一种数字预失真系数的更新控制方法和装置 |
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申请号 | CN201210297454.0 | 申请日 | 2012-08-20 | 公开(公告)号 | CN103634252B | 公开(公告)日 | 2016-08-17 |
申请人 | 富士通株式会社; | 发明人 | 陈培; 周建民; 岩松隆则; | ||||
摘要 | 本 发明 实施例 提供一种 数字预失真 (DPD)系数的更新控制方法和装置,所述装置应用于数字功率控制系统中,其中,所述装置包括:更新控制单元,其确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数;DPD系数产生单元,其根据所述更新控制单元的判断结果,对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。通过本发明实施例的方法和装置,根据DPD输入 信号 的功率分布信息,或者根据LUT地址分布信息,或者根据功率 放大器 的输出 平均功率 判断出当前哪些DPD系数能够被充分训练,这些被充分训练到的系数才允许被更新,否则不允许更新,如此有效防止了因系数训练不充分而更新时造成的DPD异常问题。 | ||||||
权利要求 | 1.一种数字预失真(DPD)系数的更新控制装置,所述装置应用于数字功率控制系统中,其中,所述装置包括: |
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说明书全文 | 一种数字预失真系数的更新控制方法和装置技术领域[0001] 本发明涉及数字预失真的技术领域,尤其涉及一种数字预失真系数的更新控制方法和装置。 背景技术[0002] 随着通信技术的发展,尤其是宽带通信技术的快速发展,各种高频谱效率的调制方式得到广泛应用。而其中的高峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)问题也使得对功率放大器(HPA)的线性化技术提出来更高的要求。 [0003] 在功率放大器的线性化技术当中,数字预失真技术(Digital Pre-distortion)是一种应用广泛且行之有效的方法,其基本原理是在信号经过功率放大器放大之前,先通过与功率放大器的非线性特性相反的预失真器,对发送信号进行预失真处理,以改善整个发射机系统的非线性特性,使得整个系统尽可能的呈现线性特性。 [0004] 具有数字功率控制系统的预失真发射机结构如图1所示。数字功率控制系统通过数字增益(digital gain)来控制功率放大器的输出功率,数字增益的变化会影响到DPD输入信号的功率分布,进而影响到查找表(LUT)的地址分布。结果会造成DPD的某些系数在某些功率电平下训练不到或者训练不充分,使得DPD性能恶化,严重地还会影响DPD的稳定性,造成整个发射机工作异常。 [0005] 应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。 发明内容[0006] 本发明实施例的目的在于提供一种数字预失真系数的更新控制方法和装置,以有效防止因系数训练不充分而更新时造成的DPD异常问题。 [0007] 本发明实施例的另一目的在于提供一种数字预失真系数的更新控制方法和装置,以简化在快速TPC发生时的DPD的对策。 [0008] 根据本发明实施例的一个方面,提供了一种数字预失真(DPD)系数的更新控制装置,所述装置应用于数字功率控制系统中,其中,所述装置包括: [0009] 更新控制单元,其确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数; [0010] DPD系数产生单元,其根据所述更新控制单元的判断结果,对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。 [0011] 根据本发明实施例的一个方面,提供了一种发射机,所述发射机包括前述的DPD系数更新控制装置。 [0012] 根据本发明实施例的一个方面,提供了一种数字预失真(DPD)系数的更新控制方法,应用于数字功率控制系统中,其中,所述方法包括: [0013] 确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数; [0014] 对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。 [0015] 本发明实施例的有益效果在于:通过本发明实施例的方法和装置,根据DPD输入信号的功率分布信息,或者根据LUT地址分布信息,或者根据功率放大器的输出平均功率判断出当前哪些DPD系数能够被充分训练,这些被充分训练到的系数才允许被更新,否则不允许更新,如此有效防止了因系数训练不充分而更新时造成的DPD异常问题。在另外一个实施例中,本发明实施例的方法和装置还简化在快速TPC发生时的DPD的对策。 [0016] 参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。 [0017] 针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。 [0018] 应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。 