用于并發(fā)多頻帶傳送器的低復雜性數(shù)字預失真的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求具有2013年5月22日提交的美國臨時專利申請61/826060和2013 年8月19日提交的美國專利申請13/969858的優(yōu)先權(quán),申請的公開內(nèi)容由此通過引用結(jié)合 于本文中,就好象其全文在此陳述了 一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容涉及用于并發(fā)多頻帶傳送器的數(shù)字預失真。
【背景技術(shù)】
[0004] 在許多現(xiàn)代應用中,希望有能夠傳送并發(fā)多頻帶信號的并發(fā)多頻帶傳送器。在本 文中使用時,并發(fā)多頻帶信號是占用多個不同頻帶的信號。更具體地說,并發(fā)多頻帶信號包 含為多個頻帶的每個頻帶占用不同連續(xù)帶寬的頻率分量。并發(fā)多頻帶信號不包含在相鄰頻 帶之間的頻率分量。并發(fā)多頻帶信號的一個示例是并發(fā)多頻帶信號。用于特別關(guān)注的并發(fā) 雙頻帶信號的一個示范應用是多標準蜂窩通信系統(tǒng)??梢蠖鄻藴史涓C通信系統(tǒng)中的基站 同時或并發(fā)傳送用于多個不同蜂窩通信協(xié)議或標準的多個信號(即,傳送多頻帶信號)。類 似地,在一些情形中,可要求長期演進(LTE)蜂窩通信協(xié)議中的基站同時在單獨的頻帶中 傳送信號。
[0005] 并發(fā)多頻帶傳送器包括用于放大要傳送到所需功率電平的并發(fā)多頻帶信號的多 頻帶功率放大器。像其單頻帶對應物一樣,多頻帶功率放大器配置成實現(xiàn)最大效率,這導致 差的線性。對于單頻帶傳送器,單頻帶傳送器的數(shù)字輸入信號的數(shù)字預失真一般用于使用 功率放大器的非線性的逆模型,使數(shù)字輸入信號預失真以便由此補償或抵消功率放大器的 非線性。為此,線性化單頻帶傳送器的總體響應。
[0006] 與并發(fā)多頻帶傳送器有關(guān)的一個問題是不能使用常規(guī)單頻帶數(shù)字預失真技術(shù)。具 體而言,作為示例,如圖1所示,并發(fā)雙頻帶傳送器在并發(fā)雙頻帶傳送器的輸出展示三種類 型的互調(diào)產(chǎn)物。第一類型的互調(diào)產(chǎn)物由圍繞每個載波頻率(wdP ? 2),完全由每個頻帶內(nèi) 信號元素之間的互調(diào)造成的互調(diào)產(chǎn)物組成,每個頻帶內(nèi)信號元素之間的互調(diào)類似于在單頻 帶傳送器中存在并且稱為帶內(nèi)互調(diào)的內(nèi)容。第二類型的互調(diào)產(chǎn)物由在與帶內(nèi)互調(diào)的相同頻 率范圍中出現(xiàn)的互調(diào)產(chǎn)物組成,但卻是在兩個頻帶(即,居中在的頻帶和居中在《 2的 頻帶)中信號元素之間互調(diào)產(chǎn)物的結(jié)果。第二類型的互調(diào)產(chǎn)物稱為交叉調(diào)制。最后,第三 類型的互調(diào)產(chǎn)物由在位于遠離較低和較高載波頻率的的兩個頻率中的兩個信號之間 的互調(diào)產(chǎn)物組成。第三類型的互調(diào)產(chǎn)物稱為帶外互調(diào)。
[0007] 一般情況下,帶外互調(diào)能夠經(jīng)在功率放大器的輸出的過濾而被消除,并且因此能 夠被忽略。然而,與并發(fā)雙頻帶傳送器有關(guān)的問題是常規(guī)單頻帶數(shù)字預失真技術(shù)實際上不 能用于補償帶內(nèi)互調(diào)和交叉調(diào)制。具體而言,將并發(fā)雙頻帶傳送器的數(shù)字輸入信號作為單 頻帶數(shù)字輸入信號處理并且使用單數(shù)字預失真器補償帶內(nèi)互調(diào)和交叉調(diào)制要求觀察在并 發(fā)雙頻帶傳送器的輸出極寬的帶寬。因此,用于模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換和數(shù)字電路的要求的采樣 率對于可行實現(xiàn)太高。相反,使用兩個單獨的信號頻帶預失真器不足以獨立補償在每個頻 帶中的失真,這是因為此方案不補償交叉調(diào)制。
