專利名稱：放大器和放大單元的前置補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于移動(dòng)通信及類似用途的放大器和其中使用前置補(bǔ)償器的放大單元的前置補(bǔ)償器，并更具體地涉及可用于控制寬帶信號(hào)的一個(gè)高頻功率放大器的前置補(bǔ)償器。
在移動(dòng)通信中，需要一個(gè)具有低相鄰信道漏泄功率(APC)的功率放大器以便由此對(duì)相鄰信道無(wú)干擾。通常為了滿足這種需要，借助于一種輸出補(bǔ)償方法，放大器的輸出功率被減少到相鄰信道漏泄功率變小的程度，或借助于一種預(yù)失真方法(日本專利申請(qǐng)No.Hei09-2979297)，傳輸信號(hào)通過(guò)一個(gè)輸入-輸出特性的逆特性被預(yù)先修正，并隨后輸入到一個(gè)放大器，被用于使傳輸信號(hào)線性化。
對(duì)于放大器，一個(gè)更大的輸出對(duì)應(yīng)于一個(gè)更高的頻率。然而，由于輸出補(bǔ)償方法減少了放大器的輸出，放大器的高效不可能獲得。因此，最好是利用預(yù)失真的方法。


圖15示出了一個(gè)預(yù)失真方法的前置補(bǔ)償器。在這個(gè)圖中，一個(gè)輸入基帶信號(hào)在前置補(bǔ)償器21中被修正并且隨后修正的信號(hào)經(jīng)由一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器22被輸入到一個(gè)發(fā)射機(jī)23中。發(fā)射機(jī)23具有一個(gè)內(nèi)裝的功率放大器，能把一個(gè)輸入信號(hào)的功率放大為一個(gè)傳輸功率。通常，功率放大器具有非線性物性f(x)。前置補(bǔ)償器21是通過(guò)非線特性f(x)的逆特性f(x)-1修正輸入信號(hào)的一個(gè)電路。已經(jīng)由前置補(bǔ)償器21修正的輸入信號(hào)進(jìn)一步地由發(fā)射機(jī)23的功率放大器的非線性特性f(x)所修正。因此，輸入信號(hào)被線性化反饋到它的初始線性狀態(tài)。
圖16示出了前置補(bǔ)償器21的一個(gè)常見(jiàn)的實(shí)例。在這個(gè)例子中，正交調(diào)制信號(hào)I和Q作為基帶信號(hào)被輸入。在圖16中，振幅值運(yùn)算部分1操作以根據(jù)公式“I2+Q2”獲得基帶輸入信號(hào)的振幅值。逆特性加法部分2起作用以通過(guò)功率放大器的非線性特性f(x)的逆特性f(x)-1預(yù)先修正振幅值(I2+Q2)。相乘部分通過(guò)在逆特性加法部分2中已經(jīng)疊加到逆特性f(x)-1的一個(gè)信號(hào)起作用以分別地倍增輸入基帶信號(hào)I和Q。由此，信號(hào)I和Q變成最終的預(yù)失真信號(hào)Ipd和Qpd。
已知失真是由于放大器輸入-輸出的非線性產(chǎn)生的。此外，在其中傳輸信號(hào)成為寬帶信號(hào)的情況下，由于像放大器偏置電路的頻率特性，頻率偏移，高頻負(fù)載特性偏移諸如此類的因素，失真被擴(kuò)大。這些因素不是上面提到的輸入-輸出特性的非線性。由于這個(gè)原因，為了獲得與窄帶同樣的相鄰信道漏泄功率特性，放大器的輸出必須被降低。因此，放大器低效率地工作。
圖9和10是用于比較在相鄰信道漏泄功率方面窄帶信號(hào)和寬帶信號(hào)的曲線。圖9示出了窄帶信號(hào)相鄰信道漏泄功率的頻譜。圖10示出了寬帶信號(hào)相鄰信道漏泄功率的頻譜。如由兩個(gè)曲線所看到的，為了獲得與圖9的窄帶信號(hào)相同的相鄰信道漏泄功率特性，圖10的寬帶信號(hào)應(yīng)該被降低約-6dB。
然而，只使用傳統(tǒng)的線性化方法不能降低由寬帶所產(chǎn)生的相鄰信道漏泄功率。
此外，關(guān)于線性補(bǔ)償，如果發(fā)射機(jī)的輸出功率，頻率，或者溫度是變化的，即使在線性區(qū)域，也不能得到相鄰信道漏泄功率的穩(wěn)定減少且放大器的頻率不能被改善。
本發(fā)明的總的目的是提供一種放大器和放大單元的前置補(bǔ)償器，其中上述缺點(diǎn)被消除了。
本發(fā)明的一個(gè)更具體的目的是要提供用于移動(dòng)通信及類似用途的放大器和使用前置補(bǔ)償器的放大單元的一種前置補(bǔ)償器，并且更特別地提供適用于控制寬帶信號(hào)的一種高頻功率放大器的前置補(bǔ)償器。
本發(fā)明上面的目的通過(guò)用于降低放大器輸出的相鄰信道漏泄功率的放大器的前置補(bǔ)償器所得到，前置補(bǔ)償器包括第一部分，它通過(guò)放大器輸入-輸出特性的逆特性，預(yù)先修正要被輸入到放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或兩者的校正系數(shù)以便根據(jù)修正的輸入信號(hào)和校正系數(shù)把輸入信號(hào)修正為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)。
