一个电路阻抗或功能的偏置要求、对应于所连接的电路或功能的接口要求以及用以在3100内实施波形或信号偏移量的要求。
混合控制分发3121把混合控制
Figure BDA0000977089350001074
3119提供到3100内的各种功能和阻抗。控制3119可以是数字的、模拟的或者二者的混合。每一条控制路径标记有被分配到所表明的路径的独有控制信号的数目的维度。kps3150是少于或等于2(v+i)的控制的数目，并且与切换和/或被切换供电源3010相关联。ksx3152是少于或等于v+i的控制的数目，并且与开关3114相关联。
Figure BDA0000977089350001075
3151是少于或等于v+i的控制的数目，并且与开关3115相关联。
Figure BDA0000977089350001076
是少于或等于v+i的控制的数目，并且与可变阻抗ZΔ/23116相关联。
Figure BDA0000977089350001077
是少于或等于v+i的控制的数目，并且与可变阻抗
Figure BDA0000977089350001078
3117相关联。
Figure BDA0000977089350001079
是少于或等于v+i的控制的数目，并且与可变阻抗
Figure BDA00009770893500010710
3125相关联。控制信号的数目可以或者可以不精确地对应于每一个功能接口处的每一条控制路径中的物理连接的数目。各项控制可以被串行地分发，或者通过其他方式在共同的连接、连线或路径上分发或多路复用。
本发明的另一个实施例3200在图32中示出。3200是能够支持FLUTTERTM算法的一般调制架构。当与FLUTTERTM算法相结合来操作时，3200可以按照高效的方式产生几乎任何信号。
Figure BDA00009770893500010711
3201、
Figure BDA00009770893500010712
3202直到并且包括
Figure BDA00009770893500010713
3203是与上方分支调制器3227相关联的可变电压或电流源。
Figure BDA00009770893500010714
3204、
Figure BDA00009770893500010715
3205直到并且包括
Figure BDA00009770893500010716
3206是与下方分支调制器3228相关联的可变电压或电流源。这些源总体上通过混合控制来控制，所述混合控制是通过数字和/或模拟方法从VSE 3219分发的。电压和/或电流源
Figure BDA0000977089350001081
3201、
Figure BDA0000977089350001082
3202直到并且包括
Figure BDA0000977089350001083
3203总体上被称作上方分支源。电压和/或电流源
Figure BDA0000977089350001084
3204、
Figure BDA0000977089350001085
3205直到并且包括
Figure BDA0000977089350001086
3206总体上被称作下方分支源。上方分支源和下方分支源可以由电流和电压源的任意组合构成。上方分支源和下方分支源可以是D.C.、A.C.或其混合，并且具有电压或电流的任何适当的统计量。上方分支源和下方分支源可以是调和函数或已调调和函数。上方分支源和下方分支源可以是随机的。上方分支源和下方分支源可以具有调和和随机波形量度全部二者，正如可能需要的那样。每一个上方分支源和每一个下方分支源的基频可以从0Hz(D.C.情况)独立变化到任何适当的频率上限。每一个上方分支源和每一个下方分支源的相位可以按照需要从0度独立变化到模360度。对应于每一个上方分支源和每一个下方分支源的幅度可以按照需要被独立控制。
Figure BDA0000977089350001087
3207是与电压或电流源
Figure BDA0000977089350001088
3201相关联的可变阻抗。
Figure BDA0000977089350001089
3208是与电压或电流源
Figure BDA00009770893500010810
3202相关联的可变阻抗，直到并且包括
Figure BDA00009770893500010811
3209是与直到并且包括
Figure BDA00009770893500010812
3203电压或电流源相关联的可变阻抗。
Figure BDA00009770893500010813
3210是与电压或电流源
Figure BDA00009770893500010814
3204相关联的可变阻抗。
Figure BDA00009770893500010815
3205是与电压或电流源
Figure BDA00009770893500010816
3211相关联的可变阻抗，直到并且包括
Figure BDA00009770893500010817
3212是与直到并且包括
