KR102037551B1

KR102037551B1 - 지연 보정을 갖는 포락선 추적 전력 증폭 시스템

Info

Publication number: KR102037551B1
Application number: KR1020147027828A
Authority: KR
Inventors: 서지 프란코이스 드로기
Original assignee: 퀀탄스, 인코포레이티드
Priority date: 2012-03-04
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2019-10-28
Also published as: US9712114B2; US20140235185A1; US20150349718A1; CN104620509B; WO2013134026A3; WO2013134026A2; CN104620509A; CN107171645A; US9106293B2; US20130231069A1; KR20150040787A; HK1210329A1; US8718579B2

Abstract

포락선 추적 전력 증폭 시스템은 전력 증폭기로의 입력 신호를 위해 공급 전압을 시간 정렬(time-aligns)할 수 있다. 상기 전력 공급원은 낮은 진폭 입력 신호(low amplitude input signals)에 대한 정적 모드(static mode) 및 높은 진폭 입력 신호(high amplitude input signals)에 대한 동적 모드(dynamic mode)에서 동작할 수 있다. 상기 정적 모드에서, 상기 전력 공급원은 상기 입력 신호의 크기에 독립적인 일정한 전압(constant supply voltage)을 주로 생산할 수 있다. 상기 동적 모드에서, 상기 전력 공급원은 상기 전력 입력 전압의 크기에 기반한 가변 포락선 추적 공급 전압(dynamically varying envelope tracking supply voltage)을 동적으로 생산할 수 있다. 제1 지연은 전력 공급원의 정적 동작 동안 캡쳐된 상기 입력 신호의 부분에 기반하여 결정될 수 있고, 제2 지연은 동적 동작 동안 캡쳐된 상기 입력 및 출력 신호의 부분에 기반하여 결정될 수 있다. 지연 불일치(mismatch)는 상기 제1 및 제2 지연 사이의 차이에 기반하여 추측될 수 있다.

Description

지연 보정을 갖는 포락선 추적 전력 증폭 시스템{ENVELOPE TRACKING POWER AMPLIFIER SYSTEM WITH DELAY CALIBRATION}

본 발명은 포락선 추적 전력 증폭 시스템(envelope tracking power amplifier system)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포락선 추적 전력 증폭 시스템에서 지연(delay)을 보정하기 위한 것이다.

포락선 추적(ET: Envelope Tracking) 전력 증폭기(PA: Power Amplifier) 시스템에서, 전력 공급원은 상기 전력 증폭기(PA: Power Amplifier)에 동적 변화 공급 전압(dynamically changing supply voltage)을 제공할 수 있다. 상기 전력 증폭기로의 상기 공급 전압은 상기 전력 증폭기 변화를 위해 무선 주파수(RF: radio frequency) 신호의 크기를 조정할 수 있다. 상기 전력 증폭기 변화는 상기 전력 증폭기가 주어진 즉각적인 출력 전압 요구를 위해 최고 효율에서 또는 최고 효율에 근접하여 동작할 수 있는 것이다.

종래기술의 포락선 추적 전력 증폭 시스템에서, 가변 하는 지연은 무선 주파수 신호 경로에서 존재할 수 있고, 그러므로 상기 포락선 추적 전력 공급 경로는 포락선 추적에서 잘못된 정렬(misalignment)을 야기할 수 있다. 이러한 원하지 않는 잘못된 정렬 때문에 출력 신호의 왜곡(distortion)을 야기할 수 있다.

지연 보정 시스템은 포락선 추적 시스템에서 전력 증폭 무선 주파수 신호에 대한 공급 전압을 시간 정렬할 수 있다. 포락선 추적 신호는 입력 신호의 검출된 진폭에 기반하여 생성될 수 있다. 상기 전력 공급원은 상기 포락선 추적 신호에 독립적인 실질적으로 일정한 전압으로서 공급 전압을 생성하기 위해 정적 모드에서 동작될 수 있다. 상기 전력 공급원은 상기 포락선 추적 신호에 기반하여 포락선 추적 전압을 동적으로 변화시킴에 따라 상기 공급 전압을 생성하기 위해 동적 모드에서 동작될 수 있다. 제1 지연은 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호 사이에서 상기 전력 공급원이 상기 정적 모드에서 동작하는 경우에 캡쳐된 상기 입력 신호 및 출력 신호의 부분에 기반하여 결정될 수 있다. 제2 지연은 상기 입력 신호 및 출력 신호 사이에서 상기 전력 공급원이 상기 동적 모드에서 동작하는 경우에 캡쳐된 상기 입력 신호 및 출력 신호의 부분에 기반하여 결정될 수 있다. 지연 블록은 상기 전력 공급원에 대한 입력 신호 및 공급 전압 사이에 지연 불일치를 보상하기 위해 프로그래밍될 수 있고, 여기에서 결정된 지연 불일치는 상기 제1 지연 및 상기 제2 지연 사이의 차이를 기초로 수 있다. 전력 증폭기는 출력 신호를 생성하기 위해 상기 공급 전압이 상기 입력 신호를 증폭함으로써 동작할 수 있다.

일 실시예에서, 전력 공급 제어부는 전력 공급원을 진폭 임계 값을 초과하는 상기 입력 신호의 진폭에 반응하여 동적 모드에서 동작하도록 제어할 수 고, 상기 전력 공급원을 진폭 임계 값 이하에 있는 상기 입력 신호의 진폭에 반응하여 정적 모드에서 동작하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에서 상기 제1 지연은 상기 입력 신호의 윈도우 및 상기 출력 신호의 윈도우를 캡쳐함으로써 결정될 수 있고, 상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제1 임계 값 이하의 낮은 진폭 샘플들 과 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제1 임계 값 이하의 낮은 진폭 샘플들 사이에 제1 교차 상관을 수행할 수 있다. 상기 제1 임계 값은 상기 지연 보정 시스템의 정적 모드 동작 동안 상기 낮은 진폭 샘플들이 발생하도록 설정될 수 있다. 제2 지연은 상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제2 임계 값 이상의 높은 진폭 샘플들과 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제2 임계 값 이상의 높은 진폭 샘플들 사이에 제2 교차 상관을 수행함으로써 결정될 수 있다. 상기 제2 임계 값은 상기 지연 보정 시스템의 동적 모드 동안 상기 높은 진폭 샘플들이 발생하도록 설정될 수 있다. 상기 제1 지연 및 제2 지연 사이의 차이는 상기 전력 공급부에 대한 입력 신호 및 상기 공급 전압 사이에 지연 불일치를 나타낼 수 있다.

명세서에 개시된 특징 및 장점은 모두 포함하지 않고, 보다 특정하게, 많은 추가적인 기능 및 장점은 도면과 명세서에서 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 갖는 자에게 인식될 수 있다. 게다가, 본 명세서에서 사용되는 언어는 주로 가독성과 이해를 위해 선택되었으며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

본 명세서에 개시된 실시 예들의 교시는 용이하게 첨부 된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 이해 될 수 있다.
도 1은 지연(delay calibration) 보정을 갖는 포락선 추적 전력 증폭 시스템의 제1 실시예를 나타내는 회로도 이다.
도 2는 듀얼 모드 전력 공급 제어부(dual mode power supply controller)의 실시예를 나타내는 회로도 이다.
도 3A는 실질적으로 정렬되는 포락선 추적 공급 전압(envelope tracking supply voltage) 및 전력 증폭기 출력신호(power amplifier output signal)의 실시예를 나타내는 파형도 이다.
도 3B는 잘못 정렬된(misaligned) 포락선 추적 공급 전압 및 전력 증폭기 출력 신호의 실시예를 나타내는 파형도 이다.
도 4는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(envelope tracking power amplifier system)의 지연 보정(calibrating delay)을 위한 프로세스의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 포락선 추적 전력 증폭 시스템의 지연 보정을 위한 프로세스의 제2 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 입력 신호 및 출력 신호의 높은 진폭 부분(high amplitude portions)과 입력 신호 및 출력 신호의 낮은 진폭 부분(low amplitude portions) 사이의 분리된 교차 상관관계(cross-correlations)를 사용하여 지연 보정 계산을 나타내는 파형도 이다.
도 7은 지연 보정을 갖는 포락선 추적 전력 증폭 시스템의 제2 실시예를 나타내는 회로도 이다.
도 8은 포락선 추적 전력 증폭 시스템의 지연 보정을 위한 프로세스를 위한 제3 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도면 및 이하의 설명은 단지 예시의 방식으로 다양한 실시예들에 관한 것이다. 다음과 같은 논의에서, 여기서 공개되는 구조 및 방법의 대안의 실시예들은 본원의 원칙으로부터 출발 없이 이용될 수 있는 실행 가능한 대안으로 쉽게 인식되는 것으로 언급되어야 한다.

