CN102007689A

CN102007689A - 装置功率检测器

Info

Publication number: CN102007689A
Application number: CN2009801137460A
Authority: CN
Inventors: B·贝恩哈德松; R·卡尔岑; M·尼尔松; R·尼尔松; J·佩尔松
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2011-04-06
Also published as: EP2269304A1; WO2009124936A1; US20090258640A1

Abstract

一种通信装置包括配置成提供传送的输出信号的传送器和配置成从与传送器相关联的波形生成器接收参考信号和从传送器接收传送的输出信号的一部分的功率检测器。功率检测器还配置成比较参考信号和传送的输出信号的该部分的数字表示，并基于比较来计算与传送器相关联的增益。功率检测器还配置成从波形生成器接收参考信号的均方根(RMS)值，并基于计算的增益和参考信号的均方根(RMS)值，生成传送器的输出功率的估计。

Description

装置功率检测器

技术领域

本文中所述实施例主要涉及通信装置，并且更具体地说，涉及估计功率放大器输出到通信装置的天线的功率。

背景技术

第三代(3G)移动技术包括几种不同的标准，如码分多址(CDMA)2000标准和通用移动电信***(UMTS)标准。UMTS由第三代合作伙伴项目(3GPP)开发，并且其无线电接口通过称为宽带码分多址(W-CDMA)的技术来实现。在W-CDMA和其它3G无线电接口中，频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)已被扩频技术替代，其中，小区中的许多传送器同时占用相同的无线电频带，并且必须由其单独的扩频码来分隔。

由于相同小区中的许多W-CDMA用户装置(例如，通信装置，如移动电话)同时在相同频带中发送其上载数据，因此，其无线电信号在基站天线混合。为了区分每个信号与其它信号，每个发送的比特乘以独特的扩频码向量。每个扩频码理想上是与使用中的所有其它扩频码正交。接收用户装置能通过使用与传送用户装置相同的扩频码而恢复原信号。然而，由于码仅在完全同相时才正交(这是不可能的，因为基站与不同用户装置之间的距离不同)，因此，使用正交码是不可行的。相反，使用伪随机序列(例如PN码)，并且伪随机序列相互近似不相关，与时间延迟无关。

使用扩频码区分一个特定源与接收信号是可能的，但相同小区中其它用户装置发送的信号不能由接收用户装置完全滤除。由于编码不完善造成的信道之间的功率泄漏充当干扰，并且是信干比(SIR)的重要贡献因素。从在基站附近传送的用户装置接收的信号是在高功率接收的(例如，由基站)，而从更远程用户装置接收的信号已衰减，并且弱小。用于不同信号的SIR是不均匀的，并且造成比特错误率(BER)。这通常称为远近问题，并且能通过让基站发送传送功率控制(TPC)消息到用户装置而得以避免。用于W-CDMA的3GPP标准要求用户装置以指定的准确度跟踪TPC消息。

通过改变传送链中组件的放大设置，用户装置根据TPC命令来行动。然而，由于传送器(例如，功率放大器)的偏置将改变以提高效率，因此，极难准确预测设置的改变将对实际输出功率有什么影响。一个解决方案是用负反馈来控制输出功率，这要求与输出功率成正比的信号。例如，预期用于天线的信号的一小部分可转移到功率检测器。来自功率检测器的输出能在功率控制过程中使用。

为了根据TPC消息来设置输出功率，可在用户装置中使用称为功率控制算法的算法。该算法在开环(例如，其中从查找表和从各种环境读数来估计输出功率)和闭环(例如，其中使用来自功率检测器的反馈)中均适用。

根据功率控制算法，当输出功率在指定范围(例如，介于每一毫瓦测量的功率的“24”与“0”分贝之间(dBm))时，功率在闭环模式中受到控制，并且在开环模式中受到控制。不在整个输出功率跨度上使用闭环控制的原因是功率检测器具有有限的动态范围。在闭环功率控制中，使用功率检测器测量传送的功率，并且比较测量的功率和目标输出功率级别。传送器输出功率可进行调整，直到测量的功率与目标输出功率级别之间的差为零。

W-CDMA传送器的早期实现使用在功率放大器的输出的外部功率检测器来进行输出功率的持续和逐渐改进的估计。外部功率检测器是峰值检测器类型的，并且像调幅(AM)解调器一样运转。在此类功率检测器中，射频(RF)信号可得到矫正和低通滤波。这可通过使用例如二极管和RC(电阻/电容)低通滤波器来实现。

此类布置的主要缺陷在于功率检测器输出与测量的信号的峰值的平方成正比，并且不是平方信号的均值。为了将功率检测器输出转换为准确的功率读数，必须通过使用大量的查找值来补偿信号的不同峰值均值比。用于高数据率的最近调制方案具有如此多的峰值均值比值，以致补偿查找表将占用大量的存储空间，使得补偿成为问题。功率检测器旨在测量传送器发送到天线的功率，但天线拾取的信号可能泄漏回功率检测器，并可造成功率的高估。另一个问题是为了准确地评估功率，功率检测器可能需要将检测到的信号的峰值进行低通滤波。由于RF包络(例如，信号中的信息可称为信号的“包络”)的结果表示可能需要包括低纹波，因此，滤波器截止频率可能很低(例如，＜“10”kHz)，并且稳定时间可能很长。此外，此类功率检测器是昂贵的离散组件，占用了用户装置中的宝贵空间(例如，印刷电路板空间)。

为了克服调制补偿的需要，已提议在用户装置中使用外部真实均方根(RMS)功率检测器。外部真实RMS检测器可使用将RF信号平方并随后过滤平方RF信号以获得功率的模拟电路。然而，此类功率检测器将仍有上述一些缺点和/或问题。例如，功率检测器将占用用户装置中宝贵的印刷电路板空间，将收敛慢，并且将是昂贵的，将容易受天线接收的相邻信道的干扰的影响。

此外，由于RMS功率检测器执行平均，因此，其测量时间将取决于正在测量的信号的带宽。与具有高信息带宽的信号相比，从具有低信息带宽的信号获得确信的结果将花费更长的时间。尽管W-CDMA信号具有大约3.84兆赫兹(MHz)的带宽，但长期演进(LTE)信号的带宽能够高达20MHz和低达180MHz。通常，对于配置成使得信息带宽较低的信号，RMS功率估计时间将比所期望的长得多。

发明内容

本发明的一个目的是克服至少一些上述缺点，并且提供估计功率放大器输出到通信装置的天线的功率的功率检测器。

本文中所述实施例可包括提供功率检测器的***和/或方法，该功率检测器估计传送器(例如，功率放大器)输出到通信装置(例如，移动电话、个人数字助理(PDA)等)的天线的功率。例如，在一个实施例中，所述***和/或方法可提供一种可用于估计功率放大器输出到天线的实际功率的功率检测器。该功率检测器可包括模拟部分和数字部分。该功率检测器的模拟部分可形成正交解调器，该解调器可将无线电信号变换成模拟基带(BB)信号。该功率检测器可通过小于与模拟基带信号相关联的信息带宽两倍的采样率对结果模拟基带信号采样。与模拟基带信号相关联的信息带宽可具有与调制信号大约相同的信息带宽。由于混叠(或折叠)，这可禁止功率检测器直接计算RMS值(例如，以电流、电压或电荷为单位)。相反，功率检测器的数字部分可利用来自传送器的波形生成器的信号作为参考，以确定可用于确定传送器的输出功率的传送器中的放大(或增益)。功率检测器的数字部分可将时间对齐过程(例如，其包括相关的最小均方方法)应用到两个信号(例如，来自功率放大器的采样信号和来自波形生成器的参考信号)。