附图说明[0019] 参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的,而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分,附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外,在附图中,类似的标号表示几个附图中对应的部件,并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。 [0020] 在附图中: [0021] 图1是当前具有数字功率控制单元的预失真发射机的结构示意图; [0022] 图2是本发明实施例的DPD系数的更新控制装置的组成示意图; [0023] 图3是根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数的原理示意图; [0024] 图4是根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数的原理示意图; [0025] 图5是根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数的原理示意图; [0026] 图6是发射机工作过程中的TPC状态示意图; [0027] 图7是具有数字功率控制单元的数字预失真发射机的组成示意图; [0028] 图8是本发明实施例的DPD系数的更新控制方法的流程图。 具体实施方式[0029] 参照附图,通过下面的说明书,本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的,不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式,本发明的实施方式以具有数字功率控制单元的预失真发射机为例进行说明,但可以理解,本发明实施例并不限于发射机,对于涉及数字功率控制的其他系统均适用。 [0030] 实施例1 [0031] 本发明实施例提供了一种DPD(数字预失真)系数的更新控制装置。图2是该装置的组成示意图,该装置应用于数字功率控制系统中,请参照图2,该装置包括: [0032] 更新控制单元21,其确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数; [0033] DPD系数产生单元22,其根据更新控制单元21的判断结果,对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。 [0034] 在本实施例中,更新控制单元21可以根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数,也可以根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数,还可以根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数。以下分别结合附图加以说明。 [0035] 图3是更新控制单元21根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数的原理示意图。请参照图3,每一个DPD系数(例如x0-x5)对应一个特定的功率等级(例如p0-p5),对于每一个特定的功率等级,如果DPD输入信号的瞬时功率大于该特定的功率等级的概率大于一个预设的阈值,在本实施例中称为第一阈值,则更新控制单元21确定该功率等级对应的DPD系数能够被充分训练,因此允许被更新,否则不允许更新。由于每一个特定的功率等级都经过上述判定,因此可以确定各个特定的功率等级对应的DPD系数是否允许被更新,由此,更新控制单元21根据DPD输入信号的功率分布即可确定允许被更新的一组DPD系数。对于允许被更新的DPD系数,可以通过DPD系数产生单元22进行自适应更新。 [0036] 其中,上述更新控制单元21的判定方法只是根据DPD输入信号的功率分布信息确定允许被更新的DPD系数的一个举例说明,本实施例并不以此作为限制。例如,也可以将DPD输入信号的瞬时功率与各个特定的功率等级直接比较,如果DPD输入信号的瞬时功率大于某个特定的功率等级,则确定该特定的功率等级对应的DPD系数允许被更新。 [0037] 图4是更新控制单元21根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数的原理示意图。请参照图4,每一个DPD系数(例如x0-x5)对应一个特定的查找表(LUT,Look Up Table)地址(例如a0-a5),对于每一个特定的LUT地址,如果DPD输入信号的LUT地址大于该特定的LUT地址的概率大于一个预设的阈值,在本实施例中称为第二阈值,则更新控制单元21确定该特定的LUT地址对应的DPD系数能够被充分训练,因此允许被更新,否则不允许更新。同样的,由于每一个特定的LUT地址都经过上述判定,因此可以确定各个特定的LUT地址对应的DPD系数是否允许被更新,由此,根据LUT的地址分许即可确定允许被更新的一组DPD系数。对于允许被更新的DPD系数,可以通过DPD系数产生单元22进行自适应更新。 [0038] 其中,上述更新控制单元21的判定方法只是根据LUT的地址的分布信息确定允许被更新的DPD系数的一个举例说明,本实施例并不以此作为限制。例如,也可以将DPD输入信号的LUT地址与各个特定的LUT地址直接比较,如果DPD输入信号的LUT地址大于某个特定的LUT地址,则确定该特定的LUT地址对应的DPD系数允许被更新。 [0039] 图5是更新控制单元21根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数的原理示意图。