Figure BDA00009770893500010818
3206电压或电流源相关联的可变阻抗。
Figure BDA00009770893500010819
3207、
Figure BDA00009770893500010820
3208直到并且包括
Figure BDA00009770893500010821
3209可变阻抗总体上被称作上方分支源阻抗。
Figure BDA00009770893500010822
3210、
Figure BDA00009770893500010823
3211直到并且包括
Figure BDA00009770893500010824
3212可变阻抗被称作下方分支源阻抗。
每一个上方分支源阻抗和每一个下方分支源阻抗的可变部分经由通过数字和/或模拟手段从VSE 3219分发的混合控制3220的一个子集被控制。
列举上方分支源、上方分支源阻抗、下方分支源和下方分支源阻抗的索引值i可以取得任何适当的整数值。
基于混合控制3220的一个子集，上方分支换向器或开关3213通过相关联的上方分支源阻抗选择上方分支源。基于混合控制3220的一个子集，下方分支换向器或开关3214通过相关联的下方分支源阻抗选择下方分支源。
所选择的上方分支换向器或开关3213输出3222被路由到可变上方分支阻抗
Figure BDA0000977089350001091
3215。所选择的下方分支换向器或开关3215输出3225被路由到可变下方分支阻抗
Figure BDA0000977089350001092
3216。
Figure BDA0000977089350001093
3215和
Figure BDA0000977089350001094
3216可变上方分支和下方分支阻抗分别由通过数字和/或模拟手段从VSE 3219分发的混合控制3220的一个子集来控制。
来自可变上方分支阻抗
Figure BDA0000977089350001095
3215的输出3222被路由到也被标记成
Figure BDA0000977089350001096
的输出复合函数3217。来自可变下方分支阻抗
Figure BDA0000977089350001097
3216的输出3223被路由到也被标记成
Figure BDA0000977089350001098
的输出复合函数3217。
输出复合函数3217在输入3222和3223上进行操作，从而在负载阻抗ZL 3218处产生输出复合信号VL 3226。控制3221根据混合控制3221的一个子集改变输出复合函数3217。
上方分支调制器3227和下方分支调制器3228连同来自VSE 3219和复合函数3217的适当准备的控制的混合控制3220和3221分发，包括在从基带到任何适当的载波频率的频率跨距上在VL 3226处生成几乎任何已调波形/信号的通用调制器。此外，混合控制3220、3221可以处于适当的速率，以便在任何信号路径以及在输出VL 3226处支持所期望的信号数据速率和带宽。
每一个上方分支源、每一个下方分支源、每一个上方分支源阻抗、每一个下方分支源阻抗、可变上方分支阻抗、可变下方分支阻抗以及复合函数可以具有独立的控制，所述独立的控制具有独立可变的信息控制速率和/或带宽。
信息熵H(x)的特定部分作为装置自由度和分区的函数被分发。
Figure BDA0000977089350001099
通过混合控制3220、3221被分发到构成3200的每一个可变功能和模块。
其结果是，3200的每一个可变功能或模块支持或传送信息熵H(x)的一个不同部分，从而使得输出复合函数3217在输出VL 3226处保持输入信息熵H(x)，尽管是采用所选择的信令格式，其例如可以是已调RF载波信号。3200的每一个可变功能或模块被指派信息熵H(x)的某一部分，这是基于描述利用装置的最高效模式的概率密度函数p(x)的发源信息部分而实现的。也就是说，具有相关联的信息熵H(x)的原始密度函数p(x)可以被解析到一个联合概率密度
Figure BDA0000977089350001101
的集合，其中每一个概率密度具有可以是独立的或者部分地相关的相关联的熵H(x)v，i。集合p(x)v，i被定义的方式是基于所分发的装置效率(从而是总效率)的最大化以及在调制处理中保持H(x)的要求。
举例来说，对于3200的特定应用，可能高效的做法是限制上方分支源和下方分支源可以被改变的速率。幅度可以是固定的，或者在带宽的一个采样率下被缓慢改变。相位可以在不同的速率下改变，所述不同的速率比源的幅度更加快速地变化。上方分支源阻抗和下方分支源阻抗可以在独有的速率下改变。换向器或开关3218、3214选择速率可以是都有的。可变上方分支阻抗3215和可变下方分支阻抗3216可以在独有的速率下改变。输出复合函数3217内的操作可以在独有的速率下改变。每一项混合控制可以具有相关联的独有功率谱密度(psd)。每一项混合控制可以具有变化的功率谱密度。通过这种方式，信号VL 3226的输出调制是装置内的各项功能的复合混合，其对于每项功能或模块根据控制速率相对于效率以及动态范围相对于效率而被优化。总效率是对应于协同操作的3200的所有功能或模块的平均效率。