术语“RMS值”在本文中使用时可包括任何类型的测量单位，如电压、电流、电荷等。

在一个实施例中，本文中所述***和/或方法可提供一种功率检测器，该功率检测器可在控制环中用作用于在天线的输出功率的反馈。不像在用户装置中占用印刷电路板空间、收敛慢、昂贵、并且容易受天线接收的相邻信道的干扰影响的当前功率检测器，本文中所述实施例可提供一种消除对外部功率检测器的需要、节省用户装置中的宝贵空间、收敛快、便宜且不易受天线接收的相邻信道的干扰影响的功率检测器。

在一示范实施例中，本文中所述的***和/或方法可提供一种用户装置，该用户装置包括天线、提供输出信号到天线的传送器和功率检测器。该功率检测器可接收来自与传送器相关联的波形生成器的参考信号，可接收传送的输出信号的一部分，并且可通过小于与调制信号相关联的信息带宽两倍的采样率将输出信号转换为数字表示(例如，在模数转换器中)。该功率检测器可比较参考信号和传送的输出信号的该部分的数字表示，以计算与传送器相关联的增益，并且可接收参考信号的RMS值(例如，以电流、电压或电荷为单位)。该功率检测器可基于计算的增益和与波形生成器的调制信号输出相关联的RMS值，估计传送器的输出功率。

在另一示范实施例中，本文中所述的***和/或方法可提供一种RMS增益估计器，该估计器比较来自波形生成器的参考信号和提供到通信装置的天线的传送的输出信号的一部分。RMS增益估计器可基于参考信号和传送的输出信号的该部分来计算RMS增益估计。对于给定的估计准确性要求，RMS增益估计可比RMS功率估计更快地执行，特别是对于具有较低带宽的信号。在一个示例中，RMS增益估计器可用于加速输出功率控制环的更新速率。

附图说明

图1示出其中可实现本文中所述***和方法的示范网络的图形；

图2A和2B示出图1中所示网络的用户装置的示范组件；

图3示出图1中所示网络的用户装置的另外示范组件；

图4示出图3中所示用户装置的传送器的示范组件；

图5示出图3中所示用户装置的功率检测器的示范组件；

图6示出图5中所示功率检测器的功率估计器的示范功能组件；

图7-10示出根据本文中所述实施例的用于估计输出功率的示范过程的流程图；

图11示出图3中所示功率检测器的附加(或备选)的示范组件；

图12A和12B示出图11中所示RMS增益估计器的示范组件；以及

图13和14示出根据本文中所述实施例的用于估计RMS增益的示范过程的流程图。

具体实施方式

下面的详细描述参照附图。不同图形中的相同引用数字可标识相同或类似的元素。此外，以下的详细描述不限制本发明。

本文中所述的实施例可包括提供功率检测器的***和/或方法，该功率检测器估计传送器(例如，功率放大器)输出到通信装置(例如，移动电话、个人数字助理(PDA)等)的天线的功率。

图1是其中可实现本文中所述***和方法的示范网络100的图形。如图所示，网络100可包括通过网络120互连的用户装置110。网络100的组件可经有线和/或无线连接互连。为了简明，两个用户装置和单个网络已在图1中示出。实际上，可能有更多的用户装置和/或网络。此外，在一些情况下，网络100的一个或多个组件可执行描述为由网络100的另外一个或多个组件所执行的一个或多个功能。

用户装置110的每个可包括通信装置(例如，无线电电话、可将蜂窝无线电电话和数据处理及数据通信能力组合在一起的个人通信***(PCS)终端、能包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入的PDA等)、膝上型计算机、个人计算机或其它类型的计算或通信装置、在这些装置上运行的线程或进程和/或由这些装置执行的对象。在一个实施例中，用户装置110的每个可包括具有能够向天线提供输出功率的传送器(例如，功率放大器)的通信装置。

网络120可包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、公共陆地移动网络(PLMN)、例如公共交换电话网络(PSTN)、蜂窝电话网络的电话网络、内联网、因特网或网络的组合。在一个示范实施例中，网络120可包括具有用于将话音和/或数据传送到用户装置110的一个或多个装置(例如，基站、无线电网络控制器等)的无线电接入网络。无线电接入网络可包括例如基于CDMA 2000的网络、基于UMTS的网络、基于W-CDMA的网络、基于FDMA的网络、基于TDMA的网络、全球移动通信***(GSM)网络、基于PCS的网络、基于长期演进(LTE)的网络、其它第三代(3G)蜂窝网络、其它第二代(2G)蜂窝网络等。

图2A和2B示出可对应于用户装置110之一的装置200的示范组件。如图2A中所示，装置200可包括外壳205、扬声器210、显示器215、控制按钮220、小键盘225、麦克风230和/或相机235。外壳205可保护装置200的组件不受外部元素影响。扬声器210可向装置200的用户提供可听信息。显示器215可向用户提供可视信息。控制按钮220可允许用户与装置200交互以促使装置200执行一个或多个操作。小键盘225可包括标准电话小键盘。麦克风230可从用户接收可听信息。相机235可使得装置200能够捕捉和/或存储视频和/或图像(例如，图片)。

如图2B中所示，装置200可还包括处理逻辑240、存储器245、用户接口250、通信接口255和/或天线组装件260。

处理逻辑240可包括处理器、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或诸如此类。处理逻辑240可控制装置200及其组件的操作。在一个实施例中，处理逻辑240可以在本文中所述的方式中控制装置200的组件的操作。

存储器245可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或另一类型的存储器以存储可由处理逻辑240使用的数据和指令。

用户接口250可包括用于将信息输入装置200和/或将信息从装置200输出的机制。

通信接口255可包括例如可将来自处理逻辑240的基带信号转换为射频(RF)信号的传送器和/或可将RF信号转换为基带信号的接收器。备选的是，通信接口255可包括执行传送器和接收器两者的功能的收发器。通信接口255可连接到天线组装件260以用于传送和/或接收RF信号。

天线组装件260可包括一个或多个天线以通过空气来传送和/或接收信号。天线组装件260可例如从通信接口255接收RF信号，并通过空气传送它们，以及通过空气接收RF信号并将它们提供到通信接口255。在一个实施例中，例如，通信接口255可与网络(例如，网络100)和/或连接到网络的装置通信。

如本文中所述，装置200可执行某些操作以响应处理逻辑240执行例如存储器245的计算机可读媒体中包含的应用的软件指令。计算机可读媒体可定义为物理或逻辑存储器装置。软件指令可从另一计算机可读媒体或从另一装置经通信接口255读入存储器245。存储器245中包含的软件指令可促使处理逻辑240执行本文中所述的过程。备选的是，可使用硬连线电路以替代软件指令或与其组合，以实现本文中所述的过程。因此，本文中所述实施例不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

虽然图2A和2B示出装置200的示范组件，但在其它实施例中，装置200可包含与图2A和2B所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，装置200的一个或多个组件可执行描述为由装置200的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。

图3示出用户装置110的另外示范组件。如图所示，用户装置110可包括传送器300、耦合器310和功率检测器320。

传送器300包括可将基带信号(例如，来自处理逻辑240)转换为RF信号的装置、可将RF信号转换为基带信号的装置、可执行上述两个功能的装置等。在一个示范实施例中，传送器可将RF信号输出330提供到天线组装件260和耦合器310。传送器300的进一步细节在下面结合例如图4来提供。

耦合器310可包括从传送器300接收RF信号输出330并将RF信号输出330的一部分耦合到功率检测器320的装置。在一个示范实施例中，耦合器310可包括定向耦合器，其通过使用一起设置得足够近的两条传送线路，使得经过一条线路的能量耦合到另一条线路，从而通过端口耦合RF信号输出330的一部分(例如，输出信号部分340)。

