專利名稱：用于控制自適應前饋放大器中的回路對準的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及功率放大器。尤其涉及自適應前饋功率放大器以及用于控制前饋放大器的方法。
背景技術(shù)：
RF放大器是用于復制輸入端處存在的RF信號的設備，從而產(chǎn)生具有高得多的功率級的輸出信號。從輸入端到輸出端的功率增長稱作放大器的“增益”。當該增益在輸入信號的動態(tài)范圍上保持恒定時，該放大器稱作“線性的”。放大器在所傳遞的功率方面的能力有限，這是因為增益和相位變化，特別是高功率時的飽和，使得當輸入功率級改變時所有的實際應用的放大器成為非線性的。所生成的畸變功率相對于所傳遞的信號功率的比值是該放大器非線性度的量度。
在RF通信系統(tǒng)中，放大器最大允許非線性度是由政府機構(gòu)規(guī)定的，例如FCC或者ITU。因為放大器在接近飽和工作時本身是非線性的，所以線性度要求通常成為額定發(fā)送功率的限制。一般而言，當接近飽和工作時，由于放大器發(fā)送的遞增信號功率成比例地小于所生成的遞增畸變功率，因此該放大器的線性度快速下降。
常規(guī)上用于減少系統(tǒng)輸出端處的畸變的各種補償方法又會增加額定功率傳遞能力。優(yōu)選的方法是前饋補償。在前饋RF功率放大器中，采用誤差信號放大器來放大主放大器畸變成分，然后將該成分與主放大器輸出異相地組合，從而消除主放大器畸變成分。一般而言，前饋補償提供了主放大器的功率容量和誤差信號放大器的線性度。
放大器的前饋線性化基于平行RF路徑的增益和相位的匹配，從而消除載波(輸入)信號(回路1)或者消除畸變(回路2)。載波消除通常稱作“回路1誤差信號”，其為主放大器路徑的畸變估計。在回路2內(nèi)出現(xiàn)畸變消除，并且利用回路1誤差信號來消除主放大器的畸變。各個回路中增益和相位的匹配稱作“回路對準控制(loopalignment control)”。當回路2的對準是正確的時，輸出端處的畸變最小化，從而使得整個前饋系統(tǒng)比單獨的主放大器更線性。當回路1的對準是正確的時，通過誤差信號放大器(其放大回路1的誤差信號)的功率是有限的。在大多數(shù)情況下，必須在回路2的誤差信號放大器啟動前完成回路1對準。這確保了誤差信號放大器不會過載(一種會產(chǎn)生不想要的畸變或者設備損壞的情況)。
已經(jīng)存在許多前饋線性化的現(xiàn)有方法，最早的年代是二十世紀二十年代。在較早的方法中，對準設定是靜態(tài)的，具有固定的增益和相位設定，針對標稱工作條件進行優(yōu)化。后來，采用了自適應方法，在內(nèi)部測量回路的失準，并且用于隨后的對準調(diào)整。自適應前饋控制系統(tǒng)能夠為動態(tài)改變的參數(shù)提供補償，該參數(shù)例如影響放大器性能的溫度和DC電源變化。通常，希望具有盡可能快地使前饋放大器控制系統(tǒng)調(diào)整到最佳設定，從而使該放大器在小于最佳設定狀態(tài)下工作的時間量最小化。
自適應前饋控制方法采用了對準控制算法，將對準設定(增益和相位)從任何初始的設定調(diào)整到產(chǎn)生最佳測量對準的設定?，F(xiàn)有的對準控制算法依賴于“最速下降”或者“坐標下降”算法。最速下降算法沿著2D增益相位空間內(nèi)的梯度方向調(diào)整對準設定。沿著正交方向使對準高頻脈動并且測量所測得的失準的變化，由此提供梯度的估計量。坐標下降算法沿著預定正交方向(通常為增益和相位軸)進行兩個獨立的1維搜索。使該算法高頻脈動，以確定沿著各個坐標的哪個方向減少了所測得的失準。這兩種方法在實際應用的系統(tǒng)中都具有缺點，其采用了處理功率有限的控制處理器并且希望快速回路對準。因此，在實際應用的自適應前饋系統(tǒng)中還沒有實現(xiàn)希望的快速、準確的回路收斂。
因此，目前需要一種用于在前饋放大器系統(tǒng)中進行快速回路對準控制的系統(tǒng)和方法，其能夠避免上述的現(xiàn)有技術(shù)的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，本發(fā)明提供了一種用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法。該方法包括獲得多個現(xiàn)有對準設定，每個設定確定了對準設定空間中的一點，這些設定包括至少三個預先設定，這三個預先設定在對準設定空間中是非共線的。該方法還包括利用非共線的預先調(diào)整設定確定調(diào)整方向，并且利用該調(diào)整方向調(diào)整一個或多個控制回路設定。
在用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法的優(yōu)選實施例中，對準設定空間包括由可能的增益調(diào)整設定、相位調(diào)整設定和所檢測的對準誤差信號值確定的三維空間。調(diào)整一個或多個控制回路設定優(yōu)選包括調(diào)整增益設定或者調(diào)整相位設定。該放大器系統(tǒng)可以是包括載波消除控制回路和誤差信號消除控制回路的前饋放大器。調(diào)整一個或多個控制回路設定可以包括調(diào)整增益設定或者調(diào)整載波消除控制回路的相位設定。該載波消除控制回路還可以包括輸入測試耦合器和載波消除測試耦合器，所檢測的對準誤差信號值可以包括載波消除測試耦合器與輸入測試耦合器之間的所檢測的載波功率比值。調(diào)整一個或多個控制回路設定還可以包括調(diào)整增益設定或者調(diào)整誤差信號消除控制回路的相位設定。該誤差信號消除控制回路可以包括誤差信號消除測試耦合器，并且所檢測的對準誤差信號值可以包括在測試耦合器處所檢測的誤差信號功率。該前饋放大器還可以包括導頻信號源，并且所檢測的對準誤差信號值可以包括所檢測的剩余導頻信號功率。調(diào)整方向在對準設定空間中可以取離散值。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了一種用于控制具有控制回路的放大器系統(tǒng)的方法，該控制回路包括控制回路輸入端、第一信號路徑、第二信號路徑、控制回路輸出端和控制回路誤差信號測試耦合器，第一和第二信號路徑中的至少一個信號路徑包括放大器。該方法包括利用由控制回路誤差信號測試耦合器采樣的信號來檢測控制回路誤差信號值，并且利用所檢測的誤差信號值和兩個或多個回路控制參數(shù)來確定回路控制設定空間中的一點。該方法還包括確定回路控制設定空間中的一個平面，并且確定回路控制設定空間中的梯度。該方法還包括利用該平面和梯度信息選擇回路控制設定空間中的調(diào)整方向，并且利用該調(diào)整方向調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)。