在其中的信號(hào)是寬帶信號(hào)的情況下，對(duì)于由偏置電路的頻率特性，頻率偏移，高頻負(fù)載特性偏移及諸如此類的因素所導(dǎo)致的失真，通過(guò)根據(jù)校正系數(shù)修正輸入信號(hào)，由寬帶信號(hào)所產(chǎn)生的相鄰信道漏泄功率可以被降低。
可以配置前置補(bǔ)償器，使得根據(jù)代替輸入信號(hào)微分和積分中的一個(gè)或兩者的一個(gè)差分信號(hào)確定校正系數(shù)，差分信號(hào)在輸入信號(hào)的時(shí)間序列內(nèi)在前期值和目前值之間產(chǎn)生。
由此，有可能實(shí)現(xiàn)節(jié)省內(nèi)存高速的操作。
進(jìn)一步可以配置前置補(bǔ)償器，使得校正系數(shù)被預(yù)先確定，以便滿足預(yù)測(cè)量雙波長(zhǎng)IMD特性，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。
難于在分析上獲得校正系數(shù)，但使用本發(fā)明的前置補(bǔ)償器，校正系數(shù)可容易地獲得。
本發(fā)明的上述目標(biāo)可以通過(guò)一個(gè)放大單元實(shí)現(xiàn)，放大單元包括一個(gè)放大器；及用于降低放大器輸出的相鄰信道漏泄功率的放大器的一個(gè)前置補(bǔ)償器，前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它通過(guò)放大器輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)，以便根據(jù)修正的輸入信號(hào)和校正系數(shù)進(jìn)一步將輸入信號(hào)修正成為最終的預(yù)失真信號(hào)。
其中根據(jù)放大器的輸出功率和通過(guò)算術(shù)處理輸入信號(hào)及系數(shù)，系數(shù)被確定下來(lái)，輸入信號(hào)可以根據(jù)放大器的輸出功率被修正。
在本發(fā)明的放大單元中，以輸出功率的大小作為一個(gè)目標(biāo)，輸入信號(hào)被系數(shù)相乘以便被修正，并由此相對(duì)于寬的輸出范圍，相鄰信道漏泄功率可以被降低。
本發(fā)明上述目的可以通過(guò)一個(gè)放大單元被實(shí)現(xiàn)，放大單元包括一個(gè)放大器；一個(gè)反饋電路；及用于降低放大器輸出的相鄰信道漏泄功率的放大器的一個(gè)前置補(bǔ)償器，該前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它確定放大器輸入-輸出的特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它通過(guò)對(duì)應(yīng)于修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或兩者的校正系數(shù)，以便根據(jù)修正的輸入信號(hào)和校正系數(shù)進(jìn)一步的將輸入信號(hào)修正成為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)；反饋電路，監(jiān)視相鄰于放大器輸出信號(hào)的一個(gè)信道的信號(hào)并修正前置補(bǔ)償器的系數(shù)，以便降低相鄰信道信號(hào)的電平。
因此，一個(gè)放大單元可以被實(shí)現(xiàn)，該單元具有更低的相鄰信道漏泄功率并能補(bǔ)償在頻率，輸入電平，溫度及諸如此類因素上的變化。
本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)一個(gè)放大單元實(shí)現(xiàn)，放大單元包括一個(gè)放大器；及用于降低放大器輸出的相鄰信道漏泄功率的放大器的前置補(bǔ)償器，前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它通過(guò)放大器的輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)以便根據(jù)修正的輸入信號(hào)和校正系數(shù)進(jìn)一步把輸入信號(hào)修正成為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)；其中放大器的輸出電流被監(jiān)控，且在其中相鄰信道漏泄功率低的情況下，電源電壓值或偏置值被改變以降低電流值，以便放大器的頻率在相鄰信道漏泄功率可允許的范圍內(nèi)被改善。
因此，為了監(jiān)視放大器的電流值和在允許的范圍內(nèi)控制相鄰信道漏泄功率，放大器的電源電壓值或偏置值被改變以便降低電流值。因此放大器的頻率可以被改善。