功率检测器320可包括接收输出信号部分340并为天线组装件260计算传送器300输出的功率的估计350(例如，估计RF信号输出330)的装置。例如，在一个实施例中，功率检测器320可包括模拟部分和数字部分。功率检测器320的模拟部分可形成正交解调器，该解调器可将无线电信号变换成基带(BB)信号。功率检测器320可通过小于与模拟基带信号相关联的信息带宽两倍的采样率对这些模拟基带信号采样。与模拟基带信号相关联的信息带宽可具有与调制信号大约相同的信息带宽。功率检测器320的数字部分可利用来自传送器300的波形生成器的输出作为参考，以确定传送器300中的放大(或增益)，这可用于确定与传送器300相关联的输出功率估计350。功率检测器320的数字部分可应用时间对齐过程(例如，包括相关的最小均方方法)到两个信号(例如，从传送的RF输出信号的一部分获得的下变频和采样BB信号的包络和来自波形生成器的参考信号的包络)。功率检测器320的进一步细节在下面结合例如图5来提供。

虽然图3示出用户装置110的示范组件，但在其它实施例中，用户装置110可包含与图3所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，用户装置110的一个或多个组件可执行描述为由用户装置110的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。

图4示出用户装置110的传送器300的示范组件。如图所示，传送器300可包括波形生成器400、数模转换器(DAC)410、低通滤波器420、放大器430、RF合成器432、移相器436、混频器440、可变增益放大器(VGA)450及功率放大器460。

波形生成器400可包括接收信号470(例如，要由用户装置110传送的外出信号)并将信号470变换成第一调制(I)信号480和第二调制(Q)信号490、并且还变换成第一参考信号485和第二参考信号495的装置。调制信号480/490可包括可用于调制载波信号(例如，载波信号434)的波形(例如，信号470的笛卡儿坐标表示式)。在一个实施例中，波形生成器400可使用称为正交相移键控(QPSK)的调制方法。QPSK可调制RF载波信号(例如，载波信号434)的相位和振幅。两个调制信号I和Q可表示复合信号(例如，信号470)的实部和虚部。在正交调制中，信号I和Q可独立于复合信号来修改，并且复合信号的值可转换成符号。调制信号480/490可在上变频(混频器440中)为RF信号456/457后到达功率放大器460。如图4进一步所示，波形生成器400可将参考信号485/495提供到功率检测器320。

每个DAC 410可包括将数字(例如，二进制)码转换为模拟信号(例如，转换为电流、电压或电荷)的装置。在一个实施例中，每个DAC 410可从波形生成器400接收对应的调制信号480/490，并且可将调制信号480/490从数字信号转换为模拟信号。DAC 410可将转换的调制信号480/490提供到对应的低通滤波器420。

每个低通滤波器420可包括使低频率信号通过但衰减具有高于截止频率的频率的信号(例如，降低其振幅)的滤波器。在一个实施例中，每个低通滤波器420可从对应DAC 410接收转换的调制信号480/490，并且可衰减(或放大)转换的调制信号480/490。低通滤波器420可将衰减(或放大)的转换的调制信号480/490提供到对应放大器430。

每个放大器430可包括将电压转换为比例电流并放大(或增大)结果的装置。在一个实施例中，每个放大器430可从对应低通滤波器420接收衰减(或放大)的转换的调制信号480/490，并且可放大结果(例如，放大到适合于混频器440的级别)。放大器430可将放大的结果提供到对应混频器440。

RF合成器432可包括生成RF载波(例如，载波信号434)，并将载波信号434提供到移相器436的装置(例如，本地振荡器、锁相环(PLL)等)。

移相器436可包括从RF合成器432接收载波信号434、并将载波信号434的相位移位的装置。在一个实施例中，移相器436可将第一相位载波信号437提供到混频器440之一，并且可将第二相位载波信号438提供到另一混频器440。

每个混频器440可将基带信号转换为射频信号。在一个实施例中，每个混频器440可从对应放大器430接收放大的结果，并从移相器436接收第一/第二相位载波信号437/438，可混合信号，以及可将混合的信号转换为射频信号。混频器440可将射频信号提供到可变增益放大器(VGA)450。

VGA 450可包括根据控制电压来改变其增益的电子放大器。在一个实施例中，VGA 450可从混频器440接收射频信号，可改变射频信号的增益，并且可将结果射频信号(例如，RF信号456/457)提供到功率放大器460。输入VGA 450的射频信号(例如，来自混频器440)可包括差分信号(例如，如图4中所示)或单端信号。

功率放大器460可包括改变(例如，增大)信号的振幅的装置。在一个实施例中，功率放大器460可从VGA 450接收结果RF信号(例如，RF信号456/457)，可放大(或增大)结果RF信号的振幅，并且可将放大的结果RF信号作为RF信号输出330输出。RF信号456/457可包括差分信号(例如，如图4中所示)或单端信号。如果RF信号456/457实现为差分信号，并且功率放大器460具有单端输入端，则另外的组件可用于将在VGA 450的输出的RF信号456/457变换为在功率放大器460的输入端的单端信号。

虽然图4示出传送器300的示范组件，但在其它实施例中，传送器300可包含与图4所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，传送器300的一个或多个组件可执行描述为由传送器300的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。

图5示出用户装置110的功率检测器320的示范组件。如图所示，功率检测器320可包括RF VGA 500、混频器510、低通滤波器520、VGA 530、模数转换器(ADC)540及功率估计器550。

RF VGA 500可包括将功率检测器320和传送器300进行隔离和阻抗匹配、并缓冲提供到混频器510的信号(例如，输出信号部分340)的装置。在一个实施例中，RF VGA 500可从耦合器310接收输出信号部分340。

每个混频器510可将射频信号(例如，输出信号部分340和第一/第二相位载波信号437/438的组合)转换为基带信号。在一个实施例中，每个混频器510可从RF VGA 500接收输出信号部分340，并从移相器436接收第一/第二相位载波信号437/438，可混合信号，以及可将混合的信号转换为基带信号。混频器510可将基带信号提供到对应的低通滤波器520。

每个低通滤波器520可包括使低频率信号通过但衰减具有高于截止频率频率的信号(例如，降低其振幅)的滤波器。在一个实施例中，每个低通滤波器520可从对应混频器510接收基带信号，并且可衰减(或放大)基带信号。低通滤波器520可将衰减(或放大)的基带信号提供到对应的VGA 530。在一个实施例中，移相器436、混频器510和低通滤波器520可形成正交检测器。

每个VGA 530可包括根据控制电压来改变其增益的电子放大器。在一个实施例中，每个VGA 530可从对应低通滤波器520接收衰减(或放大)的基带信号，可改变基带信号的增益，并且可将结果基带信号提供到对应的ADC 540。

每个ADC 540可包括将模拟信号(例如，电流、电压或电荷)转换为数字(例如，二进制)码的装置。在一个实施例中，每个ADC 540可从对应VGA 530接收基带信号536/537，并且可将基带信号从模拟信号转换为数字信号。每个ADC 540的采样率可小于与模拟基带信号相关联的信息带宽的两倍(例如，欠采样)，这使得能够通过相对简单和节省电流的ADC 540来实现闭环功率控制。欠采样可使得在功率检测器320中执行增益计算时能够处理更少的数据。每个ADC 540可将转换的基带信号560/570提供到功率估计器550。

功率估计器550可包括从ADC 540接收信号560/570、从波形生成器400接收参考信号485/495、并基于信号560/570和参考信号485/495来计算输出功率估计350(例如，与传送器300相关联)的任何硬件、软件或基于硬件和软件的逻辑(例如，处理逻辑240)的组合。功率估计器550的进一步细节在下面结合例如图6来提供。