在優(yōu)選實施例中，該用于控制放大器系統(tǒng)的方法還包括采樣控制回路輸入端處的信號，并且檢測控制回路誤差信號值包括確定由控制回路誤差信號測試耦合器采樣的信號與在控制回路輸入端處采樣的信號的比值。該控制回路還可以包括增益調(diào)整器和相位調(diào)整器，并且兩個或多個回路控制參數(shù)可以包括增益和相位調(diào)整器設定?；芈房刂圃O定的空間可以包括由可能的增益調(diào)整器設定、相位調(diào)整器設定和回路誤差信號值確定的三維空間。確定回路控制設定空間中的平面優(yōu)選包括獲得多個連續(xù)的預先設定，每個預先設定確定了回路控制設定空間中的一點，確定是否可獲得至少三個非共線的預先設定點，如果可獲得，則利用該至少三個非共線的預先設定點確定回路控制設定空間中的一個平面。確定回路控制設定空間中的平面優(yōu)選還包括根據(jù)該至少三個非共線的預先設定點確定該平面的法向矢量。該方法還可以包括確定該平面的斜率，并且確定該斜率是否具有零值，其中只有當該斜率具有非零值時才確定梯度方向。選擇回路控制設定空間中的調(diào)整方向優(yōu)選包括選擇接近梯度方向并且與最后的兩個預先設定點不共線的方向。例如，選擇回路控制設定空間中的調(diào)整方向可以包括將多個離散方向與梯度方向進行比較，并且選擇最接近的非共線方向。利用該調(diào)整方向調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)還可以包括利用步長來調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)，并且通過將該步長與邊界步長值進行比較來改變該步長。可選的是，該步長可以根據(jù)所檢測的控制回路誤差信號值改變。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了一種前饋放大器系統(tǒng)，其包括用于接收RF輸入信號的輸入端和與該輸入端耦合的第一控制回路。該第一控制回路包括主放大器、主放大器采樣耦合器、延遲元件和消除組合器。第二控制回路與第一控制回路耦合，并且包括第一信號路徑、包括誤差信號放大器的第二信號路徑以及使第一和第二信號路徑耦合的誤差信號耦合器。輸出端耦合到該誤差信號耦合器。該前饋放大器系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，其與采用可調(diào)回路控制設定的第一和第二控制回路中的至少一個耦合，并且對其進行控制。該控制系統(tǒng)包括利用非共線下降算法編程的處理器，該算法選擇與多個最近的預先設定非共線的控制設定調(diào)整方向。
在前饋放大器系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，該第一控制回路還包括增益調(diào)整器和相位調(diào)整器。該控制系統(tǒng)與增益調(diào)整器和相位調(diào)整器耦合，并且可調(diào)回路控制設定包括回路1增益調(diào)整器設定和回路1相位調(diào)整器設定。該第二控制回路還可以包括增益調(diào)整器和相位調(diào)整器。該控制系統(tǒng)與回路2增益調(diào)整器和相位調(diào)整器耦合，并且可調(diào)回路控制設定包括回路2增益調(diào)整器設定和回路2相位調(diào)整器設定。該第一控制回路還可以包括輸入測試耦合器，耦合該耦合器以采樣輸入信號，該耦合器向處理器提供采樣輸入信號，還包括回路1測試耦合器，耦合該耦合器以采樣載波消除組合器的輸出，該耦合器向處理器提供采樣回路1測試信號。該算法優(yōu)選采用采樣回路1測試信號與采樣輸入信號的比值，以調(diào)整增益和相位設定。該前饋放大器還可以包括導頻信號源，并且第二控制回路還可以包括用于采樣回路2輸出的回路2測試耦合器。該前饋放大器還可以包括與回路2測試耦合器耦合的導頻信號檢測器，并且其向處理器提供所檢測的剩余導頻功率信號，該算法可以采用所檢測的剩余導頻功率信號來調(diào)整增益和相位設定。該非共線下降算法優(yōu)選使用至少三個連續(xù)的預先設定，來估計用于調(diào)整控制設定的梯度方向。該非共線下降算法優(yōu)選選擇接近梯度方向并且與最近的對準調(diào)整設定非共線的調(diào)整方向。例如，該非共線下降算法可以通過比較量化下降方向與梯度方向來選擇調(diào)整方向。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了用于對準放大器系統(tǒng)控制回路的自適應控制器。該自適應控制器包括用于接收對應于放大器系統(tǒng)控制回路的對準誤差信號的一個或多個測試信號的一個或多個輸入端。該自適應控制器還包括與該一個或多個輸入端耦合并且具有一個或多個控制輸出端的處理器。利用算法對該處理器編程，以向控制輸出端提供回路調(diào)整設定，從而控制放大器系統(tǒng)的回路。該算法檢索多個最近的預先設定，并且選擇與該多個最近的預先設定非共線的控制設定調(diào)整方向。
在用于對準放大器系統(tǒng)的控制回路的自適應控制器的優(yōu)選實施例中，該算法檢索至少三個連續(xù)的最近的預先設定。該算法優(yōu)選在設定空間中確定一個平面和一個梯度方向，并且利用該平面和該梯度方向確定非共線調(diào)整方向。該設定空間可以包括由可能的增益調(diào)整設定、相位調(diào)整設定和對準誤差信號值確定的三維空間。用于接收測試信號的一個或多個輸入端可以接收包括導頻信號的采樣輸出信號。該自適應控制器可以包括與測試信號輸入端耦合并且向處理器提供所檢測的剩余導頻功率信號的導頻信號檢測器，并且該算法采用所檢測的剩余導頻功率信號來控制該放大器系統(tǒng)的回路。
在以下的詳細說明中陳述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。


圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的前饋功率放大器的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的回路控制系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的回路對準控制算法的流程圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的梯度估計處理流程的流程圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于選擇非共線下降方向的處理流程的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的對準和步長更新處理流程的第一實施例的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的對準和步長更新處理流程的第二實施例的流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于使回路對準搜索初始化的處理流程的流程圖。
具體實施例方式
圖1和圖2表示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的前饋補償功率放大器(PA)的結(jié)構(gòu)圖。圖1表示了基本的前饋放大器，圖2表示了控制系統(tǒng)。
如圖1所示，該前饋放大器具有采用兩個控制回路的常規(guī)結(jié)構(gòu)。回路1包括信號輸入端103、采樣耦合器106、增益調(diào)整器108、相位調(diào)整器109、導頻信號輸入耦合器112、主放大器115、主采樣耦合器118、輸入測試耦合器130、延遲器133、消除組合器136和回路1(或者載波消除)測試耦合器139?；芈?包括主采樣耦合器118、主路徑延遲器121、誤差信號耦合器124、載波消除組合器136、回路2增益調(diào)整器141、回路2相位調(diào)整器142、誤差信號放大器145、回路2(或者載波消除)測試耦合器148和輸出端127。
如圖2所示，該控制系統(tǒng)可以包括處理器202，其編程為采用以下詳細描述的自適應控制器算法實施回路控制處理?；芈?對準包括調(diào)整增益和相位移位器控制設定(由α1和φ1表示)從而使在圖1中的“回路1測試”處所檢測的功率最小化。該處理器還可以(可選地)接收對應于所檢測的輸入功率的輸入測試數(shù)據(jù)，并且使在回路1測試處所檢測的功率與所檢測的輸入功率的比值最小化?；芈?對準包括調(diào)整增益和相位移位器控制設定(由α2和φ2表示)從而使在圖1中的“回路2測試”處所檢測的功率最小化。該功率可以(可選地)對應于剩余(未消除的)導頻信號。
更具體地講，如圖2所示，處理器202從(可選的)輸入測試耦合器130經(jīng)由功率檢測器214和A/D轉(zhuǎn)換器212接收輸入測試數(shù)據(jù)x(t)，并且從回路1測試耦合器139經(jīng)由功率檢測器218和A/D轉(zhuǎn)換器216接收回路1測試數(shù)據(jù)ε(t)。(可選的)導頻信號發(fā)生器220生成導頻信號，將該信號提供給導頻信號輸入耦合器112(圖1中表示)。導頻信號接收器222檢測來自回路2測試耦合器148(圖1中表示)的任何未消除的控制信號z(t)，并且向處理器202提供所檢測的數(shù)字形式的導頻信號。該處理器202生成對準設定序列，以減少消除剩余(下面定義)。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器204、206、208、210將回路1和回路2數(shù)字增益調(diào)整和相位調(diào)整控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號α1、φ1、α2、φ2，將它們提供到增益和相位調(diào)整器108、109、141和142(如圖1所示)。將調(diào)整器設定以及相關的回路誤差信號值存儲在與處理器202相關的適當存儲器224中，從而允許下面討論的回路控制算法使用多個連續(xù)的設定。
用于第一回路對準控制的算法優(yōu)選使第一測試回路處的標準誤差信號功率最小化。該最小化能夠具有多種形式，這取決于用于測量輸入和誤差信號功率的檢測器的類型。如果使用RMS(均方根)檢測器，并且隨時間平均輸入和誤差信號測量值，則標準平方誤差為Pk=L{|ϵ|2}L{|x|2}]]>等式1其中L{}表示線性算符，例如平均或過濾；腳標k表示時間。如果使用對數(shù)檢測器，并且隨時間平均輸入和功率測量值，則標準平方誤差為10log10{Pk}＝L{|ε|2}-L{|x|2} 等式2。
前一標準化是算術(shù)平均的比值。后一標準化在從對數(shù)-線性轉(zhuǎn)換之后為幾何平均的比值。下面描述的算法能夠用于任意類型的誤差函數(shù)。
所測量的標準平方誤差是時間k時的對準設定的函數(shù)
Pk＝P(αk，φk) 等式3可能的對準設定的集合形成了誤差表面。對準控制算法的任務是將對準從任意初始的設定調(diào)整到產(chǎn)生最小標準平方誤差的設定。
上面，假設了將所檢測的誤差用于對準第一回路。第二回路對準類似于第一回路，不同之處在于優(yōu)選使用導頻信號。將導頻信號注入耦合器112(如圖1所示)。對于導頻信號是固定振幅的音調(diào)時的情況而言，不需要等式1中描述的標準功率。將輸出耦合器148處所檢測的剩余導頻直接用作消除剩余的估計值。過濾優(yōu)選用于將導頻信號與載波(輸入)信號分離?？梢圆捎酶鞣N導頻信號發(fā)生和檢測電路。例如，在2004年1月21日提交的美國專利申請No.10/761788以及2004年5月5日提交的美國專利申請No.10/838985中披露了導頻信號發(fā)生和檢測電路，后一申請要求保護2003年5月7日提交的臨時申請No.60/468444的權(quán)利，將它們?nèi)恳胱鳛閰⒖?。因此，下面描述的技術(shù)申請可以用于利用本領域技術(shù)人員顯而易見的適當?shù)臏y得誤差功率來對準第一回路或者第二回路，或者對準這兩個回路。因此下文中，術(shù)語“消除剩余”是指以上等式1中為回路1控制限定的Pk或者為回路2控制限定的所檢測導頻信號功率。然而，根據(jù)控制回路和放大器系統(tǒng)的特殊性，也可以使用其它形式的被檢測的回路對準誤差信號。
在描述本發(fā)明的算法之前，首先將描述現(xiàn)有搜索算法的詳細情況，從而介紹一般的背景術(shù)語和搜索算法概念。如上所述，現(xiàn)有的搜索方法依賴于“最速下降”或者“坐標下降”算法。該最速下降算法沿著2D增益-相位空間內(nèi)的梯度方向調(diào)整對準設定。沿著正交方向使對準高頻脈動并且測量Pk的變化提供了梯度的估計值。坐標下降算法沿著預定的正交方向(通常是增益和相位軸)進行兩個獨立的1D搜索。使對準高頻脈動，從而確定沿著各個坐標的哪個方向減少了Pk。
