專利名稱：連續(xù)交替的閉環(huán)-開環(huán)功率控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于無線發(fā)射器的功率控制，更具體地說，涉及 用于無線發(fā)射器的可變?cè)鲆娣糯笃麟娐贰?br> 背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)采用功率控制來減少干擾并增加系統(tǒng)容量，同時(shí)保持
最小信號(hào)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。無線通信系統(tǒng)(即，WCDMA (寬帶碼分多址)系 統(tǒng))的容量主要依靠上行功率控制的精確執(zhí)行。諸如3GPPTS 25.101的
許多無線通信標(biāo)準(zhǔn)都包括對(duì)無線通信設(shè)備中的傳輸功率控制精度的具體 要求。這些設(shè)備要求包括絕對(duì)精度傳輸功率要求和相對(duì)精度傳輸功率要 求。絕對(duì)要求限定了相對(duì)于額定傳輸功率的下限傳輸功率和上限傳輸功 率。相對(duì)要求限定了兩個(gè)傳輸時(shí)隙(不必是相鄰的時(shí)隙)之間的最小傳 輸功率差和最大傳輸功率差，以及多個(gè)時(shí)隙的合計(jì)傳輸功率差。
閉環(huán)功率控制表示一種用于控制無線通信設(shè)備內(nèi)的傳輸功率以符合 相對(duì)和絕對(duì)傳輸功率要求的方法。如在此所采用的，閉環(huán)功率控制是指 無線通信設(shè)備中執(zhí)行的反饋功率控制。閉環(huán)功率控制系統(tǒng)確定測(cè)量傳輸 功率和期望傳輸功率之間的誤差?；谠撜`差，閉環(huán)功率控制系統(tǒng)通過 調(diào)節(jié)無線通信設(shè)備的無線發(fā)射器中的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆鎭碚{(diào)節(jié)傳輸 功率。
由于功率檢測(cè)器具有有限的動(dòng)態(tài)范圍，所以無線通信設(shè)備可能不能 精確地測(cè)量低傳輸功率，導(dǎo)致閉環(huán)功率控制在低傳輸功率下變得不可靠。 為了避免這種情況，無線通信設(shè)備可以另選地使用開環(huán)功率控制。如在 此所采用的，開環(huán)功率控制是指在無線通信設(shè)備中基于己知的設(shè)備運(yùn)行 參數(shù)和/或環(huán)境條件，響應(yīng)于功率控制命令，而執(zhí)行的調(diào)節(jié)傳輸功率的功 率控制。開環(huán)功率控制使得能夠符合相對(duì)功率要求。然而，由于開環(huán)功
率控制不包括任何用于校驗(yàn)傳輸功率的精度的手段，所以開環(huán)功率控制 可能產(chǎn)生偏離期望傳輸功率的傳輸功率，從而違反了絕對(duì)功率要求。另一種方案可以采用閉環(huán)功率控制和開環(huán)功率控制的組合。當(dāng)測(cè)量 傳輸功率達(dá)到或超過預(yù)定閾值時(shí)，無線通信設(shè)備執(zhí)行閉環(huán)功率控制。否 則，無線通信設(shè)備執(zhí)行開環(huán)功率控制。應(yīng)當(dāng)理解，這種組合方案總體上解決了與完全閉環(huán)功率控制系統(tǒng)和 完全開環(huán)功率控制系統(tǒng)相關(guān)的上述問題。然而，由于在切換到閉環(huán)之前， 開環(huán)傳輸功率相對(duì)不確定，所以當(dāng)從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制 時(shí)產(chǎn)生的功率階躍(step)也將相對(duì)不確定，這可能導(dǎo)致在轉(zhuǎn)換期間產(chǎn)生 不連續(xù)。此外，由于在閉環(huán)功率控制期間的增益控制信號(hào)可以明顯不同 于從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之后生成的增益控制信號(hào)，所以 當(dāng)從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制時(shí)也可能產(chǎn)生不連續(xù)。這些不連 續(xù)可能導(dǎo)致在開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的期間，相鄰 時(shí)隙之間的功率階躍超過相對(duì)傳輸功率要求。因此，必須仔細(xì)地控制開 環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制之間的轉(zhuǎn)換，以確保符合相對(duì)傳輸功率要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明包括用于在開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制乙問進(jìn)行切換時(shí)連 續(xù)地控制放大器電路的增益的方法和裝置。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式， 一種放大系統(tǒng)包括放大器電路、檢測(cè)電路以及功率控制電路。在開環(huán) 功率控制模式和閉環(huán)功率控制模式期間，功率控制電路分別基于幵環(huán)基 準(zhǔn)和閉環(huán)基準(zhǔn)來控制放大器電路中的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆?。檢測(cè)電路 測(cè)量放大器電路的輸出功率。功率控制電路基于在從開環(huán)功率控制切換 至閉環(huán)功率控制之前測(cè)量的輸出功率來確定閉環(huán)基準(zhǔn)。在從開環(huán)功率控 制切換到閉環(huán)功率控制之后，功率控制電路基于所確定的閉環(huán)基準(zhǔn)來控 制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妗８鶕?jù)另一示例性實(shí)施方式，功率控制電路在從閉環(huán)功率控制切換到 開環(huán)功率控制時(shí)，基于開環(huán)增益控制信號(hào)來控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妗?對(duì)于該實(shí)施方式，功率控制電路產(chǎn)生當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)和以前的開環(huán)基準(zhǔn)之