一般来说，每一个独有的所期望的输出信号统计量可以对于所有功能和模块利用新的速率并且细化集合p(x)v，i，其又修改混合控制
Figure BDA0000977089350001102
的加权。
对于每一项应用可能不需要图32中示出的所有自由度。举例来说，一些应用可能不需要变化的上方分支源阻抗和变化的下方分支源阻抗。在某些情况下，上方分支源频率和下方分支源频率可以是固定的。其逻辑编写对于本领域技术人员是显而易见的。
此外显而易见的是，上方分支调制器3227或下方分支调制器3228可以充当彼此分开的调制器，前提是其受益于适当的混合控制3220、3219和输出复合函数3217。
输出复合函数3217是所分发的复合函数的一个特定部分。在最一般的情况下，复合是嵌入在混合控制属性中的所分发的函数，其具有速率相对样本加权和非线性映射的形式。但是运算符
Figure BDA0000977089350001111
在调制器信号处理流和最终熵重建中具有突出的位置，因此在该拓扑中也被称作输出复合函数。更具体来说，其是在保持H(x)的同时构造所期望的输出信号的复合处理中的最终映射。
存在以下的参考电压可以与对应于隶属3200的相关联的阻抗和功能的内部电路节点相关联。
参考电压ref_u1 3230与
Figure BDA0000977089350001112
3207相关联。
参考电压ref_u2 3231与
Figure BDA0000977089350001113
3208相关联。
参考电压ref_ui 3232与
Figure BDA0000977089350001114
3209相关联。
参考电压ref_L1 3233与
Figure BDA0000977089350001115
3210相关联。
参考电压ref_L2 3234与
Figure BDA0000977089350001116
3211相关联。
参考电压ref_Li 3235与
Figure BDA0000977089350001117
3212相关联。
参考电压ref_ΔU 3236与
Figure BDA0000977089350001118
3215相关联。
参考电压ref_ΔL 3237与
Figure BDA0000977089350001119
3216相关联。
参考电压
Figure BDA00009770893500011118
(3238)与输出复合函数(3217)相关联。
参考电压ref out 3239与输出负载ZL 3218相关联。
前面所列出的参考电压可以取得任何适当的数值以用于分发到相关联的阻抗或功能内部的电路节点。所述参考电压可以或者可以不相等。所述参考电压可以或者可以不是零。针对每一个功能或阻抗的参考电压的选择取决于所述功能或阻抗是否需要某一特定操作偏置电压来实施对应的功能、促进接口到相连的阻抗或功能或者实施波形或信号偏移量数值。
一般来说，阻抗
Figure BDA00009770893500011110
3207、
Figure BDA00009770893500011111
3208直到并且包括
Figure BDA00009770893500011112
3209、
Figure BDA00009770893500011113
3210、
Figure BDA00009770893500011114
3211直到并且包括
Figure BDA00009770893500011115
3212、
Figure BDA00009770893500011116
3215、
Figure BDA00009770893500011117
3216和ZL 3218的内部的每一个电路可以关于输入、输出和参考电压端子以及任何已定义的系统地电位具有串联和旁路电路元件。同样地，输出复合函数
Figure BDA0000977089350001121
可以由关于输入、输出、混合控制和参考电压
Figure BDA00009770893500011215
3238电压端子以及任何已定义的系统地电位的串联和旁路电路元件构成。
从VSE 3219分发的混合控制3220和3221由从3219到3200内的每一个对应的适用功能的所示出的控制路径构成。每一条所示出的控制路径被指派一个维度，其被标记成k13240、k2 3241、k3 3242、k4 3243、k5 3244、k5 3245、k7 3246、k8 3247、k9 3248。每一个维度可以取得小于或等于数目v+i的数目，其中v+i是控制自由度的总数。每一个维度k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8、k9可以是独有的。维度数值表明被指派给每一条控制路径的控制信号的数目。每一条控制路径是混合控制3220、3221的某一子集。每条路径的控制信号的数目可以或者可以不对应于VSE 3219的分发接口与3200内的分别连接的功能之间的物理连接的数目。通过串行控制、并行控制以及多路复用的技术或者这些技术的混合，每一条控制路径可以支持不同于物理路径连接的数目的信号数目。
