專利名稱：用于線性化帶有不對(duì)稱特性的功率放大器的數(shù)字預(yù)失真的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理，具體地說(shuō)，涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸信號(hào)的預(yù)失真，以便減小寄生發(fā)射。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用需要緊密控制寄生發(fā)射(有時(shí)稱為“帶外發(fā)射”)，以便避免干擾相鄰載波，并且遵守管理機(jī)關(guān)(例如FCC)和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)關(guān)(例如ITU)的要求的復(fù)雜調(diào)制方案。寄生發(fā)射的一個(gè)來(lái)源是基站發(fā)射器放大器，基站發(fā)射器放大器用于在將無(wú)線(例如RF)信號(hào)傳輸給無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，例如蜂窩語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線(例如移動(dòng))單元之前放大信號(hào)。減小這種寄生發(fā)射的現(xiàn)有技術(shù)能夠滿足以前的要求。但是，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的最新發(fā)展(例如通用移動(dòng)電信服務(wù)(UMTS))對(duì)基站發(fā)射器放大器施加了額外負(fù)擔(dān)，因此需要進(jìn)一步減小寄生發(fā)射。


根據(jù)下面的詳細(xì)說(shuō)明，附加的權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相似或相同的部件。
圖1表示根據(jù)在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/395490中描述的(頻率無(wú)關(guān))預(yù)失真技術(shù)的系統(tǒng)的方框圖；圖2表示圖1的數(shù)字預(yù)失真器的方框圖；圖3表示圖2的索引計(jì)算模塊、延遲部件、查尋表和輸出模塊的例證FPGA實(shí)現(xiàn)的方框圖；圖4表示圖1的接收器的例證單通道、單轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的方框圖；圖5表示使用兩個(gè)不對(duì)稱濾波器的預(yù)失真器的方框圖；圖6A-B表示只通過(guò)信號(hào)的正頻率分量的典型有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的脈沖響應(yīng)的實(shí)數(shù)分量和虛數(shù)分量；圖7A-B表示只通過(guò)信號(hào)的負(fù)頻率分量的典型FIR濾波器的脈沖響應(yīng)的實(shí)數(shù)分量和虛數(shù)分量；圖8-9表示只使用一個(gè)不對(duì)稱濾波器的預(yù)失真器的方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例目的在于將無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的寄生發(fā)射減小到滿足當(dāng)前要求的水平的技術(shù)。具體地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例涉及對(duì)輸入信號(hào)施加預(yù)失真，產(chǎn)生預(yù)失真信號(hào)，所述預(yù)失真信號(hào)當(dāng)被應(yīng)用于放大器時(shí)，導(dǎo)致所得到的放大信號(hào)中的較低的寄生發(fā)射，這里放大器具有不對(duì)稱特性(例如在低于中心頻率的頻率下發(fā)生的寄生發(fā)射和在高于中心頻率的頻率下發(fā)生的寄生發(fā)射之間的不對(duì)稱性)。
′490申請(qǐng)的預(yù)失真技術(shù)′490申請(qǐng)描述一種利用足以滿足現(xiàn)有規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字預(yù)失真，減小寄生發(fā)射的技術(shù)。根據(jù)′490申請(qǐng)，對(duì)輸入信號(hào)應(yīng)用其輻度和相位與頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真，以便產(chǎn)生(主要)預(yù)失真信號(hào)，當(dāng)隨后用放大器放大預(yù)失真信號(hào)時(shí)，所述預(yù)失真信號(hào)減小寄生發(fā)射。根據(jù)′289和′446申請(qǐng)的實(shí)施例，應(yīng)用其幅度-最好還有相位-與頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真，產(chǎn)生附加的(即次要)預(yù)失真信號(hào)，當(dāng)與在′490申請(qǐng)中描述的主要預(yù)失真信號(hào)結(jié)合時(shí)，所述次要預(yù)失真信號(hào)能夠進(jìn)一步減小放大信號(hào)中的寄生發(fā)射。下述部分描述在′490申請(qǐng)中教導(dǎo)的預(yù)失真技術(shù)。之后是最好與-但是不是必須與-′490申請(qǐng)的預(yù)失真技術(shù)組合，以便進(jìn)一步減小通信網(wǎng)絡(luò)中的寄生發(fā)射的預(yù)失真分量(其幅度和相位與頻率無(wú)關(guān))的不同的可能實(shí)現(xiàn)的描述。
在′490申請(qǐng)中描述的預(yù)失真技術(shù)減小無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的相鄰?fù)ǖ拦β?。具體地說(shuō)，′490申請(qǐng)描述一種以數(shù)字方式自適應(yīng)地使輸出信號(hào)預(yù)失真的技術(shù)，包括在將信號(hào)應(yīng)用于基站發(fā)射器放大器的輸入端之間，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行校正，從而所述校正與放大器產(chǎn)生的至少一些預(yù)期失真相等并且相反。所述校正導(dǎo)致至少一些放大器失真被抵消，導(dǎo)致和無(wú)這種預(yù)失真的發(fā)射器相比，傳送特性更線性的基站發(fā)射器。在這種情況下，合乎需要地減小相鄰?fù)ǖ拦β?即寄生發(fā)射)。
圖1表示了根據(jù)′490申請(qǐng)中描述的預(yù)失真技術(shù)的系統(tǒng)10的方框圖。系統(tǒng)10包括接收輸入數(shù)字基帶信號(hào)的同相(I)分量和正交(Q)分量的數(shù)字預(yù)失真器12，與預(yù)失真器12的輸出端連接的IQ調(diào)制器14，與調(diào)制器14的輸出端連接的放大器16，和通過(guò)耦接器17，與放大器16的輸出端耦接，以便產(chǎn)生反饋給預(yù)失真器12的控制信號(hào)的接收器18。這些組件被配置成對(duì)通信設(shè)備-例如用于傳送無(wú)線通信數(shù)據(jù)的基站-產(chǎn)生的，并作為輸入信號(hào)(I，Q)應(yīng)用于預(yù)失真器12的輸入數(shù)字基帶信號(hào)(例如碼分多址訪問(wèn)(CDMA)信號(hào)，寬帶CDMA信號(hào)，時(shí)分多址訪問(wèn)(TDMA)信號(hào)，enhanced data rates through globalsystem for mobile communication evolution(EDGE)信號(hào)，或者其它信號(hào)，最好具有較大的峰值功率/平均功率比)進(jìn)行校正。系統(tǒng)10還通過(guò)接收器18接收自適應(yīng)反饋，以便優(yōu)化所述校正。