間的差值。在從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之后，功率控制電路 將所述差值應(yīng)用于以前的閉環(huán)增益控制信號(hào)，以生成新的開環(huán)增益控制 信號(hào)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性放大系統(tǒng)的框圖。
圖2是表示用于圖的放大系統(tǒng)的一個(gè)示例性放大器電路的框圖。
圖3是表示用于圖1的放大系統(tǒng)的一個(gè)示例性檢測(cè)電路的框圖。
圖4A和圖4B是表示用于圖1的放大系統(tǒng)的兩個(gè)示例性閉環(huán)控制器
的框圖。
圖5是表示用于圖1的放大系統(tǒng)的一個(gè)示例性增益控制器的框圖。 圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的控制放大器電路的方法。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的確定閉環(huán)基準(zhǔn)的方法。
圖8是表示用于圖1的放大系統(tǒng)的一個(gè)示例性插值電路的框圖。 圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的控制放大器電路的方法。
圖IO是表示用于圖1的放大系統(tǒng)的一個(gè)示例性開環(huán)控制器的框圖。 圖IIA和圖IIB表示閉環(huán)功率控制性能和開環(huán)功率控制性能之間的 比較。
圖12A和圖12B表示閉環(huán)功率控制性能和不連續(xù)的開環(huán)/閉環(huán)功率控 制系統(tǒng)的性能之間的比較。
圖13A和圖13B表示閉環(huán)功率控制性能和根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)的開環(huán) /閉環(huán)連續(xù)功率控制系統(tǒng)的性能之間的比較。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的放大系統(tǒng)100的框 圖。在下文中，通過無線通信設(shè)備(例如，蜂窩式電話、衛(wèi)星電話、個(gè)
人通信服務(wù)(PCS)設(shè)備、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、掌上電腦、傳呼機(jī)等) 的無線發(fā)射器中的放大系統(tǒng)100來描述本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā) 明適用于需要受控制的輸出功率電平的任何電子器件中的任何放大系統(tǒng)
100。此外，盡管在下文中通過WCDMA系統(tǒng)中的無線通信設(shè)備來描述 本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也適用于諸如時(shí)分多 址(TDMA)系統(tǒng)、正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)等的其它無線通信系統(tǒng)。
放大系統(tǒng)100控制諸如WCDMA傳輸信號(hào)的輸出信號(hào)的功率電平。 功率控制命令可以包括差動(dòng)功率控制命令或絕對(duì)功率控制命令。在差動(dòng) 功率控制中，無線通信設(shè)備響應(yīng)于上升和下降命令，以固定的步長(zhǎng)，逐 步使功率上升和下降。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，與無線通信設(shè)備進(jìn)行 通信的基站向無線通信設(shè)備發(fā)送功率控制命令。另選的是，無線通信設(shè) 備中的處理器可以生成功率控制命令。由于功率控制命令的生成和/或接 收是公知的，所以在此不再對(duì)其進(jìn)行論述。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，放大系統(tǒng)100包括放大器電路110、檢 測(cè)電路120以及數(shù)字功率控制電路130。放大器電路110響應(yīng)于由功率控
制電路no提供的增益控制信號(hào)Ac而放大輸入信號(hào)，以獲得所需功率電
平的放大信號(hào)Ao。檢測(cè)電路120提取所述放大信號(hào)Ao的一小部分，測(cè) 量所提取部分的功率，并且將測(cè)量到的功率PM提供給功率控制電路130。 另外，檢測(cè)電路120提供用于放大器系統(tǒng)100的輸出信號(hào)。功率控制電 路130響應(yīng)于功率控制命令和/或來自檢測(cè)電路120的測(cè)量到的功率PM， 生成增益控制信號(hào)Ac。
如圖2所示，放大器電路110包括至少一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)， 用于放大輸入信號(hào)，以獲得所需功率電平的輸出信號(hào)。概括地說，可變 增益放大器112的增益響應(yīng)于由功率控制電路130提供的增益控制信號(hào) Ae而變化。另外，放大器電路IIO還可以包括一個(gè)或更多個(gè)附加放大器 114，以幫助可變?cè)鲆娣糯笃?12將輸入信號(hào)放大為所需輸出功率電平的 輸出信號(hào)。
圖3中所示的檢測(cè)電路120測(cè)量輸出信號(hào)的功率電平，并且將數(shù)字 化形式的測(cè)量值PM提供給功率控制電路130。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，
檢測(cè)電路120包括分離器122、功率檢測(cè)器124以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 126。分離器122從放大信號(hào)Ao中提取一小部分，并且將所提取的部分 提供給功率檢測(cè)器124。功率檢測(cè)器124測(cè)量所提取的部分的功率，并且 ADC 126將模擬測(cè)量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字功率測(cè)量值PM。功率檢測(cè)器124可以 包括任何已知的功率檢測(cè)電路。由于功率檢測(cè)器是公知的，因此在此不 再對(duì)其進(jìn)行論述。
功率控制電路130響應(yīng)于功率控制命令和/或在開環(huán)功率控制和閉環(huán) 功率控制期間測(cè)量到的功率pm，產(chǎn)生用于放大器電路110的增益控制信 號(hào)Aa。另外，根據(jù)本發(fā)明，功率控制電路130以開環(huán)功率控制和閉環(huán)功 率控制之間的轉(zhuǎn)換不產(chǎn)生相對(duì)功率偏差的方式來調(diào)節(jié)增益控制信號(hào)Ac。