控制路径维度k1 3240与
Figure BDA00009770893500011216
3215相关联。
控制路径维度k2 3241与开关(3213)相关联。
控制路径维度k3 3242与阻抗
Figure BDA0000977089350001122
3207、
Figure BDA0000977089350001123
3208···
Figure BDA0000977089350001124
3209相关联。
控制路径维度k4 3243与电源
Figure BDA0000977089350001125
3201、
Figure BDA0000977089350001126
3202···
Figure BDA0000977089350001127
3203相关联。
控制路径维度k5 3244与电源
Figure BDA0000977089350001128
3204、
Figure BDA0000977089350001129
3205···
Figure BDA00009770893500011210
3206相关联。
控制路径维度k6 3245与阻抗
Figure BDA00009770893500011211
3210、
Figure BDA00009770893500011212
3211···
Figure BDA00009770893500011213
3212相关联。
控制路径维度k7 3246与开关3214相关联。
控制路径维度k8 3247与
Figure BDA00009770893500011217
3216相关联。
控制路径维度k9 3248与输出复合函数3217相关联，其有时也被称作运算符
Figure BDA00009770893500011214
图33示出了描绘出示例性复合信号3301连同2个构成信号的曲线图(3300)，即构成信号(a)3302和构成信号(b)3303。每一个所示出的构成信号3302和3303也可以是未示出的其他构成部分的复合。
构成信号(a和b)3302和3303被用作用以说明FLUTTERTM的几个方面的一个流线化实例的一部分，其涉及使用操纵比如在图1、2、3、4、13、14、18、22、26、27、28、29、30、31和32中示出的该类架构的混合控制。
构成信号(a)3302和(b)3303是从混合控制
Figure BDA0000977089350001138
的子集获得的，其对于与构成信号(a)3302相对应的子集(a)应当被标记成
Figure BDA0000977089350001131
并且对于与构成信号(b)3303相对于的子集(b)被标记成
Figure BDA0000977089350001132
取决于情境，
Figure BDA0000977089350001133
也可以被称作混合控制的域，或者简称作域。
示例性的输出复合图形3301是所期望的输出信号。其还可以代表对应于RF载波已调信号的经过幅度调制的部分的幅度包络，其中为了说明方便省略了载波。因此，信号3301具有相关联的所期望的信息熵H(x)。信号3302具有小于H(x)的某一信息熵Ha(x)。同样地，信号3303具有小于H(x)的Hb(x)。构成信号(a)(3302)与构成信号(b)(3303)的输出复合是通过运算符(例如运算符
Figure BDA0000977089350001134
)获得的，其重组受到某一时域信号要求的
Figure BDA0000977089350001135
在该例中是所示出的信号3301。
对于构成信号(a)3302的仔细检查揭示出不同于最终复合3301的视在带宽。出于说明以及该具体实例的目的，该信号3302具有信号3301的小于一半的带宽。
通过检查构成信号(b)3303揭示出与输出信号3301处于相同量级的视在带宽。
因此，有效带宽和/或采样率对于
Figure BDA0000977089350001136
可能不同于
Figure BDA0000977089350001137
对于涉及具有作为采样率和/或带宽的函数的不同程度的性能限制的硬件功能的装置的情况，这可以代表一个优点。随着采样率要求和带宽要求提高或降低，效率和信息熵保持都可以被调整。通过把信息H(x)分发到熵Ha(x)和Hb(x)中，构成概率密度{pa(x)}v，i和{pb(x)}v，i可以被调整，以便匹配装置中可用的自由度，从而在这些自由度之间分配信息以便优化效率，并且允许在输出信号复数包络中保持H(x)。
在该简单实例中，为了促进公开内容，复合输出信号3301是构成信号(a)3302与构成信号(b)3303的简单总和。也就是说，输出运算符
Figure BDA0000977089350001141
在该简化实例中是线性的。一般来说可能不会是这种情况，并且