更具體地說(shuō)，這種預(yù)失真技術(shù)包括在將數(shù)字基帶信號(hào)應(yīng)用于放大器16的輸入端之間，對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行校正，以致所述校正與放大器16產(chǎn)生的至少一部分失真相反。從而，所述校正與一部分放大器失真相互抵消，導(dǎo)致系統(tǒng)具有更線性的傳送特性。在系統(tǒng)10中，為了利用數(shù)字電路的精確性和低成本，在調(diào)制器14將信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻(RF)，以便放大和傳輸之前，數(shù)字預(yù)失真器12最好在基帶完成其校正。
根據(jù)這種預(yù)失真技術(shù)，預(yù)失真器12以信號(hào)功率函數(shù)的形式(但是獨(dú)立于頻率)，使輸入信號(hào)的幅度和相位預(yù)失真。由于幅度和相位校正都隨著瞬時(shí)功率(即包絡(luò)功率)變化，為了實(shí)現(xiàn)其功能，預(yù)失真器12依賴于隨著功率水平的放大器幅度和相位變化的準(zhǔn)確描述。如下所述，校正(對(duì)功率水平)的功能表示采取多項(xiàng)式的形式，最好由所述多項(xiàng)式得到查尋表。
更具體地說(shuō)，數(shù)字基帶信號(hào)由同相(I)分量和正交(Q)分量的離散時(shí)間樣本組成，在數(shù)-模轉(zhuǎn)換(未示出)之后，所述離散時(shí)間樣本被應(yīng)用于矢量IQ調(diào)制器14，從而產(chǎn)生RF信號(hào)，所述RF信號(hào)隨后被輸入放大器16?；鶐盘?hào)的每個(gè)樣本可用復(fù)數(shù)符號(hào)表示為(I+jQ)，這里j是(-1)的平方根。預(yù)失真器12的預(yù)失真操作可根據(jù)等式(1)-(3)表示成如下所示I′+jQ′＝(I+jQ)(A+jB) (1)這里I′＝IA-QB (2)Q′＝QA+IB (3)其中I′和Q′是預(yù)失真器12產(chǎn)生的預(yù)失真的同相基帶信號(hào)和正交基帶信號(hào)，A和B是為用I和Q表示的輸入信號(hào)的瞬時(shí)包絡(luò)功率的函數(shù)的預(yù)失真參數(shù)。便利的是，參數(shù)A和B的不同值可保存在(如下所述產(chǎn)生的)查尋表中，索引是由(I2+Q2)給出的瞬時(shí)包絡(luò)功率。
圖2根據(jù)′490申請(qǐng)的預(yù)失真技術(shù)，表示圖1的數(shù)字預(yù)失真器12的方框圖。如圖2中所示，預(yù)失真器12包括接收由上述同相分量和正交分量組成的信號(hào)的均衡濾波器20。均衡濾波器是本領(lǐng)域眾所周知的組件，操作上與將信號(hào)削到預(yù)定閾值的削波模塊22連接。削波模塊22的輸出被送給消除在削波過(guò)程中產(chǎn)生的高頻分量的低通濾波器24。
低通濾波器24的輸出被送給采樣模塊26，采樣模塊26將上采樣信號(hào)(例如將采樣速率增加到四倍，從初始的2X速率增加到8X速率)提供給索引計(jì)算模塊28，索引計(jì)算模塊28根據(jù)基帶信號(hào)的同相分量和正交分量的平方和，計(jì)算索引值。索引計(jì)算模塊28與其中保存參數(shù)A和B的查尋表30連接。根據(jù)計(jì)算的索引值，取回參數(shù)A和B的值。
查尋表30的預(yù)失真參數(shù)A和B來(lái)源于一組多項(xiàng)式，所述一組多項(xiàng)式精密近似于使放大器特性線性化的校正。由于放大器，例如AB類放大器的特性的復(fù)數(shù)本質(zhì)，通過(guò)利用關(guān)于參數(shù)B的一對(duì)多項(xiàng)式獲得有利的結(jié)果，而對(duì)于參數(shù)A來(lái)說(shuō)，單個(gè)多項(xiàng)式就足夠了。(近似地，可認(rèn)為參數(shù)A校正放大器的幅度失真，而參數(shù)B校正相位失真)。這些多項(xiàng)式可被表示成如下所示A＝C0+C1P+C2P2+C3P3A≤Am(4)否則A＝Am(5)B＝C4P+C5P2+C6P3P≤Pb(6)B＝(Bb1-Bb2)+C7P+C8P2+C9P3P＞Pb(7)這里P＝(I2+Q2)是瞬時(shí)包絡(luò)功率。Am是施加于參數(shù)A，以防止放大器深度飽和的最大值。Am的典型值為2，但是也可根據(jù)具體設(shè)計(jì)而變化。Pb是參數(shù)B在等式(6)和(7)之間轉(zhuǎn)變的斷點(diǎn)。Pb是其值由優(yōu)化算法獲得的可優(yōu)化參數(shù)。該值因放大器而異。它還可隨著溫度而變化。Bb1和Bb2分別是利用等式(6)和(7)，在P＝Pb情況下，參數(shù)B的值。等式(7)右邊的第一項(xiàng)目的是使等式(6)和(7)在P＝Pb接續(xù)起來(lái)。C0～C9是和特定放大器的傳遞函數(shù)特性相關(guān)，并且能夠隨著溫度、放大器組件的老化等變化的系數(shù)。如同Pb一樣，優(yōu)化算法找出產(chǎn)生最優(yōu)化結(jié)果的系數(shù)C0～C9的值。
當(dāng)然，應(yīng)認(rèn)識(shí)到在恰當(dāng)?shù)那闆r下，象參數(shù)B一樣，兩個(gè)多項(xiàng)式可被用于參數(shù)A。此外，許多情況下，能夠簡(jiǎn)化等式(4)和(6)，排除高于線性P項(xiàng)的各項(xiàng)，導(dǎo)致如下的等式(4′)-(7′)A＝C0+C1P P≤Pb(4′)A＝(Ab1-Ab2)+C2P+C3P2+C4P3P＞Pb(5′)B＝C5PP≤Pb(6′)
B＝(Bb1-Bb2)+C6P+C7P2+C8P3P＞Pb(7′)這里Ab1和Ab2分別是利用等式(4′)和(5′)，在P＝Pb情況下，參數(shù)A的值。如前，可對(duì)參數(shù)A的值設(shè)置最大極限Am。另外，如果需要，和關(guān)于B等式相比，從一個(gè)多項(xiàng)式轉(zhuǎn)變到另一多項(xiàng)式的斷點(diǎn)Pb可具有關(guān)于A等式的不同值。
為了適應(yīng)系數(shù)(例如等式(4)-(7)中的C0-C9)的時(shí)間變化本性，這種預(yù)失真技術(shù)中采用自適應(yīng)方案，從而系數(shù)的值至少被間歇優(yōu)化(或者被處理)，以便維持最小或減小的寄生發(fā)射。再次參見(jiàn)圖1，位于放大器16的輸出端的耦合器17對(duì)接收器18的輸出端采樣，接收器18被調(diào)諧到寄生發(fā)射將被減小或最小化的頻率區(qū)域中，產(chǎn)生正比于接收功率的電壓。多個(gè)接收器可被用于在一個(gè)以上的頻率對(duì)寄生發(fā)射采用，或者單個(gè)接收器可被順序調(diào)諧到感興趣的不同頻率。在不同頻率獲得的電壓隨后被組合成其值將被減小或最小化的單一量值。當(dāng)使用兩個(gè)頻率時(shí)(通常使用兩個(gè)頻率就足夠了)，可根據(jù)下述等式(8)組合所得到的電壓V1和V2V＝V1+V2+|(V1-V2)| (8)這里|(V1-V2)|是(V1-V2)的絕對(duì)值。絕對(duì)值的這種應(yīng)用導(dǎo)致V1和V2都被減小或最小化，而不是簡(jiǎn)單地提供這兩個(gè)值的和。如果只使用等式(8)右側(cè)的前兩項(xiàng)，則通過(guò)使一個(gè)電壓很小，另一電壓相當(dāng)大，該算法會(huì)得到虛假優(yōu)化。等式(8)的替換等式是V＝max(V1，V2)，這里max意味著選擇這兩個(gè)值中的較大者。
找到減小或使V最小，從而減小或使寄生發(fā)射最小的系數(shù)的值的一種適當(dāng)算法是Neler和Mead在“A Simplex Method For FunctionMinimization”(Computer Journal，Vol.7，pp.308-313(1965))中描述的眾所周知的單形算法，該文獻(xiàn)作為參考包含于此。如下所述，按照修改的形式實(shí)現(xiàn)該算法。