一個(gè)示例性功率控制電路130包括閉環(huán)控制器132、開環(huán)控制器140、 增益控制器150以及處理器160，如圖1所示。處理器160生成用于對(duì)增 益控制150進(jìn)行控制的選擇信號(hào)，如以下進(jìn)一步討論的。另外，處理器 160響應(yīng)于功率控制命令Pc和/或測(cè)量到的功率PM而生成開環(huán)和閉環(huán)基 準(zhǔn)。在閉環(huán)功率控制期間，閉環(huán)控制器132基于閉環(huán)基準(zhǔn)Tc和測(cè)量到 的功率PM生成閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc。在開環(huán)功率控制期間，開環(huán)控制器 140基于開環(huán)基準(zhǔn)To生成開環(huán)增益調(diào)節(jié)值Go，該開環(huán)基準(zhǔn)Tq是基于功 率控制命令Pc選擇的。增益控制器150基于從閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值和幵環(huán)增 益調(diào)節(jié)值中選擇的一個(gè)值來生成增益控制信號(hào)Ac。
處理器160包括查找表162和插值電路164。盡管圖1示出了查找 表162和插值電路164是處理器160的一部分，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解，查找表162和插值電路164中的一個(gè)或兩者均可以獨(dú)立于處 理器160而實(shí)現(xiàn)。
查找表162在有序列表中與多個(gè)功率控制級(jí)別相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)多個(gè)開 環(huán)和閉環(huán)基準(zhǔn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所存儲(chǔ)的開環(huán)基準(zhǔn)可以包括基準(zhǔn)VGA 控制信號(hào)，并且所存儲(chǔ)的閉環(huán)基準(zhǔn)可以包括目標(biāo)功率電平。響應(yīng)于功率 控制命令Pc，處理器160執(zhí)行查找表162，以選擇閉環(huán)基準(zhǔn)和開環(huán)基準(zhǔn)。 功率控制命令Pc可以根據(jù)任何公知的方法來生成。例如，可以基于測(cè)量 到的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度由無線通信設(shè)備來計(jì)算功率控制命令Pc。
插值電路164可以修改閉環(huán)基準(zhǔn)Tc，以提供比僅通過查找表162可以獲得的更高的分辨率。結(jié)果，在從開環(huán)功率控制轉(zhuǎn)換為閉環(huán)功率控制時(shí)對(duì)閉環(huán)基準(zhǔn)Tc進(jìn)行修改可以避免大的階躍，該大的階躍會(huì)導(dǎo)致上述的 不期望的不連續(xù)。在下文中進(jìn)一步討論插值電路164的操作。圖4A示出了閉環(huán)控制器132的一個(gè)示例性實(shí)施方式，其基于測(cè)量到 的輸出功率PM和閉環(huán)基準(zhǔn)Tc之間的差值來產(chǎn)生閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值。閉環(huán) 控制器132包括組合器134和VGA轉(zhuǎn)換器136。在正常操作期間，組合 器134確定測(cè)量到的功率PM和閉環(huán)基準(zhǔn)To之間的功率差，其中閉環(huán)基 準(zhǔn)Tc包括基于功率控制命令從查找表162中選擇的數(shù)字化目標(biāo)功率電 平。轉(zhuǎn)換器136將該功率差映射成數(shù)字化VGA值，以產(chǎn)生閉環(huán)增益調(diào)節(jié) 值Gc。盡管圖4A所示的實(shí)施方式示出的VGA轉(zhuǎn)換器136在組合器134之 后，然而另選的是，VGA轉(zhuǎn)換器136可以在組合器134之前，如圖4B 所示。在該實(shí)施方式中，VGA轉(zhuǎn)換器136將數(shù)字化的測(cè)量到的功率PM 映射成數(shù)字化VGA值。組合器134確定PM的數(shù)字化VGA值與閉環(huán)基準(zhǔn) Tc之間的差值，以產(chǎn)生閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc。在該實(shí)施方式中，正常閉環(huán) 操作期間的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc包括基于功率控制命令從查找表162中選擇的數(shù) 字化目標(biāo)VGA.值。閉環(huán)控制器132將閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc (其代表數(shù)字化VGA調(diào)節(jié)值) 提供給增益控制器150。應(yīng)當(dāng)理解，盡管從查找表162中選擇的閉環(huán)基準(zhǔn) Tc僅響應(yīng)于逐步上升或逐步下降的功率控制命令而變化，但是只要測(cè)量 到的功率PM相對(duì)于所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc發(fā)生變化，閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc 就變化。開環(huán)控制器140基于所選擇的開環(huán)基準(zhǔn)T0產(chǎn)生開環(huán)增益調(diào)節(jié)值G0， 并且將Go提供給增益控制器150。通常，處理器160基于功率控制命令 從查找表162中選擇開環(huán)基準(zhǔn)To。因此，與閉環(huán)基準(zhǔn)Tc一樣，開環(huán)基準(zhǔn) To響應(yīng)于逐步上升或逐步下降的功率控制命令而變化。然而，與可以獨(dú) 立于功率控制命令而變化的閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc不同，開環(huán)增益調(diào)節(jié)值 Go僅僅響應(yīng)于功率控制命令的變化而變化，因此僅響應(yīng)于開環(huán)基準(zhǔn)T0的
變化而變化。
如上所述，功率控制電路130調(diào)節(jié)可變?cè)鲆娣糯笃?12的增益以滿 足傳輸功率要求。為此，增益控制器150選擇閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值和開環(huán)增 益調(diào)節(jié)值中的一個(gè)，并且基于所選擇的增益調(diào)節(jié)值來調(diào)節(jié)增益控制信號(hào)