Figure BDA0000977089350001142
实例可以是其输入构成部分的更加错综复杂的非线性函数。此外，
Figure BDA0000977089350001143
输出运算符可以具有多于两个输入构成部分。与
Figure BDA0000977089350001144
和
Figure BDA0000977089350001145
相关联的构成信号可以是针对有时被称作
Figure BDA0000977089350001146
的输出复合规程的可选输入。一般来说，
Figure BDA0000977089350001147
和
Figure BDA0000977089350001148
可以被视为非线性函数。
应当提到的是，如果复合输出信号3301代表从复数包络导出的输出包络或信号，则构成信号(a)3302和(b)3303并不跟随3301的包络。这与致力于尽可能准确地跟随包络的包络跟随和包络还原技术不同。FLUTTERTM放松了对于信号处理功能(比如切换供电装置)的要求，比如放松了其协同带宽具有极为瞬时性的动态范围的要求。作为一个实例，考虑
Figure BDA0000977089350001149
的某一部分被分配到可变电源。随后在某种程度上可以从这样的可变电源的变化形成构成信号(a)3302。这样的电源可以在不会明确地跟踪输出信号包络的情况下变化并且同时增强效率。与此相对，对于该例，3303可以具有单个电源分区以便促进
Figure BDA00009770893500011410
处理。i个能量分区到特定处理域的分配取决于可用于这些域的功能的效率相对于与这些处理功能呢相关联的线性要求(用以保持信息的容量)。因此，在该简化实例中，有道理的做法是与被分配来处理构成信号(a)3302的能量分区的数目相比，为用以处理构成信号(b)3303的能量分区的数目分配i＝1或某一其他相对较低的索引。
构成信号(a)3302和构成信号(b)3303由具有概率密度函数的随机变量表征。这些构成部分隶属于复合输出信号3301。所述三个信号具有不同的功率谱密度。此外，隶属于构成部分(a)3302的构成信号和隶属于构成信号(b)3303的构成信号可以具有不同的功率谱密度。根据对应于装置的每一项功能的可持续效率相对于信息吞吐量的关系，FLUTTERTM取得效率相对于处理带宽和频谱特性的折中。
对于每一项功能并不要求线性，其也不一定是优选的。相反，效率是优选的，通过非线性近似地对隶属信号进行计量，从而使得复合处理在没有浪费或失真的情况下重组所期望的信号。利用算法对称性、非线性区别处理(discriminating)技术以及滤波，非线性处理的不合期望的质量在复合输出信号3301处被有效地抑制。因此，FLUTTERTM技术和哲学与致力于校正所有系统非线性的预失真技术形成显著的对照。FLUTTERTM衰减特定类别的非线性的显著性和角色，而不是将其消除。
图34示出了示例性的复合输出信号3401，其与图33的实例相同。图形3402示出了对应于可变或被切换电源的被切换电压的波形。举例来说，该图形可以与图31中的功能/模块3101的一项或多项输出相关联。一般来说，其可以应用于图1、2、3、4、14、18、22、26、27、28、29、30、31和32的任何电源。
应当注意到，在图3402中描绘出离散电压电平。这些电平可以对应于例如由类似于图31的3116和3117的换向器或开关功能所选择的i个能量分区。在审视3401和3402之后显而易见的是，被切换电压电源3402不会跟踪示例性复合输出信号3401。然而，被切换电源3402信号/波形被用来重建3401。实际上，复合输出信号3401信息熵的一部分在对应于3402的描述pdf中被捕获。此外还显而易见的是，对应于3402的平均采样率明显低于对于信号3401的重建所需的Nyquist采样率。与波形3402的i个分区相关联的分区阈值的数目以及分区之间的阈值电平是以下各项的函数：所需的效率，被切换电源电路的限制，以及与被分配给被切换电源功能的信息熵相关联的pdf。波形3402的非线性通过FLUTTERTM算法的其他区别处理技术以及滤波器有效地抑制。
由于切换效率ηsx可以成为设计考虑因素，因此架构应当利用最小化级联的开关拓扑。因此，在图35中示出了对于二进制分发来说是便利的分级级联的一个实例。
对于n个这样的级联，开关效率的进展是∝ηsx n。这在递送点处快速地虹吸能量并且增大浪费熵Sw。
如图35中所示，实施例3500示出了由边界3507和3509定义的三个级3501、3503和3505。3511、3520、3522、3524、3526、3528和3530分别表示访问切换级3501、3503和3505的信号路径。切换级由一个或多个切换元件3515、3516、3517和3518构成。虽然示出了三个级，但是所述架构可以继续容纳更多级的序列。此外，对于某些应用，一级可能就足够了。这样的切换架构也可以被并联或串联部署。
