针对信号处理链的衰减器控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号衰减控制的领域。
【背景技术】
[0002]典型的无线电接收机可以包括一个或多个天线，所述一个或多个天线可操作地连接到可编程衰减器，可编程衰减器后接接收机链的其他组件。天线可操作地连接到可编程衰减器意味着在天线与可编程衰减器之间可能或可能不存在其他组件(例如，滤波器、放大器等)。其他组件可以例如包括放大器，例如，低噪声放大器(LNA)。在下文中，后接LNA的可编程衰减器的示例将用于说明的目的。
[0003]应当注意的是，本文提及的接收机可以在单个芯片上包括单个接收机链或接收机链系统，例如，多个接收机链。
[0004]典型的无线电接收机还可以包括自动增益控制(AGC)功能，AGC功能至少控制衰减器以调节接收机链的整体增益，例如，调整接收信号使得信号的期望部分被充分提升到本底噪声之上和/或调整接收信号使得避免高信号电平(其引起例如削波和/或其他非线性)。
[0005]接收机的LNA和/或其他组件的性能通常针对增加的输入信号(例如，电压)电平而降低，并且如果过量信号电平(及其持续时间)足够大，则LNA通常会发生故障。在一些实现中，衰减器本身的性能也可能随着过量输入信号(例如，电压)电平及其持续时间而降低。降低通常可以针对不同的衰减参数设置配置而不同。通常，信号处理单元的性能降低可能是由于接收机链的组件被迫处于规定其操作的工作区之外(参数漂移)引起的。单元的参数漂移和最终故障可能是由于单元中的各种耗损过程引起的，例如，栅氧化层的介质击穿和热载流子注入(其导致界面态和界面陷阱)。这通常将严重地降低包括接收机链的广品的寿命。
[0006]这在CMOS技术实现中是特别突出的。CMOS技术的演进在很多方面提供了改进的性能。然而，CMOS设备体验的高应力条件导致参数漂移并且最终导致完全故障，其中与其他技术实现相比，在CMOS技术实现中，击穿电压通常减小。减小的击穿电压减小了最大允许电源电压和最大允许信号电压摆幅。在A.W.Strong等的“Reliability ffearoutMechanisms in Advanced CMOS Technologies”，Wiley, IEEE, 2009 中可以找到对 CMOS 实现耗损的描述。
[0007]如果可以在电流域而不是电压域中执行信号操纵，则在使用CMOS技术实现的集成电路中，CMOS技术的减小的击穿电压不一定成为问题。然而，这种电路的接口通常是利用分立的集中或分布式组件使用预定义阻抗水平(例如，50欧姆)来实现的，这通常迫使信号操纵的至少一些在电压域中执行。例如，无线电接收机可以暴露于具有取决于不同参数(例如，发射机的功率电平和发射机与接收机之间的距离)的变化功率电平的信号。
[0008]因此，在击穿电压低于预期最大信号电平的情况下使用CMOS技术实现接收机可能导致严重的鲁棒性问题。因为经历的接收信号功率的电平及其持续时间通常将针对不同的接收机而完全不同，因此可能难以指定预期寿命，并且很多接收机可能在其指定寿命之前经历性能下降或者甚至完全故障。
[0009]因此，需要用于控制过量信号(例如，电压)电平的方法和装置。
【发明内容】
[0010]应当强调的是，说明书中使用的术语“包括/包含”用于指定存在所述特征、整数、步骤或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组合。
[0011]还应当注意的是，“过量信号电平”和类似的表示可以包括示例性过量电压电平和过量电流电平中的一个或多个(如果适用的话)。相应地，当术语“过量电压电平”或术语“过量电流电平”或任何其他类似的术语用作示例时，应当理解的是，更一般地，过量信号电平可以等同适用。
[0012]—些实施例的目的是消除上述缺点中的至少一些并且提供改进的衰减器控制。
[0013]根据第一方面，这是通过一种信号处理链的衰减器控制方法来实现的，所述信号处理链包括两个或更多个信号处理单元，其中，所述两个或更多个信号处理单元之一是信号衰减器，所述信号衰减器适于基于一个或多个衰减参数来对衰减器输入信号应用自适应信号衰减以提供衰减器输出信号。
[0014]所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个具有相关联的耗损过程和相应的耗损预算，其中当所述信号处理链的耗损指示信号的电平处于耗损区域内时，发生所述耗损过程的耗损事件，并且通过与相应耗损事件相关联的耗损事件成本来对所述耗损过程进行建模。
[0015]所述方法包括:获得关于是否已经发生所述耗损过程的耗损事件的指示。所述方法还包括(如果所获得的指示显示已经发生所述耗损过程的耗损事件的话):通过相关联的耗损事件成本来更新所述耗损过程的耗损累积度量；将所述耗损过程的所述耗损累积度量与所述耗损过程的一个或多个耗损阈值进行比较；以及基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数。所述方法还包括:基于所述衰减参数来控制所述信号衰减器。