虽然图5示出功率检测器320的示范组件，但在其它实施例中，功率检测器320可包含与图5所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，功率检测器320的一个或多个组件可执行描述为由功率检测器320的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。例如，功率检测器可包括一种可变衰减器(或放大器)，该衰减器(或放大器)可改变以便输出信号部分340可适合于ADC 540的动态范围内。

图6示出功率检测器320的功率估计器550的示范功能组件。如图所示，功率估计器550可包括信号接收器逻辑600、增益计算器逻辑605和输出功率估计器逻辑610。

信号接收器逻辑600可包括使得功率估计器550能够从ADC 540接收信号560/570和从波形生成器400接收参考信号485/495的任何硬件、软件或基于硬件和软件的逻辑(例如，处理器逻辑240)的组合。信号接收器逻辑600可将信号560/570和参考信号485/495提供到增益计算器逻辑605。

增益计算器逻辑605可包括从信号接收器逻辑600接收信号560/570和参考信号485/495、比较信号560/570和参考信号485/495、并且基于信号560/570和参考信号485/495来计算增益630(例如，与传送器300相关联)的任何硬件、软件或基于硬件和软件的逻辑(例如，处理逻辑240)的组合。可能不能直接计算稀疏采样信号(即，信号560/570)的RMS值(例如，以电流、电压或电荷为单位)。参考信号485/495可在数字上作为来自波形生成器400的输出是可用的。每个参考信号485/495可与信号560/570一起由增益计算器逻辑605用于计算增益630。增益计算器逻辑605可将增益630提供到输出功率估计器逻辑610。

增益计算器逻辑605可以在多种方式中计算增益630，如通过计算信号560/570的包络与参考信号485/495的包络之间的比率。在一个示例中，假设信号560/570的包络的形状除放大外在所有方面未改变，增益计算器逻辑605可将信号560/570的包络的均值除以参考信号485/495的包络的均值。增益计算器逻辑605可为功率检测器320的效应补偿此比率以便获得增益630。在另一个示例中，增益计算器逻辑605可计算两个信号包络的RMS值(例如，以电流、电压或电荷为单位)，并且可将与信号560/570相关联的RMS值除以与参考信号485/495相关联的RMS值以计算增益630。

信号(例如，信号470)可经过用户装置110的几个组件，这些组件可能在不需要的方式中影响其属性。例如，噪声、失真和时延可经传送器300和/或功率检测器320添加到信号470。由于增益的不确定性可直接转换为功率检测器320确定的输出功率估计中的误差，因此，可能重要的是具有与功率检测器320的模拟部分的增益相关联的准确数据。相对功率估计也可能对在两次连续测量之间发生的改变敏感。温度或供应电压的变化可使一些参数改变，但这可能随着时间过去逐渐发生并且是可忽略的。低通滤波器420的校准可包括诱发RF信号输出330的延迟中的突发改变，但此功能可在数据传输启动时执行。在功率检测器320的模拟部分中，例如非线性、增益偏移、电源电压纹波及过程变化的问题可影响到达ADC 540的信号。

此外，由于功率放大器460和其它组件中的延迟造成的信号560/570的移相，所以不可能直接比较参考信号485/495和信号560/570。IQ图的结果旋转可改变信号560/570，但包络仍可以是完整的。除以来自参考信号485/495和信号560/570的两个同时获得的包络数据的集合的RMS值(或均值)(例如，以电流、电压或电荷为单位)可能也不是计算增益630的极准确的方式，因为信号560/570的RMS值可能不可靠。RMS值(或均值)之间的比率可能经受不确定性的相同级别。因此，功率估计器550可实现各种过程(例如，经增益计算器逻辑605)以在计算增益630前解决此类问题。

如图6中所示，增益计算器逻辑605可在计算增益630前实现直流(DC)补偿过程615、时间对齐过程620和/或失真减少过程625。

到达ADC 540之一的信号可包括可随时间变化并且可能需要消除的DC分量(例如，其源于功率检测器320)。DC补偿过程615可在执行消除DC的过程前确定DC的估计。例如，DC补偿过程615可计算进入信号的均值，并且可从信号中减去该均值。DC补偿过程615可使用VGA 530的增益，针对由于放大造成的偏移来补偿均值，并且可存储补偿的均值(例如，在DC缓冲器中)。DC补偿过程615可计算DC缓冲器的均值，并且可将DC缓冲器的均值乘以VGA 530的增益。DC补偿过程615可从进入信号减去相乘的均值，并且增益计算器逻辑605可计算增益630。

用更长的DC缓冲器，可改进DC估计，除非进入信号中的偏移变化太严重。这可使得以前的均值对下一DC计算无用。在一个实施例中，DC缓冲器长度可根据容许的误差来设置。如果增益步骤发生，则增益补偿可使得能够使用以前收集的数据。

时间对齐过程620可用于解决从波形生成器400到功率放大器460并通过功率检测器320返回的信号路径中各种组件所引入的延迟。引入延迟的组件可例如包括低通滤波器420、功率放大器460、低通滤波器520及ADC 540。

对齐信号的方法可利用相关度量来确定信号包络之间的延迟。这可使用例如互相关和/或通过为变化延迟的信号之间的差计算最小均方而在频率和/或时间域中完成。时间对齐过程620可测试信号之间的现实延迟。在一个实施例中，时间对齐过程620可在时间和频率域中均使用互相关。时间对齐过程620可使用某个等式，该等式是当两个向量在彼此上滑动时这两个向量的重叠部分的按元素乘法。大的积可指示延迟的良好相关。此方法可使得甚至在极大噪声的状况(例如，具有失真DC偏移和增益)下也能够确定延迟。在另一实施例中，时间对齐过程620可为每个延迟减去重叠段，并且差向量的范数(例如，均方)可降到最低，其中，延迟在其正确的值(例如，最小均方方法)。

时间对齐过程620可包括根据参考信号485/495的采样率而具有高或低精确度的方法。精确度可通过应用选择的插值方法到参考信号485/495并由此增大采样率和要测试的延迟实例的数量而增大。在一个实施例中，时间对齐过程620可包括粗时间对齐技术，该技术将参考信号485/495下采样为与信号560/570相同的采样率(或者去除与信号560/570没有对应样本的样本)，并且为不同延迟使用相关度量。时间对齐过程620可包括精细时间对齐技术，该技术使用参考信号485/495的多个可能版本(即，原样使用参考信号等)。用参考信号485/495的更高采样率，可为相关而测试参考信号485/495和信号560/570的更多组合。

时间对齐过程620可包括通过插值来增大参考信号485/495的采样率。例如，如果参考信号485/495的采样率增大N倍(例如，N＝2)，则对齐后的剩余时间误差可降低相同的倍数。

失真可在信号表示差(例如，由于稀疏采样所导致)时造成问题。增益计算器逻辑605进行的增益630的计算可取决于样本表示哪部分的波形。失真减少过程625可由增益计算逻辑605用于解决此类失真问题。失真减少过程625可包括多个技术，如减少样本收集、扩展样本收集和/或使参考信号485/495失真。在减少的样本收集中，失真减少过程625可通过修改样本收集伸展(例如，通过去除其中有过度表示的元素)，纠正功率放大器460的非线性所造成的引入到增益630的计算中的缺陷。例如，如果以某个速率对参考信号485/495采样，则可为参考信号485/495计算正确的RMS值(例如，以电流、电压或电荷为单位)，并且可从RMS值计算正确的增益630。假设更少的样本要用于参考信号485/495，并且RMS值要计算，则失真减少过程625可修改分布以模仿参考信号485/495的分布。要在实践中应用此操作，失真减少过程625可根据值将参考信号485/495的样本分类到多个(例如，三个)不同的篮(basket)(或箱(bin))中。在应用时间对齐过程620和下采样后，失真减少过程625可重复样本的分类。信号560/570和下采样的参考信号485/495中的一些样本可被去除以模仿全分辨率参考信号485/495的分布。