本發(fā)明的其它目的，特性和優(yōu)點(diǎn)從下面的參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明中將變得更清楚。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的前置補(bǔ)償器的一個(gè)框圖2是一個(gè)簡(jiǎn)化的放大元件和一個(gè)偏置電路的等效電路的筒圖；圖3是更實(shí)際地等效于放大元件和偏置電路的一個(gè)電路的簡(jiǎn)圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前置補(bǔ)償器的一個(gè)系數(shù)確定方法的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)前置補(bǔ)償器的框圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前置補(bǔ)償器的一個(gè)系數(shù)確定方法的框圖；圖7是用于在減少相鄰信道漏泄功率的影響方面比較本發(fā)明和通用技術(shù)，表示通用技術(shù)預(yù)失真結(jié)果的一個(gè)曲線；圖8是用于在減少相鄰信道漏泄功率的影響方面比較本發(fā)明和通用技術(shù)，表示本發(fā)明預(yù)失真結(jié)果的一個(gè)曲線；圖9是用于在相鄰信道漏泄功率方面比較一個(gè)窄帶信號(hào)和一個(gè)寬帶信號(hào)，表示窄帶信號(hào)的相鄰信道漏泄功率頻譜的一個(gè)實(shí)例的曲線；圖10是用于在相鄰信道漏泄功率方面比較一個(gè)窄帶信號(hào)和一個(gè)寬帶信號(hào)，表示寬帶信號(hào)的相鄰信道漏泄功率頻譜的一個(gè)實(shí)例的曲線；圖11是表示補(bǔ)償在發(fā)射機(jī)傳輸功率上的變化以便降低相鄰信道漏泄功率的一個(gè)實(shí)例的框圖；圖12是表示補(bǔ)償在發(fā)射機(jī)的傳輸功率、放大器溫度或頻率方面的變化，以降低相鄰信道漏泄功率的一個(gè)實(shí)例的框圖；圖13是表示補(bǔ)償在發(fā)射機(jī)的傳輸功率或輸出電流、放大器的溫度或頻率方面的變化，以降低相鄰信道漏泄功率的一個(gè)實(shí)例的框圖；圖14是根據(jù)圖5的前置補(bǔ)償器改進(jìn)的一個(gè)前置補(bǔ)償器的框圖；圖15是用于說(shuō)明一種通用的預(yù)失真方法的框圖；及圖16是一個(gè)通用的前置補(bǔ)償器的框圖。
圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的前置補(bǔ)償器的框圖。
前置補(bǔ)償器可用于執(zhí)行一個(gè)信道I和一個(gè)信道Q的正交調(diào)制的發(fā)射機(jī)。在前置補(bǔ)償器中，信號(hào)傳輸信道I，Q的信號(hào)I，Q通過(guò)放大器的輸入-輸出特性f(x)的逆特性f(x)-1被預(yù)先修正成為前置補(bǔ)償器信號(hào)，并且隨后該前置補(bǔ)償器信號(hào)被輸入到放大器。在本發(fā)明中，前置補(bǔ)償器信號(hào)進(jìn)一步由用于補(bǔ)償寬帶信號(hào)影響的校正系數(shù)所修正并最終成為前置補(bǔ)償器信號(hào)Ipd和Qpd。
在圖1中，幅值運(yùn)算部分1操作以獲得根據(jù)公式“I2+Q2”的基帶輸入信號(hào)I和Q的一個(gè)幅值。
一個(gè)逆特性加法部分2操作以通過(guò)放大器(未示出)的輸入-輸出特性f(x)的逆特性f(x)-1修正幅度值(I2+Q2)，也就是，通過(guò)f(x)-1實(shí)現(xiàn)(I2+Q2)的倍增。
在這個(gè)實(shí)施例中，幅度運(yùn)算部分1和逆特性加法部分2被認(rèn)為是前置補(bǔ)償器的第一部分，它通過(guò)放大器輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到放大器中的輸入信號(hào)I和Q。
一個(gè)微分和積分運(yùn)算部分3操作以微分和積分已由逆特性加法部分2中的逆特性f(x)-1預(yù)失真的信號(hào)，以便輸出一個(gè)微分信號(hào)“a”和一個(gè)積分信號(hào)“b”。
一個(gè)系數(shù)發(fā)生部分4操作以產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于微分信號(hào)“a”值的系數(shù)α和一個(gè)對(duì)應(yīng)于積分信號(hào)“b”值的系數(shù)β。該系數(shù)發(fā)生部分4，用一個(gè)存儲(chǔ)表格的形式，存儲(chǔ)分別對(duì)應(yīng)于微分信號(hào)“a”和積分信號(hào)“b”的系數(shù)α和β。
參考數(shù)字5，6表示相乘部分，它分別用逆特性加法部分2中的逆特性f(x)-1以及由系數(shù)發(fā)生部分4中產(chǎn)生的系數(shù)α和β所預(yù)失真的信號(hào)乘以輸入基帶信號(hào)I和Q。由相乘部分5，6輸出的信號(hào)最終變成被輸入到放大器中的預(yù)失真信號(hào)Ipd和Qpd。