AQ。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，增益控制器150包括切換器152、組合 器154和寄存器156，如圖5所示。切換器152 (可以包括任何公知的切 換器，包括硬件切換器、軟件切換器或它們的任意組合)響應(yīng)于選擇信 號(hào)S而選擇閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc和開環(huán)增益調(diào)節(jié)值Go中的一個(gè)。
處理器160可以響應(yīng)于由檢測(cè)電路120提供的測(cè)量到的功率PM生成 選擇信號(hào)S。當(dāng)PM達(dá)到或超過預(yù)定閾值時(shí)，處理器160生成選擇信號(hào)S， 以指示增益控制器150選擇閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc。當(dāng)PM小于該閾值時(shí)， 處理器160生成選擇信號(hào)S，以指示增益控制器150選擇開環(huán)增益調(diào)節(jié)值 G0。
另選的是，處理器160可以響應(yīng)于所選擇的基準(zhǔn)在查找表162中的 當(dāng)前位置而生成選擇信號(hào)S。當(dāng)該基準(zhǔn)是從查找表162的閉環(huán)部分選擇的 時(shí)，處理器160生成選擇信號(hào)S，以指示增益控制器150選擇閉環(huán)增益調(diào) 節(jié)值G。另選的是，當(dāng)該基準(zhǔn)是從查找表162的開環(huán)部分選擇的時(shí)，處 理器160生成選擇信號(hào)S,以指示增益控制器150選擇開環(huán)增益調(diào)節(jié)值 Go。
在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，處理器160可以采用這些技術(shù)的組合來 在開環(huán)增益調(diào)節(jié)值和閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值之間進(jìn)行選擇。根據(jù)該實(shí)施方式， 當(dāng)測(cè)量到的功率PM達(dá)到或超過預(yù)定閾值時(shí)，處理器160生成選擇信號(hào)S， 以指示增益控制器150選擇閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc。然而，當(dāng)該基準(zhǔn)是從查 找表162的開環(huán)部分選擇的時(shí)，處理器160生成選擇信號(hào)S，以指示增益 控制器150選擇開環(huán)增益調(diào)節(jié)值G0。
在選擇了開環(huán)增益調(diào)節(jié)值或閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值中的一個(gè)之后，增益控 制器150通過基于所選擇的增益調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在寄存器156中的先前 的增益控制信號(hào)A。來生成新的增益控制信號(hào)Ac。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí) 施方式，組合器154將所選擇的增益調(diào)節(jié)值與存儲(chǔ)在寄存器156中的先
前的增益控制信號(hào)進(jìn)行組合，以生成新的增益控制信號(hào)。隨后，寄存器 156存儲(chǔ)該新的增益控制信號(hào)，以在將來使用。增益控制器150可以將該數(shù)字增益控制信號(hào)Ac直接提供給放大器電 路IIO，以控制可變?cè)鲆娣糯笃?12的增益。另選的是，如果可變?cè)鲆娣?大器112需要模擬控制信號(hào)，則增益控制器150還可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 158，以在將模擬增益控制信號(hào)Ae提供給放大器電路110之前， 將數(shù)字增益控制信號(hào)A(3轉(zhuǎn)換成模擬增益控制信號(hào)Ac。當(dāng)放大器電路110的輸出的功率在功率檢測(cè)器124的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)時(shí)， 閉環(huán)功率控制提供精確的功率控制。當(dāng)輸出功率電平超出該范圍時(shí)，則 開環(huán)功率控制更為合適。然而，如上所述，當(dāng)在開環(huán)功率控制和閉環(huán)功 率控制之間進(jìn)行切換時(shí)，可能發(fā)生不連續(xù)。結(jié)果，在開環(huán)功率控制和閉 環(huán)功率控制之間的轉(zhuǎn)換期間，輸出功率可能違反無線通信設(shè)備的相對(duì)功 率要求。圖6示出了一個(gè)示例性過程200，其用于防止由從開環(huán)功率控制到 閉環(huán)功率控制的轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致的輸出信號(hào)功率的大階躍變化。概括地說， 功率控制電路130通過以下方式來確定閉環(huán)基準(zhǔn)Tc:在開環(huán)功率控制期 間，基于在放大器電路110的輸出處測(cè)量到的功率(塊210)，在LUT中 找到用于閉環(huán)基準(zhǔn)Tc(p)的調(diào)節(jié)值(塊220)。在從開環(huán)功率控制到閉環(huán)功 率控制的切換之后，功率控制電路130基于所確定的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc來調(diào)節(jié) 增益控制信號(hào)Ae (塊230)。這樣，本發(fā)明防止了在從開環(huán)功率控制到閉 環(huán)功率控制的轉(zhuǎn)換期間傳輸功率的大階躍變化。通過插值電路164執(zhí)行 閉環(huán)基準(zhǔn)的調(diào)節(jié)。插值電路164通過基于測(cè)量到的功率PM計(jì)算IF電路167中的插值 因子(IF)來確定閉環(huán)基準(zhǔn)Tc。插值電路164隨后將該插值因子應(yīng)用于 所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)。圖7示出了使用這種方法的一個(gè)示例性過程220。根 據(jù)這種方法220，插值電路164在査找表162中選擇使得開環(huán)功率控制期 間測(cè)量到的輸出功率PM位于它們之間的兩個(gè)閉環(huán)基準(zhǔn)(塊222)。這兩個(gè) 所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)可以被表示為Tc(p)和Tc(p+1)，其中p表示在查找表 162中的位置，而Tc(p+l)表示較大的閉環(huán)基準(zhǔn)。如果p等于預(yù)定的最大