或者，可以利用并联开关架构。该拓扑在图36中被图示成实施例3600。源3602通过开关选择处理向节点3604(a)···(n)供给能量或信号或波形，其中“n”是任何适当的数字。“开启”开关3606(a)···(n)可以把节点3604(a)···(n)连接到节点3608(a)···(n)。如图36中所示，每一个开关分别具有“无连接”(NC)选项3610(a)···(n)。在该实施例中，在任何给定时刻只有一个开关可以访问功率分区或信号或波形3602，并且把3602转移到3606(a)···(n)。该开关拓扑的效率大约是ηsx。负载阻抗在节点3608(a)···(n)(输出)处附着到该开关，并且“软”关停和“软”启动必须在3602处对于源被特别调整，以避免在输出之间进行切换时的有害争用和表现较差的初始条件。在某些情况下，结合3602处对于源的调节以及连接到开关的负载，可以在切换电路内采用时间可变过渡电导的等效物，以便消除经过3600的各种电路节点的电荷转移中的过渡不连续性。虽然没有示出负载，但是应当理解的是，适当的阻抗可以连接到节点3608(a)···(n)。
FLUTTERTM算法及其有关的能量划分方案可以被适配于传统的RF调制器和传送器以增强效率。FLUTTERTM不需要排他性的实现方式。FLUTTERTM处理算法可以对于以下各项增强效率：
·极化架构
·Kahn技术
·包络还原
·包络跟踪
·LINC
·Chireix移相
·Doherty
·跟随有放大器链的复数调制器
实际上，本发明的实施例还适用于利用场而不是导线或开关来进行连接和控制的架构。例如使用电磁耦合、光学耦合、压力耦合及其组合的装置。
FLUTTERTM以及所公开的架构的几个方面允许基于标准的通信应用以及新兴的标准。这特别包括对于CDMA、WCDMA、LTE、基于OFDM、GSM以及超宽带波形的支持。此外，通过FLUTTERTM所提供的益处，还设想到扩谱以及跳频信令方案。一般来说，信息承载时间函数(信号)的形式可以是连续的、离散的或者其组合。这样的信号可以被多路复用，以便包括时分多路复用TDM、频分多路复用(FDM)、码分多址(CDMA)以及混合方案。信号可以在规则的和随机的时间间隔处受到脉冲调制以及脉冲宽度调制。所述脉冲可以具有多种形状，比如矩形、高斯、正弦状等等，并且在时间上是对称的或不对称的。可以被调制以产生这些信号的波形可以具有基带的性质，或者是基于本地振荡器的调制或者通过复数阻抗的调制产生的其他调和函数，从而也产生通带信号。
虽然大部分讨论包括针对信息和能量分区的优化，但是本领域技术人员应当认识到，成本、硬件可用性等方面的多种实际的折中有时可以决定可能在某一较低效率下实施的非最优的分区。本公开内容实现了这样的折中，从而为使用FLUTTERTM算法的设计让步提供了必要的引导。
图37示出了FLUTTERTM算法可以具有分散的性质。实施例3700包括具有不确定性{H1(x)，H2(x)…Hm(x)}的信息输入3710的集合。3715是具有分散的输入-输出能力的FLUTTERTM和混合控制处理器。3725是一组模拟复合函数。3300代表多个信息承载时间函数，其也被称作输出信号1到“n”，其中“n”是任何适当的整数。
多信道FLUTTERTM算法操作在信息输入的集合(3710)上从而呈现信息承载时间函数或输出信号，其中利用多达“m”个任意数目的输入3710来呈现多达“n”个任意数目的输出3730。除了其必须是大于或等于1的整数之外，关于“n”或“m”没有其他的限制。此外，多达“n”个输出信道的内容可以具有在每一项输出之间部分地或者整体是共同的某一信息部分。此外，每一项输出可以是完全独特的，并且彼此独立。所述复合处理可以是任何模拟或数字处理器，并且利用软件和/或微处理器。
在另一个实施例中，被用来访问形成统计复合的功能和域的混合控制可以按照任意组合访问表示所采样的数据的一般类别的数学、逻辑和几何函数。可以利用各种结构按照任意组合从数据集合内插、外插和近似所述表示，所述结构比如有点、线、线段、样条、包括流形的表面单元、多面体的面以及具有任何适当特征的体积单元。所述表示可以部分地或者完全地从先前的数据和/或实时信息源H(x)导出。这些结构可以被均匀地采用或者按照任意组合被采用，以便生成差分熵表面、差分熵体积或者其适当的变换。差分熵表面是2维表示。差分熵体积是D维表示，其中D是大于或等于3的整数。在适当的变换之后，所得到的复合表示应当被用来呈现信息承载时间函数。
图38示出了可以被用来形成熵表面的一些结构的三个实例。这些结构与多种多边形形状、尺寸和维度的表面配合，以便允许表面的高效计算表示。在更高维度的几何结构中可以设想到类似的结构，但是其难以用图形表示。
本领域技术人员应当理解的是，取决于设计要求和其他因素，只要其落在所附权利要求书或者其等效表述的范围内，就可以发生各种修改、组合、子组合和改动。
前面对于实施例的描述是出于说明和描述的目的而给出的。前面的描述不意图是穷举性的或者把本发明的实施例限制到所公开的精确形式，根据前面的教导可能有修改和变型，或者可以从各个实施例的实践获得修改和变型。