在這個(gè)實(shí)施例中，微分和積分運(yùn)算部分3，系數(shù)發(fā)生部分4，及相乘部分5和6被認(rèn)為是前置補(bǔ)償器的第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于修正的輸入信號(hào)I和Q的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)，以便根據(jù)修正的輸入信號(hào)I和Q及校正系數(shù)進(jìn)一步地把輸入信號(hào)I和Q修正成為最終的預(yù)失真信號(hào)Ipd和Qpd。
如上文所提到的，基帶輸入信號(hào)I和Q由放大器的逆特性f(x)-1預(yù)失真并由此由放大器的非線性所導(dǎo)致的失真可以被補(bǔ)償，且同時(shí)由信號(hào)I和Q的寬帶所產(chǎn)生的失真可以通過(guò)校正系數(shù)α和β被補(bǔ)償。這些失真由此被消除。
接著，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)原理將被敘述。
放大器的一個(gè)偏置電路或一個(gè)匹配電路具有頻率特性。例如，圖2表示了一個(gè)被極度簡(jiǎn)化的偏置電路。在圖2中，參考符號(hào)E0表示一個(gè)電壓源，L表示偏置電路的電感，及R(t)表示一個(gè)放大元件的等效電阻。放大元件通常被認(rèn)為是電流源，但本文被認(rèn)為是根據(jù)輸入功率變化的電阻R(t)，并由此實(shí)施例的原理可以容易地被理解。
通過(guò)計(jì)入偏置電路電感L的影響，作用于放大元件的電壓V(t)根據(jù)下列公式可以得出V(t)＝R(t)·I(t)＝E0-L·(dI(t)/dt) (公式1)電流值I(t)可以通過(guò)微分方程被獲得。在其中調(diào)制頻率低的情況下，電流值I(t)的微分系數(shù)(dI(t)/dt)是如此小以致于可以被認(rèn)為是“0”值。另一方面，在寬帶信號(hào)的情況下，調(diào)制頻率是如此高以致于電感L可能有影響。
也就是，如果公式1可以被電阻R(t)除，那么I(t)＝E0/R(t)-[(L/R(t))·(dI(t)/dt)] (公式2)在這里I＝I0+ΔI (公式3)I0＝E0/R(t) (公式4)(如由公式4所示，I0被認(rèn)為是沒(méi)有電感L的影響的電流)。如果ΔI很小，那么I＝I0[1+(L/R(t)2·(dR(t)/dt)](公式5)由于電阻R(t)作為輸入功率Pi的函數(shù)被測(cè)量，I＝I0[1+(L/R(t)2)·(dR(t)/dPi)·(dPi/dt)] (公式6)也就是，當(dāng)由于寬帶信號(hào)而出現(xiàn)電感L的影響時(shí)，流過(guò)放大元件的電流I被獲得，以使得不受電感L影響的電流I0被一個(gè)系數(shù)所倍增。該系數(shù)是公式6中加括號(hào)部分。在這里，由于電流I的變化率大約等于增益的變化率，關(guān)于寬帶信號(hào)的放大器的增益特性可由公式6獲取。根據(jù)增益特性為了消除放大器輸出的失真，放大器的輸入信號(hào)通過(guò)特性轉(zhuǎn)換成失真被修正以便由寬帶信號(hào)所產(chǎn)生的失真能從放大器的最終輸出中被消除。
換句話說(shuō)，如果電阻R(t)和輸入功率Pi的微分系數(shù)(dR(t)/dPi)預(yù)先由載波CW的輸入-輸出特性獲得，那么在對(duì)應(yīng)于微分系數(shù)的公式6的括號(hào)里(L/R(t)2)·(dR(t)/dPi)值的倒數(shù)可以作為一個(gè)校正值預(yù)先被存儲(chǔ)于一個(gè)存儲(chǔ)器中。輸入功率Pi的微分值(dPi/dt)作為一個(gè)地址被輸入存儲(chǔ)器以便能獲得一個(gè)對(duì)應(yīng)的校正值。由此失真能被校正。
此外，如圖3所示，在實(shí)際放大元件和偏置電路的一個(gè)等效電路中，為表示包括一個(gè)電容C的高頻負(fù)載電路的影響，需要下列積分。
IC+(1/C)·ICdt＝I·R (公式7)在圖1的實(shí)施例中，輸入信號(hào)(I2+Q2)不僅被微分而且被積分，并且根據(jù)微分結(jié)果和積分結(jié)果，產(chǎn)生校正值(系數(shù)α，β)。
因此，在實(shí)際電路中，由于輸入信號(hào)的微分和積分二者都需要，或者象公式3那樣的近似是無(wú)法利用的，很難在分析上獲得校正值。
因?yàn)檫@個(gè)原因，取代用于確定系數(shù)的分析方法，圖4所示的系數(shù)確定方法是理想的。在圖4的這個(gè)方法中，系數(shù)被這樣確定，即由幾個(gè)MHz與輸入信號(hào)分開(kāi)的雙音的互調(diào)失真(IMD)特性與預(yù)先被測(cè)量并存儲(chǔ)于一個(gè)存儲(chǔ)器中的所希望的雙音IMD特性相匹配。
在圖4中，基帶信號(hào)I和Q的幅度(I2+Q2)被認(rèn)為是一個(gè)輸入信號(hào)x(t)。根據(jù)輸入信號(hào)x(t)，一個(gè)輸入-輸出特性運(yùn)算部分10提供具有放大器幅度特性函數(shù)f(x)和相位特性函數(shù)g(x)的一個(gè)相乘部分15。