值(塊224)，則處理器160將插值因子(IF)設(shè)置為零(塊226)，以防
止閉環(huán)基準(zhǔn)超過最大值Tc(p二max)。即使在非轉(zhuǎn)換操作期間也是這樣。然
而，如果p小于最大值，則IF電路167計(jì)算作為兩個(gè)所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)
Tc(p)和Tc(p+l)以及測(cè)量到的輸出功率PM的函數(shù)的插值因子(塊228)。
在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，IF電路167可以根據(jù)下式計(jì)算插值因子
<formula>formula see original document page 14</formula>
在計(jì)算出插值因子之后，插值電路164確定閉環(huán)基準(zhǔn)Tc (塊229)， 該閉環(huán)基準(zhǔn)Tc是插值因子、IF以及所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc(p)和Tc(p+1) 的函數(shù)。對(duì)于圖4A的實(shí)施方式，Tc隨后變得等于測(cè)量到的功率PM。為 此，插值電路164可以包括組合器166和170以及乘法器168，如圖8所 示。乘法器168將計(jì)算出的插值因子應(yīng)用于由組合器166計(jì)算出的兩個(gè) 所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc(p)和Tc(p+1)之間的差值。組合器170隨后將乘法 器168的輸出與Tc(p)進(jìn)行組合，以確定閉環(huán)基準(zhǔn)Tc。
應(yīng)當(dāng)理解，插值電路164不限于上述實(shí)施方式。例如，插值電路164 可以與Tc(p+l)無關(guān)地將計(jì)算出的插值因子直接應(yīng)用于閉環(huán)基準(zhǔn)Tc。另選 的是，IF電路167可以計(jì)算用于較大的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc(p+l)的負(fù)插值因子， 并旦確定作為Tc(p+1)和該插值因子的函數(shù)的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc。
在完成從開環(huán)功率控制到閉環(huán)功率控制的轉(zhuǎn)換之后，閉環(huán)控制器132.
繼續(xù)計(jì)算測(cè)量到的功率PM和經(jīng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)基準(zhǔn)Tc之間的差值，以產(chǎn)生
閉環(huán)增益調(diào)節(jié)值Gc。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式，在這種特別的 閉環(huán)模式期間，插值電路164使用與在轉(zhuǎn)換期間計(jì)算出的插值因子相同 的插值因子。這樣，每當(dāng)處理器160響應(yīng)于功率控制命令而選擇新的閉 環(huán)基準(zhǔn)時(shí)，插值電路將相同的插值因子應(yīng)用于所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)。然而， 應(yīng)當(dāng)理解，可以響應(yīng)于新的功率控制命令而在閉環(huán)功率控制期間計(jì)算新 的插值因子。
以上討論了針對(duì)在從開環(huán)功率控制轉(zhuǎn)換到閉環(huán)功率控制時(shí)發(fā)生的不 連續(xù)的解決方案。然而，如上所述，在從閉環(huán)功率控制轉(zhuǎn)換到開環(huán)功率 控制時(shí)也可能發(fā)生不連續(xù)。為了解決該問題，本發(fā)明還基于轉(zhuǎn)換之后產(chǎn) 生的開環(huán)增益調(diào)節(jié)值，來調(diào)節(jié)在從閉環(huán)功率控制轉(zhuǎn)換到開環(huán)功率控制之
前生成的閉環(huán)增益控制信號(hào)，如圖9中的示例性過程300所示。在閉環(huán)
操作過程中，處理器160將基于當(dāng)前功率控制命令選擇的開環(huán)基準(zhǔn)加載 到開環(huán)控制器140的延遲器142中。剛好在從閉環(huán)功率控制轉(zhuǎn)換到開環(huán) 功率控制之前，開環(huán)控制器140基于根據(jù)新的功率控制命令選擇的當(dāng)前 開環(huán)基準(zhǔn)與延遲器142中的先前的開環(huán)基準(zhǔn)之間的差值產(chǎn)生開環(huán)增益調(diào) 節(jié)值Go (塊310)。在轉(zhuǎn)換期間，增益控制器150通過將開環(huán)增益調(diào)節(jié)值 Go應(yīng)用于在從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之前生成的閉環(huán)增益控 制信號(hào)來生成新的開環(huán)增益控制信號(hào)(塊320)。在從閉環(huán)功率控制切換 到開環(huán)功率控制之后，增益控制器150隨后基于新的開環(huán)增益控制信號(hào) Ae來控制可變?cè)鲆娣糯笃?12的增益(塊330)。
用于執(zhí)行圖9的方法的開環(huán)控制器140可以包括延遲器142和組合 器144，如圖10所示。當(dāng)從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制時(shí)，組合 器144基于逐步下降的功率控制命令，從在查找表162中選擇的新的開 環(huán)基準(zhǔn)中減去存儲(chǔ)在延遲器142中的先前的開環(huán)基準(zhǔn)。此外，在計(jì)算出 該差值之后，開環(huán)控制器140將該新的開環(huán)基準(zhǔn)存儲(chǔ)在延遲器142中。
在所述的示例性實(shí)施方式中，開環(huán)基準(zhǔn)包括數(shù)字化VGA值。這樣， 由組合器144提供的差值就表示數(shù)字化VGA開環(huán)增益調(diào)節(jié)值G0。根據(jù) 一另選實(shí)施方式，開環(huán)基準(zhǔn)可以表示基準(zhǔn)功率電平。根據(jù)該另選實(shí)施方 式，組合器144產(chǎn)生存儲(chǔ)在延遲器142中的先前的功率電平和從查找表 162中選擇的新的開環(huán)基準(zhǔn)功率電平之間的功率差。對(duì)于這種實(shí)施方式， 圖IO還將包括VGA轉(zhuǎn)換器(未示出)，用于將來自組合器144的功率差 映射成數(shù)字化VGA值，以產(chǎn)生數(shù)字化VGA開環(huán)增益調(diào)節(jié)值G0。