[0008] 為解決這些問題,在Bassam S.等人所著"用于并發(fā)雙頻帶傳送器的二維數(shù)字預 失真(2D-DPD)體系結(jié)構(gòu)"("2_D Digital PredistortionQD-DH))Architecture for Concurrent Dual-Band Transmitter," IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique,Vol.59,No. 10,0ctober 2011,pp. 2547-2553)中提議了一種雙頻帶數(shù)字預失真 技術(shù)(稱為2D-DTO)。2D-DH)技術(shù)依賴用于每個頻帶的單獨預失真器和單獨適配器。具體 而言,2D-DH)技術(shù)為單獨預失真器使用以下基帶模型:
[0009]
[0010]
[0011] 其中,yi(n)是用于頻帶i (對于并發(fā)雙頻帶傳送器,i = 1、2)的數(shù)字預失真器的 預失真的輸出信號,M表示2D-DH)基帶模型的記憶深度,N是2D-DH)基帶模型的非線性階 數(shù)(即,由數(shù)字預失真器補償?shù)姆蔷€性的階數(shù)),是用于頻帶i的數(shù)字預失真器的復值 預失真系數(shù),由用于頻帶i的對應適配器配置, Xl是用于第一頻帶的數(shù)字輸入信號,以及x 2 是用于第二頻帶的輸入信號。
[0012] 與2D-DH)技術(shù)有關(guān)的一個問題是等式和的2D-DH)基帶模型要求由對應適配器自 適應配置大量預失真系數(shù)具體而言,由于存在三次相加,因此,2D-DH)基帶模型要求 〇 的預失真系數(shù)的數(shù)量eg,,,為M(K+1) (K+2)。大量的預失真系數(shù)產(chǎn)生高復雜性且因此高成本 的DH)體系結(jié)構(gòu)。
[0013] 在You-Jiang Liu等人所著"使用二維修改的記憶多項式,用于并發(fā)雙頻帶傳送 器的數(shù)字預失真"("Digital Predistortion for Concurrent Dual-Band Transmitters Using 2-D Modified Memory Polynomials," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,Vol. 61,No. 1,January 2013,pp. 281-290)和 You-Jiang Liu 等人所著 "用于并發(fā)雙頻帶功率放大器的低復雜性2D行為模型"("Low-complexity 2D behavioural model for concurrent dual-band power amplifiers,"Electronic Letters, Vol. 48, No. ll,May 2012)中,提議了降低預失真系數(shù)的數(shù)量的二維修改的記憶多項式(2D-MMP)基 帶模型。像2D-DH)基帶模型一樣,2D-MMP基帶模型依賴用于每個頻帶的單獨預失真器和單 獨適配器。具體而言,2D-MMP基帶模型被定義為:
[0014]
[0015]
[0016] 其中,球\是在&與x 2之間預計算的(k+1)階包絡(luò)耦合因子。
[0017] 雖然2D-MMP基帶模型導致預失真系數(shù)的數(shù)量降低,但希望有用于雙頻帶或更普 遍地說多頻帶的數(shù)字預失真,進一步降低了預失真系數(shù)的數(shù)量且因此進一步降低了復雜性 的基帶模型。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0018] 本公開內(nèi)容涉及用于并發(fā)多頻帶傳送器的數(shù)字預失真,并發(fā)多頻帶傳送器利用單 一適配器和相同的預失真系數(shù)集配置用于每個頻帶的單獨數(shù)字預失真器。在一個實施例 中,單一適配器配置成基于具有用于每個數(shù)字預失真器的相同預失真系數(shù)集的數(shù)字預失真 器的記憶多項式數(shù)字基帶模型,自適應配置預失真系數(shù)集。通過為用于每個頻帶的單獨數(shù) 字預失真器使用相同預失真系數(shù)集,大幅降低了數(shù)字預失真器的復雜性。
[0019] 在一個實施例中,并發(fā)多頻帶傳送器包括數(shù)字預失真子系統(tǒng)、功率放大器電路和 單一適配器。數(shù)字預失真子系統(tǒng)包括配置成處理用于并發(fā)多頻帶信號的多個頻帶的多個數(shù) 字輸入信號以提供預失真的數(shù)字輸入信號的多個數(shù)字預失真器。每個數(shù)字預失真器配置成 基于預失真系數(shù)集處理數(shù)字輸入信號,以便為并發(fā)多頻帶信號的頻帶的一個不同頻帶提供 預失真的數(shù)字輸入信號。并發(fā)多頻帶傳送器也包括配置成處理預失真的數(shù)字輸入信號以提 供預失真的并發(fā)多頻帶信號的電路。功率放大器電路配置成放大預失真的并發(fā)多頻帶信號 以提供并發(fā)多頻帶信號。單一適配器配置成基于具有用于每個數(shù)字預失真器的相同預失真 系數(shù)集的數(shù)字預失真器的記憶多項式數(shù)字基帶模型,自適應配置用于多個數(shù)字預失真器的 每個數(shù)字預失真器的預失真系數(shù)集。這樣,記憶多項式基帶模型要求的預失真系數(shù)的數(shù)量 及因此并發(fā)多頻帶傳送器的復雜性得以大幅降低。
