本發(fā)明專利技術(shù)提供一種集成電路、無線通信單元及相關(guān)方法，集成電路用于提供適用于包絡(luò)追蹤信號的差分接口，包含：包含用以接收數(shù)字包絡(luò)追蹤信號的第一輸入及用以接收第二信號的第二輸入的減法模塊，用于從該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中減去該第二信號以產(chǎn)生具有降低后的平均直流成分的包絡(luò)追蹤信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收該包絡(luò)追蹤信號以產(chǎn)生差分模擬格式信號；可選地耦接至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分輸出的調(diào)制器，包含直流輸入點(diǎn)，用于插入直流成分至該差分模擬格式信號中。本發(fā)明專利技術(shù)實施例能夠從數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中移除DC成分以及接著基于該移除了DC成分的包絡(luò)追蹤信號再引入/增添一模擬DC信號，以改善信號特性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利
是關(guān)于一種無線通信單元、集成電路、發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)及提供信號的差分至單端轉(zhuǎn)換的方法。本專利技術(shù)可應(yīng)用于，但不局限應(yīng)用于使用差分電路配置的包絡(luò)追蹤及其相關(guān)方法中。
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)主要應(yīng)用于無線電信的射頻(radio frequency, RF)功率放大器領(lǐng)域。來自無線通信系統(tǒng)中可用的有限頻譜的持續(xù)壓力迫使頻譜效應(yīng)線性調(diào)制機(jī)制的不斷發(fā)展。由于這些線性調(diào)制機(jī)制中包絡(luò)發(fā)生波動，這種現(xiàn)象導(dǎo)致天線所發(fā)射的平均功率遠(yuǎn)低于其最大功率，從而潛在地使得功率放大器的效率較低。因此在本領(lǐng)域中，大量的研究致力于發(fā)展能夠為功率放大器的阻塞(線性)區(qū)(‘back-off’ region)提供高性能的高效率拓?fù)洹＞€性調(diào)制機(jī)制需要調(diào)制信號的線性放大以最小化由頻譜再生所帶來的不想要的帶外放射(out-of-bandemission)。然而一典型RF放大裝置中使用的有源元件本身就是非線性的，僅當(dāng)已消耗的直流(DC)功率的一小部分轉(zhuǎn)換為RF功率時，放大裝置的轉(zhuǎn)換函數(shù)才能趨近于一直線，即才能如同運(yùn)作為一理想的線性放大器。這種‘線性’的運(yùn)作模式使得DC至RF功率轉(zhuǎn)換的效率較低，這對于手持(用戶)無線通信單元而言是不可接受的。此外，對于基站而言，低效率也是一公認(rèn)的問題。此外，手持(用戶)設(shè)備的重點(diǎn)在于增長電池使用壽命。為了同時實現(xiàn)線性度及高效率，所謂的直線化(linearisation)技術(shù)得以使用以改善高效率類別放大器(例如‘AB’類，‘B’類或‘C’類放大器)的線性度。大量各式各樣的直線化技術(shù)應(yīng)用于線性發(fā)射機(jī)，例如笛卡兒反饋(Cartesian Feedback),前反饋(Feed-forward)以及自適應(yīng)性預(yù)失真發(fā)射機(jī)的設(shè)計中。為了提高發(fā)射 上行鏈路通信通道(即從用戶通信單元至服務(wù)基站之間的通信通道)中使用的比特率，具有一振幅調(diào)制(AM)成分的更大的星座調(diào)制機(jī)制成為一種需求并得以研究。該調(diào)制機(jī)制，例如十六點(diǎn)正交振幅調(diào)制(16-QAM)機(jī)制，需要多個線性功率放大器(PAs)以及其與調(diào)制包絡(luò)波形的高‘峰值(crest)’因子(即波動的程度)相關(guān)聯(lián)。對比于現(xiàn)有技術(shù)中使用的恒定包絡(luò)調(diào)制機(jī)制，該種調(diào)制機(jī)制使得功率效率及線性大幅度降低。因此，為了克服上述功率效率與線性的問題，各種方法予以提出。其中一種方法是通過調(diào)制該功率放大器的電源電壓以匹配經(jīng)射頻(radio frequency, RF)PA發(fā)射的RF波形的包絡(luò)，從而來克服效率與線性的問題。該種方法中使用包含包絡(luò)消除與恢復(fù)(envelopeelimination and restoration, EER)及包絡(luò)追蹤(envelope tracking, ET)的包絡(luò)調(diào)制技術(shù)。可以了解的是，由于高功率發(fā)射環(huán)境下具有較高的峰值對平均值功率比(peak-to-average power ratio, PAPR), PA電源電壓RF包絡(luò)追蹤的使用可以達(dá)到同時改善PA效率與線性的效果。圖1所示為這兩種技術(shù)的曲線示意圖100，其中第一種技術(shù)中為PA提供了一固定的電源電壓105，第二種技術(shù)通過調(diào)制PA的電源電壓以追蹤RF包絡(luò)波形115。