此外，輸入信號(hào)x(t)被輸入一個(gè)微分運(yùn)算部分11并隨后微分運(yùn)算部分11輸出一個(gè)微分信號(hào)“a”作為一個(gè)微分結(jié)果輸入系數(shù)α確定部分13。同時(shí)，輸入信號(hào)x(t)被輸入一個(gè)積分運(yùn)算部分12且積分運(yùn)算部分12輸出一個(gè)積分信號(hào)“b”作為積分結(jié)果，進(jìn)入系數(shù)β確定部分14。
系數(shù)α確定部分13通過(guò)后面所述的方法確定對(duì)應(yīng)于輸入的微分信號(hào)“a”的常數(shù)A、B、C、D及其余的每個(gè)常數(shù)。系數(shù)α根據(jù)下列公式求得α＝A+Ba+Ca2+Da3+Ea4+…隨后獲得的系數(shù)α被輸入相乘部分15，其中來(lái)自輸入-輸出特性運(yùn)算部分10的信號(hào)由系數(shù)α所倍增。
同樣地，系數(shù)β確定部分14通過(guò)后面所述的方法確定對(duì)應(yīng)于輸入的微分信號(hào)“b”的每個(gè)常數(shù)A′，B′，C′，D′及其它常數(shù)。系數(shù)β根據(jù)下列公式求得β＝A′+B′b+C′b2+D′b3+E′b4+…隨后，求得的系數(shù)β被輸入相乘部分15，其中來(lái)自輸入-輸出特性運(yùn)算部分10的信號(hào)由系數(shù)β所倍增。
一個(gè)快速傅里葉變換(FFT)部分16是在從相乘部分15輸出的信號(hào)上執(zhí)行快速傅里葉變換的一個(gè)電路，以便輸入信號(hào)被變換為頻率分量。變換的輸出信號(hào)從快速傅里葉變換(FFT)部分16被輸入到一個(gè)減法部分17。
上文提到的雙音IMD特性作為另一個(gè)輸入信號(hào)被輸入到減法部分17。減法部分17獲得在雙音IMD特性和由FFT部分16的輸出信號(hào)之間的一個(gè)差。該差信號(hào)作為一個(gè)優(yōu)化信號(hào)，被分別輸入到系數(shù)α確定部分13和系數(shù)β確定部分14。系數(shù)α確定部分13和系數(shù)β確定部分14適當(dāng)?shù)馗淖兒痛_定它們各自的常數(shù)A，B，C，D…和A′，B′，C′，D′，…直到差信號(hào)變?yōu)椤?”或減至最小。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)前置補(bǔ)償器的實(shí)例，前置補(bǔ)償器通過(guò)限定在微分與積分值和在一個(gè)單位時(shí)間以前獲得的信號(hào)之間的一個(gè)差Δ，可用于節(jié)省內(nèi)存的高速處理。在這個(gè)圖中，幅度運(yùn)算部分1，逆特性加法部分2，及相乘部分5，6都與在圖1的實(shí)施例中所述的相同。在這個(gè)實(shí)施例中，從逆特性加法部分2的輸出信號(hào)被輸入到相乘部分5，6，并同時(shí)輸入到延遲部分8和減法部分7。延遲部分8是用于把一個(gè)輸入信號(hào)延遲單位時(shí)間的一個(gè)電路。減法部分7是用于從逆特性加法部分2的輸出信號(hào)減去延遲部分8的輸出信號(hào)的一個(gè)電路，并且相減的差信號(hào)Δ被輸入系數(shù)發(fā)生器9。系數(shù)發(fā)生器9產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于輸入的差信號(hào)Δ的一個(gè)系數(shù)h(Δ)并把系數(shù)h(Δ)輸入相乘部分5，6，其中基帶輸入信號(hào)I和Q分別被系數(shù)h(Δ)相乘。由此，基于放大器非線性的失真和基于寬帶傳輸信號(hào)的失真被校正為基帶信號(hào)I和Q。
圖6示出了用于確定系數(shù)h(Δ)的一個(gè)電路，該電路類似于圖4所示的系數(shù)確定電路。圖6中的輸入-輸出特性運(yùn)算部分10，相乘部分15，F(xiàn)FT部分16，和減法部分17都與圖4中說(shuō)明的相同。作為一個(gè)不同點(diǎn)，輸入信號(hào)x(t)(＝I2+Q2)被輸入延遲部分18用于把輸入信號(hào)延遲單位時(shí)間，并同時(shí)輸入信號(hào)x(t)被輸入減法部分19。在減法部分19中，一個(gè)差信號(hào)Δ被獲得并隨后被輸入到一個(gè)系數(shù)確定部分20。系數(shù)h(Δ)根據(jù)下列公式被求出h(Δ)＝A+BΔ+CΔ2+DΔ3+EΔ4+…系數(shù)確定部分20確定常數(shù)A，B，C，D，E…以便減法部分17的輸出信號(hào)為“0”或被減至最小。