[0020] 在一個實施例中,并發(fā)多頻帶傳送器的數(shù)字輸入信號是數(shù)字基帶輸入信號,并且 并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成組合數(shù)字基帶輸入信號以便為單一適配器提供組合的參考 信號的組合器電路,使得在組合的參考信號中,數(shù)字基帶輸入信號的頻帶重疊。此外,在一 個實施例中,并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成處理功率放大器電路輸出的并發(fā)多頻帶信號以 提供組合的反饋信號的觀察接收器,其中,并發(fā)多頻帶信號的每個頻帶被下變頻到基帶。因 此,在組合的反饋信號中,并發(fā)多頻帶信號的頻帶重疊。這樣,組合的反饋信號的帶寬大幅 小于功率放大器電路輸出的并發(fā)多頻帶信號的帶寬,并且因此,用于模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的采 樣率要求得以大幅降低。單一適配器基于組合的參考信號和組合的反饋信號,配置預失真 系數(shù)集。
[0021] 在另一實施例中,并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成將每個數(shù)字輸入信號調(diào)諧到不同 中間頻率的調(diào)諧電路和配置成組合調(diào)諧的數(shù)字輸入信號以提供組合的參考信號的組合器 電路。此外,在一個實施例中,并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成處理功率放大器電路輸出的并 發(fā)多頻帶信號以提供組合的反饋信號的觀察接收器,其中,并發(fā)多頻帶信號的每個頻帶被 調(diào)諧到與組合的參考信號中數(shù)字輸入信號的一個對應信號相同的中間頻率。在一個實施例 中,選擇中間頻率,使得在中間頻率中存在具有充足的分隔,以便對于數(shù)字預失真器補償?shù)?至少高達預定義最大階的非線性,避免組合的反饋信號中并發(fā)多頻帶信號的頻帶的重疊, 同時與并發(fā)多頻帶信號的帶寬相比,也降低組合的反饋信號的帶寬。單一適配器基于組合 的參考信號和組合的反饋信號,配置預失真系數(shù)集。
[0022] 在一個實施例中,數(shù)字預失真子系統(tǒng)包括補償三階互調(diào)(IM3)頻帶的多個另外的 數(shù)字預失真器。記憶多項式基帶模型被進一步定義,使得每個另外的預失真器也配置有與 數(shù)字預失真器相同的預失真系數(shù)集。
[0023] 在與附圖相關(guān)聯(lián)閱讀以下優(yōu)選實施例的詳細說明后,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會本 公開內(nèi)容的范圍,并認識到其另外的方面。
【附圖說明】
[0024] 并入并形成此說明書一部分的附圖示出本公開內(nèi)容的幾個方面,并且與描述一起 用于解釋本公開內(nèi)容的原理。
[0025] 圖1示出在并發(fā)雙頻帶傳送器中的互調(diào)和交叉調(diào)制;
[0026] 圖2示出使用常規(guī)二維數(shù)字預失真(2D-DPD)基帶模型,執(zhí)行雙頻帶數(shù)字預失真的 并發(fā)雙頻帶傳送器;
[0027] 圖3示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的并發(fā)雙頻帶傳送器,并發(fā)雙頻帶傳送器 具有用于每個頻帶的單獨數(shù)字預失真器以及單獨適配器,其基于數(shù)字預失真器的雙頻帶記 憶多項式基帶模型,使用相同預失真系數(shù)集自適應配置每個數(shù)字預失真器,對于每個數(shù)字 預失真器,模型利用相同預失真系數(shù)集;
[0028] 圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例,由圖3的適配器利用的組合的觀察信號的