참조는 몇몇 실시예를 상세하게 설명하고, 이것의 실시예들은 첨부 도면에 도시된다. 실행이 유사하거나 동일한 참조번호는 도면 어디에서나 사용될 수 있고 유사하거나 동일한 기능을 나타낼 수 있다는 것으로 언급된다. 도면은 그림의 목적으로만 본 명세서의 실시예들을 도시한다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자는 여기서 도시되는 구조 및 방법의 대안의 실시예들이 여기서 기술된 실시예들의 원칙으로부터의 출발 없이 이용될 수 있는 다음의 설명으로부터 쉽게 인식할 수 있다.

포락선 전력 증폭 시스템은 지연 보정 동안 전력 증폭기에 대한 입력 신호를 공급하기 위한 전력 공급원으로부터 공급 전압을 시간 정렬(time-aligns)할 수 있다. 전원 공급원은 상기 전력 증폭기에 대하여 낮은 진폭 입력 신호에 대한 정적 모드(static mode) 에서 동작할 수 있고, 상기 전력 증폭기에 대한 높은 진폭 입력 신호에 대한 동적 모드(dynamic mode) 에서 동작할 수 있다. 정적 모드에서, 상기 전력 공급원은 상기 입력 신호의 진폭에 대하여 독립적인 주로 일정한 전원 전압(constant supply)을 생성할 수 있다. 상기 동적 모드에서, 상기 전력 공급원은 상기 입력신호의 증폭부에 기반하여 동적으로 가변 하는 포락선 추적 공급 전압을 생성할 수 있다. 제1 지연 시간은 상기 전력 공급원의 정적 동작 동안 캡쳐된(captured) 상기 입력 신호 및 출력 신호의 부분에 기반하여 결정할 수 있고, 상기 제2 지연은 상기 전력 공급원의 동적 동작 동안 캡쳐된(captured) 상기 입력 신호 및 출력 신호의 부분에 기반하여 결정될 수 있다. 지연 불일치(mismatch)는 상기 제1 지연 및 상기 제2 지연 사이의 차이에 기반하여 추정될 수 있다. 지연 블록은 상기 추정된 지연 불일치를 보정하기 위해 프로그래밍될 수 있다.

도 1은 포락선 추적 전력 증폭 시스템(envelope tracking power amplifier system)(100)의 실시예를 나타내는 도면이다. 송신 신호 생성부(Transmit signal generator)(102)는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)에 의한 송신을 위해 입력 신호(input signal)(103)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 입력 신호는 LTE(long-term evolution) 신호 또는 무선 주파수(RF: radio frequency) 캐리어(carrier)를 통한 송신에 적합한 다른 신호를 포함할 수 있다. 신호 경로(signal path)(120) 에서, 지연 블록(delay block)(122)은 입력 신호(103)를 수신할 수 있고, 지연된 입력 신호(delayed input signal)(123)를 생성하기 위한 지연 제어 신호(delay control signal)(153)에 기반하여 입력 신호(103)에 지연을 적용할 수 있다. 무선 주파수 상향 변환부(RF upconverter)(124)는 전력 증폭기(PA: power amplifier)(126)를 위한 무선 주파수 입력 신호(RF input signal)(125)를 생성하기 위해 지연된 입력 신호(123)를 상향 변환(upconverts)할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 무선 주파수 상향 변환부(124)는 국부 발진부(LO: local oscillator)(128)에 의해 생성된 발진 신호(oscillating signal)(129)를 기반으로 무선 주파수 캐리어 상에 지연된 입력 신호(123)를 변조할 수 있다. 전력 증폭기(126)는 무선 주파수 출력 신호(RF output signal)(131)를 생성하기 위해 무선 주파수 입력 신호(RF input signal)(125)를 증폭할 수 있다.

포락선 추적 경로(tracking path)(130) 에서, 진폭 계산부(amplitude calculator)(132)는 입력 신호(103)의 진폭을 검출할 수 있고, 상기 검출된 진폭을 나타내는 포락선 추적 신호(envelope tracking signal)(133)를 생성할 수 있다. 지연 블록(Delay block)(134)은 지연된 포락선 추적 신호(delayed envelope tracking signal)(135)를 생성하기 위해 지연 제어 신호(delay control signal)(151)에 기반하여 포락선 추적 신호(envelope tracking signal)(133)에 지연을 적용할 수 있다. 전력 공급 제어부(Power supply controller)(136)는 지연된 포락선 추적 신호(135)를 수신할 수 있고, 전력 공급원(power supply)을 제어하기 위해 전력 공급 제어 신호(power supply control signal)(137)를 생성할 수 있다. 전력 공급원(power supply)은 예를 들어, SMPS(switched-mode power supply)(138)일 수 있고, 전원 공급 장치의 다른 유형이 다른 실시예에서 사용될 수 있다. SMPS(138)는 전력 공급 제어 신호(137)에 기반하여 배터리 전압(battery voltage)(Vbatt)(139) 으로부터 전력 증폭기(126)를 위한 공급 전압(supply voltage)(155)을 생성할 수 있다. 일반적으로, 전력 공급 제어부(136)는 종래의 포락선 추적 원리에 따른 상기 무선 주파수 입력 신호(125)의 진폭 증가에 따라 공급 전압(155)을 증가시키도록 전력 공급원(138)을 제어하기 위해 동작할 수 있고, 상기 무선 주파수 입력 신호(125)의 진폭 감소에 따라 공급 전압(155)을 감소시키도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전력 공급 제어부(136)는 무선 주파수 입력 신호(125)의 주어진 순시 전력 요건(instantaneous power requirements)에 최적의 효율성에 근접하여 전력 증폭기(126)가 동작하도록 할 수 있는 포락선 추적 공급원 전압(155)을 생성하기 위해 전력 공급원(138)을 제어할 수 있다.

지연 블록(122, 134), 신호 경로(120) 및 포락선 추적 경로(130) 로부터 보상은 지연의 차이를 가질 수 있다. 지연의 차이는 포락선 추적 공급 전압(155)이 전력 증폭기(126)에 대한 무선 주파수 입력 신호(125)와 잘못 정렬되는 것을 야기할 수 있고, 그러므로 상기 전력 증폭기(126)의 효율을 저하 시킬 수 있고, 또는 출력 신호(131)에 잡음(noise)을 야기할 수 있다. 정렬을 보장하기 위해, 지연 블록들(122, 134)은 후술하는 바와 같이 시간지연 차이를 보상하기 위해 조정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 지연 블록들(122, 134)은 각각의 신호 경로들(120, 130) 내의 다른 곳에 배치될 수 있다. 예를 들어, 지연 블록(122)은 대안적으로 무선 주파수 상향 변환부(124) 및 전력 증폭기(126) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 지연 블록(134)은 대안적으로 전력 공급 제어부(136) 및 SMPS(138) 사이에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서 지연 블록들(122, 134) 중 하나만 배치되고 다른 지연 블록은 생략될 수 있다. 예를 들어, 포락선 추적 경로(130)를 통한 지연이 신호 경로(120)를 통한 지연보다 일반적으로 더 크기 때문에, 일 실시예에서, 지연 블록(134)은 생략될 수 있고, 지연 불일치는 지연 블록(122)을 통한 신호 경로(120)에 대한 추가 지연(by adding delay)에 의해 보상될 수 있다.