最速下降算法是應用數(shù)學領域眾所周知的，并且已經(jīng)詳盡地研究了其收斂特性。在將最速下降算法直接用于回路對準的過程中，該算法生成了對準設定序列(αkφk)，其理論上生成連續(xù)變小的標準平方誤差值。利用方向?qū)?shù)，遞歸地將該序列限定為(αk+1，φk+1)＝(αk，φk)+(Δαk，Δφk)等式4其中
(Δαk,Δφk)=(-βk∂Pk∂αk,-βk∂Pk∂φk)]]>等式5并且βk是稱作“折扣系數(shù)”的正標量項。當∂Pk∂αk=∂Pk∂φk=0]]>等式6時該序列視為收斂的。
對準更新等式5的可選限定分別使用了由sk和θgrad表示的步長和梯度方向(Δαk，Δφk)＝(-skcosθgrad’-sksinθgrad)等式7其中cosθgrad=∂Pk∂αk·{[∂Pk∂αk]2+[∂Pk∂αk]2}-0.5]]>等式8sinθgrad=∂Pk∂φk·{[∂Pk∂αk]2+[∂Pk∂αk]2}-0.5]]>等式9和sk=βk·{[∂Pk∂αk]2+[∂Pk∂φk]2}0.5]]>等式10。
顯而易見的是，即使當βk為恒定的，希望的步長sk也作為梯度絕對值的函數(shù)隨時間變化。
步長的選擇對于最速下降算法而言是一個重要的實際問題。低估sk允許該序列收斂，但是增加了達到最小值的迭代次數(shù)，因此增加了時間。高估步長造成該序列超過了最小值，從而導致了圍繞最小值的極限循環(huán)。選擇sk(或者βk)以平衡收斂速度和定態(tài)誤差是一個永久的問題。
通常利用兩個方向?qū)?shù)來計算該梯度，每個方向?qū)?shù)遵循一條坐標軸。因為使用了功率檢測器，所以不可以通過單獨的測量獲得導數(shù)信息。由兩個測量值的差來近似每個導數(shù)，將這兩個測量值的對準沿著特定方向移動。例如，與相位相關的方向?qū)?shù)近似為
∂P∂φ≈P(α,φ+Δφ)-P(α,φ)Δφ]]>等式11其中Δφ為相位導數(shù)步長。按照類似的方式計算振幅的方向?qū)?shù)。用于估計導數(shù)的步長不必與用于改進對準的步長耦合(參見等式7)。為了區(qū)分這兩種步長，將前一種稱作“導數(shù)步長”，而后一種仍沿用術(shù)語“步長”。
等式10限定的希望的步長與梯度的大小成正比；希望的對準調(diào)整方向為梯度方向。對于碗形誤差表面而言，該梯度隨著搜索朝希望的對準設定收斂而朝零減少。由于與測量梯度相關的困難，一些已知的方法使用了其它的隨著搜索收斂選擇方向和減少步長的方法。
坐標下降方法將對準調(diào)整方向限制為0、π/2、π或3π/4弧度。這些方向分別對應于增益設定的提高、相位設定的提高、增益設定的降低或者相位設定的降低。
一種方法是選擇固定的步長并且沿著選定的方向移動，從而在需要的情況下進行調(diào)整。如果正確地選擇了方向(在梯度方向的π/2弧度內(nèi))，則小步進會改進對準，如Pk的降低所示。盡管進行了適當?shù)姆较蜻x擇，但過大的步長會提高Pk，這是因為很大程度地超過了最小值。因此，可以使用Pk的變化來確定步長和方向是否適當。如果迭代序列經(jīng)歷了Pk的緩慢單調(diào)遞減，則方向是正確的，但步長過小。如果盡管方向發(fā)生大變化(π弧度)Pk仍增大，那么該步長過大。
根據(jù)步長選擇算法，在搜索較小Pk時，每次方向反轉(zhuǎn)π弧度(稱為步長的“符號變化”)時，步長減小了標量倍數(shù)。如果在沿著給定方向的N次步進之后Pk降低了，則步長提高了標量倍數(shù)。這種步長選擇方法稱作“符號反轉(zhuǎn)方法”。
步進的幅度也能夠按照Pk的函數(shù)改變，其隨著對準搜索的收斂而降低。該方法稱作“直接功率映射”，這是因為其將步長映射到標準平方誤差Pk。
現(xiàn)有的最速下降算法實現(xiàn)方案的三個關鍵問題是梯度的估計、平方根的計算和步長的選擇。
顯而易見的是，與使標準平方誤差Pk最小化所進行的對準調(diào)整相比，用于估計梯度的對準調(diào)整次數(shù)更多。也就是說，對于回路對準設定的調(diào)整順序存在矛盾的要求。一方面，希望減少標準平方誤差的對準調(diào)整，如等式4所述；另一方面，搜索必須偏離最佳路徑以獲得可靠的導數(shù)估計(參見等式11)。附加的對準變化降低了收斂的速度。
當利用微處理器來控制對準時，可用的計算功能小。由于平方根和除法操作，使得利用等式8和等式9的梯度方向估計對于微處理器而言具有挑戰(zhàn)性。
由于梯度估計的不確定性，使得等式10中的步長選擇困難。因此，導數(shù)估計的精確度對于搜索算法的穩(wěn)定性具有顯著的影響。由于不足的步長會導致導數(shù)估計會受到噪聲、PA畸變和檢測器量化的嚴重惡化，所以導數(shù)步長的選擇變得尤為重要。過量的導數(shù)步長會跨過最小值、低估梯度，從而使收斂變慢。坐標下降方法與最速下降具有類似的缺點。取代梯度，必須計算方向?qū)?shù)。
由于導數(shù)的差分近似的固有不精確性，將步長從梯度估計中去耦很重要。將步長選擇建立在直接功率映射或者符號反轉(zhuǎn)的基礎上減少了梯度估計不精確性的影響。功率映射方法非常適于梯度方法；然而，必須通過實驗獲得該映射。
將“功率-步長”映射與坐標下降組合起來不太有效，這是因為對于每個坐標方向而言，理想的步長是不同的。與梯度方向步長相比，理想的坐標步長以系數(shù)cos(θc-θgrad)變小，其中θc是坐標方向。也就是說，即使Pk大于最小值，理想的步長也可以為零(當|θc-θgrad|＝π/2)。一般而言，如果對于一個(或兩個)坐標方向而言步長過大，會導致許多不正確的步進，從而使收斂變慢。
進行步長選擇的符號反轉(zhuǎn)方法對于最速下降和坐標下降方法而言都很有效。然而，其需要更多的時間以達到最小值，這是因為該方法在設定到希望的值之前容易進入最佳對準設定附近的衰減極限循環(huán)中。也就是說，在達到最小值之前，搜索重復地超過最佳設定，并且使方向反向。
本發(fā)明提供了一種改進的自適應前饋回路控制搜索算法。本發(fā)明的方法相對于現(xiàn)有技術(shù)的對準系統(tǒng)的優(yōu)點包括降低的收斂時間、簡化的實現(xiàn)方案并且以及獲得提高的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的算法利用過去的對準設定(稱作對準設定空間中的“點”，其包括由可能的增益調(diào)整設定、相位調(diào)整設定和所檢測的回路對準誤差信號值限定的三維空間)來計算梯度方向，從而不需要對于進行導數(shù)估計的獨立對準調(diào)整。因此，提高了收斂速度。一般而言，該算法不會將梯度用作下降方向。取而代之的是，其選擇允許根據(jù)過去的對準設定可靠估計當前梯度的“非共線”下降軌跡。選擇該非共線下降，使其平均起來接近梯度下降(后面討論)。