在第一種技術(shù)中，無論將要放大的調(diào)制后的RF波形性質(zhì)如何，超出部分的PA電源電壓凈值110得以使用(因此可能存在潛在的浪費(fèi))。而在第二種技術(shù)中，超出部分的PA電源電壓凈值120可通過對RF PA電源的調(diào)制而得以降低，從而使得PA電源能夠準(zhǔn)確的追蹤到瞬態(tài)的RF包絡(luò)。包絡(luò)追蹤同時支持可用于高PAPR環(huán)境的高效率改進(jìn)，其同時還可以相應(yīng)地實現(xiàn)低DC消耗功率。因此，熱量得以減低以及在相同的輸出功率下PA可運(yùn)作于更低的溫度。但是，還需要了解的是，對于高頻寬信號來說，實際應(yīng)用中對RF包絡(luò)的精確追蹤很難實現(xiàn)。依賴于總的系統(tǒng)架構(gòu)，電源調(diào)制器的頻寬可以遠(yuǎn)大于(例如2倍或5倍)信號(包絡(luò))的頻寬，從而使得通過時間調(diào)校的調(diào)制器群延遲所帶來的影響得以最小化。眾所周知的是差分電路實例可提供比單端電路實例更好的噪聲、免疫力及凈值(headroom)性能。圖2所示為差分包絡(luò)/調(diào)制追蹤信號的簡化示意圖200，其中一差分包絡(luò)/調(diào)制波形210疊加于一固定DC信號225，該差分包絡(luò)/調(diào)制波形210包含正輸入(Vinp)215與負(fù)輸入(Vinn)220。如圖2所示，該差分包絡(luò)/調(diào)制追蹤信號包含DC部分與AC部分，該兩個部分均可以通過后隨的任何差分電路元件。圖3所示為用于包絡(luò)追蹤的現(xiàn)有的簡化的調(diào)制器電路300的結(jié)構(gòu)示意圖。該調(diào)制器電路300包含具有差分輸入310的差分至單端轉(zhuǎn)換裝置305，該差分輸入310包含負(fù)包絡(luò)信號輸入(N) 315與正包絡(luò)信號(P) 320。該差分至單端轉(zhuǎn)換裝置305轉(zhuǎn)換該差分輸入310至單端輸出并將其輸入至第一線性(AB類)放大器級325。該放大后信號接著與第二(例如D類)功率放大器級335的輸出結(jié)合，其中該第二功率放大器級335使用一電流檢測模塊330以檢測第一線性放大器級325的零交叉并結(jié)合滯后作用控制第二功率放大器級335輸出的電流。在此方式下，AC信號與DC信號均能通過該信號路徑。但是，該調(diào)制器電路300并不理想，原因在于其對應(yīng)于輸入信號的包絡(luò)完全是正性的。因此，由于差分輸 入信號(即該信號的正部分與負(fù)部分)的應(yīng)用難以實現(xiàn)，甚至額外的電路技術(shù)以最小化DC偏移及/或降低噪聲也難以實現(xiàn)，該潛在的凈值將得到增長。調(diào)制器電路300的另一缺點(diǎn)在于在平均值周邊該輸入AC包絡(luò)信號是不對稱的。因此，需要使用更復(fù)雜的技術(shù)，例如繞道(de-troughing)技術(shù)(或者其他的信號映射技術(shù))以增加該調(diào)制信號的不對稱性，從而又進(jìn)一步增加了電路的復(fù)雜度。因此，極需一種改進(jìn)電路，例如包含具有差分接口的用于包絡(luò)追蹤信號的調(diào)制器、無線通信單元及相應(yīng)方法以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)致力于減輕、緩和或消除上述提及的一個或多個缺陷，提供了一種，以解決上述問題。一方面，本專利技術(shù)實施例提供一種集成電路，用于提供適用于包絡(luò)追蹤信號的差分接口，該集成電路包含減法模塊，包含用以接收數(shù)字包絡(luò)追蹤信號的第一輸入及用以接收第二信號的第二輸入，其中該減法模塊用于從該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中減去該第二信號以產(chǎn)生包絡(luò)追蹤信號，該包絡(luò)追蹤信號具有降低后的平均直流成分；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收該包絡(luò)追蹤信號以據(jù)此產(chǎn)生對應(yīng)的差分模擬格式信號；以及調(diào)制器，可選地耦接至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分輸出，其中該調(diào)制器包含直流輸入點(diǎn)，用于插入直流成分至該差分模擬格式信號中。另一方面，本專利技術(shù)實施例提供一種無線通信單元，該無線通信單元支持包絡(luò)追蹤發(fā)射，其中該無線通信單元包含減法模塊，包含用以接收數(shù)字包絡(luò)追蹤信號的第一輸入及用以接收第二信號的第二輸入，其中該減法模塊用于從該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中減去該第二信號以產(chǎn)生包絡(luò)追蹤信號，該包絡(luò)追蹤信號具有降低后的平均直流成分；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收該包絡(luò)追蹤信號以據(jù)此產(chǎn)生對應(yīng)的差分模擬格式信號；以及調(diào)制器，可選地耦接至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分輸出，其中該調(diào)制器包含用于插入直流成分至該包絡(luò)追蹤信號的該差分模擬格式信號的直流輸入點(diǎn)。