再次參見(jiàn)圖2，根據(jù)來(lái)自圖1的接收器18的反饋信號(hào)，處理模塊32實(shí)現(xiàn)修改的單形算法，更新保存在查尋表30中的參數(shù)A和B的值。應(yīng)認(rèn)識(shí)到處理模塊32可采取各種形式，例如微處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，或者使用FPGA器件的處理電路。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到可按照利用對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)的硬件和軟件的恰當(dāng)組合的任意適當(dāng)方式，實(shí)現(xiàn)單形算法。當(dāng)然，用于實(shí)現(xiàn)該算法(這里是模塊32)的裝置應(yīng)包括保存并維持運(yùn)行該算法所必需的代碼和數(shù)據(jù)的恰當(dāng)存儲(chǔ)容量。
每次迭代時(shí)，在上述關(guān)于A和B的等式中，使用該算法得到的系數(shù)的值，產(chǎn)生該算法用于下一次迭代的表格。允許該算法連續(xù)運(yùn)算，或者至少間歇地運(yùn)算，從而系數(shù)值跟蹤隨著時(shí)間發(fā)生的變化。
Neler和Mead提出的單形優(yōu)化算法意圖減小或使數(shù)學(xué)計(jì)算獲得的函數(shù)值達(dá)到最小。這種方式的運(yùn)算的一個(gè)重要特征在于如果重復(fù)計(jì)算，會(huì)獲得相同的函數(shù)值。這與運(yùn)算硬件上測(cè)量獲得的值相反，在運(yùn)算硬件上，噪聲和波動(dòng)不可避免會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值不斷變化。當(dāng)試圖在運(yùn)算硬件上實(shí)時(shí)地使用單形算法時(shí)，這種差異意義重大。
單形算法的本質(zhì)在于每次迭代時(shí)，用給出更好函數(shù)值的一組新的系數(shù)替換與最差函數(shù)值相關(guān)的一組系數(shù)。新的值可能優(yōu)于，也可能不優(yōu)于至此獲得的最佳函數(shù)值，但是隨著算法繼續(xù)運(yùn)行，預(yù)期將獲得越來(lái)越好的函數(shù)值。假定由于測(cè)量中的噪聲和波動(dòng)的緣故，獲得一個(gè)特別好，但是錯(cuò)誤的值。如果后續(xù)獲得的值都差于該錯(cuò)誤值，則算法將會(huì)聚于該錯(cuò)誤值。從而，就其常規(guī)形式來(lái)說(shuō)，該算法不是非常適合于在正被優(yōu)化或處理的量值存在較大波動(dòng)的情況下應(yīng)用，如同當(dāng)前情況中一樣。
為了克服這種困難，按照修改的形式使用單形算法。在每次迭代結(jié)束時(shí)，如果在先最佳值被更好的值代替，則算法繼續(xù)進(jìn)行下一次迭代。但是，如果迭代不產(chǎn)生新的最佳值，則重新評(píng)估現(xiàn)有的最佳點(diǎn)，用新的值替換在先值。從而，該算法能夠恢復(fù)歸因于波動(dòng)測(cè)量的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。這些波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致為了達(dá)到所需的點(diǎn)(可能是最佳點(diǎn))，需要更多次數(shù)的迭代，但是不會(huì)阻止達(dá)到所需的點(diǎn)。
單形算法的另一種變型使其能夠同時(shí)跟蹤由溫度變化、組件的老化或其它干擾導(dǎo)致的放大器特性的變化。就該算法的常規(guī)實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，建立一種退出標(biāo)準(zhǔn)(該標(biāo)準(zhǔn)通常與單形的最差點(diǎn)和最佳點(diǎn)之間函數(shù)值的百分比變化相關(guān))，當(dāng)所述標(biāo)準(zhǔn)被滿足時(shí)，該算法終止。當(dāng)逼近所需的或者最佳的點(diǎn)時(shí)，該算法減小單形的大小，在達(dá)到所需的點(diǎn)之前，單形的大小通常變得很小。一旦發(fā)生這種情況，該算法再也不能對(duì)放大器特性方面的變化作出反應(yīng)。
在優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，通過(guò)在開(kāi)始每次迭代時(shí)，比較單形的大小與某一值，例如預(yù)定的最小值，如果單值的大小已減小到所述最小值以下，則增大單形的大小，防止單形的大小變得過(guò)小。選擇所述最小值，以致所述最小值大到足以使算法能夠跟蹤放大器特性的變化，但是又不會(huì)過(guò)大，以致不能達(dá)到所需的(或者最佳的)點(diǎn)。當(dāng)在單形的最差點(diǎn)下，每個(gè)系數(shù)的值與在單形的最佳點(diǎn)下，每個(gè)系數(shù)的對(duì)應(yīng)值相差5-10％時(shí)，恰當(dāng)?shù)乃鲎钚≈禐?。
繼續(xù)參見(jiàn)圖2，采樣模塊26的輸出端還與延遲電路34連接，延遲電路34再與輸出模塊36連接，輸出模塊36根據(jù)從查尋表30取回的參數(shù)A和B的值以及來(lái)自延遲電路34的延遲上采樣信號(hào)，產(chǎn)生輸出信號(hào)。延遲電路34施加的延遲最好等于與執(zhí)行模塊28和30的處理有關(guān)的延遲，從而(I和Q)及(A和B)的恰當(dāng)值同時(shí)到達(dá)輸出模塊36。
圖3表示圖2的索引計(jì)算模塊28、延遲電路34、查尋表30和輸出模塊36的例證FPGA實(shí)現(xiàn)300的方框圖。I和Q數(shù)據(jù)通路在乘法器302和304被獨(dú)立自乘，從而分別產(chǎn)生I2和Q2。在加法器部件306，將這兩個(gè)值加在一起，形成查尋表30的索引地址，圖3中，查尋表30采取兩個(gè)獨(dú)立的雙端口RAM存儲(chǔ)器部件308和310的形式，所述兩個(gè)雙端口RAM存儲(chǔ)器308和310分別包含參A和B。從存儲(chǔ)器部件輸出的參數(shù)在乘法器312、314、316和318被乘以延遲的I和Q值，從而產(chǎn)生四個(gè)值I×A、I×B、Q×A和Q×B。這些值由加法器和減法器部件320和322組合，分別形成輸出為I′和Q′的(IA-QB)和(QA+IB)。
輔助電路324利用標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器接口信號(hào)，將在處理模塊32中產(chǎn)生的參數(shù)數(shù)據(jù)裝入雙端口存儲(chǔ)器部件308和310。雙端口存儲(chǔ)器的使用允許實(shí)時(shí)更新查尋表，而不會(huì)中斷預(yù)失真過(guò)程對(duì)參數(shù)值的訪問(wèn)。
在處理模塊具有便于根據(jù)需要獲得A和B參數(shù)的足夠高的處理速度的情況下，查尋表配置不是必需的。這種情況下，處理模塊計(jì)算恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，處理模塊隨后根據(jù)需要計(jì)算A和B參數(shù)，而不必將這種參數(shù)保存在查尋表中。
再次參見(jiàn)圖1，數(shù)字預(yù)失真自適應(yīng)反饋循環(huán)中的接收器18被用于測(cè)量具體頻率下，窄帶寬內(nèi)的RF功率。該調(diào)諧頻率偏離主CDMA載波頻率，并且是寄生發(fā)射將被優(yōu)化算法最小化的頻率。