圖7和8是用于比較其中預(yù)失真被執(zhí)行的情況下相鄰信道漏泄功率與其中預(yù)失真未被執(zhí)行的情況下相鄰信道漏泄功率的示意圖。圖7表示了沒(méi)有進(jìn)行上文提到的對(duì)寬帶信號(hào)校正的預(yù)失真的結(jié)果。在圖7中，參考符號(hào)(I)表示沒(méi)有預(yù)失真的特性，其中逆特性f(x)-1的補(bǔ)償未被執(zhí)行而(II)表示帶有預(yù)失真的特性，其中只有逆特性f(x)-1的補(bǔ)償而沒(méi)有對(duì)應(yīng)于差Δ的系數(shù)的補(bǔ)償被執(zhí)行。圖8表示了有上文提到的校正的預(yù)失真的執(zhí)行結(jié)果。在圖8中，參考符號(hào)(I)表示沒(méi)有預(yù)失真的特性，其中借助于逆特性f(x)-1的補(bǔ)償未被執(zhí)行，而(II)表示有預(yù)失真的特性，其中不僅借助于逆特性f(x)-1的補(bǔ)償而且對(duì)應(yīng)于差Δ的系數(shù)的補(bǔ)償都被執(zhí)行。
從這些圖很清楚地看到，根據(jù)本發(fā)明，包括對(duì)寬帶信號(hào)校正的圖8的特性與不包括對(duì)寬帶信號(hào)校正的圖7的特性相比，降低相鄰信道漏泄功率的影響被大大地改善了。
圖14表示了根據(jù)圖5中說(shuō)明的前置補(bǔ)償器改進(jìn)的一個(gè)前置補(bǔ)償器。在使用圖5的差的方法時(shí)，需要一個(gè)存儲(chǔ)器以存儲(chǔ)差Δ值。差Δ值包括正值和負(fù)值。正值意味著信號(hào)正在增加而負(fù)號(hào)意味著信號(hào)正在減少。對(duì)應(yīng)于兩種值的逆特性f1(x)-1和f2(x)-1被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。由此相鄰信道漏泄功率可以被降低且存儲(chǔ)器可以一定程度上被節(jié)省。
在圖14中，幅度運(yùn)算部分1和相乘部分5，6與已經(jīng)敘述的那些是相同的。一個(gè)延遲部分41操作以把一個(gè)信號(hào)延遲一個(gè)單位時(shí)間。一個(gè)比較器40操作以比較來(lái)自幅度運(yùn)算部分1的信號(hào)與來(lái)自延遲部分41的信號(hào)并判斷比較的正負(fù)結(jié)果，以便輸出正負(fù)結(jié)果和幅度(I2+Q2)。逆特性加法部分37操作以在比較器40的比較結(jié)果是正的時(shí)把逆特性f1(X)-1加到幅度(I2+Q2)上。逆特性加法部分38操作以在比較器40的比較結(jié)果是負(fù)的時(shí)把逆特性f2(X)-1加到幅度(I2+Q2)上。一個(gè)比較器39操作以便在比較器40的比較結(jié)果是正值時(shí)從逆特性加法部分37選擇一個(gè)輸出信號(hào)，或在比較器40的比較結(jié)果為負(fù)值時(shí)從逆特性加法部分38選擇一個(gè)輸出信號(hào)，并由此把輸出信號(hào)傳輸至各自的相乘部分5，6。
接著，一個(gè)實(shí)施例在下文中被敘述，其中盡管在輸出功率，頻率，或發(fā)射機(jī)的溫度上有變化，降低相鄰信道漏泄功率的穩(wěn)定影響可以通過(guò)上文提到的前置補(bǔ)償器所獲得。
圖11表示了其中在發(fā)射機(jī)23的輸出功率上的變化能被補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)實(shí)施例。在其中發(fā)射機(jī)23的輸出功率是可變化的情況下，一般來(lái)說(shuō)，要被輸入到發(fā)射機(jī)23的信號(hào)I和Q的幅度被降低。然而，如果如此，那么不能獲得信號(hào)I和Q的動(dòng)態(tài)范圍且信噪比將變壞。為了避免這個(gè)問(wèn)題，信號(hào)I和Q被保持在某種強(qiáng)度，以便在發(fā)射機(jī)23中，輸出功率能由一個(gè)衰減器或者在功率放大器前配置的一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃魉淖?。由于使用衰減器或者可變?cè)鲆娣糯笃鳎绻惠斎氲焦β史糯笃鞯墓β式档?，那么功率放大器的失真通常變小。在這個(gè)實(shí)施例中，輸入的信號(hào)I和Q被預(yù)失真且由于信號(hào)I和Q被保持在某種強(qiáng)度，相鄰信道漏泄功率被增加。
為了避免這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于發(fā)射機(jī)23的目標(biāo)輸出值，一個(gè)衰減存儲(chǔ)器24被用于存儲(chǔ)衰減器或可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆?衰減或放大程度)。發(fā)射機(jī)23的衰減器或可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嫱ㄟ^(guò)衰減存儲(chǔ)器24的輸出值被控制，并且，根據(jù)輸出值，要被輸入到前置補(bǔ)償器50的基帶輸入信號(hào)x(t)的幅度值被調(diào)節(jié)。
就是說(shuō)，在其中發(fā)射機(jī)23的輸出功率被降低的情況下，目標(biāo)輸出值經(jīng)由系數(shù)存儲(chǔ)器25，被輸入到用于計(jì)算預(yù)失真的前置補(bǔ)償器50。當(dāng)目標(biāo)輸出值較小時(shí)，用于相應(yīng)地降低輸入信號(hào)幅度的系數(shù)作為一個(gè)表格被存儲(chǔ)于系數(shù)存儲(chǔ)器25中。目標(biāo)輸出值由用于計(jì)算信號(hào)I和Q的幅度的幅度運(yùn)算部分1的輸入信號(hào)所倍增，且預(yù)失真系數(shù)由此獲得。因此上文提到的問(wèn)題被解決。