피드백 경로(feedback path)(140)에서, 무선 주파수 하향 변환부(RF downconverter)(142)는 출력 신호(131)를 수신하고, 하향 변환된 출력 신호(143)를 생성하기 위해 출력 신호(131)을 하향 변환(downconverts)할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 무선 주파수 하향 변환부(142)는 국부 발진부(local oscillator)(128)에 기반한 캐리어 주파수 신호(carrier frequency signal)(141)를 사용하여 출력 신호(131)를 복조(demodulates)할 수 있다. 지연 결정부(144)는 하향 변환된 신호(143) 및 입력 신호(103) 사이의 상대적인 지연(relative delay)을 결정할 수 있다. 지연 결정부(144)는 잘못된 정렬을 감소시키거나 최소화하기 위해 상기 결정된 지연에 기반하여 지연 블록들(122, 134)을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 무선 주파수 필터(RF filters)(도면에 나타내지 않은)가 전력 증폭기(126) 및 무선 주파수 하향 변환부(142) 사이에 포함될 수 있다. 이러한 필터들은 피드백 경로(140)에서 더 많은 지연을 야기할 수 있다. 하지만, 이러한 지연들은 지연 경정 사이의 짧은 시간 동안 실질적으로 불변하기 때문에, 일 실시예에서 이러한 필터들에 의해 야기된 상기 지연은 무시될 수 있다.

일 실시예에서, 지연 결정부(144)는 보정 제어 신호(145)에 부분적으로 기반하여 지연을 결정할 수 있고, 보정 제어 신호(145)는 온도 또는 다른 환경적 요인, 전력 증폭기(126)의 출력에서 추정된 불일치(예를 들어, 안테나 불일치), 또는 지연을 결정하기 위한 초기 옵셋 역할을 하는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)의 출력 전력에 관한 정보를 제공할 수 있다. 지연 결정부(144)의 동작은 아래에서 더욱 상세히 설명된다.

도 2는 모드 제어부(mode controller)(202)에 의해 제어되는 듀얼 모드 동작(dual mode operation)을 갖는 전력 공급 제어부(power supply controller)(136)의 실시예를 나타낸 도면이다. 동적 모드(dynamic mode) 에서, 전력 공급 제어부(136)는 SMPS(138)이 전술한 방식의 입력 신호(103)의 진폭에 기반하여 전력 증폭기(126)에 대한 공급 전압(155)을 조정하는 포락선 추적 전력 공급원(envelope tracking power supply)이 되도록 제어할 수 있다. 정적 모드(static mode) 에서, 전력 공급 제어부(136)는 포락선 추적을 수행하지 않는 실질적으로 일정한 공급 전압(constant supply voltage)(155)을 출력하도록 전력 공급원(138)을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 모드 제어부(mode controller)(202)는 상기 입력 신호(103)의 결정된 진폭에 기반하여 동적 모드와 정적 모드 사이를 자동적으로 전환할 수 있다. 예를 들면, 상기 입력 신호(103)의 결정된 진폭이 임계 진폭(threshold amplitude) 이상일 때, 전력 공급 제어부(136)는 전술한 바와 같이 동적 모드에서 동작하도록 위해 SMPS(138)를 제어할 수 있다. 상기 입력 신호(103)의 결정된 진폭이 임계 진폭(threshold amplitude) 이하일 때, 전력 공급 제어부(136)는 일정한 공급 전압(155)을 출력하는 정적 모드에서 동작하도록 SMPS(138)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 강제 모드 선택 신호(203)는 상기 입력 신호(103)의 결정된 진폭에 독립적인 동적 모드 또는 정적 모드 중 하나로 모드 제어부(202)를 선택적으로 강요할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모드 제어부(202)는 생략될 수 있고, 전력 공급 제어부(136)는 항상 동적 모드에서 동작할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 전력 공급 제어부(136)는 전력 증폭기(126)에 인가하는 포락선 추적 공급 전압(155)에 대한 포락선 추적 신호(135)(입력 신호(103)의 결정된 진폭을 나타내는)를 매핑하는 룩업 테이블(lookup table)을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 룩업 테이블은 일정한 공급 전압을 위해 임계 값 아래의 입력 신호(103)의 결정된 진폭을 나타낼 수 있고, 반면에 포락선 추적 전압 레벨을 위해 임계 값 이상의 입력 신호(103)의 결정된 진폭을 나타낼 수 있다. 이러한 실시예는 정적 모드와 동적 모드를 전환하는 스위치 기반 모드 제어부(switch-based mode controller)(202) 없이도 전술한 바와 같이 동일한 정적 제어 모드 및 동적 제어 모드를 효과적으로 구현할 수 있다. 아래의 설명에서, "정적 모드"는 일반적으로 SMPS(138)가 실질적으로 일정한 출력 전압(모드 제어부(202), 룩업 테이블, 또는 다른 방법을 통해 구현 될 수 있는)을 생성하는 동작 상태(operating state)를 지칭한다. 마찬가지로, "동적 모드"는 일반적으로 SMPS(138)가 포락선 추적 출력 전압(모드 제어부(202), 룩업 테이블, 또는 다른 방법을 통해 구현 될 수 있는)을 생성하는 동작 상태를 지칭한다.

도 3A는 포락선 추적 시스템(100)에 의해 생성된 파형의 예시를 나타내는 도면이다. 도 3A에서, 출력 신호(131)는 예를 들어, LTE 신호와 같은 무선 주파수 신호(RF signal)를 나타낼 수 있다. 공급 전압(155)은 무선 주파수 입력 신호(125)가 임계 값(threshold) V₁ 이상일 때, 전력 증폭기(126)에 대한 무선 주파수 입력 신호(125)의 진폭을 거의 따르는 포락선 추적 신호일 수 있고, 무선 주파수 입력 신호(125)가 임계 값(threshold) V₁ 이하일 때, 거의 일정할 수 있다. 명확한 설명을 위해, 상기 임계 값 V₁은 상기 출력 신호(131)에 대하여 스케일링된(scaled) 임계 값 GV₁을 나타내었고, 여기에서 G는 전력 증폭기(126)의 게인(gain)을 나타낸다. 도 3A에서, 포락선 추적 공급 전압(155)은 출력 신호(131)에 잘 정렬될 수 있다.

도 3B는 유사한 신호들을 나타내지만, 포락선 추적 공급 전압(155)은 전력 증폭기(126)에 대한 무선 주파수 입력 신호(125)에 대하여 잘못 정렬(예를 들어, 지연된)될 수 있다. 결과적으로, 출력 신호(131)의 부분은 클립핑(clipped)될 수 있고, 출력 신호(131)에서 왜곡을 초래할 수 있다. 예를 들어, 도 3A의 정렬된 예시에서, 출력 신호(131) 에서의 피크(peak)는 시간 t₁에서 관찰될 수 있다. 하지만, 잘못된 정렬 때문에, 이러한 피크는 도 3B의 예시에서 클립핑될 수 있고, 출력 신호(131) 에서의 피크 대신 시간 t₂에서 발생할 수 있다. 관찰된 바와 같이, 상기 피크의 시간(timing)에 차이는 상기 잘못된 정렬의 양을 근사화하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 포락선 추적 경로(130)는 신호 경로(120)를 통한 상기 지연에 대하여 대략 t₂ ― t₁의 추가적인 지연을 갖는 것이 관찰될 수 있다.

상기 전술한 원리에 기반하여, 도 4는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)의 지연 보정을 위한 프로세스의 실시예를 나타내는 흐름도이다.

단계(402)에서, 전력 공급 제어부(136)는 SMPS(138)를 일정한 공급 전압(155)을 생성하기 위한 정적 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 공급 전압(155)은 전력 증폭기(126)에 대한 무선 주파수 입력 신호(125)의 피크 순간 전력 요구 사항(peak instantaneous power requirement)을 충족하기 위해 충분히 높게 설정될 수 있다. 그러면 단계(404)에서, 지연 결정부(144)는 입력 신호(103) 및 하향 변환된 출력 신호(143) 사이의 제1 지연을 결정할 수 있다. 상기 지연 결정은 다른 방법들의 다양성을 이용하여 계산될 수 있고, 이것은 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 상기 제1 지연은 정적 공급 전압(155) 때문에 포락선 추적 경로(130)를 통한 지연의 영향을 받지 않는다.