再一方面，本專利技術(shù)實施例提供一種支持差分接口的用于包絡(luò)追蹤信號的方法，其中該方法包含接收數(shù)字包絡(luò)追蹤信號；從該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中減去第二信號以產(chǎn)生包絡(luò)追蹤信號，該包絡(luò)追蹤信號具有降低后的平均直流成分；數(shù)模轉(zhuǎn)換該本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種集成電路，用于提供適用于包絡(luò)追蹤信號的差分接口，其特征在于，該集成電路包含：減法模塊，包含用以接收數(shù)字包絡(luò)追蹤信號的第一輸入及用以接收第二信號的第二輸入，其中該減法模塊用于從該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中減去該第二信號以產(chǎn)生一包絡(luò)追蹤信號，該包絡(luò)追蹤信號具有一降低后的平均直流成分；一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收該包絡(luò)追蹤信號以據(jù)此產(chǎn)生一對應(yīng)的差分模擬格式信號；以及一調(diào)制器，可選地耦接至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分輸出，其特征在于，該調(diào)制器包含一直流輸入點(diǎn)，用于插入一直流成分至該差分模擬格式信號中。
【技術(shù)特征摘要】
2011.10.20 US 61/549,491;2012.01.09 US 13/345,7601.一種集成電路，用于提供適用于包絡(luò)追蹤信號的差分接口，其特征在于，該集成電路包含 減法模塊，包含用以接收數(shù)字包絡(luò)追蹤信號的第一輸入及用以接收第二信號的第二輸入，其中該減法模塊用于從該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中減去該第二信號以產(chǎn)生一包絡(luò)追蹤信號，該包絡(luò)追蹤信號具有一降低后的平均直流成分； 一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于接收該包絡(luò)追蹤信號以據(jù)此產(chǎn)生一對應(yīng)的差分模擬格式信號；以及 一調(diào)制器，可選地耦接至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分輸出，其特征在于，該調(diào)制器包含一直流輸入點(diǎn)，用于插入一直流成分至該差分模擬格式信號中。2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，該調(diào)制器還包含一差分至單端轉(zhuǎn)換模塊，該差分至單端轉(zhuǎn)換模塊包含該直流輸入點(diǎn)以于轉(zhuǎn)換該差分模擬格式信號至一單端包絡(luò)追蹤信號的同時，插入該直流成分至該差分模擬格式信號中。3.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，該差分至單端轉(zhuǎn)換模塊用于對應(yīng)用至該直流輸入點(diǎn)的信號提供電流模式的差分至單端轉(zhuǎn)換。4.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，該集成電路還包含一處理器，可選地耦接至 該直流輸入點(diǎn)，以用于動態(tài)地改善該直流成分的至少一信號特性；或者， 該減法模塊，以用于動態(tài)地改善該第二信號的至少一信號特性。5.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，該動態(tài)改善的信號特性包括該第二信號或者該直流成分的直流偏移。6.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，該處理器用于在一時序周期內(nèi)動態(tài)地改善上述至少一信號特性。7.如權(quán)利要求6所述的集成電路，其特征在于，該處理器用于以發(fā)射時隙為單位，于每個發(fā)射時隙動態(tài)地改善該至少一信號特性。8.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，通過該處理器改善的信號特性包含下述至少一者信號幅度，信號線性以及信號相位。9.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號中包含的直流成分實質(zhì)上與該第二信號相等，以使該具有降低后的平均直流成分的包絡(luò)追蹤信號實質(zhì)上為包絡(luò)追蹤信號的交流部分。10.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，該第二信號為該數(shù)字包絡(luò)追蹤信號的直流部分，以使該具有降低后的平...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：喬納森·理查·思創(chuàng)，保羅·福羅斯，
申請(專利權(quán))人：聯(lián)發(fā)科技新加坡私人有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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