圖4表示了圖1的接收器18的例證單通道、單轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的方框圖。在該實(shí)現(xiàn)中，接收器18包括頻率合成器50，頻率合成器50與混頻器52連接?；祛l器的輸出端與低通濾波器54連接，低通濾波器54再與中頻(IF)鏈56連接。IF鏈56的輸出端與模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)58連接，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器58向圖2的處理模塊32提供輸入。圖4中三個(gè)重要的頻率是要測(cè)量相鄰功率水平的RF功率，根據(jù)需要被改變，以便調(diào)諧接收器的本地振蕩器(LO)頻率，和固定的中頻(IF)。借助LO＝RF-IF得到LO頻率。
更具體地說(shuō)，如圖1中所示，接收器18的RF輸入端借助耦接器17，coupled off功率放大器16的輸出端。在混頻器52，寬帶RF信號(hào)被降頻轉(zhuǎn)換成中頻(IF)，這里IF＝RF-LO?；祛l器52的LO頻率由鎖相環(huán)(PLL)頻率合成器50產(chǎn)生。該LO頻率由來(lái)自微處理器(例如圖2的處理模塊32)的(數(shù)字)調(diào)諧命令設(shè)置。
低通濾波器54用于濾除RF+LO頻率產(chǎn)物，以及RF和LO饋通，和混頻器52產(chǎn)生的任意高頻產(chǎn)物。在圖4中，接收器IF鏈56被表示成單一部件。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，IF鏈56實(shí)際上包括多個(gè)放大器和一個(gè)窄帶通濾波器，窄帶通濾波器確保正被測(cè)量的功率確實(shí)是調(diào)諧頻率下的功率，不包含來(lái)自主CDMA載波的功率。IF鏈56產(chǎn)生正比于IF功率(IF功率又正比于RF功率)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示符(RSSI)電壓輸出。RSSI電壓由ADC 58采樣，所得到的數(shù)字化RSSI是供由圖2的處理模塊32實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化算法使用的數(shù)字字(代表調(diào)諧頻率下的功率水平)。
在一些實(shí)現(xiàn)中，優(yōu)化算法監(jiān)視多個(gè)頻率點(diǎn)下的寄生發(fā)射，這種情況下，可關(guān)于每個(gè)不同的頻率，重新調(diào)諧圖4的單通道接收器?？衫煤拖旅嫠鲱愃频某绦?qū)崿F(xiàn)這種重新調(diào)諧○微處理器(例如處理模塊32)向頻率合成器發(fā)送調(diào)諧命令，以便設(shè)置LO頻率(于是設(shè)置接收器的調(diào)諧頻率)。
○微處理器等待PLL和RSSI穩(wěn)定。
○微處理器讀取數(shù)字化RSSI值。如果使用平均RSSI，則可進(jìn)行多次讀取。
○對(duì)下一頻率重復(fù)這些步驟。
′490申請(qǐng)的預(yù)失真技術(shù)被設(shè)計(jì)成通過(guò)使基帶信號(hào)的幅度預(yù)失真(主要利用參數(shù)A實(shí)現(xiàn))以及使基帶信號(hào)的相位預(yù)失真(主要利用參數(shù)B實(shí)現(xiàn))，至少校正放大器的至少一些非線性。但是，存在信號(hào)的特性(如同在單通道TDMA系統(tǒng)中那樣，峰值功率與平均功率之比接近于1)不允許幅度的較大擴(kuò)展，以致不能完全按照需要校正放大器的幅度非線性的應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，通過(guò)盡可能多地校正相位(借助參數(shù)B)，以及通過(guò)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置Am值，部分校正幅度，能夠獲得相當(dāng)大的改進(jìn)。
與頻率相關(guān)的幅度和相位預(yù)失真如前所述，′490申請(qǐng)的預(yù)失真技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)寄生發(fā)射的顯著減小，但是經(jīng)常觀察到仍然存在一些殘余寄生發(fā)射。通過(guò)修改等式(4)-(7)(或者等式(4′)-(7′))中的系數(shù)，減小這些殘余寄生發(fā)射的努力導(dǎo)致不對(duì)稱情形，其中通信通道的低頻端的寄生發(fā)射的減小伴隨有通道的高頻端的寄生發(fā)射的增大，反之亦然，導(dǎo)致性能的整體惡化-或者至少不是性能的整體改進(jìn)。
根據(jù)289′和446′申請(qǐng)的實(shí)施例，為了將寄生發(fā)射減小到比′490申請(qǐng)的(頻率無(wú)關(guān))預(yù)失真技術(shù)實(shí)現(xiàn)的水平更低的水平，還應(yīng)用其幅度和相關(guān)與頻率相關(guān)的預(yù)失真。
放大器導(dǎo)致的失真可被看作由兩部分構(gòu)成。第一部分(與信號(hào)帶寬無(wú)關(guān)，并且由′490申請(qǐng)(以及其它常規(guī)的頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真技術(shù))解決)與放大器的傳遞函數(shù)的曲率(curvature)相關(guān)，放大器的傳遞函數(shù)導(dǎo)致AM-AM(幅度-幅度)和AM-平面存儲(chǔ)器(幅度-相位)類型失真。′490申請(qǐng)的預(yù)失真通過(guò)校正傳遞函數(shù)的曲率，有效解決了這部分的放大器失真。
對(duì)于窄帶寬信號(hào)來(lái)說(shuō)，第二部分的放大器失真是可忽略的，但是當(dāng)帶寬增大時(shí)，第二部分的放大器失真變得越來(lái)越重要。這部分的放大器失真具有正比于自載波頻率的頻率偏移的幅度和位于載波頻率任意一側(cè)的±90°的相移。由于這些特性與微分器的特性相符，可利用微分濾波電路實(shí)現(xiàn)這部分放大器失真的校正。
可用如下所示的等式(9)表示這兩種校正的組合I′+jQ′＝(I+jQ)(A+jB)+d{(I+jQ)(X+jY)}/dt (9)這里I和Q是預(yù)失真之前，輸入信號(hào)的同相分量和正交分量，I′和Q′是預(yù)失真之后的相應(yīng)分量，j是-1的平方根，為瞬時(shí)功率P(P＝I2+Q2)的函數(shù)的A、B、X和Y是預(yù)失真參數(shù)。符號(hào)d/dt代表時(shí)間微分。等式(9)右側(cè)的第一項(xiàng)代表預(yù)失真的與帶寬無(wú)關(guān)的部分，而第二項(xiàng)代表與帶寬相關(guān)的部分。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用如下的等式(10)替換等式(9)I′+jQ′＝(I+jQ)(A+jB)+P[d{(I+jQ)(T+jU)}/dt]+N[d{(I+jQ)(V+jW)}/dt](10)這里T、U、V和W是功率P的函數(shù)，P代表只通過(guò)頻譜的正頻率分量的操作(例如濾波)，N代表只通過(guò)頻譜的負(fù)頻率分量的模擬操作。(本說(shuō)明書(shū)中，正頻率和負(fù)頻率指的是信號(hào)的基帶表示。在非基帶域中(例如RF)，正頻率大于中心頻率，負(fù)頻率小于中心頻率)。通過(guò)將正頻率和負(fù)頻率分開(kāi)，并利用功率P的不同函數(shù)(即關(guān)于正頻率的T和U，以及關(guān)于負(fù)頻率的V和W)，能夠直接適應(yīng)以其它方式難以校正的放大器特性的不對(duì)稱性。
根據(jù)所述實(shí)現(xiàn)，按照各種方式，包括使用傅里葉變換、Hilbert變換或?yàn)V波器，能夠?qū)崿F(xiàn)P和N操作。濾波器是優(yōu)選實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兎浅＿m合于包含在FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)或ASIC(專用集成電路)中。