要获得为减少的样本收集所述的相同性能但不去除样本，失真减少过程625可采用扩展样本采集。在扩展样本采集中，插值可用于有太少样本以致于不能模拟全分辨率参考信号485/495的分布的篮。RMS值计算可更取决于用于线性插值的那些样本。扩展样本收集可使得失真减少过程625能够处理噪声、时间失配和相位噪声。

在使参考信号485/495失真中，采样的数据可用于创建AM/AM失真多项式。参考信号485/495可通过AM/AM失真多项式而失真，并且其RMS值可类比于原参考信号485/495的RMS值。

输出功率估计器逻辑610可包括从增益计算器逻辑605接收增益630、并从传送器300接收RMS值635(例如，来自波形生成器400的参考信号485/495的RMS值)的任何硬件、软件或基于硬件和软件的逻辑(例如，处理逻辑240)的组合。输出功率估计器逻辑610可基于增益630和RMS值635来确定与传送器300相关联的输出功率估计350。在一个实施例中，输出功率估计器逻辑610可使用增益630来缩放RMS值635，并且可基于缩放的RMS值635来确定输出功率估计350。输出功率估计器逻辑610可将输出功率估计350提供到用户装置110的其它组件(例如，到处理逻辑240)，在这些组件中，它可用于控制用户装置110生成的输出功率(例如，经传送器300)。

虽然图6示出功率估计器550的示范组件，但在其它实施例中，功率估计器550可包含与图6中所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，功率估计器550的一个或多个组件可执行描述为由功率估计器550的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。

图7-10示出根据本文中所述实施例的用于估计传送器(例如，功率放大器460)输出到用户装置110的天线(例如，天线组装件260)的功率的示范过程700的流程图。在一个实施例中，过程700可由用户装置110(例如，功率检测器320)的硬件和/或软件组件来执行。在其它实施例中，过程700可由用户装置110的硬件和/或软件组件与另一装置或装置组(例如，其与用户装置110通信)的硬件和/或软件组件组合来执行。

如图7中所示，过程700可以从传送器接收参考信号开始(框710)，随后接收来自传送器的输出信号的一部分的数字表示(560/570)(框720)。例如，在上面结合图3和5所述的实施例中，功率检测器320可包括接收来自传送器300的输出信号部分340的装置。功率检测器320的功率估计器550可接收来自传送器300的波形生成器400的参考信号485/495。

回到图7，可比较参考信号和输出信号的该部分的数字表示(560/570)以计算与传送器相关联的增益(框730)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，功率检测器320的增益计算器逻辑605可接收来自信号接收器逻辑600的信号560/570(例如，其可对应于输出信号部分340)和参考信号485/495，可比较信号560/570和参考信号485/495，并且可基于信号560/570和参考信号485/495来计算增益630(例如，与传送器300相关联)。

如图7中进一步所示，可接收来自与传送器相关联的波形生成器的参考信号的均方根(RMS)值(框740)，并且可基于计算的增益和参考信号的RMS值来估计传送器的输出功率(框750)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，输出功率估计器逻辑610或功率检测器320可从增益计算器逻辑605接收增益630，并且可从传送器300(例如，从波形生成器400)接收RMS值635。输出功率估计器逻辑610可基于增益630和RMS值635来确定与传送器300相关联的输出功率估计350。

过程框730可包括图8中所示的过程框。如图8中所示，过程框730可包括将直流(DC)补偿过程应用到比较(框810)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，功率检测器320的增益计算器逻辑605可在计算增益630前实现直流(DC)补偿过程615。

回到图8，过程框730可包括应用时间对齐过程以补偿延迟并使得在参考信号与输出信号的该部分的数字表示之间能够进行比较(框820)，和/或将失真减少过程应用到比较(框830)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，功率检测器320的增益计算器逻辑605可在计算增益630前实现时间对齐过程620，和/或可在计算增益630前实现失真减少过程625。

在一个实施例中，过程框810可包括为参考信号485/495与输出信号330的一部分的数字表示(560/570)之间的不同现实延迟使用相关度量，其中，参考信号485/495的不同采样率可用于实现精确度。通过使用最低可能采样率以为参考信号485/495满足奈奎斯特准则，并使用选择的插值方法以通过围绕预定的粗延迟进行调查来改进精确度，可在几个步骤中执行时间对齐。

过程框810可包括图9中所示的过程框。如图9中所示，过程框810可包括将粗时间对齐过程应用到比较(框900)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，时间对齐过程620可用于解决从波形生成器400到功率放大器460并通过功率检测器320返回的信号路径中各种组件所引入的延迟。时间对齐过程620可在时间和频率域中均使用互相关。时间对齐过程620可包括粗时间对齐技术，该技术将参考信号485/495下采样为与信号560/570相同的采样率，并为不同延迟使用相关度量。

回到图9，过程框810可包括将精细时间对齐过程应用到比较(框910)，或者将插值过程应用到比较(框920)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，时间对齐过程620可包括精细时间对齐技术，该技术使用参考信号485/495的多个可能版本(即，原样使用参考信号等)。时间对齐过程620可通过插值来增大参考信号485/495的采样率。

备选和/或附加的是，过程框730可包括图10中所示的过程框。如图10中所示，过程框730可包括将与输出信号的该部分相关联的包络的均值除以与参考信号相关联的包络的均值以计算增益(框1000)，和/或计算与输出信号的该部分相关联的包络的RMS值(框1010)，计算与参考信号相关联的包络的RMS值(框1020)，并且将与输出信号的该部分相关联的RMS值除以与参考信号相关联的RMS值以计算增益(框1030)。例如，在上面结合图6所述的实施例中，功率检测器320的增益计算器逻辑605可以在多种方式中计算增益630。在一个示例中，假设信号560/570的包络的形状除放大外在所有方面未改变，则增益计算器逻辑605可将信号560/570的包络的均值除以参考信号485/495的包络的均值。增益计算器逻辑605可为功率检测器320的效应来补偿此比率以便获得增益630。在另一示例中，增益计算器逻辑605可计算两个信号包络的RMS值(例如，以电流、电压或电荷为单位)，并且可将与信号560/570相关联的RMS值除以与参考信号485/495相关联的RMS值以计算增益630。

图11示出功率检测器300的附加(或备选)的示范组件。如图所示，功率检测器300可包括波形生成器1100、数模转换器(DAC)1105、模拟组件1110、耦合器1115、测量接收器1120及RMS增益估计器1125。

波形生成器1100可包括接收信号(例如，要由用户装置110传送的外出信号)、并且将信号变换成第一调制(I_TX)信号1130和第二调制(Q_TX)信号1135、以及还变换成第一参考信号(I_REF)1140和第二参考信号(Q_REF)1145的装置或组件。调制信号1130/1135可包括可用于调制载波信号的波形(例如，信号的笛卡儿坐标表示式)。参考信号1140/1145可包括由波形生成器1100生成的调制信号1130/1135的副本。在一个实施例中，波形生成器1100可包括上面结合波形生成器400(图4)所述的特征。如图11中进一步所示，波形生成器1100可将调制信号1130/1135提供到DAC 1105，并且可将参考信号1140/1145提供到RMS增益估计器1125。

DAC 1105可包括将数字(例如，二进制)码转换为模拟信号(例如，电流、电压或电荷)的一个或多个装置或组件。在一个实施例中，DAC 1105可从波形生成器1100接收调制信号1130/1135，并且可将调制信号1130/1135从数字信号转换为模拟信号。DAC 1105可将转换的调制信号1130/1135提供到模拟组件1110。