这里所讨论的实施例被选择和描述是为了解释各个实施例的原理和性质及其实际应用，以便允许本领域技术人员在适合于所设想的特定用途的各个实施例中以各种修改来利用本发明。这里所描述的实施例的特征可以按照方法、装置、模块、系统和计算机程序产品的所有可能的组合而被组合。
至此详细描述了本发明的优选实施例，应当理解的是，由前面的段落限定的本发明不应当被限制到在前面的描述中所阐述的具体细节，因为在不背离本发明的精神或范围的情况下，本发明可能有许多显而易见的变型。

Claims (66)

1.一种用于对能量源或电源进行划分的方法，包括：
识别一个或多个能量源或电源，每一个能量源或电源具有一个或多个相应的波形样本区段；
识别与所述一个或多个能量源或电源相关联的一个或多个相关联的波形统计量；以及
把至少其中一个能量源或电源划分到一个或多个分区中，
其中，分区的数目以及所述一个或多个相关联的波形统计量是具有所期望的效率的信息承载时间函数的所期望的分辨率的函数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，分区的数目基于所期望的信息承载时间函数的统计量。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息承载时间函数是信号。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述信号是已调载波信号。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述信号包括信息。
6.如权利要求3所述的方法，其中，所述信号具有从零到最大值的熵值，其中所述最大值取决于一个或多个自由度。
7.如权利要求6所述的方法，其中，能够通过改变一个或多个阻抗来操纵所述自由度。
8.如权利要求6所述的方法，其中，能够通过改变一个或多个充电率来操纵自由度。
9.如权利要求1所述的方法，其中，输入的数目m和输出的数目n能够采取大于或等于1的任何独立的整数值。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：
优化所期望的效率，
其中，所述优化步骤基于瞬时效率
Figure FDA0002274035070000021
和/或平均波形效率ηWF。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所期望的分辨率的函数是i≤2k，其中；
i＝分区的数目；并且
k＝对于呈现信息承载时间函数所期望的分辨率。
12.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于一个或多个辅助自由度确定特定分区的一个或多个呈现参数。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述呈现参数包括以下各项当中的一项或多项：幅度的函数，相位的函数或者频率的函数，或者其组合。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述能量源或电源通过能量差分或功率差分来递送能量或电力。
15.如权利要求1所述的方法，还包括：
从电压、电流、电磁场、差分电压、差分电流、或者差分电磁场或者其任意组合导出能量源或电源差分。
16.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述划分步骤中利用多个能量源或电源。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个能量源或电源中的每一个包括多个域。
18.如权利要求1所述的方法，其中，所述能量源或电源是固定能量/电源或者可变能量/电源。
19.如权利要求1所述的方法，还包括：
把电压域定义成Vξ-Vξ-1＝ΔVi的函数，其中ξ是适当的整数。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述电压域是固定的。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述电压域在ΔVi或其重数的一定范围内是可调节的。
22.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于先验系统信息的至少一部分来构造复数信号包络。
23.如权利要求22所述的方法，还包括：
对所述系统信息的至少一部分进行解析，从而形成一个或多于一个Hv，i(x)域。
24.如权利要求23所述的方法，还包括基于Hv，i(x)公式来调节数量vi，其中v是针对一个或多个自由度的补充混合控制的索引。
25.如权利要求24所述的方法，还包括利用{Hv，i(x)}l域生成混合控制函数
Figure FDA0002274035070000031
其中v＝1，2，3…并且l＝1，2，3…。
26.如权利要求23所述的方法，还包括：
利用多条并行路径来处理H(x)。