圖12表示了其中在發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率上的變化及在一個(gè)放大器的溫度或頻率上的變化可以被補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)實(shí)施例。
在這個(gè)實(shí)施例中，為了補(bǔ)償在放大器的溫度或頻率上的變化，發(fā)射機(jī)23的輸出部分被監(jiān)視，傳輸頻帶f0和相鄰信道帶f0±facp由濾波器26至28分開(kāi)，并且各自的信號(hào)功率由檢測(cè)器29至31檢測(cè)。這些功率通過(guò)一個(gè)“或”電路32和一個(gè)減法器33被相互比較。傳輸帶f0的信號(hào)只有當(dāng)相鄰信道漏泄功率變?yōu)橐粋€(gè)給定值(不超過(guò)允許值)時(shí)才被衰減。如果傳輸帶f0的功率比相鄰信道帶的功率更小，在系數(shù)存儲(chǔ)器25中用于獲得對(duì)應(yīng)于目標(biāo)輸出值的一個(gè)系數(shù)的值被改變并且由此信號(hào)I和Q被倍增的一個(gè)系數(shù)表格被改變，以便優(yōu)選目標(biāo)輸出值。
圖13表示了其中除了在傳輸功率，及放大器的溫度或頻率上的變化外，還考慮到在功率放大器內(nèi)流過(guò)的電流值的一個(gè)實(shí)施例。
在這個(gè)實(shí)施例中，在發(fā)射機(jī)23的功率放大器中流過(guò)的電流值由一個(gè)監(jiān)控器36所監(jiān)視并送入控制電路34。如果相鄰信道頻帶大，控制電路34經(jīng)由系數(shù)存儲(chǔ)器25和系數(shù)存儲(chǔ)器35改變和升高用于獲得對(duì)應(yīng)于目標(biāo)輸出值的系數(shù)的衰減存儲(chǔ)器24的輸出值，改變功率放大器的電源電壓或偏置電壓，并降低功率放大器的電流。因此，大的相鄰信道漏泄功可以通過(guò)改變?cè)谙禂?shù)存儲(chǔ)器25中的前置補(bǔ)償器50的預(yù)失真系數(shù)及系數(shù)存儲(chǔ)器35中的值被減小，并由此改善頻率。在這種情況下，盡管功率放大器的增益被減少，整個(gè)增益的減少可以通過(guò)增大在功率放大器和可變?cè)鲆娣糯笃髦霸O(shè)置的衰減器的增益來(lái)防止。
本發(fā)明不限于具體公開(kāi)的實(shí)施例，可以在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變型和改進(jìn)。
本申請(qǐng)以1998年9月2日的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.10-248153為基礎(chǔ)，它的全部?jī)?nèi)容由此作為參考被引入。
權(quán)利要求
1.一種用于降低放大器輸出的相鄰信道漏泄功率的放大器前置補(bǔ)償器，所述的前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它由所述的放大器輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到所述放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于所述修正輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)，以便根據(jù)所述的修正輸入信號(hào)和所述的校正系數(shù)進(jìn)一步地把所述的輸入信號(hào)修正成為最終的預(yù)失真信號(hào)。
2.如在權(quán)利要求1中所述的前置補(bǔ)償器，其中所述的第二部分確定所述的校正系數(shù)以便能夠清除由偏置電路的頻率特性，頻率偏移，或所述放大器的高頻負(fù)載特性偏移，或這些因素的組合所產(chǎn)生的失真。
3.如權(quán)利要求1中所述的前置補(bǔ)償器，其中所述的第二部分根據(jù)取代所述輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的一個(gè)差信號(hào)確定所述的校正系數(shù)，所述的差信號(hào)在時(shí)間序列的所述的輸入信號(hào)的前期值和目前值之間產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1中所述的前置補(bǔ)償器，其中所述的第二部分預(yù)先確定所述的校正系數(shù)以便與一個(gè)預(yù)測(cè)量的雙波長(zhǎng)IMD特性相一致，并存儲(chǔ)于一個(gè)存儲(chǔ)器中。