優(yōu)選為了用于微處理器而簡化該實現(xiàn)方案。對于梯度估計的要求是三個點是非共線的。通過量化允許的下降方向使得實施非共線點更容易，從而形成了有限集合。從該集合中選出的下降方向是最接近與兩個最近的點不共線的梯度方向的方向。可以在沒有等式8和等式9所示的平方根和除法操作的情況下實現(xiàn)從有限集合中選擇下降方向。
為了提高穩(wěn)定性，對準步長不是梯度測量值的直接函數(shù)。公開了步長選擇的兩個實施例。在第一實施例中，為了便于微處理器實現(xiàn)方案，量化步長。將當前的步長與根據(jù)梯度估計獲得的范圍進行比較。將步長提高或降低到鄰近的量化值，從而使步長朝希望的范圍移動。步長的這種逐漸調(diào)整使得迭代序列對于導數(shù)估計的誤差更不敏感。在第二實施例中，將步長映射到消除剩余。因為非共線下降軌跡接近梯度下降，所以相對于坐標下降實現(xiàn)方案減少了步長映射。
接著，將描述本發(fā)明的回路控制搜索算法的特定實現(xiàn)方式。圖3中表示了該算法的基本處理流程的優(yōu)選實施例。首先使該系統(tǒng)初始化(303)。(下述圖8中表示了一種優(yōu)選初始化處理流程。)迭代處理從測量消除剩余Pk開始(306)。生成由pk表示的點，其為包括增益和相位設定(分別由αk和φk表示)以及消除剩余Pk的三元組pk＝(αk，φk，Pk)等式12。
存儲該點以備后用(309)。根據(jù)過去的點來計算平面近似和梯度方向(312)。確定非共線下降方向(315)。調(diào)整對準和步長(318)。接著該迭代處理進行下一消除剩余測量(306)。
以下更詳細地描述與303、312、315和318相關的方塊。
梯度估計梯度估計將局部誤差表面近似為平面。由nplane表示的表面矢量法線限定了該平面。利用三個點形成兩個矢量的叉積nplane＝(nα，nφ，np)＝(pk-pk-1)×(pk-Pk-2)等式13其中pk、pk-1和pk-2是作為該迭代處理一部分生成的三個最近的點。隨著搜索處理的進行，計算新的平面，并且最近的平面近似為當前的點pk處的誤差表面的切面。
對于給定的迭代法而言，平面近似模仿了消除剩余的變化與對準設定的調(diào)整之間的關系即，nαΔαk+nφΔφk＝-npΔPk等式14其中(Δαk，Δφk)為對準設定的變化，ΔPk為由此引起的消除剩余的變化。該梯度方向為cosθgrad(k)=nαnα2+nφ2]]>等式15sinθgrad(k)=nφnα2+nφ2]]>等式16。
在不考慮共線性的情況下，增益和相位移位器的優(yōu)選調(diào)整為(Δαk,Δφk)pref=sk·(nα,nφ)nα2+nφ2]]>等式17其中sk為步長。
根據(jù)等式17可見，當(nα2+nφ2)＝0 等式18時該梯度未確定。
因為三點平面是正割的，而不是切面，所以可以在三個點中沒有任何一個點到達最佳對準設定的情況下跨過最小值。以下，根據(jù)等式18是否成立來使用分開的處理算法。
圖4表示了梯度估計的處理順序。檢查過去的點以確定是否可獲得三個非共線點(403)。所述的算法保證了如果可獲得三個連續(xù)的點，則它們?yōu)榉枪簿€的(如下所述)。然而，如果修改該算法以允許非共線下降，則必須測試附加的(更舊的)點來形成非共線三角。后面在等式21中限定了非共線性所需的測試。
如果可獲得三個非共線點，則檢索該點(406)，并且計算法向矢量(409)。如果該平面的斜率是零，使得等式18成立，則將該梯度標記為未確定的(415)。如果不為零，則計算該梯度(421)。存儲該梯度和法向矢量，以備后面的子程序使用(418)。
如果三個非共線點是無效的(例如在該搜索程序啟動時)，則僅檢索最近的點(424)。檢索在初始化階段(303)確定的目標對準(427)。由(αT，φT)表示的目標對準是對于最終的對準設定的最佳推測。其不必為精確的；其設計為在啟動過程中使該算法穩(wěn)定。計算梯度方向(430)，作為從目標對準設定到當前對準的方向cosθgrad=(αT-αk)(αT-αk)2+(φT-φk)2]]>等式19sinθgrad=(φT-φk)(αT-αk)2+(φT-φk)2]]>等式20。
存儲該梯度以備后面的子程序使用(418)；將法向矢量設定為(nα，nφ，np)＝(cosθgrad，sinθgrad，0)。
非共線下降方向如果確定了該梯度(即，等式18不成立)，則按照以下的討論選擇該非共線下降方向。當?shù)仁?8成立時，優(yōu)選使用保持收斂和非共線下降的可選方法(參見后面的等式26)。
下降方向必須與最近的對準調(diào)整非共線，以確保梯度估計是可靠的。如果三個點為共線的，則該法向矢量的第三個元np為零。非共線性的測試為|np|＞γ·|dp|等式21其中γ＞0并且dp＝(α2-α1)·(α3-α1)+(φ2-φ1)·(φ3-φ1)等式22。
注意，arctan(np/dp)等于頂點為該三個點的三角形內(nèi)的三個角之一。γ的推薦值為tan(π/4)。該優(yōu)選方法限制了下降方向，以強制服從等式21，同時試圖盡可能近地遵循該梯度。
為了提高計算效率，希望將允許的下降方向量化為小集合。該對準調(diào)整成為(Δαk，Δφk)＝(-skcosθnc(k)，-sksinθnc(k))等式23其中θnc(k)＝mk·Δθ等式24
并且mk為整數(shù)。例如，如果允許八個下降方向，則Δθ＝π/4弧度。
圖5表示了非共線下降方向θnc的選擇。檢索該梯度方向(503)，并且對其進行檢查以判斷其是否確定(506)。如果該梯度未確定(506)，則非共線下降也是未確定的(533)。存儲該非共線下降以備后用(524)。
如果確定了該梯度，則將矢量(nα，nφ)投影到每個允許的下降方向上(509)；找到最大的內(nèi)積(512)并且將其選為候選的下降方向(515)。如果該候選的下降方向與前面的對準調(diào)整不共線(518)，則該候選方向成為非共線下降(521)。存儲該非共線下降方向以備后用(524)。
如果該候選下降方向與前面的對準調(diào)整共線(518)，則找到了第二最大的內(nèi)積(527)。其成為非共線下降方向(530)，并且對其進行存儲以備后用(524)。注意，如果最后的步進處于給定方向上，則在當前的步進中不允許該方向及其反方向。因此，由|arctan(np/dp)|確定的該角度會大于π/4弧度，并且小于3π/4弧度。
還注意，因為梯度矢量不必由[nα2+nφ2]0.5標準化，以便選擇非共線下降方向，所以減少了該微處理器的計算負擔。