利用兩個(gè)不對(duì)稱濾波器，基帶域中與頻率相關(guān)的預(yù)失真圖5表示了使用兩個(gè)不對(duì)稱濾波器(520和528)的預(yù)失真器500的硬件(例如FPGA、ASIC或DSP)實(shí)現(xiàn)的方框圖。預(yù)失真器500對(duì)應(yīng)于等式(10)的全數(shù)字基帶實(shí)現(xiàn)。根據(jù)等式(10)，預(yù)失真器500產(chǎn)生如同在′490申請(qǐng)中所述的主要(頻率無(wú)關(guān))預(yù)失信號(hào)(對(duì)應(yīng)于等式(10)右側(cè)的第一項(xiàng))，和其幅度及相位與頻率相關(guān)的兩個(gè)次要預(yù)失真信號(hào)(對(duì)應(yīng)于等式(10)右側(cè)第二項(xiàng)的正頻率預(yù)失真信號(hào)，和對(duì)應(yīng)于等式(10)右側(cè)第三項(xiàng)的負(fù)頻率預(yù)失真信號(hào))。組合所述主要預(yù)失真信號(hào)和兩個(gè)次要預(yù)失真信號(hào)，產(chǎn)生應(yīng)用于放大器的預(yù)失真信號(hào)。在預(yù)失真器500中，在基帶域中對(duì)數(shù)字輸入信號(hào)應(yīng)用預(yù)失真，在基帶域中，在數(shù)字域內(nèi)進(jìn)行微分和濾波。
具體地說(shuō)，數(shù)字、基帶輸入信號(hào)(I和Q)的副本被應(yīng)用于索引計(jì)算模塊502和延遲部件504。索引計(jì)算模塊502產(chǎn)生數(shù)字索引信號(hào)(I2+Q2)(對(duì)應(yīng)于由I和Q定義的輸入信號(hào)的功率)，其索引的副本被提供給查尋表506、514和522。在復(fù)數(shù)乘法器508中，將從查尋表506取回的值A(chǔ)和B乘以來(lái)自延遲部件504的延遲I和Q數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生等式(10)右側(cè)的第一項(xiàng)。該復(fù)數(shù)乘積被應(yīng)用于延遲部件510，所得到的延遲乘積被應(yīng)用于組合器。
延遲部件504和510的用途是確保不同信號(hào)通道之間的同步。具體地說(shuō)，延遲部件504補(bǔ)償在索引計(jì)算部件502中產(chǎn)生的延遲，而延遲部件510補(bǔ)償由微分濾波器518和526，以及P和N濾波器520和528引入的延遲。
在復(fù)數(shù)乘法器516中，將從查尋表514取回的值T和U乘以來(lái)自延遲部件504的延遲I和Q數(shù)據(jù)。所得到的復(fù)數(shù)乘積被應(yīng)用于微分濾波器518，微分濾波器518對(duì)所述復(fù)數(shù)乘積進(jìn)行時(shí)間微分。所得到的微分信號(hào)被提供給正頻率(P)濾波器520，正頻率濾波器520只將正頻率分量傳給組合器512。來(lái)自P濾波器520的信號(hào)對(duì)應(yīng)于等式(10)右側(cè)的第二項(xiàng)。
圖6A-B表示了只通過(guò)信號(hào)的正頻率分量的典型有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的脈沖響應(yīng)的實(shí)數(shù)分量和虛數(shù)分量。這樣，根據(jù)圖6A-B的分量，利用FIR濾波器，可實(shí)現(xiàn)P濾波器520。
在復(fù)數(shù)乘法器524中，將從查尋表522取回的值V和W乘以來(lái)自延遲部件504的延遲I和Q數(shù)據(jù)。所得到的復(fù)數(shù)乘積被應(yīng)用于微分濾波器526，微分濾波器526對(duì)所述復(fù)數(shù)乘積進(jìn)行時(shí)間微分。所得到的微分信號(hào)被提供給負(fù)頻率(N)濾波器528，負(fù)頻率濾波器528只將負(fù)頻率分量傳給組合器512。來(lái)自N濾波器528的信號(hào)對(duì)應(yīng)于等式(10)右側(cè)的第三項(xiàng)。
圖7A-B表示了只通過(guò)信號(hào)的負(fù)頻率分量的典型FIR濾波器的脈沖響應(yīng)的實(shí)數(shù)分量和虛數(shù)分量。這樣，根據(jù)圖7A-B的分量，利用FIR濾波器，可實(shí)現(xiàn)N濾波器528。
組合器512組合來(lái)自延遲部件504、P濾波器520和N濾波器528的信號(hào)，形成數(shù)字、預(yù)失真輸出信號(hào)(I′和Q′)。利用DAC，可將數(shù)字、預(yù)失真輸出信號(hào)(I′和Q′)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，所述模擬信號(hào)隨后被提供給常規(guī)的IQ調(diào)制器，從而產(chǎn)生IF或RF預(yù)失真信號(hào)。另一方面，數(shù)字輸出(I′和Q′)可被轉(zhuǎn)換成數(shù)字IF信號(hào)，在數(shù)-模轉(zhuǎn)換之后，所述數(shù)字IF信號(hào)被升頻轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)。
在圖5中所示的實(shí)現(xiàn)中，參數(shù)A、B、T、U、V和W被表示成實(shí)現(xiàn)成查尋表。另一方面，通過(guò)計(jì)算恰當(dāng)多項(xiàng)式的值，可實(shí)時(shí)評(píng)估這些參數(shù)。在任意一種情況下，可利用單形算法產(chǎn)生并自適應(yīng)地更新用于產(chǎn)生這些參數(shù)的系數(shù)。
雖然圖5表示在P濾波器520之前的微分濾波器518和在N濾波器528之前的微分濾波器526，不過(guò)這些順序中的任意一種都可被顛倒。另一方面，任意一對(duì)濾波器518和520，或526和528可被實(shí)現(xiàn)成單一的組合濾波器。
如同在′289和′446申請(qǐng)中所述，可按照許多方式實(shí)現(xiàn)微分濾波器518和526。一種相當(dāng)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)由只具有三個(gè)系數(shù)
的一個(gè)濾波器組成。
利用單個(gè)不對(duì)稱濾波器，基帶域中與頻率相關(guān)的預(yù)失真前一節(jié)描述了使用兩個(gè)不對(duì)稱濾波器520和528實(shí)現(xiàn)等式(10)的預(yù)失真器500。本節(jié)描述只利用單個(gè)不對(duì)稱濾波器，實(shí)現(xiàn)的預(yù)失真，這里除去預(yù)失真器500的兩個(gè)不對(duì)稱濾波器之一，從而降低了預(yù)失真器的硬件的復(fù)雜性。
將R＝V-T和S＝W-U代入等式(10)，產(chǎn)生下述等式(11)I′+jQ′＝(I+jQ)(A+jB)+d{(I+jQ)(T+jU)}/dt+N[d{(I+jQ)(R+jS)}/dt](11)這里T、U、R和S是功率P的函數(shù)，N代表只通過(guò)頻譜的負(fù)頻率分量的操作。
另一方面，將K＝T-V和L＝U-W代入等式(10)，產(chǎn)生下述等式(12)I′+jQ′＝(I+jQ)(A+jB)+d{(I+jQ)(V+jW)}/dt+P[d{(I+jQ)(K+jL)}/dt](12)這里V、W、K和L是功率P的函數(shù)，P代表只通過(guò)頻譜的正頻率分量的操作。