그러면 단계(406)에서, 전력 공급 제어부(136)는 SMPS(138)가 공급 전압(155)이 포락선 추적 신호인 동적 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 그러면 단계(408)에서, 지연 결정부(144) 는 입력 신호(103)와 하향 변환된 출력 신호(143) 사이의 제2 지연 시간을 결정할 수 있다. 그러면 단계(410)에서, 지연 추적부(144)는 제1 지연 및 제2 지연에 기반하여 지연 블록들(122, 134) 중 적어도 하나를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 지연 및 제2 지연 사이의 차이는 신호 경로(120) 및 포락선 추적 경로(130)를 통한 각각의 지연에 대한 차이를 근사할 수 있다. 제1 지연이 제2 지연보다 작은 경우, 이것은 포락선 추적 경로(130) 가 신호 경로(120) 보다 더 긴 지연을 갖는 것을 의미하고, 상기 지연은 지연 블록(122)을 통한 신호 경로(120)를 통해 상기 지연을 증가시킴으로써 보상되거나, 지연 블록(134)을 통한 포락선 추적 경로(130)를 통해 상기 지연을 감소시킴으로써 보상될 수 있다. 대안적으로, 제1 지연이 제2 지연보다 더 큰 경우, 이것은 포락선 추적 경로(130)가 신호 경로(120) 보다 더 짧은 지연을 갖는 것을 의미하고, 상기 지연은 지연 블록(122)을 통한 신호 경로(120)를 통해 상기 지연을 감소시킴으로써 보상되거나, 지연 블록(134)을 통한 포락선 추적 경로(130)를 통해 상기 지연을 증가시킴으로써 보상될 수 있다.

단계(404) 및 단계(408)에서 상기 지연 계산은 서로 다른 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 교차 상관(cross correlation)은 입력 신호(103)의 캡쳐된 윈도우(captured window)(예를 들어, 샘플의 제한된 시간 설정(time-limited set of samples))및 하향 변환된 출력 신호(downconverted output signal)(143)캡쳐된 윈도우 사이에서 계산될 수 있다. 상기 교차 상관(cross correlation)은 상기 신호들(103, 143) 중 하나에 적용되는 지연의 함수로서 상기 신호(103, 143) 사이의 유사성을 나타내는 벡터를 산출할 수 있다. 상기 신호들 중 하나에 적용되는 경우, 상기 교차 상관 벡터는 상기 신호들 사이의 통계적 최적의 일치를 나타내는 상기 지연에 대응하는 값에서 피크를 가질 수 있다. 상기 교차 상관 피크는 상기 신호들 사이간의 지연에 대한 추정치를 제공할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 지연 결정부(144)는 상기 입력 신호(103) 및 하향 변환된 출력 신호(143)의 피크의 위치를 검출할 수 있고, 이러한 피크 사이의 지연을 계산할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 전력 공급 제어부(136)가 낮은 전압에서 정적 모드로 자동적으로 전환되지 않는 경우, 지연 결정부(144)는 대신에 입력 신호(103) 및 하향 변환된 출력 신호(143)의 지역 최소 점(local minima)의 위치를 검출할 수 있고, 이러한 위치 사이의 지연에 기반하여 상기 지연을 계산할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 지연 결정부(144)는 지연을 추정하기 위해 위상-기반 접근 방식(phase-based approach) 사용할 수 있다. 여기에서 지연 결정부(144)는 출력 신호 및 입력 신호의 하나 이상의 제로 크로싱들(zero crossings) 사이의 옵셋(offset)에 기반하여 지연을 결정할 수 있다.

도 5는포락선 추적 시스템(100)의 지연 보정을 위한 프로세스의 또 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다. 이러한 실시예는 전술한 바와 같이 전력 공급 제어부(136)가 SMPS(138)를 동적 모드에서 동작시킬 때, 상기 입력 신호(103)의 검출된 진폭이 임계 값 이상이고, SMPS가 정적 모드에서 동작할 때, 상기 검출된 진폭이 임계 값 이하일 때 이용될 수 있다. 단계(502)에서 제1 지연은 입력 신호(103)의 낮은 진폭 부분(low amplitude portion)과 검출된 출력 신호(143)의 낮은 진폭 부분 사이에 결정될 수 있다. 여기에서, 상기 낮은 진폭 부분은 제1 임계 값 y 이하의 진폭을 갖는 신호들(103, 143)의 샘플들을 나타낼 수 있고, 여기에서 y 는 SMPS(138)이 y 이하의 진폭에 대한 정적 모드에서 동작하도록 설정될 수 있다. 따라서, 포락선 추적 경로(130)를 통한 상기 지연은 제1 지연에 영향을 미치지 않을 것이고, 상기 제1 지연은 신호 경로(120) 만을 통한 지연신간을 나타낼 것이다. 그러면 단계(504)에서, 제2 지연은 입력 신호(103)의 높은 진폭 부분(high amplitude portion)과 출력 신호(143)의 높은 진폭 부분 사이에 결정될 수 있다. 여기에서, 상기 높은 진폭 부분은 제2 임계 값 x 이상의 진폭을 갖는 신호들(103, 143)의 샘플을 나타낼 수 있고, 여기에서 x 는 SMPS(138)이 x 이상의 진폭에 대한 동적 모드에서 동작하도록 설정될 수 있다. 제2 지연은 포락선 추적이 높은 진폭 신호들을 위해 사용되기 때문에 포락선 추적 경로(130)를 통한 지연에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 상기 제1 지연과 제2 지연 사이의 차이는 신호 경로(120) 및 포락선 추적 신호(130) 각각을 통한 상대적인 지연(relative delays)을 나타낼 수 있다. 단계(506)에서, 상기 결정된 지연은 제1 지연 및 제2 지연에 기반하여 지연 블록들(122, 134) 중 적어도 하나를 구성함으로써 보상될 수 있다.

도 6은 도5의 보정 방법을 나타내는 예시적인 파형도이다. 특히, 도 6은 지연 결정부(delay determiner)(144)에 의해 동시에 캡쳐된 입력 신호(103)의 예시적인 캡쳐 윈도우(capture window)(602)와 하향 변환된 출력 신호(143)의 예시적인 캡쳐 윈도우(605)를 나타낼 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 지연은 상기 입력 신호(103)와 하향 변환된 출력 신호(143) 각각의 캡쳐된 윈도우들에서 x 이상의 진폭을 갖는 샘플들(606A, 608B) 사이에 결정될 수 있다(예를 들어, x 이상의 진폭을 갖는 샘플들 사이의 교차 상간의 피크를 찾음으로써).

제2 지연은 입력 신호(103)와 하향 변환된 출력 신호(143) 각각의 캡쳐된 윈도우들에서 y 이하의 진폭을 갖는 상기 샘플들(608A, 608B) 사이에 결정될 수 있다(예를 들어, y 이하의 진폭을 갖는 샘플들 사이의 교차 상관의 피크를 찾음으로써). 일 실시예에서, 상기 제2 임계 값 x 는 상기 캡쳐된 윈도우(602)(또는 604) 에서 상기 입력 신호(103)(또는 하향 변환된 출력 신호(143))의 평균 진폭에서 설정될 수 있다. 뿐만 아니라, 일 실시예에서, y 의 다른 값도 또한 가능하지만, 상기 제1 임계 값 y는 x/2로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 룩업 테이블은 전력 변환 제어부(power converter controller)(136)에 의해 사용될 수 있고, 공급 전압(155)의 전압 레벨을 결정하도록 할 수 있고, 지연 결정부(144)는 x 및 y를 설정하기 위해 상기 룩업 테이블로부터의 값을 사용할 수 있다. 예를 들어, 지연 결정부(144)는 상기 진폭 임계 값을 결정할 수 있고, 여기에서 전력 변환 제어부(power converter controller)(136)는 정적 동작 및 동적 동작 사이를 전환할 수 있다. 그리고 지연 결정부(144)는 동적 동작 동안 발생하는 x 이상의 진폭과 정적 동작 동안 발생하는 y 이하의 진폭을 보장하기 위해 x 및 y 를 설정할 수 있다.