5.一種放大單元包括一個(gè)放大器；及用于降低所述放大器的輸出的相鄰信道漏泄功率的一個(gè)所述放大器的前置補(bǔ)償器；所述的前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它通過(guò)所述放大器的輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被傳輸?shù)剿龇糯笃鞯囊粋€(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于所述修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)，以便根據(jù)所述修正的輸入信號(hào)和所述的校正系數(shù)進(jìn)一步把所述的輸入信號(hào)修正成為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)。其中根據(jù)所述放大器的輸出功率確定系數(shù)，并通過(guò)用算術(shù)處理輸入信號(hào)及所述的系數(shù)，所述的輸入信號(hào)可以根據(jù)所述放大器的所述輸出功率被修正。
6.一種放大單元包括一個(gè)放大器；一個(gè)反饋電路；及用于降低所述放大器輸出的相鄰信道漏泄功率的所述放大器的一個(gè)前置補(bǔ)償器，所述的前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它通過(guò)所述放大器的輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到所述放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于所述修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)，以便根據(jù)所述修正的輸入信號(hào)和所述的校正系數(shù)進(jìn)一步地把所述輸入信號(hào)修正成為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)；監(jiān)視鄰近于所述放大器的輸出信號(hào)的一個(gè)信道的信號(hào)并修正所述前置補(bǔ)償器的系數(shù)的所述反饋電路，以便降低所述相鄰信道信號(hào)的電平。
7.一種放大單元包括一個(gè)放大器；及用于降低所述放大器的輸出的相鄰信道漏泄功率的所述放大器的一個(gè)前置補(bǔ)償器，所述的前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它通過(guò)所述放大器的輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到所述放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它確定對(duì)應(yīng)于所述修正的輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)，以便根據(jù)所述修正的輸入信號(hào)和所述的修正系數(shù)進(jìn)一步地把所述的輸入信號(hào)修正成為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)，其中所述放大器的輸出電流被監(jiān)視，并且，在其中相鄰信道漏泄功率低的情況下，電源電壓值或偏置被改變以降低電流值，因此所述放大器的頻率可以在所述相鄰信道漏泄功率的允許的范圍內(nèi)被改善。
8.一種用于降低來(lái)自放大器的輸出的相鄰信道漏泄功率的前置補(bǔ)償器，所述的前置補(bǔ)償器包括一個(gè)第一部分，它通過(guò)所述放大器的輸入-輸出特性的逆特性預(yù)先修正要被輸入到所述放大器的一個(gè)輸入信號(hào)；及一個(gè)第二部分，它在其中輸入功率被增加的情況下及在其中所述輸入功率被減少的另一種情況下，用算術(shù)處理帶有各自不同的系數(shù)的修正的輸入信號(hào)，以便形成一個(gè)預(yù)失真信號(hào)。
全文摘要
在一個(gè)前置補(bǔ)償器中,一個(gè)要被輸入到一個(gè)放大器中的輸入信號(hào)通過(guò)放大器的輸入—輸出特性的逆特性被預(yù)先修正。該前置補(bǔ)償器確定對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的微分和積分中的一個(gè)或二者的校正系數(shù)以便根據(jù)修正的輸入信號(hào)和校正系數(shù)進(jìn)一步地把輸入信號(hào)修正成為一個(gè)最終的預(yù)失真信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B1/04GK1250250SQ9911847
公開(kāi)日2000年4月12日 申請(qǐng)日期1999年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者馬庭透 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社