注意等式(11)和(12)右側(cè)的第二項(xiàng)對(duì)應(yīng)于和輸入信號(hào)的頻率分量的全集對(duì)應(yīng)的對(duì)稱頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)，而這些等式中的第三項(xiàng)對(duì)應(yīng)于只與輸入信號(hào)的頻率分量的子集(即，就等式(11)來(lái)說(shuō)，只有負(fù)頻率分量，就等式(12)來(lái)說(shuō)，只有正頻率分量)對(duì)應(yīng)的不對(duì)稱頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)。圖8表示了只使用單個(gè)不對(duì)稱濾波器(828)的預(yù)失真器800的硬件(例如FPGA、ASIC或DSP)實(shí)現(xiàn)的方框圖。預(yù)失真器800對(duì)應(yīng)于等式(11)的全數(shù)字、基帶實(shí)現(xiàn)。根據(jù)等式(11)，預(yù)失真器800產(chǎn)生(i)如同在′490申請(qǐng)中所述的主要(頻率無(wú)關(guān))預(yù)失信號(hào)(對(duì)應(yīng)于等式(11)右側(cè)的第一項(xiàng))，和(ii)兩個(gè)次要預(yù)失真信號(hào)(對(duì)應(yīng)于等式(11)右側(cè)的第二項(xiàng)的對(duì)稱預(yù)失真信號(hào)，和對(duì)應(yīng)于等式(11)右側(cè)的第三項(xiàng)的不對(duì)稱(即負(fù)頻率)預(yù)失真信號(hào))，這里這兩個(gè)次要預(yù)失真信號(hào)的幅度和相位與頻率相關(guān)。組合所述主要預(yù)失真信號(hào)和兩個(gè)次要預(yù)失真信號(hào)，產(chǎn)生應(yīng)用于放大器的預(yù)失真信號(hào)。在預(yù)失真器800中，在基帶域中對(duì)數(shù)字輸入信號(hào)應(yīng)用預(yù)失真，這里在數(shù)字域內(nèi)進(jìn)行微分和濾波。
具體地說(shuō)，數(shù)字、基帶輸入信號(hào)(I和Q)的副本被應(yīng)用于索引計(jì)算模塊802和延遲部件804。索引計(jì)算模塊802產(chǎn)生數(shù)字索引信號(hào)(I2+Q2)(對(duì)應(yīng)于由I和Q定義的輸入信號(hào)的功率)，其索引的副本被提供給查尋表806、814和822。在復(fù)數(shù)乘法器808中，將從查尋表806取回的值A(chǔ)和B乘以來(lái)自延遲部件804的延遲I和Q數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生等式(11)右側(cè)的第一項(xiàng)。該復(fù)數(shù)乘積被應(yīng)用于延遲部件810，所得到的延遲乘積被應(yīng)用于組合器812。
延遲部件804和810的用途是確保不同信號(hào)通道之間的同步。具體地說(shuō)，延遲部件804補(bǔ)償在索引計(jì)算部件802中產(chǎn)生的延遲，而延遲部件810補(bǔ)償由微分濾波器818和826，延遲部件820和N濾波器828引入的延遲。
在復(fù)數(shù)乘法器816中，將從查尋表814取回的值T和U乘以來(lái)自延遲部件804的延遲I和Q數(shù)據(jù)。所得到的復(fù)數(shù)乘積被應(yīng)用于微分濾波器818，微分濾波器818對(duì)所述復(fù)數(shù)乘積進(jìn)行時(shí)間微分。所得到的微分信號(hào)被提供給延遲部件820，延遲部分820補(bǔ)償由N濾波器引入的延遲。來(lái)自延遲部件820的信號(hào)(該信號(hào)被傳給組合器812)信號(hào)對(duì)應(yīng)于等式(11)右側(cè)的第二項(xiàng)。
在復(fù)數(shù)乘法器824中，將從查尋表822取回的值R和S乘以來(lái)自延遲部件804的延遲I和Q數(shù)據(jù)。所得到的復(fù)數(shù)乘積被應(yīng)用于微分濾波器826，微分濾波器826對(duì)所述復(fù)數(shù)乘積進(jìn)行時(shí)間微分。所得到的微分信號(hào)被提供給負(fù)頻率(N)濾波器828，負(fù)頻率濾波器828只將負(fù)頻率分量傳給組合器812。來(lái)自N濾波器828的信號(hào)對(duì)應(yīng)于等式(11)右側(cè)的第三項(xiàng)。根據(jù)圖7A-B的分量，利用FIR濾波器，可實(shí)現(xiàn)N濾波器828。
組合器812組合來(lái)自延遲部件810、延遲部件820和N濾波器828的信號(hào)，形成數(shù)字、預(yù)失真輸出信號(hào)(I′和Q′)。利用DAC，可將數(shù)字、預(yù)失真輸出信號(hào)(I′和Q′)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，所述模擬信號(hào)隨后被提供給常規(guī)的IQ調(diào)制器，從而產(chǎn)生IF或RF預(yù)失真信號(hào)。另一方面，數(shù)字輸出(I′和Q′)可被轉(zhuǎn)換成數(shù)字IF信號(hào)，在數(shù)-模轉(zhuǎn)換之后，所述數(shù)字IF信號(hào)被升頻轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)。
在圖8中所示的實(shí)現(xiàn)中，參數(shù)A、B、T、U、R和S被表示成實(shí)現(xiàn)為查尋表。另一方面，通過(guò)計(jì)算恰當(dāng)多項(xiàng)式的值，可實(shí)時(shí)評(píng)估這些參數(shù)。在任意一種情況下，可利用單形算法產(chǎn)生并自適應(yīng)地更新用于產(chǎn)生這些參數(shù)的系數(shù)。
雖然圖8表示在延遲部件820之前的微分濾波器818和在N濾波器828之前的微分濾波器826，不過(guò)這些順序中的任意一種都可被顛倒。另一方面，濾波器826和828可被實(shí)現(xiàn)成單一的組合濾波器。
如同在′289和′446申請(qǐng)中所述，可按照許多方式實(shí)現(xiàn)微分濾波器818和826。一種相當(dāng)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)由只具有三個(gè)系數(shù)
的一個(gè)濾波器組成。
圖9表示了預(yù)失真器900的硬件(例如FPGA、ASIC或DSP)實(shí)現(xiàn)的方框圖，其中單個(gè)不對(duì)稱濾波器是P濾波器(920)，而不是如圖8中的N濾波器(828)。預(yù)失真器900是等式(12)的與圖8中所示的等式(11)的實(shí)現(xiàn)類似的實(shí)現(xiàn)，圖9的各個(gè)部件902-928類似于圖8的預(yù)失真器800中的相應(yīng)部件。
備選實(shí)施例根據(jù)特定的應(yīng)用，可在包括和圖2的均衡濾波器20、削波模塊22、低通濾波器24和采樣模塊26類似的模塊的電路環(huán)境中實(shí)現(xiàn)圖5、8和9中所示的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的備選實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)-甚至所有的這些組件可被省略，和/或可包括一個(gè)或多個(gè)其它處理組件，取決于輸入信號(hào)的特性以及特定通信網(wǎng)絡(luò)的要求。
雖然在組合本發(fā)明的頻率相關(guān)幅度和相位預(yù)失真與′499申請(qǐng)的(頻率無(wú)關(guān))幅度和相位預(yù)失真的結(jié)構(gòu)環(huán)境中描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此。特別地，能夠在不實(shí)現(xiàn)′490申請(qǐng)的預(yù)失真的情況下，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的與頻率相關(guān)的幅度和相位預(yù)失真。也可在實(shí)現(xiàn)或不實(shí)現(xiàn)′490申請(qǐng)的頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真的情況下，實(shí)現(xiàn)和頻率相關(guān)的幅度預(yù)失真，而不實(shí)現(xiàn)和頻率相關(guān)的相位預(yù)失真。