對準和步長更新對準設定的更新如下(αk+1，φk+1)＝(αk，φk)+βk·(Δαk，Δφk)等式25其中(Δαk，Δφk)為迭代k的對準調(diào)整，βk為折扣系數(shù)(0＜βk＜＝1)。
以下，描述對準和步長更新的兩個實施例。
第一實施例圖6表示了對準和步長更新處理的第一實施例。在第一實施例中，存在三種計算對準調(diào)整的方法。為了選擇正確的方法，該處理測試下降方向是否未確定以及該下降方向是否已經(jīng)從其最近的值反向。檢索兩個最近的非共線下降方向(603)。如果最近的非共線下降θnc(k)為未確定的，則按照以下等式計算對準調(diào)整(645)(Δαk,Δφk)=(αk-2,φk-2)-(αk,φk)2]]>等式26。
利用等式25更新對準(648)，并且折扣系數(shù)設定為單位值(βk＝1)。利用等式26減少了由三個點確定的三角形的尺寸，同時確保了接下來的三個點為非共線的。因此，迭代序列在達到最小值之前不會停止。對于下一次迭代而言，減少了步長(651)sk+1=sk2]]>等式27。
存儲新的步長以備下一次迭代使用(630)。
如果最近的非共線下降θnc(k)為確定的(606)，則應用第二測試以確定下降方向是否反轉(zhuǎn)(609)。當前一對準調(diào)整超過最佳對準設定時出現(xiàn)方向反轉(zhuǎn)。該條件表示如下cos[θnc(k)-θnc(k-1)]＜0 等式28。
其中θnc(k-1)為前一下降方向。如果等式28成立(609)，則利用等式23計算對準調(diào)整。利用等式25更新該對準(642)，并且將折扣系數(shù)設定為0.7(βk＝0.7)。對于下一次迭代而言，減少了步長(636)sk+1=sk2]]>等式29。
存儲該新的步長以備下一次迭代使用(630)。
如果下降方向為確定的(606)并且等式28不成立(609)，則利用等式23進行對準調(diào)整(612)。利用等式25更新對準(615)，并且將折扣系數(shù)設為單位值(βk＝1)。下面描述步長調(diào)整。
根據(jù)等式14中的平面近似來計算下一次迭代的步長。因為Δp理論上將當前的Pk減少到最小值，所以結(jié)果為nαΔαk+nφΔφk≈np_Pk-Pk，min_等式30其中Pk，min為標準平方誤差的目標最小值。利用等式17和等式30，該近似步長為 等式31。
然而令人遺憾的是，當平面(nα2+nφ2)的斜率小時，等式31中的步長不穩(wěn)定。此外，不能精確獲知最小值Pk，min(盡管能夠隨著迭代的進行估計該最小值)。
為了限制目標最小值和誤差表面形狀的不確定性的影響，優(yōu)選使步長選擇從當前的平面估計中去耦。這是通過限制迭代之間的步長變化實現(xiàn)的。當前一調(diào)整(Δαk，Δφk)處于允許的范圍之外時，提高或降低步長。按照以下等式計算范圍參數(shù)(618)A＝nαΔαk+nφΔφk等式32B＝np_Pk-Pk，min_等式33。
如果A＞1.5B，則當前的步長超過上邊界(621)。減少步長(636)sk+1=sk2]]>等式34。
如果A＜0.25B，則當前的步長低于下邊界(624)。提高步長(633)sk+1＝_·sk等式35。
如果兩次邊界測試(621或者624)都不是有效的，則步長保持相同(627)。存儲新的步長以備下次迭代使用(630)。
如果確定了最近的非共線方向θnc(k)為確定的，但是前一下降方向θnc(k-1)未確定，則處理按照測試609失敗進行。
在對準和步長更新的第一實施例中，量化該步長。因此，不必計算步長更新。能夠按照需要增加或減少查找表的索引。
注意，上和下邊界(A＞1.5B和A＜0.25B)適于RMS檢測器或者轉(zhuǎn)變?yōu)镽MS電壓的對數(shù)檢測器輸出。等式31中的平面近似容易低估用于與RMS檢測器相關的碗形誤差表面的最佳步長。相反，平面近似會高估用于與對數(shù)檢測器(未轉(zhuǎn)變?yōu)镽MS)相關的漏斗形誤差表面的步長。在后一種情況中，需要不同的上和下邊界。優(yōu)選的是，步長的最小值和最大值應為特定的并且強制的。
第二實施例圖7表示了對準和步長更新的第二實施例。主要差別在于其根據(jù)消除剩余來選擇步長即，sk＝f{Pk}等式36其中f{}為特定的函數(shù)。
在第二實施例中，檢索最近的非共線下降方向值和測量值Pk(703)。測試下降方向(706)。如果該方向未確定，則使用由等式26確定的對準調(diào)整(718)。利用等式25更新對準(721)，并且折扣系數(shù)設為單位值(βk＝1)。
如果下降方向確定了(706)，則利用等式36中的映射計算步長(709)。對準調(diào)整基于等式23(712)。利用等式25更新對準(715)，并且折扣系數(shù)設為0.7(βk＝0.7)。盡管能夠通過實驗獲得等式36中的映射，但能夠看出等式31為步長映射的潛在消除剩余。
剩余映射假設下降方向等于梯度方向，這僅僅在平均的情況下是成立的。對于非共線下降而言，步長尺寸的誤差為系數(shù)cos(θnc-θgrad)，其中θnc是非共線下降方向。對于8方向量化而言，非共線下降與梯度之間的最差情況差為π/4弧度。因此，步長的最大誤差的系數(shù)為1.4。通過賦予βk＝0.7的折扣系數(shù)，能夠容易地處理這個問題。
搜索的初始化圖8表示了初始化處理流程。校正檢測器(803)，并且加載對準設定(806)、目標對準設定(809)和步長(812)的初始值。以下描述校正和目標對準的具體情況。
優(yōu)選的是，對于第一回路對準而言，匹配或者校正誤差和輸入檢測器，使得功率測量值的比值為消除剩余的估計。例如，可以假設利用對數(shù)檢測器獲得輸入和誤差功率測量值。在校正過程中，關閉主放大器。因為不存在消除，所以兩個功率檢測器應當具有相同的值；利用校正項去除任何差值。通過在一組輸入功率級時重復這些測量，可以計算dB/DAC LSB(最低有效位)比例因子。假設將消除測量值從dB轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生碗形誤差表面的線性項。
當開始對準搜索時，僅一個點pk可用。因此，不能夠利用三點方法計算該梯度方向。選擇目標對準設定(最小值位置的最佳猜測)，從而可以規(guī)定梯度方向。
對于步長更新的第一實施例而言，必須規(guī)定初始步長。步長的初始選擇基于初始標準化平方誤差，而不同于步長更新的第二實施例。對于第一實施例而言，所需的初始步長精度是合適的，這是因為步長將適應補償。
已經(jīng)結(jié)合目前的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，然而，本領域技術(shù)人員可以理解，可以進行各種修改，同時保持在本發(fā)明范圍內(nèi)，這些修改過多難以一一描述。因此，以上的具體實施方式