27.如权利要求25所述的方法，其中，所述混合控制函数至少包括与有关的域的和/或在不同控制路径之间的部分互相关。
28.如权利要求25所述的方法，其中，所述混合控制函数独立于与有关的域的和/或在不同控制路径之间的互相关。
29.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定各域的某些部分或者域的各函数之间的一项或多项互相关；
基于所述确定步骤生成一项或多项混合控制。
30.如权利要求29所述的方法，还包括：
近似针对所述互相关的统计相依性；以及
从所述混合控制产生复合统计量。
31.如权利要求1所述的方法，还包括：
建立与所述划分步骤相关联的一条或多条处理路径。
32.如权利要求31所述的方法，还包括利用参数来对准和/或协调各条处理路径。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述参数独立于能量源或电源。
34.如权利要求32所述的方法，其中，所述参数部分地取决于能量源或电源。
35.如权利要求1所述的方法，还包括：
以低于采样率的速率来切换能量源或电源。
36.如权利要求1所述的方法，还包括：
以低于或等于Nyquist速率的速率来切换能量源或电源。
37.如权利要求1所述的方法，还包括：
建立与域有关的一个或多个采样率；以及
在划分步骤中利用其中一个或多个采样率。
38.如权利要求1所述的方法，还包括：
建立一个或多个域带宽，所述一个或多个域带宽当中的每一个小于或等于呈现带宽。
39.如权利要求1所述的方法，还包括：利用一条或多条FLUTTERTM混合控制路径来操作各个分区。
40.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于信息承载时间函数的一个或多个参数来协调至少两条分区路径。
41.如权利要求40所述的方法，其中，信息承载时间函数的所述一个或多个参数包括：相位的函数和/或幅度的函数。
42.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于一个或多个能量源和/或电源的操作状态来利用所述一个或多个分区。
43.如权利要求1所述的方法，还包括：
在划分步骤中利用系统响应的先验表征。
44.如权利要求1所述的方法，还包括：
利用先验表征来控制能量源和/或电源的至少其中一者的操作状态。
45.如权利要求1所述的方法，还包括：
在划分步骤之前访问先验表征。
46.如权利要求1所述的方法，还包括：
协调一个或多个FLUTTERTM混合控制参数。
47.如权利要求46所述的方法，其中，所述一个或多个FLUTTERTM混合控制参数取决于统计量、范围、域、逻辑函数和/或量度。
48.如权利要求46所述的方法，其中，所述协调是一个或多个传送器参数、接口电路阻抗、波形统计量、一个或多个数据速率、一个或多个信道频率的函数。
49.如权利要求1所述的方法，其中，一个或多个所述分区是随机分配的。
50.如权利要求1所述的方法，其中，一个或多个所述能量分区被分配给基本上共同的半径处的星座点之间的过渡。
51.如权利要求1所述的方法，其中，基于特定空间或有关量度的平均值的径向差异来分配一个或多个分区。
52.如权利要求1所述的方法，还包括：
把信息从一个或多个源赋予到一个或多个信息域
Figure FDA0002274035070000071
以便接口到RF信号调制架构。
53.如权利要求1所述的方法，还包括：
在划分期间修改电源和/或能量源的操作状态。
54.如权利要求1所述的方法，还包括：
在划分期间，在两个或更多电源之间进行切换。
55.如权利要求1所述的方法，还包括：
以低于所呈现的信号速率或带宽的速率或带宽来操作分区。
56.如权利要求1所述的方法，其中，基于操作的效率来分配一个或多个分区。
57.如权利要求1所述的方法，还包括：
以低于Nyquist速率的平均速率来对分区进行采样。
58.如权利要求1所述的方法，其中，从能量、幅度、相位、统计量或其混合当中的一项或多项来确定分区。
59.如权利要求1所述的方法，其中，从差分熵表面和信息输入H(x)的适当变换形成信息承载时间函数。
60.如权利要求59所述的方法，其中，所述差分熵表面是利用点、线、线段、样条、流形、贴片、部分平面、子表面以及侧面的任意组合形成的。
61.如权利要求1所述的方法，其中，从差分熵体积和信息输入H(x)的适当变换形成信息承载时间函数。
62.如权利要求60所述的方法，其中，从多个维度和域中的数据导出差分熵表面。
63.如权利要求61所述的方法，其中，从多个维度和域中的数据导出熵体积。
64.如权利要求1所述的方法，其中，分区的数目等于3。
65.如权利要求1所述的方法，其中，分区的数目处于三个到六个之间。
66.如权利要求1所述的方法，其中，分区的数目基于电源/能量源阻抗而变化。
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