在從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之后，增益控制器150中的 組合器154將開環(huán)增益調(diào)節(jié)值與存儲(chǔ)在寄存器156中的先前的閉環(huán)增益 控制信號(hào)進(jìn)行組合，以生成新的數(shù)字化開環(huán)增益控制信號(hào)。如果可變?cè)?益放大器112由模擬增益控制信號(hào)控制，則可選的數(shù)模轉(zhuǎn)換器158將該 數(shù)字化開環(huán)增益控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬增益控制信號(hào)，并且將該模擬增益 控制信號(hào)提供給放大器電路110。
在完成從閉環(huán)功率控制到開環(huán)功率控制的轉(zhuǎn)換之后，由于存儲(chǔ)在延
遲器142中的先前的開環(huán)基準(zhǔn)與根據(jù)功率控制命令從查找表162中選擇
的新的開環(huán)基準(zhǔn)之間的差值，所以開環(huán)控制器140繼續(xù)產(chǎn)生開環(huán)增益調(diào) 節(jié)值。然而， 一旦轉(zhuǎn)換完成，增益控制器150就基于開環(huán)增益調(diào)節(jié)值Go 來調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在寄存器156中的開環(huán)增益控制信號(hào)。
圖IIA和圖IIB對(duì)完全閉環(huán)功率控制的性能與完全開環(huán)功率控制的 性能進(jìn)行比較。如圖11A中的虛線所示，開環(huán)功率控制不能跟蹤絕對(duì)功 率妨礙了開環(huán)功率控制達(dá)到絕對(duì)功率要求。然而，開環(huán)功率控制易于達(dá) 到相對(duì)功率要求，如圖UB中的虛線所示。
圖12A和圖12B對(duì)常規(guī)的不連續(xù)的開環(huán)/閉環(huán)功率控制和完全閉環(huán)功 率控制進(jìn)行比較。圖12A示出了通過在輸出功率電平達(dá)到或超過預(yù)定閾 值時(shí)從開環(huán)切換到閉環(huán)，常規(guī)的開環(huán)/閉環(huán)功率控制達(dá)到了絕對(duì)功率要求。 然而，如圖12B中的虛線所示，在時(shí)隙24附近從幵環(huán)切換到閉環(huán)之后，
閉環(huán)功率控制自動(dòng)地鎖定到查找表功率，而沒有考慮切換之前測(cè)量到的 輸出功率。由于用于控制可變?cè)鲆娣糯笃鱑2的增益的查找表的值基于 功率控制命令Pc，所以査找表的值可以顯著地不同于切換之前測(cè)量到的 輸出功率。結(jié)果，切換前和切換后的功率差可能違反了相對(duì)功率階躍的 精度，如圖12B所示。
木發(fā)明符合相對(duì)功率精度的要求，如圖13A和圖13B所示。圖13A 和圖13B示出了通過采用在從開環(huán)切換到閉環(huán)之前從查找表中選擇的基 準(zhǔn)，在從開環(huán)切換到閉環(huán)時(shí)，保持了相對(duì)精度(參見圖13B中的虛線)。 只有在所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)與最大查找表值相對(duì)應(yīng)時(shí)，才不能保持該精度。 然而，如上所述，大多數(shù)的規(guī)范在逐步達(dá)到最小功率電平或最大功率電 平時(shí)，都不保持相對(duì)精度要求。因此，這種情形不違反這些要求。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述的本發(fā)明包括許多優(yōu)點(diǎn)。首先，本發(fā)明在較 高功率處應(yīng)用閉環(huán)功率控制，而在較低功率處應(yīng)用開環(huán)功率控制，而不 經(jīng)歷現(xiàn)有技術(shù)所經(jīng)受的轉(zhuǎn)換不連續(xù)。其次，本發(fā)明的實(shí)施使得可以采用 具有有限動(dòng)態(tài)范圍的功率檢測(cè)器，并在超過指定的輸出功率范圍時(shí)仍然 符合相對(duì)功率精度要求。此外，由于本發(fā)明可以通過硬件、軟件或硬件 和軟件的組合來實(shí)施，因此本發(fā)明的實(shí)施是非常靈活的。此外，應(yīng)當(dāng)理
解，本發(fā)明可以通過快速處理單元中的軟件來實(shí)施，這提供了靈活的接 口和實(shí)現(xiàn)方式。另外，由于功率控制電路130在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)，所以用于實(shí)現(xiàn)功率控制電路130的硬件不依賴于定制的模擬ASIC (專用集成電路)，因此， 放開了對(duì)多種非定制的ASIC的選擇。此外,由于數(shù)字硬件技術(shù)的發(fā)展，硬件可以在成本和功耗的改善方面受益。此外，數(shù)字實(shí)現(xiàn)可以比模擬實(shí) 現(xiàn)提供更低的電流消耗，并且使得能夠在將幵環(huán)和閉環(huán)功率階躍與和功 率控制同步的其它控制信號(hào)進(jìn)行組合方面具有靈活性。當(dāng)然，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特征的情況下，本發(fā)明可以按照在 此具體闡明的方式之外的其它方式執(zhí)行。現(xiàn)有的這些實(shí)施方式無論從哪 方面來看均被認(rèn)為是說明性的而非限制性的，并且本發(fā)明旨在涵蓋落入 所附權(quán)利要求的含意和等同物范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1、一種在開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制之間進(jìn)行切換時(shí)連續(xù)地控制包括可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯笃麟娐返脑鲆娴姆椒ǎ摲椒òㄔ陂_環(huán)功率控制期間測(cè)量所述放大器電路的輸出功率；基于測(cè)量到的輸出功率來調(diào)節(jié)閉環(huán)基準(zhǔn)，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)基準(zhǔn)；以及在從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制之后，基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)基準(zhǔn)來控制所述放大器電路的增益。