도 5 내지 도 6에서 설명한 보정 기법의 장점은 포락선 추적 시스템(100)은 상기 지연 보정을 수행하기 위해 별도의 보정 모드(separate calibration mode)를 입력할 필요가 없다는 것이다. 오히려, 포락선 추적 시스템(100)은 상기 지연을 검출할 수 있고, 포락선 추적 시스템(100)의 동작 동안 입력 신호들 및 출력 신호들의 실시간 관찰(real-time observation)에 기반하여 지연 블록(122, 134)을 조정할 수 있다. 도 5 내지 도6의 실시예의 또 다른 장점은 보정은 두 개의 분리된 시간에서 별도의 캡쳐를 수행하는 것이 아니라, 입력 신호(103) 및 하향 변환된 출력 신호(143)의 각각에 대한 단일 캡쳐 윈도우(single capture window)에 기반하여 수행될 수 있다는 점이다. 이것은 입력 신호(103)의 샘플링으로부터 지터(jitter)의 영향을 제거할 수 있고, 또는 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 가변적인 환경 변수들(variable environmental parameters)의 영향을 제거할 수 있다.

도 7은 포락선 추적 전력 증폭 시스템(700)의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 포락선 추적 전력 증폭 시스템(700)은 전술한 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)과 유사하지만, 전력 공급 보정 신호 생성부(752), 전력 증폭 보정 신호 생성부(754), 및 보정 스위치(756)를 포함할 수 있다. 모드 선택 신호(759)에 따라, 보정 스위치(756)는 전력 공급 보정 신호 생성부(752)에 의해 생성된 전력 공급 보정 신호(733B)와 포락선 추적 경로(130)의 입력 신호(133)로 인가되기 위해 진폭 계산부(132)에 의해 생성된 입력 신호(103)의 진폭을 추적하는 포락선 추적 신호(733A) 사이를 선택할 수 있다. 유사하게, 모드 선택 신호(759)에 따라, 보정 스위치(756)는 전력 증폭 보정 신호 생성부(754)에 의해 생성된 전력 증폭 보정 신호(703B)와 신호 경로(120)에 대한 입력 신호(103)로 인가되기 위해 송신 신호 생성부(102)에 의해 생성된 송신 신호(706A) 사이를 선택할 수 있다.

정기적인 송신 신호들(703A, 733A)(예를 들어, LTE 신호) 대신 보정 동안 전용 보정 신호들(703B, 733B)을 사용하기 위한 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)은 보다 정확하게 지연 추정을 수행하도록 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)을 활성화할 수 있다. 다양한 신호들이 전력 공급 보정 신호(733B) 및 보정 모드에서 전력 증폭 보정 신호(703B) 로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전력 증폭 보정 신호(703B)는 실질적으로 일정한 진폭 및 주파수의 연속파 신호(continuous wave signal)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전력 증폭 보정 신호(703B)는 구형파 신호(square wave signal)를 포함할 수 있다. 유사하게, 다양한 실시예에서, 전력 공급 보정 신호(733B)는 구형파(square wave signal) 또는 일정한 전압 신호(constant voltage signal)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 보정은 전력 공급 보정 신호(733B), 포락선 추적 신호(733A), 송신 신호(703A), 및 전력 증폭 보정 신호(703B)의 다른 조합들을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 보정은 신호 경로(120) 에서 전력 증폭 보정 신호(703B) 및 포락선 추적 경로(130)에서 포락선 추적 신호(733A)(송신 신호(703A)에 기반한)를 사용하여 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 보정은 포락선 추적 경로(130)를 통한 전력 공급 보정 신호(733B) 및 신호 경로(120)를 통한 송신 신호(703A)를 사용하여 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 증폭 보정 신호(703B) 및 전력 공급 보정 신호(733B)는 보정 동안 모두 적용될 수 있다. 이러한 전용 보정 신호를 사용하는 보정은 전술한 진폭 보정 기법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 하향 변환된 출력 신호(143) 및 입력 신호(103)의 윈도우들은 캡쳐될 수 있고, 교차 상관은 상기 캡쳐된 윈도우들 사이에 수행될 수 있다. 상기 교차 상관의 피크에 대응하는 지연은 신호 경로(120) 및 포락선 추적 신호(130) 사이에 지연 불일치를 나타낼 수 있고, 지연 블록들(delay blocks)(122 및/또는 134)을 구성하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하향 변환된 출력 신호(143)와 입력 신호(103)의 제로-크로싱(zero-crossings) 사이의 지연 비교에 기반한 위상-기반 보정(phase-based correlation)을 사용하는 다른 방법이 상기 지연을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 보정 모드는 전술된 임의의 방법을 사용하여 다양한 시간에서 측정된 지연에서의 정상 동작 이전에 수행될 수 있고, 이것은 측정에 따라 달라지는 지연에 영향을 미치는 다양한 측정 가능한 조건을 예상할 수 있다. 예를 들어, 이러한 조건은 환경 조건(예를 들어, 온도), 전력 증폭기(126)의 출력에서 추정된 불일치(estimated mismatch)(예를 들어, 안테나 불일치), 출력 전압, 또는 다른 포함할 수 있다. 그러므로, 지연은 측정 조건들의 주어진 설정에 대하여 예측될 수 있고, 지연 결정부(144)에 의해 사용된 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 예측된 지연은 실시간 지연 측정을 수행하는 대신에 실시간 동작 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 지연 결정부(144)는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)(또는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(700))의 다양한 조건들을 모니터링 할 수 있고, 측정된 조건들에 기반한 룩업 테이블에서 조회(lookup)을 수행할 수 있고, 상기 룩업 테이블에서 사전-보정된(pre-calibrated) 값에 기반하여 지연 블록들(122, 134)의 지연을 보정할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 룩업 테이블에서 미리 결정된 지연은 정상 동작 동안 실시간 지연 보정을 위한 예측 방법에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 지연측정 이전에, 지연 결정부(144)는 측정된 조건들에 기반하여 예측된 지연을 결정하기 위해 상기 룩업 테이블에서 조회(lookup)를 수행할 수 있다. 지연 결정부(144)는 전술한 지연 보정 기법들 중 임의의 기법을 이용하여 입력 신호(103)의 캡쳐 윈도우에 대한 하향 변환된 출력 신호(143)의 캡쳐 윈도우를 시작할 때를 결정하기 위해 사용할 수 있다. 캡쳐 이전에 상기 예측된 지연의 양호한 추정치를 사용함으로써, 지연 결정부(144)는 상기 캡쳐 윈도우들의 크기를 줄일 수 있고, 계산 효율을 향상시킬 수 있다.

도 8은 세 개의 상태 중 하나에서 동작하는 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)을 위한 지연의 보정 프로세스의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다: (1) 보정 상태(calibration state)(850);(2) 낮은 전력 동작 상태(low-power operation state)(860); 및 (3) 전-전력 동작 상태(full-power operation state)(870). 이러한 상태는 휴대 장치(cellular device) 또는 다른 무선 통신 장치(other wireless communications device)의 요소인 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)에서 사용될 수 있다. 일반적으로, 보정 상태(calibration state)(850)에서, 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)은 전술한 유사한 기법과 유사한 기법들을 사용하여 초기 지연 예측을 결정할 수 있다. 상기 낮은 전력 동작 상태(860)는 일반적으로, 상기 장치의 조건들을 시작(startup)할 동안, 예를 들어, 휴대 장치가 연결할 네트워크를 찾는 것을 시도할 때 입력될 수 있다. SMPS(138)는 낮은 진폭 신호들이 존재하기 때문에 낮은 전력 상태(low power state)(860)에서 일반적으로 정적 모드에서 동작할 수 있다. 상기 전전력 동작 상태(full power operation state)(870)는 일반적으로 상기 장치의 정상 동작 동안 사용될 수 있다. SMPS(138)는 높은 진폭 신호들이 존재하기 때문에 일반적으로 상기 전전력 상태(870)에서 상기 시간의 적어도 하나의 부분에 대한 동적(포락선 추적(envelope tracking)) 모드에서 동작할 수 있다. 예를 들어, SMPS(138)는 전전력 상태(870)에서 동작할 때 정적 모드(낮은 진폭 신호들에 대한)와 동적 모드(높은 진폭 신호들에 대한) 사이에서 전환할 수 있다. 상기 도시된 프로세스는 낮은 전력 상태(860)에서 동작할 때 상기 지연을 보정하도록 포락선 추적 전력 증폭 시스템(100)을 활성화할 수 있고, 여기에서, SMPS(138)는 포락선 추적이 사용되는 전전력 상태(870)로 전환하기 전에 포락선 추적을 수행하지 않을 수 있다.