模拟组件1110可包括进一步处理转换的调制信号1130/1135以产生RF信号1150的一个或多个模拟装置或组件。在一个实施例中，模拟组件1110可包括上面结合图4所述的功率检测器300的一个或多个模拟组件。如图11中进一步所示，模拟组件1110可将RF信号1150提供到耦合器1115。

耦合器1115可包括从模拟组件1110接收RF信号1150、并且将RF信号1150(或RF信号1150的一部分)耦合到测量接收器1120的装置或组件。在一个示范实施例中，耦合器1115可包括定向耦合器，其通过使用一起设置得足够近的两条传送线路，以便经过一条线路的能量耦合到另一条线路，从而通过端口耦合RF信号1150。如图11中进一步所示，耦合器1115可将RF信号1150提供到天线(例如，天线组装件260)。

测量接收器120可包括接收RF信号1150、将RF信号1150转换为数字基带信号、以及测量转换的基带信号的一个或多个装置或组件。测量接收器1120可基于接收的RF信号1150来生成第一测量信号(I_MEAS)1155和第二测量信号(Q_MEAS)1160。测量接收器1120可将测量的信号1155/1160提供到RMS增益估计器1125。

RMS增益估计器1125可包括接收参考信号1140/1145和测量的信号1155/1160并且可比较测量的信号1155/1160和参考信号1140/1145的一个或多个装置或组件。在一个实施例中，RMS增益估计器1125可基于测量的信号1155/1160和参考信号1140/1145来计算RMS增益估计1165。用户装置110可使用RMS增益估计1165来控制在用户装置110的天线的输出功率。RMS增益估计器1125可使用多种技术(例如，互相关、最小均方等)提供参考信号1140/1145与测量的信号1155/1160之间的时间对齐。下面结合例如图12A和12B来提供RMS增益估计器1125的进一步细节。

虽然图11示出传送器300的示范组件，但在其它实施例中，传送器300可包含与图11所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，传送器300的一个或多个组件可执行描述为由传送器300的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。

图12A和12B示出RMS增益估计器1125的示范组件。如图12A中所示，RMS增益估计器1125可包括平方组件1200、延迟器(de1ay)1210、平均组件1220、计数器1230、除法组件1240及平方根组件1250。

每个平方组件1200可包括接收信号并将该信号自乘以提供该信号的平方版本的装置或组件。在一个实施例中，其中两个平方组件1200可接收参考信号1140/1145，并且可生成参考信号1140/1145的平方。另外两个平方组件1200可接收测量的信号1155/1160，并且可生成测量的信号1155/1160的平方。如图12A中进一步所示，平方参考信号1140/1145可加在一起以产生第一参考信号(例如，a_ref(n)＝r_ref ²(n))，并且平方测量的信号1155/1160可加在一起以产生第一测量的信号(例如，a_meas(n)＝r_meas ²(n))。

每个延迟器1210可包括接收信号并在该信号中引入延迟的装置或组件。在一个实施例中，延迟器1210之一可接收第二参考信号(例如，b_ref(n))，并且可在第二参考信号中引入延迟以产生延迟的第二参考信号(例如，b_ref(n-1))。另一延迟器1210可接收第二测量的信号(例如，b_meas(n))，并且可在第二测量的信号中引入延迟以产生延迟的第二测量的信号(例如，b_meas(n-1))。如图12A中进一步所示，第一参考信号(例如，a_ref(n)＝r_ref ²(n))可与延迟的第二参考信号(例如，b_ref(n-1))相加，并且结果可提供到平均组件1220之一。此外，第一测量的信号(例如，a_meas(n)＝r_meas ²(n))可与延迟的第二测量的信号(例如，b_meas(n-1))相加，并且结果可提供到平均组件1220之一。

每个平均组件1220可包括接收信号并确定接收信号的平均值的装置或组件。在一个实施例中，平均组件1220之一可接收第一参考信号(例如，a_ref(n)＝r_ref ²(n))与延迟的第二参考信号(例如，b_ref(n-1))相加的结果，并且可确定结果的平均值(例如，通过除以“n”以产生第三参考信号(c_ref(n)))。另一平均组件1220可接收第一测量的信号(例如，a_meas(n)＝r_meas ²(n))与延迟的第二测量的信号(例如，b_meas(n-1))相加的结果，并且可确定结果的平均值(例如，通过除以“n”以产生第三测量的信号(c_meas(n)))。如图12A中进一步所示，平均组件1220可从计数器1230接收值(“n”)。在一个示范实施例中，可省略平均组件1220。

计数器1230可包括生成并记住计数器值(例如，“n”)的装置或组件。计数器值可由每个平均组件1220用于计算第三参考信号(c_ref(n))和第三测量的信号(c_meas(n))。计数器值“n”可表示采样时刻。

除法组件1240可包括接收两个信号并将一个信号除以另一个信号的装置或组件。在一个实施例中，除法组件1240可接收第三参考信号(c_ref(n))和第三测量的信号(c_meas(n))，并且可将第三测量的信号(c_meas(n))除以第三参考信号(c_ref(n))以产生结果(例如，G_est ²(n)，其可相当于测量的均方(MS_meas)除以参考均方(MS_ref))。除法组件1240可将结果(例如，G_est ²(n))提供到平方根组件1250。

平方根组件1250可包括接收信号并确定信号的平方根的装置或组件。在一个实施例中，平方根组件1250可从除法组件1240接收结果(例如，G_est ²(n))，并可确定结果(例如，G_est ²(n))的平方根。结果的平方根(例如，G_est(n))可相当于测量的均方根(RMS_meas)除以参考均方根(RMS_ref)，这可相当于RMS增益估计1165(图11)。

如图12A中所示，RMS增益估计器1125可提供“运行RMS”计算，并且可包括两个“运行RMS”功率计算器(例如，提供参考均方根(例如，RMS_ref)的运行RMS参考计算器和提供测量的均方根(RMS_meas)的运行RMS测量计算器)。图12A中所示的“运行RMS”拓扑可提供在每个样本时刻(例如，计数器值“n”，其中，n＝1，2，...，N)计算的新RMS增益估计(例如，RMS增益估计1165)。在一个实施例中，RMS增益估计器1125可基于取命令(例如，从功率检测器320接收)，将RMS增益估计1165(例如，G_est(n))提供到功率检测器320，以便功率检测器320可利用RMS增益估计1165。在一个示范实施例中，图12A中所示的RMS拓扑可执行以下计算：

G_{est} (n) = \frac{\sqrt{c_{meas} (n)}}{\sqrt{c_{ref} (n)}} = \frac{\sqrt{b_{meas} (n) / n}}{\sqrt{b_{ref} (n) / n}} = \frac{\sqrt{\frac{1}{n} (a_{meas} (n) + a_{meas} (n - 1) + . . . + a_{meas} (1))}}{\sqrt{\frac{1}{n} (a_{ref} (n) + a_{ref} (n - 1) + . . . + a_{ref} (1))}}

= \frac{\sqrt{\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} a_{meas} (k)}}{\sqrt{\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} a_{ref} (k)}} = \frac{\sqrt{\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} r_{meas}^{2} (k)}}{\sqrt{\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} r_{ref}^{2} (k)}} = \frac{\sqrt{\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} (i_{meas}^{2} (k) + q_{meas}^{2} (k))}}{\sqrt{\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} (i_{ref}^{2} (k) + q_{ref}^{2} (k))}} = \frac{{RMS}_{measMagnltude} (n)}{{RMS}_{refMagnltude} (n)}