應視為僅僅是說明性的，實際上不是限定性的。
權(quán)利要求
1.一種用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，包括獲得多個預先的對準設定，每個設定確定了對準設定空間中的一點，這些設定包括至少三個預先設定，這三個預先設定在對準設定空間中是非共線的；利用所述非共線的預先調(diào)整設定確定調(diào)整方向；并且利用所述調(diào)整方向調(diào)整一個或多個控制回路設定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中所述對準設定空間包括由可能的增益調(diào)整設定、相位調(diào)整設定和所檢測的對準誤差信號值確定的三維空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中調(diào)整一個或多個控制回路設定包括調(diào)整增益設定或者調(diào)整相位設定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中所述放大器系統(tǒng)是包括載波消除控制回路和誤差信號消除控制回路的前饋放大器，并且其中調(diào)整一個或多個控制回路設定包括調(diào)整增益設定或者調(diào)整載波消除控制回路的相位設定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中該載波消除控制回路包括輸入測試耦合器和載波消除測試耦合器，并且其中所檢測的對準誤差信號值包括載波消除測試耦合器與輸入測試耦合器之間的所檢測的載波功率的比值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中所述放大器系統(tǒng)是包括載波消除控制回路和誤差信號消除控制回路的前饋放大器，并且其中調(diào)整一個或多個控制回路設定包括調(diào)整增益設定或者調(diào)整誤差信號消除控制回路的相位設定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中該誤差信號消除控制回路包括誤差信號消除測試耦合器，并且其中所檢測的對準誤差信號值包括在測試耦合器處檢測的誤差信號功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中該前饋放大器還包括導頻信號源，并且其中所檢測的對準誤差信號值包括所檢測的剩余導頻信號功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于快速對準放大器系統(tǒng)的控制回路的方法，其中所述調(diào)整方向在對準設定空間中采取離散值。
10.一種用于控制具有控制回路的放大器系統(tǒng)的方法，該控制回路包括控制回路輸入端、第一信號路徑、第二信號路徑、控制回路輸出端和控制回路誤差信號測試耦合器，所述第一和第二信號路徑中的至少一個信號路徑包括放大器，所述方法包括利用由控制回路誤差信號測試耦合器采樣的信號來檢測控制回路誤差信號值；利用所檢測的誤差信號值和兩個或多個回路控制參數(shù)來確定回路控制設定空間中的一點；確定回路控制設定空間中的一個平面；確定回路控制設定空間中的梯度；利用該平面和梯度信息選擇回路控制設定空間中的調(diào)整方向；并且利用該調(diào)整方向調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，還包括采樣控制回路輸入端處的信號，并且其中所述檢測控制回路誤差信號值包括確定由控制回路誤差信號測試耦合器采樣的信號與在控制回路輸入端處采樣的信號的比值。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中所述控制回路還包括增益調(diào)整器和相位調(diào)整器，并且其中所述兩個或多個回路控制參數(shù)包括增益和相位調(diào)整器設定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中所述回路控制設定的空間包括由可能的增益調(diào)整器設定、相位調(diào)整器設定和回路誤差信號值確定的三維空間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中所述確定回路控制設定空間中的平面包括獲得多個連續(xù)的預先設定，每個預先設定確定了回路控制設定空間中的一點，確定是否可獲得至少三個非共線的預先設定點，如果可以獲得，則利用該至少三個非共線的預先設定點確定回路控制設定空間中的一個平面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中所述確定回路控制設定空間中的平面還包括根據(jù)該至少三個非共線的預先設定點確定該平面的法向矢量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，還包括確定該平面的斜率，并且確定該斜率是否為零值，并且其中只有當該斜率具有非零值時才確定梯度方向。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中選定回路控制設定空間中的調(diào)整方向包括選擇接近梯度方向并且與最后的兩個預先設定點不共線的方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中選擇回路控制設定空間中的調(diào)整方向包括將多個離散方向與梯度方向進行比較，并且選擇最接近的非共線方向。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中利用該調(diào)整方向調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)還包括利用步長來調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)，并且通過將該步長與邊界步長值進行比較來改變該步長。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于控制放大器系統(tǒng)的方法，其中利用該調(diào)整方向調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)還包括利用步長來調(diào)整一個或多個回路控制參數(shù)，并且根據(jù)所檢測的控制回路誤差信號值改變該步長。