雖然在將無(wú)線信號(hào)從基站傳送給無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)單元的環(huán)境中描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此。理論上，可關(guān)于從移動(dòng)單元傳送給一個(gè)或多個(gè)基站的無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。還可在其它無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，甚至在有線通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以便改進(jìn)線性。
本發(fā)明的實(shí)施例可被實(shí)現(xiàn)成基于電路的過(guò)程，包括單一集成電路上的可能實(shí)現(xiàn)。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，電路部件的各種功能顯然還可被實(shí)現(xiàn)成軟件程序中的處理步驟。這種軟件可用在，例如數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器或通用計(jì)算機(jī)中。
可用方法和實(shí)踐這些方法的設(shè)備的形式具體體現(xiàn)本發(fā)明。也可用包含在有形媒體，例如軟盤(pán)、CD-ROM、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，或者任意其它機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體中的程序代碼的形式，具體體現(xiàn)本發(fā)明，其中當(dāng)所述程序代碼被裝入并由機(jī)器(例如計(jì)算機(jī))執(zhí)行時(shí)，所述機(jī)器變成實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。還可用保存在存儲(chǔ)媒體中的，裝入和/或由機(jī)器執(zhí)行的，或者通過(guò)某一傳輸媒體或載體，例如通過(guò)電線或電纜，通過(guò)光纖或通過(guò)電磁輻射傳送的程序代碼的形式具體體現(xiàn)本發(fā)明，其中當(dāng)所述程序代碼被裝入并由機(jī)器(例如計(jì)算機(jī))執(zhí)行時(shí)，所述機(jī)器變成實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。當(dāng)在通用計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，程序代碼段與處理器結(jié)合，形成類似于專用邏輯電路工作的獨(dú)特裝置。
還要明白在不脫離下述權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可做出為了說(shuō)明本發(fā)明的本質(zhì)，舉例說(shuō)明的各個(gè)部分的細(xì)節(jié)、材料和排列方面的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于減小放大信號(hào)中的寄生發(fā)射的方法(500；800；900)，所述方法通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)(I、Q)應(yīng)用其幅度與頻率相關(guān)的預(yù)失真，以產(chǎn)生預(yù)失真信號(hào)(I′、Q′)，從而當(dāng)所述預(yù)失真信號(hào)被應(yīng)用于放大器以產(chǎn)生所述放大信號(hào)時(shí)，所述預(yù)失真減小所述放大信號(hào)中的寄生發(fā)射，其中所述預(yù)失真信號(hào)由下述步驟產(chǎn)生(a)產(chǎn)生和所述輸入信號(hào)的第一組頻率分量(圖5的Ip，Qp；圖8的I1，Q1；圖9的I2，Q2)相對(duì)應(yīng)的、第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)(514-520；814-820；922-928)；(b)產(chǎn)生和所述輸入信號(hào)的第二組頻率分量(圖5的In，Qn；圖8的In，Qn；圖9的Ip，Qp)相對(duì)應(yīng)的第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)(522-528；822-828；914-920)，其中所述第一組頻率分量不同于所述第二組頻率分量；和(c)組合所述第一和第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)，以產(chǎn)生所述預(yù)失真信號(hào)(512、812、912)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)所述輸入信號(hào)，產(chǎn)生與頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真信號(hào)(I0，Q0)的步驟(506-510；806-810；906-910)，其中將所述與頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真信號(hào)與所述第一及第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)相組合，以產(chǎn)生所述預(yù)失真信號(hào)(512、812、912)。
3.一種設(shè)備(500；800；900)，用于對(duì)輸入信號(hào)(I、Q)應(yīng)用預(yù)失真以產(chǎn)生預(yù)失真信號(hào)(I′、Q′)，從而當(dāng)所述預(yù)失真信號(hào)被應(yīng)用于放大器以產(chǎn)生放大信號(hào)時(shí)，所述預(yù)失真減小所述放大信號(hào)中的寄生發(fā)射，所述設(shè)備包括(a)用于根據(jù)所述輸入信號(hào)產(chǎn)生主要預(yù)失真信號(hào)(I0，Q0)的第一信號(hào)處理通路(506-510；806-810；906-910)；(b)用于產(chǎn)生和所述輸入信號(hào)的第一組頻率分量(圖5的Ip，Qp；圖8的I1，Q1；圖9的I2，Q2)相對(duì)應(yīng)的、第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)的第二信號(hào)處理通路(514-520；814-820；922-928)；(c)用于產(chǎn)生和所述輸入信號(hào)的第二組頻率分量(圖5的In，Qn；圖8的In，Qn；圖9的Ip，Qp)相對(duì)應(yīng)的、第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)的第三信號(hào)處理通路(522-528；822-828；914-920)，其中所述第一組頻率分量不同于所述第二組頻率分量；和(d)用于將所述第一及第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)與所述主要預(yù)失真信號(hào)相組合，從而產(chǎn)生所述預(yù)失真信號(hào)的組合器(512、812、912)。
4.按照權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)明，其中所述預(yù)失真的相位也與頻率相關(guān)；在基帶域中表示所述輸入信號(hào)；和在數(shù)字域中產(chǎn)生所述第一及第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)。
5.按照權(quán)利要求1-4任一所述的發(fā)明，其中所述第一組頻率分量(圖5的Ip，Qp)對(duì)應(yīng)于所述輸入信號(hào)的正頻率分量；所述第二組頻率分量(圖5的In，Qn)對(duì)應(yīng)于所述輸入信號(hào)的負(fù)頻率分量。