请参照图5,每一个DPD系数(例如x0-x5)对应一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级(例如p00-p05),对于每一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,如果当前功率放大器的输出的平均功率大于该特定的功率放大器的输出的平均功率等级,则更新控制单元21确定该特定的功率放大器的输出的平均功率等级对应的DPD系数能够被充分训练,因此允许被更新,否则不允许更新。由于每一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级都经过上述判定,因此可以确定各个特定的功率放大器的输出的平均功率等级对应的DPD系数是否允许被更新,由此,根据功率放大器的输出的平均功率即可确定允许被更新的一组DPD系数。对于允许被更新的DPD系数,可以通过DPD系数产生单元22进行自适应更新。 [0040] 在一个实施例中,该DPD系数的更新控制装置还可以包括: [0041] 功率监测单元23,其用于检测当前功率放大器的输出的平均功率。在该功率监测单元23监测到当前功率放大器的输出的平均功率位于高功率时,也即当前功率放大器的输出的平均功率大于某一个预设的阈值,在本实施例中称为第三阈值时,更新控制单元21将DPD系数产生单元22通过所述自适应更新得到的DPD系数写入到存储器中,以便更新存储器中存储的DPD系数,或者在存储器之前并没有保存DPD的实施例中,通过本实施例的写入单元23将DPD系数写入存储器。其中,存储器可以是内部存储器,例如该发射机的闪存,也可以是外部存储器,本实施例并不以此作为限制。 [0042] 在一个实施例中,该DPD系数的更新控制装置还可以包括: [0043] TPC状态检测单元24,其用于检测当前的TPC(Transmission Power Control,发送功率控制)状态,在该TPC状态检测单元24检测到发生了快速TPC时,更新控制单元21控制DPD系数产生单元22停止对DPD系数的更新,并控制DPD系数产生单元22使用当前DPD系数或者从存储器中读出的DPD系数作为DPD系数。 [0044] 其中,检测当前的TPC状态可以通过发射机的TPC状态检测器来实现,图6显示了发射机工作过程中的TPC状态示意图。TPC状态检测器能够检测出当前的TPC状态是处于快速TPC状态,还是慢速TPC状态。在快速TPC状态下,信号的发送功率急剧变化,DPD无法跟踪上如此快速的变化,所以通过本实施例的处理单元24停止更新DPD系数,直接使用当前更新的系数,或者从存储器中读取的系数作为DPD系数使用,进行预失真处理。在慢速TPC状态下,信号发送功率变化缓慢,可以通过本实施例的更新控制单元21和DPD系数产生单元22进行DPD系数的更新。 [0045] 为了使本实施例的DPD系数的更新控制装置更加清楚易懂,以下结合包含该装置的数字预失真发射机对本实施例的DPD系数的更新控制装置进行说明。 [0046] 图7是具有数字功率控制单元的数字预失真发射机的组成示意图,请参照图7,该发射机包括: [0047] 数字预失真器(DPD)71,其完成数字预失真处理,包括地址产生器711,查找表712和DPD权重产生器713。 [0048] 发射支路的模拟部分(analog part)72,其包括混频器(Mixer)721、VGA(Variable Gain Amplifier,可变增益放大器)722以及HPA(High Power Amplifier,高功率放大器)723。 [0049] DPD反馈回路(feedback)73,其获取DPD更新的代价函数,以自适应产生DPD系数。 [0050] 数字功率控制部分74,其获取数字增益(digital gain)。 [0051] 更新控制部分(update control unit)75,其用于控制该DPD的系数的更新。 [0052] TPC状态检测器(TPC state detector)76,其检测该发射机的当前的TPC状态,以确定是否发生了快速TPC。 [0053] DPD系数产生器77,其根据更新控制单元75的控制,对DPD系数进行自适应更新。 [0054] DAC(Digital to Analog Converter,数模转换器)78,其用于进行数模转换;以及[0055] 功率监测器79,其用于检测功率放大器的当前输出功率。 [0056] 其中,DPD 71、模拟部分72、反馈回路73、数字功率控制部分74、以及DAC 78都可以通过现有的发射机的组成来实现,例如,可以通过图1的发射机的相应组成来实现,其功能被合并于此,在此不再赘述。 [0057] 其中,更新控制部分75可以通过本实施例的更新控制单元21来实现,如前所述,其根据DPD输入信号的功率分布信息,或者根据LUT地址分布信息,或者根据功率放大器的输出平均功率判断出当前哪些DPD系数能够被充分训练,以及哪些系数不能被充分训练,只有能被充分训练到的DPD系数才允许被更新,不能被充分训练到的系数不允许更新。 [0058] 其中,DPD系数产生器77可以通过本实施例的DPD系数产生单元22来实现,如前所述,其根据更新控制单元75的判断结果,对允许被更新的DPD系数进行自适应性更新。 [0059] 其中,TPC状态检测器76可以通过本实施例的TPC状态检测单元24来实现,如前所述,其用于检测当前的TPC状态,若处于快速TPC状态,则通过更新控制部分75控制DPD系数产生器77停止DPD系数更新,DPD使用当前的系数或者从存储器中读出的系数进行预失真处理;否则,DPD系数产生器77按照更新控制部分75的判断结果对DPD系数进行自适应更新。 [0060] 其中,功率监测器79可以通过本实施例的功率监测单元23来实现,如前所述,其用于检测当前功率放大器的输出的平均功率。 [0061] 通过本发明实施例的装置,根据DPD输入信号的功率分布信息,或者根据LUT地址分布信息,或者根据功率放大器的输出平均功率判断出当前哪些DPD系数能够被充分训练,这些被充分训练到的系数才允许被更新,否则不允许更新,如此有效防止了因系数训练不充分而更新时造成的DPD异常问题。在另外一个实施例中,本发明实施例的装置还简化了在快速TPC发生时的DPD的对策。 [0062] 实施例2 [0063] 本发明实施例还提供了一种发射机,该发射机是具有数字功率控制的预失真发射机。图7是该发射机的组成示意图,如图7所示,该发射机除了包括其现有的组成和功能外,还包括实施例1所述的DPD系数的更新控制装置,用于对本实施例的发射机的数字预失真的系数进行更新控制。由于实施例1已经对该DPD系数的更新控制装置进行了详细说明,其内容被合并于此,在此不再赘述。 [0064] 本发明实施例的发射机采用了实施例1的DPD系数的更新控制装置,一方面,有效防止了因DPD系数训练不充分而更新时造成的DPD异常问题,另一方面,还简化了在快速TPC发生时的DPD的对策。 [0065] 实施例3 [0066] 本发明实施例还提供了一种DPD系数的更新控制方法,该方法应用于数字功率控制系统中。由于该方法解决问题的原理与实施例1的DPD系数的更新控制装置类似,因此,其具体的实施可以参照实施例1的装置的实施,重复之处不再赘述。 [0067] 图8是该方法的流程图,请参照图8,该方法包括: [0068] 步骤801:确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数; [0069] 步骤802:对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。 [0070] 在步骤801中,可以根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数;也可以根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数;还可以根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数。 [0071] 其中,如果根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数,则每一个DPD系数对应一个特定的功率等级,对于每一个特定的功率等级,如果DPD输入信号的瞬时功率大于该特定的功率等级的概率大于第一阈值,则确定该功率等级对应的DPD系数被充分训练。 [0072] 其中,如果根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数,则每一个DPD系数对应一个特定的查找表地址,对于每一个特定的查找表地址,如果DPD输入信号的查找表地址大于该特定的查找表地址的概率大于第二阈值,则确定该特定的查找表地址对应的DPD系数被充分训练。 [0073] 其中,如果根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数,则每一个DPD系数对应一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,对于每一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,如果当前功率放大器的输出的平均功率大于该特定的功率放大器的输出的平均功率等级,则确定该特定的功率放大器的输出的平均功率等级对应的DPD系数被充分训练。 [0074] 在一个实施例中,如果当前功率放大器的输出的平均功率大于第三阈值,则将自适应更新得到的DPD系数写入到存储器中。 [0075] 在一个实施例中,如果发生了快速发送功率控制(TPC),则停止DPD系数的更新,并使用当前DPD系数或者从存储器中读出的DPD系数作为DPD系数。 [0076] 通过本实施例的方法,一方面,有效防止了因DPD系数训练不充分而更新时造成的DPD异常问题,另一方面,还简化了在快速TPC发生时的DPD的对策。 [0077] 本发明以上的装置和方法可以由硬件实现,也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序,当该程序被逻辑部件所执行时,能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件,或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。逻辑部件例如现场可编程逻辑部件、微处理器、计算机中使用的处理器等。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质,如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。 [0078] 以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述,但本领域技术人员应该清楚,这些描述都是示例性的,并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改,这些变型和修改也在本发明的范围内。 [0079] 关于包括以上多个实施例的实施方式,还公开下述的附记。 [0080] 附记1、一种数字预失真(DPD)系数的更新控制方法,应用于数字功率控制系统中,其中,所述方法包括: [0081] 确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数; [0082] 对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。 [0083] 附记2、根据附记1所述的方法,其中,所述确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数,包括: [0084] 根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数;或者[0085] 根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数;或者 [0086] 根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数。 [0087] 附记3、根据附记2所述的方法,其中,每一个DPD系数对应一个特定的功率等级,则根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数,包括: [0088] 对于每一个特定的功率等级,如果DPD输入信号的瞬时功率大于该特定的功率等级的概率大于第一阈值,则确定该功率等级对应的DPD系数被充分训练。 [0089] 附记4、根据附记2所述的方法,其中,每一个DPD系数对应一个特定的查找表地址,则根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数,包括: [0090] 对于每一个特定的查找表地址,如果DPD输入信号的查找表地址大于该特定的查找表地址的概率大于第二阈值,则确定该特定的查找表地址对应的DPD系数被充分训练。 [0091] 附记5、根据附记2所述的方法,其中,每一个DPD系数对应一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,则根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数,包括: [0092] 对于每一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,如果当前功率放大器的输出的平均功率大于该特定的功率放大器的输出的平均功率等级,则确定该特定的功率放大器的输出的平均功率等级对应的DPD系数被充分训练。 [0093] 附记6、根据附记1所述的方法,其中,所述方法还包括: [0094] 如果当前功率放大器的输出的平均功率大于第三阈值,则将自适应更新得到的DPD系数写入到存储器中。 [0095] 附记7、根据附记1所述的方法,其中,所述方法还包括: [0096] 如果发生了快速发送功率控制(TPC),则停止DPD系数的更新,并使用当前DPD系数或者从存储器中读出的DPD系数作为DPD系数。 [0097] 附记8、一种数字预失真(DPD)系数的更新控制装置,所述装置应用于数字功率控制系统中,其中,所述装置包括: [0098] 更新控制单元,其确定多个DPD系数中被充分训练的一组DPD系数; [0099] DPD系数产生单元,其根据更新控制单元的判断结果,对被充分训练的一组DPD系数进行自适应更新。 [0100] 附记9、根据附记8所述的装置,其中,所述更新控制单元根据DPD输入信号的功率分布信息确定被充分训练的一组DPD系数;或者,根据查找表的地址分布信息确定被充分训练的一组DPD系数;或者,根据功率放大器的输出的平均功率确定被充分序列的一组DPD系数。 [0101] 附记10、根据附记9所述的装置,其中,每一个DPD系数对应一个特定的功率等级,对于每一个特定的功率等级,如果DPD输入信号的瞬时功率大于该特定的功率等级的概率大于第一阈值,则所述更新控制单元确定该功率等级对应的DPD系数被充分训练。 [0102] 附记11、根据附记9所述的装置,其中,每一个DPD系数对应一个特定的查找表地址,对于每一个特定的查找表地址,如果DPD输入信号的查找表地址大于该特定的查找表地址的概率大于第二阈值,则所述更新控制单元确定该特定的查找表地址对应的DPD系数被充分训练。 [0103] 附记12、根据附记9所述的装置,其中,每一个DPD系数对应一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,对于每一个特定的功率放大器的输出的平均功率等级,如果当前功率放大器的输出的平均功率大于该特定的功率放大器的输出的平均功率等级,则所述更新控制单元确定该特定的功率放大器的输出的平均功率等级对应的DPD系数被充分训练。 [0104] 附记13、根据附记8所述的装置,其中,所述装置还包括: [0105] 功率监测单元,其用于监测当前功率放大器的输出的平均功率; [0106] 所述更新控制单元在所述功率监测单元监测到当前功率放大器的输出的平均功率大于第三阈值时,控制所述DPD系数产生单元将通过所述自适应更新得到的DPD系数写入到存储器中。 [0107] 附记14、根据附记8所述的装置,其中,所述装置还包括: [0108] TPC状态检测单元,其用于检测当前的TPC状态; [0109] 所述更新控制单元在所述TPC状态检测单元检测到发生了快速发送功率控制(TPC)时,控制所述DPD系数产生单元停止对DPD系数的更新,并控制所述DPD系数产生单元使用当前DPD系数或者从存储器中读出的DPD系数作为DPD系数。 [0110] 附记15、一种发射机,所述发射机包括附记8-14任一项所述的DPD系数更新控制装置。 |