21.一種前饋放大器系統(tǒng)，其包括用于接收RF輸入信號的輸入端；與該輸入端耦合的第一控制回路，該第一控制回路包括主放大器、主放大器采樣耦合器、延遲元件和消除組合器；與第一控制回路耦合的第二控制回路，并且其包括第一信號路徑、包括誤差信號放大器的第二信號路徑以及使第一和第二信號路徑耦合的誤差信號耦合器；與該誤差信號耦合器耦合的輸出端；以及控制系統(tǒng)，其與采用可調(diào)回路控制設定的第一和第二控制回路中的至少一個耦合，并且對其進行控制，所述控制系統(tǒng)包括利用非共線下降算法編程的處理器，該算法選擇與多個最近的預先設定非共線的控制設定調(diào)整方向。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中所述第一控制回路還包括增益調(diào)整器和相位調(diào)整器，其中所述控制系統(tǒng)與所述增益調(diào)整器和相位調(diào)整器耦合，并且其中所述可調(diào)回路控制設定包括回路1增益調(diào)整器設定和回路1相位調(diào)整器設定。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中所述第二控制回路還包括增益調(diào)整器和相位調(diào)整器，其中所述控制系統(tǒng)與所述增益調(diào)整器和相位調(diào)整器耦合，并且其中所述可調(diào)回路控制設定包括回路2增益調(diào)整器設定和回路2相位調(diào)整器設定。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中所述第一控制回路還包括輸入測試耦合器，耦合該耦合器以采樣輸入信號，該耦合器向處理器提供采樣輸入信號，還包括回路1測試耦合器，耦合該耦合器以采樣載波消除組合器的輸出，該耦合器向處理器提供采樣回路1測試信號，并且其中該算法采用采樣回路1測試信號與采樣輸入信號的比值，以調(diào)整所述增益和相位設定。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中該前饋放大器還包括導頻信號源，并且其中所述第二控制回路還包括用于采樣回路2輸出的回路2測試耦合器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中該前饋放大器還包括與回路2測試耦合器耦合的導頻信號檢測器，并且向處理器提供所檢測的剩余導頻功率信號，并且其中所述算法采用所檢測的剩余導頻功率信號來調(diào)整所述增益和相位設定。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中該非共線下降算法使用至少三個連續(xù)的預先設定，來估計用于調(diào)整控制設定的梯度方向。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中該非共線下降算法選擇接近梯度方向并且與最近的對準調(diào)整設定非共線的調(diào)整方向。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的前饋放大器系統(tǒng)，其中該非共線下降算法通過比較量化下降方向與梯度方向來選擇調(diào)整方向。
30.一種用于對準放大器系統(tǒng)的控制回路的自適應控制器，包括用于接收對應于放大器系統(tǒng)控制回路的對準誤差信號的一個或多個測試信號的一個或多個輸入端；與所述一個或多個輸入端耦合并且具有一個或多個控制輸出端的處理器，其中利用算法對所述處理器編程，以向所述控制輸出端提供回路調(diào)整設定，從而控制放大器系統(tǒng)的回路，其中所述算法檢索多個最近的預先設定，并且選擇與所述多個最近的預先設定非共線的控制設定調(diào)整方向。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的用于對準放大器系統(tǒng)控制回路的自適應控制器，其中所述算法檢索至少三個連續(xù)的最近的預先設定。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的用于對準放大器系統(tǒng)控制回路的自適應控制器，其中所述算法在設定空間中確定一個平面和一個梯度方向，并且利用所述平面和所述梯度方向確定所述非共線調(diào)整方向。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的用于對準放大器系統(tǒng)控制回路的自適應控制器，其中所述設定空間包括由可能的增益調(diào)整設定、相位調(diào)整設定和對準誤差信號值確定的三維空間。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的用于對準放大器系統(tǒng)控制回路的自適應控制器，其中用于接收測試信號的所述一個或多個輸入端接收包括導頻信號的采樣輸出信號，并且其中所述自適應控制器包括與測試信號輸入端耦合并且向處理器提供所檢測的剩余導頻功率信號的導頻信號檢測器，并且其中所述算法采用所檢測的剩余導頻功率信號來控制該放大器系統(tǒng)的回路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于前饋放大器的回路對準的快速搜索算法。該算法控制處理器(202)，該處理器根據(jù)在消除組合器的輸入端和輸出端處的功率測量值數(shù)字地調(diào)整回路對準的增益和相位，以找到最佳設定?！胺枪簿€下降”算法用于迭代地搜索誤差表面內(nèi)的最小值。對于回路對準而言，由包括對準設定和相關消除剩余的測量點的集合確定誤差表面。對于第一回路對準的情況而言，利用位于輸入端處并且在消除(誤差)組合器之后的兩個功率檢測器(214、218)的比值來測量消除剩余。對于第二回路對準而言，利用在放大器輸出端處所檢測的剩余導頻功率估計消除。優(yōu)選的對準方法利用了三個連續(xù)的測量值來估計相對于增益和相位移位器設定的梯度方向。選擇接近該梯度方向的實際下降方向，并且其與最近的對準調(diào)整不共線。下降方向的量化簡化了該實現(xiàn)方案以及對于連續(xù)對準設定的非共線性限制的強制。本發(fā)明公開了兩種不同的步長選擇方法，然而可以采用任何標準的步長選擇。
文檔編號H03F1/00GK1998134SQ200580007830
公開日2007年7月11日 申請日期2005年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者R·N·布賴思懷特 申請人:電力波技術(shù)公司