6.按照權(quán)利要求5所述的發(fā)明，其中所述第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)由下述步驟產(chǎn)生(1)產(chǎn)生和第一組的一個(gè)或多個(gè)預(yù)失真參數(shù)(圖5的T，U)相對(duì)應(yīng)的第一組的一個(gè)或多個(gè)波形(516)；(2)對(duì)所述第一組的一個(gè)或多個(gè)波形進(jìn)行時(shí)間微分，從而產(chǎn)生第一組的一個(gè)或多個(gè)微分波形(518)；和(3)將所述第一組的一個(gè)或多個(gè)微分波形應(yīng)用于正頻率操作(520)，從而產(chǎn)生所述第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)；所述第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)由下述步驟產(chǎn)生(1)產(chǎn)生和第二組的一個(gè)或多個(gè)預(yù)失真參數(shù)(圖5的V，W)相對(duì)應(yīng)的第二組的一個(gè)或多個(gè)波形(524)；(2)對(duì)所述第二組的一個(gè)或多個(gè)波形進(jìn)行時(shí)間微分，從而產(chǎn)生第二組的一個(gè)或多個(gè)微分波形(526)；和(3)將所述第二組的一個(gè)或多個(gè)微分波形應(yīng)用于負(fù)頻率操作(528)，從而產(chǎn)生所述第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求1-4任一所述的發(fā)明，其中所述第一組頻率分量(圖8的I1，Q1；圖9的I2，Q2)對(duì)應(yīng)于所述輸入信號(hào)的正頻率分量和負(fù)頻率分量；所述第二組頻率分量(圖9的Ip，Qp)僅僅對(duì)應(yīng)于所述輸入信號(hào)的正頻率分量，或者僅僅對(duì)應(yīng)于所述輸入信號(hào)的負(fù)頻率分量(圖8的In，Qn)。
8.按照權(quán)利要求7所述的發(fā)明，其中所述第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)由下述步驟產(chǎn)生(1)產(chǎn)生和第一組的一個(gè)或多個(gè)預(yù)失真參數(shù)(圖8的T，U；圖9的V、W)相對(duì)應(yīng)的第一組的一個(gè)或多個(gè)波形(816；924)；(2)對(duì)所述第一組的一個(gè)或多個(gè)波形進(jìn)行時(shí)間微分，從而產(chǎn)生所述第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)；所述第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)由下述步驟產(chǎn)生(1)產(chǎn)生和第二組的一個(gè)或多個(gè)預(yù)失真參數(shù)(圖8的R，S；圖9的K，L)相對(duì)應(yīng)的第二組的一個(gè)或多個(gè)波形(824；916)；(2)對(duì)所述第二組的一個(gè)或多個(gè)波形進(jìn)行時(shí)間微分，從而產(chǎn)生第二組的一個(gè)或多個(gè)微分波形(826；918)；和(3)將所述第二組的一個(gè)或多個(gè)微分波形應(yīng)用于負(fù)頻率操作(828)或正頻率操作(920)，從而產(chǎn)生所述第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)。
9.按照權(quán)利要求3-8任一所述的設(shè)備，其中所述第一信號(hào)處理通路包括(1)用于產(chǎn)生正比于所述輸入信號(hào)的包絡(luò)功率的索引值的索引發(fā)生器(502；802；902)；(2)用于利用所述索引值，提供第一和第二預(yù)失真參數(shù)(A，B)的第一查尋表(506；806；906)；和(3)用于將所述輸入信號(hào)乘以所述第一和第二預(yù)失真參數(shù)，從而產(chǎn)生所述主要預(yù)失真信號(hào)的第一放大器(508；808；908)；所述第二信號(hào)處理通路包括(1)用于利用所述索引值，提供第三和第四預(yù)失真參數(shù)(圖5的T，U；圖8的T，U；圖9的V，W)的第二查尋表(514；814；922)；(2)用于將所述輸入信號(hào)乘以所述第三和第四預(yù)失真參數(shù)，從而產(chǎn)生第一相乘信號(hào)的第二放大器(516；816；924)；和(3)用于對(duì)所述第一相乘信號(hào)進(jìn)行時(shí)間微分，從而產(chǎn)生第一微分信號(hào)的第一微分器(518、818；926)；所述第三信號(hào)處理通路包括(1)用于利用所述索引值，提供第五和第六預(yù)失真參數(shù)(圖5的V，W；圖8的R，S；圖9的K，L)的第三查尋表(522；822；914)；(2)用于將所述輸入信號(hào)乘以所述第五和第六預(yù)失真參數(shù)，從而產(chǎn)生第二相乘信號(hào)的第三放大器(524；824；916)；和(3)用于對(duì)所述第二相乘信號(hào)進(jìn)行時(shí)間微分，從而產(chǎn)生第二微分信號(hào)的第二微分器(526、826；918)。
10.按照權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第二信號(hào)處理通路還包括用于過(guò)濾第一微分信號(hào)，以產(chǎn)生所述第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)的正頻率濾波器(520)；和所述第三信號(hào)處理通路還包括用于過(guò)濾第二微分信號(hào)，以產(chǎn)生所述第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)的負(fù)頻率濾波器(528)。
11.按照權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一微分信號(hào)是第一頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)；所述第三信號(hào)處理通路還包括用于過(guò)濾所述第二微分信號(hào)，以產(chǎn)生所述第二頻率相關(guān)的預(yù)失真信號(hào)的正頻率濾波器(920)或負(fù)頻率濾波器(828)。
全文摘要
輸入信號(hào)被預(yù)失真，以便減小由后續(xù)的信號(hào)放大引起的寄生發(fā)射。最好結(jié)合頻率無(wú)關(guān)的預(yù)失真實(shí)現(xiàn)頻率相關(guān)的預(yù)失真，這里頻率相關(guān)的預(yù)失真對(duì)應(yīng)于具有正比于自載波頻率的頻率偏移的幅度，以及在載波頻率任意一側(cè)的±90°相移的放大器失真。通過(guò)對(duì)與兩組不同的預(yù)失真參數(shù)對(duì)應(yīng)的波形進(jìn)行時(shí)間微分，產(chǎn)生頻率相關(guān)的預(yù)失真。在一個(gè)實(shí)施例中，微分波形之一被應(yīng)用于正頻率濾波器，另一微分波形被應(yīng)用負(fù)頻率濾波器，從而分別產(chǎn)生正頻率預(yù)失真信號(hào)和負(fù)頻率預(yù)失真信號(hào)，以便考慮到放大器特性方面的不對(duì)稱性。在另一實(shí)施例中，只將微分波形之一應(yīng)用于不對(duì)稱濾波器(即，或者正頻率濾波器或者負(fù)頻率濾波器)。
文檔編號(hào)H03F1/32GK1578284SQ20041006166
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者喬治·P·韋拉-科萊羅 申請(qǐng)人:安德魯公司