图12B示出与图12A相同的RMS增益估计器1125的布置，不同之处是可为每个延迟器1210提供重置开关1260。重置开关1260可包括在延迟器1210提供的信号与“0”值之间切换的装置或组件。重置开关1260可使得RMS增益估计器1125能够生成重置命令，该命令促使计数器1230将计数器值(“n”)重置为“1”。在一个实施例中，重置命令可由功率检测器320生成。下表示出对于其中在样本编号5接收重置命令的情况、重置功能性可由RMS增益估计器1125(图12B中示出)如何实现的示例。

样本(k)	n	a(k)	b(k-1)或0	b(n)
					1	1	a(1)	b(0)＝0	b(1)＝a(1)+b(0)＝a(1)
2	2	a(2)	b(1)＝a(1)	b(2)＝a(2)+b(1)＝a(2)+a(1)
					3	3	a(3)	B(2)＝a(2)+a(1)	b(3)＝a(3)+b(2)＝a(3)+a(2)+a(1)
4	4	a(4)	B(3)＝a(3)+a(2)+a(1)	b(4)＝a(4)+b(3)＝a(4)+a(3)+a(2)+a(1)
					5(重置)	1	a(5)	B(4)＝0	b(5)＝a(5)
6	2	a(6)	B(5)＝a(5)	b(6)＝a(6)+b(5)＝a(6)+a(5)

7

3

a(7)

B(6)＝a(6)+a(5)

b(7)＝a(7)+b(6)＝a(7)+a(6)+a(5)

表

虽然图12A和12B示出RMS增益估计器1125的示范组件，但在其它实施例中，RMS增益估计器1125可包含与图12A和12B所示相比更少、不同、不同布置或另外的组件。在仍有的其它实施例中，RMS增益估计器1125的一个或多个组件可执行描述为由RMS增益估计器1125的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。

图13和14示出根据本文中所述实施例的用于估计用户装置110的RMS增益的示范过程1300的流程图。在一个实施例中，过程1300可由用户装置110的硬件和/或软件组件(例如，RMS增益估计器1125)来执行。在其它实施例中，过程1300可由用户装置110的硬件和/或软件组件与另一装置或装置组(例如，其与用户装置110通信)的硬件和/或软件组件组合来执行。

如图13中所示，过程1300可以从传送器接收参考信号(I_REF，Q_REF)开始(框1310)，随后从传送器接收测量的输出信号(I_MEAS，Q_MEAS)(框1320)。例如，在上面结合图11所述的实施例中，RMS增益估计器1125可从波形生成器110接收参考信号1140/1145，并且可从测量接收器1120接收测量的信号1155/1160。

如图13中进一步所示，基于参考信号和测量的输出信号，可计算与传送器相关联的均方根(RMS)增益估计(框1330)。例如，在上面结合图11和12A所示的实施例中，接收参考信号1140/1145和测量的信号1155/1160，可比较测量的信号1155/1160和参考信号1140/1145，并且可基于测量的信号1155/1160和参考信号1140/1145来计算RMS增益估计1165。RMS增益估计器1125可提供“运行RMS”计算，并且可包括两个“运行RMS”功率计算器(例如，提供参考均方根(例如，RMS_ref)的运行RMS参考计算器和提供测量的均方根(RMS_meas)的运行RMS测量计算器)。

过程框1330可包括图14中所示的过程框。如图14中所示，过程框1330可包括基于参考信号和测量输出信号来计算每个样本的运行RMS参考功率值(框1400)，基于参考信号和测量的输出信号为每个样本计算运行RMS测量功率值(框1410)，以及通过将运行RMS测量功率值除以运行RMS参考功率值来计算RMS增益估计(框1420)。例如，在上面结合图12A所述的实施例中，RMS增益估计器1125可提供“运行RMS”计算，并且可包括两个“运行RMS”功率计算器(例如，提供参考均方根(例如，RMS_ref)的运行RMS参考计算器和提供测量的均方根(RMS_meas)的运行RMS测量计算器)。图12A中所示的“运行RMS”拓扑可提供在每个样本时刻(例如，计数器值“n”，其中，n＝1，2，...，N)计算的新RMS增益估计(例如，RMS增益估计1165)。RMS增益估计器1125的平方根组件1250可确定结果(例如，G_est ²(n))的平方根。结果的平方根(例如，G_est(n))可相当于测量的均方根(RMS_meas)除以参考均方根(RMS_ref)，这可相当于RMS增益估计1165。

如图14中进一步所示，过程框1330可包括确定是否要重置RMS增益估计的计算(框1430)。如果RMS估计的计算要重置(框1430-是)，则过程框1330可返回过程框1400(在其中可重置计算并且可重新计算RMS增益估计)。如果RMS估计的计算不要重置(框1430-否)，则过程框1330可确定是否已接收对RMS增益估计的取命令(框1440)。如果取命令已接收(框1440-是)，则RMS增益估计可用于估计传送器的输出功率(框1450)。否则(框1440-否)，过程框1330可返回过程框1400。例如，在上面结合图12A和12B所述的实施例中，RMS增益估计器1125的重置开关1260可使得RMS增益估计器1125能够生成重置命令，该命令促使计数器1230将计数器值(“n”)重置为“1”。将计数器值重置为“1”可促使RMS增益估计器1125重新计算RMS增益估计1165。RMS增益估计器1125可基于取命令(例如，从功率检测器320接收)，将RMS增益估计1165(例如，G_est(n))提供到功率检测器320，以便功率检测器320可利用RMS增益估计1165。

本文中所述实施例可包括提供功率检测器的***和/或方法，该功率检测器估计传送器(例如，功率放大器)输出到通信装置(例如，移动电话、个人数字助理(PDA)等)的天线的功率。估计的功率输出可提供到通信装置110的其它组件，在这些组件中，它可用于控制通信装置生成的输出功率。

本文中所述实施例可提供多种优点。例如，本文中所述实施例可提供一种功率检测器，其消除对外部功率检测器的需要、节省用户装置(例如，用户装置110)中的宝贵空间、收敛快、便宜且不易受来自用户装置的天线所接收的相邻信道的干扰影响。本文中所述实施例可通过使用波形生成器信号作为参考信号以便估计传送器输出到通信装置的天线的功率来确保调制独立性。此外，本文中所述实施例可为传送信号的所述部分使用欠采样技术，以使得能够处理更少的数据并使得能够使用简单且节省电流的ADC。

实施例的以上描述提供了图示和描述，但并非旨在是穷举的或限制本发明为公开的精确形式。鉴于上述教导，修改和变化是可能的，或者可从本发明的实践来获得。例如，虽然关于图7-10描述了一系列框，但框的顺序可在其它实施例中修改。此外，非相关框可并行执行。

应强调的是，术语“包括/包括......的”在本说明书中使用时用于指明所述特征、整体、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或其组的存在或添加。

将明白的是，如上所述的示范实施例可在图中所示实施例中以软件、固件和硬件的许多不同形式来实现。用于实现这些方面的实际软件代码或专用控制硬件不应视为限制性的。因此，这些方面的操作和行为未参照特定的软件代码来描述。可理解的是，基于本文中的描述，能够设计软件和控制硬件来实现这些方面。

此外，本发明的某些部分可实现为执行一个或多个功能的“逻辑”。逻辑可包括例如专用集成电路、现场可编程门阵列、处理器或微处理器的硬件或硬件和软件的组合。

即使特征的特定组合在权利要求中记载和/或在说明书中公开，这些组合也并非旨在限制本发明。实际上，许多这些特征可以在未明确在权利要求中记载和/或在说明书中公开的方式中组合。

本申请中使用的元素、框或指令不应视为对本发明是关键或必要的，除非明确如此描述。此外，在本文中使用时，冠词“一”旨在包括一个或多个项目。在仅表示一个项目之处，使用术语“一个”或类似的语言。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非明确另外地陈述。