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述閉環(huán)基準(zhǔn)包括基 于所述測(cè)量到的輸出功率從查找表中選擇閉環(huán)基準(zhǔn)，以產(chǎn)生所選擇的閉 環(huán)基準(zhǔn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述閉環(huán)基準(zhǔn)還包括 基于所述測(cè)量到的輸出功率和所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)來產(chǎn)生插值因子；以及將所述插值因子應(yīng)用于所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)基準(zhǔn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括在開環(huán)功率控制期間，基于開環(huán)基準(zhǔn)來控制所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯?增益。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括基于當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)和先前的開環(huán)基準(zhǔn)之間的差值來確定開環(huán)增益調(diào) 節(jié)值；以及基于該增益調(diào)節(jié)值來調(diào)節(jié)增益控制信號(hào)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括基于功率控制命令從查找表中選擇開環(huán)基準(zhǔn)和閉環(huán)基準(zhǔn)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括基于所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)在所述査找表中的位置，從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括當(dāng)所述測(cè)量到的輸 出功率達(dá)到或超過預(yù)定閾值時(shí)，從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制。
9、 一種放大系統(tǒng)，該放大系統(tǒng)包括 放大器電路，其包括可變?cè)鲆娣糯笃?；檢測(cè)電路，其被構(gòu)造為測(cè)量所述放大器電路的輸出功率；以及 功率控制電路，其可在開環(huán)功率控制模式和閉環(huán)功率控制模式下操 作，以基于閉環(huán)基準(zhǔn)或開環(huán)基準(zhǔn)來控制所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆?，?述功率控制電路被構(gòu)造為當(dāng)從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制時(shí)，基 于在切換前由所述檢測(cè)電路測(cè)量的輸出功率來確定所述閉環(huán)基準(zhǔn)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路包 括查找表，該查找表被構(gòu)造為存儲(chǔ)多個(gè)開環(huán)基準(zhǔn)和多個(gè)閉環(huán)基準(zhǔn)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路被 構(gòu)造為通過基于所述測(cè)量到的輸出功率從所述查找表中選擇閉環(huán)基準(zhǔn)， 來確定所述閉環(huán)基準(zhǔn)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路包 括插值電路，該插值電路被構(gòu)造為通過對(duì)基于所述測(cè)量到的輸出功率從 查找表中選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)進(jìn)行插值，來確定所述閉環(huán)基準(zhǔn)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的放大系統(tǒng)，其中，所述插值電路還被構(gòu) 造為基于測(cè)量到的輸出功率和所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)來產(chǎn)生插值因-f，并且 其中，所述插值電路被構(gòu)造為將所述插值因子應(yīng)用于所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)， 以確定所述閉環(huán)基準(zhǔn)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路被 構(gòu)造為基于功率控制命令來選擇開環(huán)基準(zhǔn)和閉環(huán)基準(zhǔn)中的一個(gè)，并且其 中，所述功率控制電路還被構(gòu)造為基于所選擇的閉環(huán)基準(zhǔn)在查找表中的 位置，從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制。
15、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路還 被構(gòu)造為基于開環(huán)基準(zhǔn)在開環(huán)功率控制期間控制所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯?增益。
16、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路還 被構(gòu)造為基于當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)和先前的開環(huán)基準(zhǔn)之間的差值來確定增益調(diào) 節(jié)值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路還 被構(gòu)造為基于所述增益調(diào)節(jié)值來調(diào)節(jié)增益控制信號(hào)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路還 被構(gòu)造為在測(cè)量到的輸出功率達(dá)到或超過預(yù)定閾值時(shí)，從開環(huán)功率控制 切換到閉環(huán)功率控制。