더욱 상세하게는, 단계(802)에서, 보정 상태(850)에서 포락선 추적 시스템(100)은 SMPS(138)이 정적 모드에서 동작하도록 구성될 수 있고, 단계(804)에서, 제1 지연은 입력 신호(103) 및 하향 변환된 출력 신호(143) 사이에 결정될 수 있다. 그러면 단계(806)에서, 포락선 추적 시스템(100)은 SMPS(138)이 동적 모드에서 동작하도록 구성될 수 있고, 단계(808)에서, 제2 지연은 입력 신호(103) 및 하향된 출력 신호(143) 사이에 결정될 수 있다. 그러면 단계(810)에서, 지연 불일치는 전술한 기법들 중 임의의 기법을 사용한 상기 제1 지연 및 제2 지연에 기반하여 결정될 수 있다.

단계(812)에서, 낮은 전력 상태(860)(예를 들어, 시작 조건들(start up conditions)에서)에서는 낮은 진폭 신호들만 존재하기 때문에 포락선 추적 시스템(100)은 정적 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 단계(814)에서, 제3 지연은 입력 신호(103) 및 하향 변환된 출력 신호(143) 사이에 결정될 수 있다. 그러면 단계(816)에서, 조정된 지연 불일치는 상기 제1 지연 및 제3 지연 사이에 옵셋(offset)에 기반하여 결정될 수 있다. 상기 조정된 양은 상기 보정 상태(850) 동안 결정된 보정된 지연 불일치 및 상기 낮은 전력 상태(860)에서 측정된 실제 지연 불일치 사이에 차이를 나타낼 수 있다. 그러면 단계(818)에서, 지연 블록들(122, 134)는 상기 전전력 포락선 추적 상태(870)로 들어가기 전에 상기 조정된 지연 불일치에 기반하여 구성될 수 있다.

그러면 단계(820)에서, 포락선 추적 시스템(100)은 SMPS(138)이 동적 모드에서 동작하도록 구성함으로써 상기 전전력(포락선 추적) 상태(870)로 전환할 수 있다. 여기에서, 상기 지연은 이미 미리 구성될 수 있고, 그러므로 전전력 상태(870)로 전환할 때 실질적으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 지연 보정을 더욱 개선하거나 지연에 영향을 미치는 변화하는 환경 조건들에 적응하기 위한 전술한 기법을 사용하여 높은 전력 상태(870)에서 추가적인 보정이 수행될 수 있다. 추가적인 대체 실시예에서, 도 8의 상기 프로세스는 정상 송신 부분에서 하나 이상의 전용 보정 신호들(dedicated calibration signals) 및 포락선 추적 신호들(envelope tracking signals)을 사용하는 전술한 포락선 추적 전력 증폭 시스템(700)에 적용될 수 있다.

본 명세서를 읽을 시, 본 발명이 속하는 통상의 기술자는 지연 보정을 갖는 포락선 추적 시스템을 위한 추가적인 대안의 설계를 인지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예들 및 응용이 도면과 함께 설명되었으며, 여기에 기술된 정확한 구조 및 구성 요소에 국한되지 않은 것으로 이해될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 다양한 수정, 변경 및 변형은 여기에 기술된 본원의 방법 및 장치의 배열, 동작 및 세부 설명으로 본 명세서의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims

포락선 추적 전력 증폭 시스템에서 전력 증폭기에 대한 공급 전압을 시간 정렬하기 위한 방법으로서,
상기 전력 증폭기에 대한 입력 신호의 검출된 진폭을 추적하는 포락선 추적 신호를 생성하는 단계;
제1 시간 인스턴스(instance)에서, 상기 포락선 추적 신호에 독립적인 실질적으로 일정한 전압으로서 상기 공급 전압을 생성하기 위해 전력 공급원을 정적 모드에서 동작하도록 하는 단계;
제2 시간 인스턴스에서, 상기 포락선 추적 신호에 기반하여 포락선 추적 전압을 동적으로 변화시킴에 따라 상기 공급 전압을 생성하기 위해 상기 전력 공급원을 동적 모드에서 동작하도록 하는 단계;
상기 전력 공급원이 상기 정적 모드에서 동작하는 경우에 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 전력 증폭기의 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호 사이에 제1 지연(delay)을 결정하는 단계;
상기 전력 공급원이 동적 모드에서 동작하는 경우에 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호 간의 제2 지연을 결정하는 단계;
상기 전력 증폭기에 대한 상기 입력 신호와 상기 공급 전압 간의 결정된 지연 불일치(mismatch)에 대하여 보상하기 위한 지연 블록을 구성하는 단계- 상기 결정된 지연 불일치는 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 간의 차이를 기반으로 함 -; 및
상기 공급 전압으로부터 전력이 공급되는(powered) 상기 전력 증폭기에 의해 출력 신호를 생성하기 위하여 상기 입력 신호를 증폭하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 지연 블록을 구성하는 단계는,
상기 포락선 추적 신호에 대하여 지연을 추가하도록 상기 지연 블록을 구성하는 단계
를 포함하고, 상기 지연은 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 사이의 차이에 대응하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 지연 블록을 구성하는 단계는, 상기 전력 증폭기에 대한 입력 신호에 대하여 지연을 추가하도록 상기 지연 블록을 구성하는 단계
를 포함하고, 상기 지연은 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 사이의 차이에 대응하는, 방법.
제1항에 있어서,
진폭 임계 값을 초과하는 입력 신호의 진폭에 응답하여 상기 전력 공급원이 동적 모드에서 동작하도록 제어하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 진폭 임계 값 아래에 있는 입력 신호의 진폭에 응답하여 상기 전력 공급원이 정적 모드에서 동작하도록 제어하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 입력 신호의 윈도우 및 상기 출력 신호의 윈도우를 캡쳐하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 지연을 결정하는 단계는,
상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제1 임계 값 아래에 있는 낮은 진폭 샘플들 과 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제1 임계 값 아래에 있는 낮은 진폭 샘플들 사이의 제1 교차 상관(cross correlation)을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 제2 지연을 결정하는 단계는 상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제2 임계 값 위에 있는 높은 진폭 샘플들과 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제2 임계 값 위에 있는 높은 진폭 샘플들 사이에 제2 교차 상관을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 제2 임계 값은 상기 제1 임계 값보다 더 큰, 방법.
제7항에 있어서,
상기 낮은 진폭 샘플들은 상기 진폭 임계 값 아래에 있고, 상기 전력 공급원은 정적 모드에서 동작하도록 제1 임계 값을 설정하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 높은 진폭 샘플들은 상기 진폭 임계 값 위에 있고, 상기 전력 공급원은 동적 모드에서 동작하도록 제2 임계 값을 설정하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 지연을 결정하는 단계는, 상기 제1 교차 상관의 피크에 대응하는 제1 지연 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 지연을 결정하는 단계는, 상기 제2 교차 상관의 피크에 대응하는 제2 지연 값을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
제6항에 있어서,
상기 입력 신호의 윈도우 및 상기 출력 신호의 윈도우를 캡쳐하는 단계는,
온도, 상기 전력 증폭기의 출력에서 불일치의 추정치, 및 상기 포락선 추적 전력 증폭 시스템의 출력 전력 중 적어도 하나의 함수로서 상기 입력 신호에 대한 상기 출력 신호의 예측된 지연을 결정하기 위해 룩업 테이블에서 조회(look up)를 수행하는 단계; 및
상기 예측된 지연에 기반하여 상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우의 시작 시간에 대한 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우의 시작 시간을 결정하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
전력 공급 보정(calibration) 신호를 생성하는 단계; 및
보정 모드 동안 상기 포락선 추적 신호 대신(in place of) 상기 전력 공급 보정 신호를 상기 전력 공급원에 제공하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
전력 증폭 보정 신호를 생성하는 단계; 및
보정 모드 동안 상기 입력 신호 대신 상기 전력 증폭 보정 신호를 상기 전력 증폭기에 제공하는 단계
를 더 포함하는 방법.
전력 증폭 시스템에 있어서,
출력 신호를 생성하기 위한 입력 신호를 증폭하고, 공급 전압으로부터 전력이 공급되는 전력 증폭기;
상기 공급 전압을 생성하고, 정적 모드 및 동적 모드 중 하나에서 동작하는 전력 공급원 - 상기 전력 공급원은 정적 모드에서 동작할 때 입력 신호의 진폭에 독립적인 실질적으로 일정한 전압으로서 상기 공급 전압을 생성하고, 상기 전력 공급원은 동적 모드에서 동작할 때 상기 입력 신호의 진폭을 추적하는 동적으로 가변 하는 포락선 추적 전압으로서 상기 공급 전압을 생성함 -;
상기 전력 공급원이 정적 모드에서 동작할 때 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제1 지연을 결정하고, 상기 전력 공급원이 동적 모드에서 동작할 때 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제2 지연을 결정하기 위한 지연 결정부; 및
상기 지연 결정부에 의해 프로그램 가능한 지연 블록 - 상기 지연 블록은 상기 전력 증폭기에 대한 입력 신호 및 상기 공급 전압 사이에 결정된 지연 불일치에 대하여 보상하기 위한 것이고, 상기 결정된 지연 불일치는 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 사이의 차이에 기반함 -
를 포함하는 전력 증폭 시스템.
제16항에 있어서,
상기 지연 블록은 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 사이에 상기 전력 증폭기와 직렬로 연결되고,
상기 지연 블록은 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 사이의 차이에 대응하는 지연을 추가하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
제16항에 있어서,
상기 지연 블록은 상기 전력 공급원과 직렬로 연결되고, 상기 지연 블록은 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 사이의 차이에 대응하는 지연을 추가하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
제16항에 있어서,
상기 전력 공급원은 진폭 임계 값을 초과하는 상기 입력 신호의 진폭에 응답하여 상기 동적 모드에서 동작하는, 전력 증폭 시스템.
제19항에 있어서,
상기 전력 공급원은 진폭 임계 값 아래에 있는 상기 입력 신호의 진폭에 응답하여 정적 모드에서 동작하는, 전력 증폭 시스템.
제20항에 있어서,
상기 지연 결정부는 상기 입력 신호의 윈도우 및 상기 출력 신호의 윈도우를 캡쳐하는, 전력 증폭 시스템.
제21항에 있어서,
상기 지연 결정부는, 상기 입력 신호의 상기 캡쳐된 윈도우 및 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제1 임계 값 아래에 있는 낮은 진폭 샘플들의 제1 비교에 기반하여 제1 지연을 결정하는, 전력 증폭 시스템.
제22항에 있어서,
상기 지연 결정부는, 상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우 및 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우에서 제2 임계 값을 초과하는 높은 진폭 샘플들의 비교에 기반하여 제2 지연을 결정하고, 상기 제2 임계 값은 상기 제1 임계 값보다 큰, 전력 증폭 시스템.
제22항에 있어서,
상기 낮은 진폭 샘플들이 상기 진폭 임계 값 아래에 있고, 상기 전력 공급원이 정적 모드에서 동작하도록 상기 제1 임계값이 설정되는, 전력 증폭 시스템.
제23항에 있어서,
상기 높은 진폭 샘플들이 상기 진폭 임계 값 위에 있고, 상기 전력 공급원이 동적 모드에서 동작하도록 상기 제2 임계값이 설정되고, 상기 제2 임계 값은 상기 제1 임계 값보다 큰, 전력 증폭 시스템.
제22항에 있어서,
상기 제1 지연은 상기 입력 신호의 캡쳐 윈도우에서 낮은 진폭 샘플들 및 상기 출력 신호의 캡쳐 윈도우에서 낮은 진폭 샘플들 사이의 교차 상관의 피크에 기반하여 결정되는, 전력 증폭 시스템.
제26항에 있어서,
상기 제2 지연은 상기 입력 신호의 캡쳐 윈도우에서 높은 진폭 샘플들과 상기 출력 신호의 캡쳐 윈도우에서 높은 진폭 샘플들 사이의 교차 상관의 피크에 기반하여 결정되는, 전력 증폭 시스템.
제21항에 있어서,
상기 지연 결정부는 온도, 상기 전력 증폭기의 출력에서 불일치의 추정치, 및 상기 전력 증폭 시스템의 출력 전력 중 적어도 하나의 함수로서 상기 입력 신호에 대한 상기 출력 신호의 예측된 지연을 결정하기 위한 룩업 테이블을 포함하는, 전력 증폭 시스템.
제28항에 있어서,
상기 지연 결정부는 상기 예측된 지연에 기반한 상기 입력 신호의 캡쳐된 윈도우의 시작 시간에 대하여 상기 출력 신호의 캡쳐된 윈도우의 시작 시간을 결정하는, 전력 증폭 시스템.