Claims

1.一种通信装置(110)，包括：

传送器(300)，配置成提供传送的输出信号(330)；以及

功率检测器(320)，包括模拟部分和数字部分，其中所述模拟部分配置成：

从所述传送器(300)接收所述传送的输出信号(330)的一部分(340)，

将所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)转换为基带信号，以及

使用模数转换器(540)将每个基带信号转换为所述传送的输出信号(330)的所述部分的数字表示(560/570)，以及，其中所述数字部分配置成：

从与所述传送器(300)相关联的波形生成器(400)接收参考信号(485/495)，

比较所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)，

基于所述比较，计算与所述传送器(300)相关联的增益(630)，

从所述波形生成器(400)接收所述参考信号(485/495)的均方根(RMS)值，以及

基于所计算的增益(630)和所述参考信号(485/495)的所述均方根(RMS)值，生成所述传送器(300)的输出功率的估计(350)。

2.如权利要求1所述的通信装置(110)，其中所述功率检测器(320)还配置成：

基于所述输出功率的估计(350)，控制所述传送器(300)的输出功率。

3.如权利要求1所述的通信装置(110)，其中所述模数转换器(540)的采样率小于与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)相关联的信息带宽两倍。

4.如权利要求1所述的通信装置(110)，其中在比较所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)时，所述功率检测器(320)还配置成以下之一：

将直流(DC)补偿过程应用到所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)之间的比较，或者

应用时间对齐过程以补偿延迟并使得能够实现所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)之间的比较。

5.如权利要求4所述的通信装置(110)，其中在应用所述时间对齐过程时，所述功率检测器(320)还配置成以下至少之一：

将粗时间对齐过程应用到所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)之间的比较，

将精细时间对齐过程应用到所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)之间的比较，或者

将插值过程应用到所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)之间的比较。

6.如权利要求4所述的通信装置(110)，其中，在比较所述参考信号和所述数字表示(560/570)时，所述功率检测器(320)还配置成：

将失真减少过程应用到所述参考信号(485/495)和所述数字表示(560/570)之间的比较。

7.如权利要求1所述的通信装置(110)，其中，在基于所述比较来计算与所述传送器(300)相关联的增益(630)时，所述功率检测器(320)还配置成：

将与所述数字表示(560/570)相关联的包络的均值除以与所述参考信号(485/495)相关联的包络的均值以计算所述增益(630)。

8.如权利要求1所述的通信装置(110)，其中，在基于所述比较来计算与所述传送器(300)相关联的增益(630)时，所述功率检测器(320)还配置成：

计算与所述数字表示(560/570)相关联的包络的均方根(RMS)值，

计算与所述参考信号(485/495)相关联的包络的均方根(RMS)值，以及

将与所述数字表示(560/570)相关联的包络的均方根(RMS)值除以与所述参考信号(485/495)相关联的包络的均方根(RMS)值以计算所述增益(630)。

9.如权利要求1所述的通信装置(110)，其中所述功率检测器(320)的模拟部分包括：

可变增益放大器(500)，配置成：

从所述传送器(300)接收所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)，以及

缓冲所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)；

混频器(510)，配置成：

从所述可变增益放大器(500)接收所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)，以及

将所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)从射频信号转换为基带信号；以及

所述模数转换器(540)配置成：

从所述混频器(510)接收所述基带信号，以及

将所述基带信号从模拟信号转换成数字信号。

10.一种由通信装置(110)执行的方法，所述通信装置包括模数转换器(540)、传送器(300)和与所述传送器相关联的波形生成器(400)，所述方法包括：

从所述波形生成器(400)接收参考信号(485/495)；

从所述传送器(300)接收传送的输出信号(330)的一部分(340)；

在所述模数转换器(540)中将所述传送的输出信号(340)的所述部分(340)转换为数字表示(560/570)；

比较所述参考信号(485/495)和所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)；

基于所述比较，计算与所述传送器(300)相关联的增益(630)；

从所述波形生成器(400)接收参考信号(485/495)的均方根(RMS)值；以及

基于所计算的增益(630)和所述参考信号(485/495)的均方根(RMS)值，提供所述传送器(300)的输出功率的估计(350)。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

基于所述输出功率的所述估计(350)，控制所述传送器(300)的输出功率。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述模数转换器(540)的采样率小于与所述传送的输出信号(330)的所述部分相关联的信息带宽两倍。

13.如权利要求10所述的方法，其中比较所述参考信号(485/495)和所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)包括以下之一：

将直流(DC)补偿过程应用到所述参考信号(485/495)与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)之间的比较，或者

应用时间对齐过程以补偿延迟并使得能够实现所述参考信号(485/495)与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)之间的比较。

14.如权利要求13所述的方法，其中应用时间对齐过程包括以下至少之一：

将粗时间对齐过程应用到所述参考信号(485/495)与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)之间的比较；

将精细时间对齐过程应用到所述参考信号(485/495)与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)之间的比较；或者

将插值过程应用到所述参考信号(485/495)与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)之间的比较。

15.如权利要求10所述的方法，其中比较所述参考信号(485/495)和所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)包括：

将失真减少过程应用到所述参考信号(485/495)与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)之间的比较。

16.如权利要求10所述的方法，其中计算增益(630)包括：

将与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)相关联的包络的均值除以与所述参考信号(485/495)相关联的包络的均值以计算所述增益(630)。

17.如权利要求10所述的方法，其中计算增益(630)包括：

计算与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)相关联的包络的均方根(RMS)值；

计算与所述参考信号(485/495)相关联的包络的均方根(RMS)值；以及

将与所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)相关联的包络的均方根(RMS)值除以与所述参考信号(485/495)相关联的包络的均方根(RMS)值以计算所述增益(630)。

18.一种通信装置(110)，包括：

存储器(245)，存储多个指令；以及

处理器(240)，执行所述存储器(245)中的指令以：

从与所述通信装置(110)相关联的传送器(300)接收参考信号(485/495)，

从所述传送器(300)接收传送的输出信号(330)的一部分(340)，

比较所述参考信号(485/495)和所述传送的输出信号(330)的所述部分(340)的数字表示(560/570)，

基于所述比较，计算与所述传送器(300)相关联的增益(630)，

从与所述传送器(300)相关联的波形生成器(400)接收所述参考信号(485/495)的均方根(RMS)值，

基于所计算的增益(630)和所述参考信号(485/495)的均方根(RMS)值，提供所述传送器(300)的输出功率的估计(350)，以及

19.如权利要求18所述的通信装置(110)，其中所述处理器(240)还执行所述存储器(245)中的指令以：

从所述传送器(300)接收测量的输出信号(1155/1160)，以及

基于所述参考信号(1140/1145)和所述测量的输出信号(1155/1160)，计算与所述传送器(300)相关联的均方根(RMS)增益估计(1165)。

20.如权利要求19所述的通信装置(110)，其中在计算所述RMS增益估计(1165)时，所述处理器(240)还执行所述存储器(245)中的指令以：

基于所述参考信号(1140/1145)来计算运行RMS参考功率值，

基于所述测量的输出信号(1155/1160)来计算运行RMS测量功率值，

通过将所述运行RMS测量功率值除以所述运行RMS参考功率值，计算所述RMS增益估计(1165)，

当确定所述RMS增益估计(1165)计算要重置时，重新计算所述运行RMS参考功率值和所述运行RMS测量功率值，

确定是否提供所述RMS增益估计(1165)以用于输出功率估计，以及

当确定提供所述RMS增益估计(1165)以用于输出功率估计时，基于所述RMS增益估计(1165)来计算所述传送器(300)的输出功率的所述估计(350)。