19、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大系統(tǒng)，其中，所述放大系統(tǒng)被設(shè)置在無線通信系統(tǒng)中所使用的無線發(fā)射器中。
20、 一種連續(xù)地控制放大器電路的增益的方法，該方法包括基于當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)和先前的開環(huán)基準(zhǔn)之間的差值來確定開環(huán)增益調(diào)節(jié)值；以及基于所述開環(huán)增益調(diào)節(jié)值來調(diào)節(jié)增益控制信號(hào)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述增益控制信號(hào)包括將所述增益調(diào)節(jié)值與先前的增益控制信號(hào)相加，以生成新的增益控制信號(hào)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述先前的增益控制信號(hào) 包括在從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之前確定的增益控制信號(hào)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括基于當(dāng)前功率控 制命令從查找表中選擇當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括在延遲存儲(chǔ)器中 存儲(chǔ)所述先前的開環(huán)基準(zhǔn)，其中，所述先前的開環(huán)基準(zhǔn)是根據(jù)先前的功 率控制命令從査找表中選擇的。
25、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括 在開環(huán)功率控制期間測(cè)量所述放大器電路的輸出功率； 基于測(cè)量到的輸出功率來調(diào)節(jié)閉環(huán)基準(zhǔn)，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)基準(zhǔn);以及在從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制之后，基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的閉 環(huán)基準(zhǔn)來控制所述放大器電路的增益。
26、 一種放大系統(tǒng)，該放大系統(tǒng)包括 放大器電路，其包括至少一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鳎还β士刂齐娐?，其被?gòu)造為基于當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)和先前的開環(huán)基準(zhǔn)之 間的差值來確定開環(huán)增益調(diào)節(jié)值，并且該功率控制電路還被構(gòu)造為基于 該開環(huán)增益調(diào)節(jié)值來調(diào)節(jié)增益控制信號(hào)。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路包 括組合器，該組合器被構(gòu)造為將所述增益調(diào)節(jié)值與先前的增益控制信號(hào) 相加，以生成新的增益控制信號(hào)。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的放大系統(tǒng)，其中，所述先前的增益控制 信號(hào)包括在從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之前確定的增益控制信號(hào)
29、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路包 括査找表，該查找表被構(gòu)造為存儲(chǔ)多個(gè)開環(huán)基準(zhǔn)和多個(gè)閉環(huán)基準(zhǔn)。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路被 構(gòu)造為分別基于當(dāng)前功率控制命令和先前的功率控制命令來選擇當(dāng)前開 環(huán)基準(zhǔn)和先前的開環(huán)基準(zhǔn)。
31、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的放大系統(tǒng)，該放大系統(tǒng)還包括檢測(cè)電路， 該檢測(cè)電路被構(gòu)造為測(cè)量所述放大器電路的輸出功率。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所還的放大系統(tǒng)，其中，所述功率控制電路還 被構(gòu)造為在從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制時(shí)，基于由所述檢測(cè)電 路測(cè)量的輸出功率來調(diào)節(jié)所述閉環(huán)基準(zhǔn)。
33、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的放大系統(tǒng)，其中，所述放大系統(tǒng)被設(shè)置 在無線通信系統(tǒng)中所使用的無線發(fā)射器中。
全文摘要
本發(fā)明包括用于在開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制之間進(jìn)行切換時(shí)連續(xù)地控制放大器電路的增益的方法和裝置。在開環(huán)功率控制模式和閉環(huán)功率控制模式期間，控制電路基于所選擇的基準(zhǔn)來控制放大器電路的增益。在從開環(huán)功率控制切換到閉環(huán)功率控制之前，控制電路基于切換前在放大器電路的輸出處測(cè)量的功率來確定閉環(huán)基準(zhǔn)。在切換后，控制電路基于所確定的閉環(huán)基準(zhǔn)來控制放大器電路的增益。在從閉環(huán)功率控制切換到開環(huán)功率控制之前，控制電路產(chǎn)生當(dāng)前開環(huán)基準(zhǔn)和先前的開環(huán)基準(zhǔn)之間的差值。在切換后，控制電路基于通過將該差值應(yīng)用于先前的閉環(huán)增益控制信號(hào)而生成的開環(huán)增益控制信號(hào)來控制放大器電路的增益。
文檔編號(hào)H04B7/005GK101116262SQ200680004542
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2006年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者比約恩·古斯塔夫松, 馬丁·阿克貝里 申請(qǐng)人:Lm愛立信電話有限公司