[0016]在一些实施例中，所述两个或更多个信号处理单元还可以包括放大器，例如，低噪声放大器(LNA)，适于接收所述衰减器输出信号作为放大器输入信号。在这些实施例中，两个或更多个信号处理单元中的至少一个可以包括信号衰减器和放大器中的一个或多个。
[0017]根据一些实施例，信号衰减器可以由包括自动增益控制(AGC)功能的衰减器控制器来控制，并且衰减参数可以包括AGC参数。
[0018]根据各个实施例，可以重复地执行所述方法。例如，可以以定期时间间隔来重复所述方法。
[0019]根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值可以至少定义预算过度消耗域。然后，并且基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括:如果所述耗损累积度量落入所述预算过度消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以减小耗损事件发生概率。
[0020]备选地或此外，根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值可以定义预算欠消耗域。然后，基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括:如果所述耗损累积度量落入所述预算欠消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以增加耗损事件发生概率。
[0021]备选地或此外，根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值可以定义可接受预算消耗域。如果所述耗损累积度量落入所述可接受预算消耗域中，则所述方法可以包括保持所述信号衰减器的衰减参数(即，其当前值)。
[0022]在一些实施例中，所述两个或更多个信号处理单元中的多个信号处理单元可以具有相应相关联的耗损过程。备选地或此外，所述两个或更多个信号处理单元中的至少一个信号处理单元可以具有多个相应相关联的耗损过程。在这些实施例中的任意实施例中，一个或多个耗损阈值可以至少定义所述相应耗损过程的预算过度消耗域，并且获得所述指示、更新所述耗损累积度量以及将所述耗损累积度量与一个或多个耗损阈值进行比较可以是针对所述相应耗损过程中的每一个来执行的。
[0023]在存在多个耗损过程的实施例中，基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以例如包括:如果所述相应耗损过程中的至少一个的耗损累积度量落入相应预算过度消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以减小耗损事件发生概率。此外，所述一个或多个耗损阈值可以至少定义所述相应耗损过程的预算欠消耗域，以及基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括:如果所有耗损过程的耗损累积度量落入相应预算欠消耗域中，则适配所述信号衰减器的衰减参数以增加耗损事件发生概率。根据一些实施例，否则可以使所述信号衰减器的衰减参数保持不变。
[0024]备选地，在存在多个耗损过程的实施例中，基于比较来适配所述信号衰减器的衰减参数可以包括:针对所述相应耗损过程中的每一个，如果所述耗损过程的耗损累积度量落入所述预算过度消耗域中，则确定中间衰减参数，所述中间衰减参数定义减小的耗损事件发生概率(和/或如果所述耗损过程的耗损累积度量落入预算欠消耗域中，则定义增加的耗损事件发生概率)；以及基于所述中间衰减参数在这些耗损过程上的加权和来适配所述衰减参数。
[0025]适配衰减参数可以例如包括改变衰减器控制的时间特性(例如，等待时间、步长或改变率等)和/或改变最小和/或最大允许衰减。在一些实施例中，所述信号衰减器的衰减参数可以包括以下一项或多项:最大允许衰减、最小允许衰减、衰减增加步长、衰减减小步长、衰减增加时间滞后、衰减减小时间滞后、最大允许衰减增加率、最大允许衰减减小率、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减增加阈值偏置、对用于提供损坏预算阈值之一的损坏预算平均消耗函数的衰减减小阈值偏置、以及一个或多个衰减参数权重。
[0026]根据一些实施例，所述一个或多个耗损阈值中的每一个可以是所述信号处理链的当前已使用时间的函数，所述函数基于所述耗损过程的耗损预算和目标耗损时间。
[0027]如果存在两个或更多个阈值，则可以通过单个函数(分别)加和减滞后值来对其进行定义。如果将所述耗损累积度量初始设置为零并且耗损事件成本递增耗损累积度量，则函数通常可以与从< time，funct1n > = < 0,0 >到< time，funct1n > = < target_wearout_time, wearout_budget >的递增函数有关。如果将耗损累积度量初始设置