제16항에 있어서,
전력 공급 보정 신호를 생성하는 전력 공급 보정 신호 생성부;
상기 입력 신호에 기반하여 포락선 추적 신호를 생성하기 위한 진폭 검출부;
상기 전력 증폭 시스템의 보정 모드 동안 상기 전력 공급 보정 신호를 상기 전력 공급원으로 제공하고, 상기 전력 증폭 시스템의 정상 모드 동안 상기 포락선 추적 신호를 상기 전력 공급원으로 제공하기 위한 보정 스위치
를 더 포함하는 전력 증폭 시스템.
제16항에 있어서,
전력 증폭 보정 신호를 생성하는 전력 증폭 보정 신호 생성부;
송신 신호를 생성하는 송신 신호 생성부; 및
상기 전력 증폭 시스템의 보정 모드 동안 전력 증폭 보정 신호를 상기 전력 증폭기로 제공하고, 상기 전력 증폭 시스템의 정상 모드 동안 상기 송신 신호를 상기 전력 증폭기로 제공하기 위한 보정 스위치
를 더 포함하는 전력 증폭 시스템.
포락선 추적 전력 증폭 시스템에서 전력 증폭기에 대한 공급 전압을 시간 정렬하기 위한 방법으로서,
상기 전력 증폭기에 대한 입력 신호의 검출된 진폭을 추적하는 포락선 추적 신호를 생성하는 단계;
제1 시간 인스턴스에서, 상기 포락선 추적 신호에 독립적인 실질적으로 일정한 전압으로서 상기 공급 전압을 생성하기 위해 전력 공급원을 정적 모드에서 동작하도록 하는 단계;
제2 시간 인스턴스에서, 상기 포락선 추적 신호에 기반하여 동적으로 변하는 포락선 추적 전압으로서 상기 공급 전압을 생성하기 위해 상기 전력 공급원을 동적 모드에서 동작하도록 하는 단계;
상기 전력 공급원이 정적 모드에서 동작할 때, 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 전력 증폭기의 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제1 지연을 결정하는 단계;
상기 전력 공급원이 동적 모드에서 동작할 때, 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제2 지연을 결정하는 단계;
보정 값들로서 상기 제1 지연 및 상기 제2 지연에 대한 값들을 저장하는 단계;
상기 전력 증폭기에 대한 입력 신호와 상기 공급 전압 사이에 초기 지연 불일치를 결정하는 단계 - 상기 결정된 초기 지연 불일치는 제1 지연과 제2 지연 사이의 차이에 기반함 -;
상기 보정 값들에 기반하여 지연 블록을 구성한 후, 상기 전력 공급원을 정적 모드에서 동작하도록 하는 단계;
상기 보정 값들에 기반하여 지연 블록을 구성한 후 상기 전력 공급원이 상기 정적 모드에서 동작할 때 캡쳐된 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호의 부분에 기반하여 상기 입력 신호 및 상기 출력 신호 간의 제3 지연을 결정하는 단계;
상기 제3 지연과 상기 제1 지연 사이의 차이에 기반하여 조정된 지연 불일치를 결정하는 단계;
상기 결정된 조정된 지연 불일치에 대하여 보상하기 위한 지연 블록을 구성하는 단계; 및
상기 공급 전압으로부터 전력이 공급되는 상기 전력 증폭기에 의해 출력 신호를 생성하기 위한 상기 입력 신호를 증폭하는 단계
를 포함하는 방법.
전력 증폭 시스템에 있어서,
입력 신호에 기반하여 공급 전압을 생성하도록 구성되는 전력 공급원;
상기 공급 전압에 의해 전력이 공급되고 또한 상기 입력 신호를 증폭하고 출력 신호를 생성하도록 구성되는 전력 증폭기;
상기 전력 증폭기에 연결되는 지연 결정부 -상기 지연 결정부는 상기 입력 신호가 진폭 임계값 아래에 있을 때 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제1 지연을 결정하고, 상기 입력 신호가 상기 진폭 임계값 위에 있을 때 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제2 지연을 결정하고, 상기 지연 결정부는 상기 입력 신호와 상기 출력 신호의 교차 상관, 피크, 지역 최소 점(local minimum), 위상 및 제로 크로싱중 적어도 하나를 검출함으로써 상기 제1 지연 및 상기 제2 지연을 결정하고, 상기 제1 지연 및 상기 제2 지연에 기반하여 상기 입력 신호와 상기 공급 전압 간의 지연 불일치(mismatch)를 결정하도록 구성됨 -; 및
상기 지연 결정부에 의해 프로그램가능하고, 상기 입력 신호와 상기 공급 전압 간의 결정된 지연 불일치에 대하여 보상하도록 구성되는 지연 블록
을 포함하는 전력 증폭 시스템.
제33항에 있어서, 상기 공급 전압은 상기 입력 신호가 상기 진폭 임계 값 아래에 있을 때 실질적으로 일정하고, 상기 입력 신호가 상기 진폭 임계 값 위에 있을 때 상기 입력 신호의 진폭을 추적하는, 전력 증폭 시스템.
제33항에 있어서, 상기 지연 결정부는 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 간의 차이에 기반하여 상기 지연 불일치를 결정하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
제33항에 있어서, 상기 프로그램가능 지연 블록은 상기 전력 증폭기 및 상기 전력 공급원 중 적어도 하나와 직렬 연결되는, 전력 증폭 시스템.
제33항에 있어서, 상기 전력 공급원과 직렬로 연결되어 상기 입력 신호의 진폭을 검출하는 진폭 검출기를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템.
제37항에 있어서, 상기 진폭 검출기와 상기 전력 공급원 사이에 연결되는 전력 공급 제어기를 더 포함하고, 상기 전력 공급 제어기는 상기 입력 신호의 검출된 진폭에 기반하여 상기 전력 공급원을 제어하도록 공급 전압 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
제38항에 있어서, 상기 전력 공급 제어기는 상기 입력 신호의 검출된 진폭을 상기 공급 전압 제어 신호에 맵핑하기 위한 룩업 테이블을 포함하는, 전력 증폭 시스템.
전력 증폭 시스템에 있어서,
입력 신호에 기반하여 공급 전압을 생성하도록 구성되는 전력 공급원;
상기 공급 전압에 의해 전력이 공급되고 상기 입력 신호를 증폭하고 출력 신호를 생성하도록 구성되는 전력 증폭기;
상기 전력 증폭기에 연결되는 지연 결정부 -상기 지연 결정부는 상기 입력 신호의 제1 복수의 샘플과 상기 출력 신호의 제1 복수의 샘플 간의 제1 교차 상관을 결정하고, 상기 입력 신호가 진폭 임계 값 아래에 있을 때 상기 제1 교차 상관에 기초하여 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제1 지연을 결정하고, 상기 입력 신호가 상기 진폭 임계값 위에 있을 때 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제2 지연을 결정하고, 상기 제1 지연 및 상기 제2 지연에 기반하여 상기 입력 신호와 상기 공급 전압 간의 지연 불일치를 결정하도록 구성됨 -; 및
상기 지연 결정부에 의해 프로그램가능하고, 상기 입력 신호와 상기 공급 전압 간의 결정된 지연 불일치에 대해 보상하도록 구성되는 지연 블록
을 포함하는 전력 증폭 시스템.
제40항에 있어서, 상기 지연 결정부는 상기 제1 교차 상관에서의 제1 피크를 식별하고 상기 제1 피크에 기반하여 상기 제1 지연을 결정하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
제41항에 있어서, 상기 지연 결정부는 상기 입력 신호의 제2 복수의 샘플과 상기 출력 신호의 제2 복수의 샘플 간의 제2 교차 상관을 결정하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
제42항에 있어서, 상기 지연 결정부는 상기 제2 교차 상관에서의 제2 피크를 식별하고 상기 제2 피크에 기반하여 상기 제2 지연을 결정하도록 구성되는, 전력 증폭 시스템.
전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법으로서,
전력 증폭기에 대한 입력 신호에 기반하여 상기 전력 증폭기에 대한 공급 전압을 생성하는 단계;
상기 입력 신호와 상기 전력 증폭기의 출력 신호의 교차 상관, 피크, 지역 최소점(local minimum), 위상, 및 제로 크로싱 중 적어도 하나를 검출함으로써 상기 입력 신호가 진폭 임계 값 아래에 있을 때 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제1 지연을 결정하는 단계;
상기 입력 신호와 상기 출력 신호의 교차 상관, 피크, 지역 최소점(local minimum), 위상, 및 제로 크로싱 중 적어도 하나를 검출함으로써 상기 입력 신호가 진폭 임계 값 위에 있을 때 상기 입력 신호와 상기 출력 신호 간의 제2 지연을 결정하는 단계;
상기 제1 지연 및 상기 제2 지연에 기반하여 상기 공급 전압과 상기 입력 신호 간의 지연 불일치를 결정하는 단계; 및
상기 입력 신호와 상기 공급 전압 간의 결정된 지연 불일치에 대해 보상하는 단계
를 포함하는 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제44항에 있어서, 상기 공급 전압을 생성하는 단계는 상기 입력 신호가 상기 진폭 임계 값 아래에 있을 때 실질적으로 일정한 제1 공급 전압을 생성하고, 상기 입력 신호가 상기 진폭 임계 값 위에 있을 때 상기 입력 신호의 진폭을 추적하는 제2 공급 전압을 생성하는 것을 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제44항에 있어서, 상기 지연 불일치를 결정하는 단계는 상기 제1 지연과 상기 제2 지연 간의 차이에 기반하여 상기 지연 불일치를 결정하는 것을 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제44항에 있어서, 상기 공급 전압을 생성하는 단계는 상기 입력 신호의 진폭을 검출하는 단계를 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제47항에 있어서, 상기 공급 전압을 생성하는 단계는 상기 입력 신호의 검출된 진폭에 기반하여 전력 공급원을 제어하도록 공급 전압 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제44항에 있어서, 상기 제1 지연을 결정하는 단계는, 상기 입력 신호의 제1 복수의 샘플과 상기 출력 신호의 제1 복수의 샘플 간의 제1 교차 상관을 결정하는 것을 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제49항에 있어서, 상기 제1 지연을 결정하는 단계는, 상기 제1 교차 상관에서의 제1 피크를 식별하고 상기 제1 피크에 기반하여 상기 제1 지연을 결정하는 단계를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제50항에 있어서, 상기 제2 지연을 결정하는 단계는, 상기 입력 신호의 제2 복수의 샘플과 상기 출력 신호의 제2 복수의 샘플 간의 제2 교차 상관을 결정하는 것을 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.
제51항에 있어서, 상기 제2 지연을 결정하는 단계는, 상기 제2 교차 상관에서의 제2 피크를 식별하고 상기 제2 피크에 기반하여 상기 제2 지연을 결정하는 단계를 더 포함하는, 전력 증폭 시스템에서의 지연 보정 방법.