技术领域
[0001] 本
发明通常而不是限制地涉及预失真技术和系统，并且更具体地涉及用于具有多个功率
放大器电路的系统的数字预失真。
背景技术
[0002]
功率放大器电路可以以非线性方式表现，特别是在操作以产生接近放大器饱和区域的输出
信号摆动时。预失真信号可以应用于待发射的信号，以补偿这种功率放大器的非线性。通常，可以产生预失真信号，并以数字方式应用(例如对应于特定功率放大器)以补偿特定功率放大器的非线性。然后可以将得到的预失真传输信号转换到模拟域并提供给功率放大器电路的输入。
发明内容
[0003] 在使用两个或多个发射机功率放大器的应用中，波束成形器可以被配置为通过对数字预失真的发射信号施加各自的波束形成权重因子以为功率放大器电路中的相应者提供输入发射信号来
修改数字预失真的发射信号。用于产生数字预失真的传输信号的预失真信号可至少部分地使用通过空间聚合来自所述两个或多个功率放大器电路的发射输出而形成的发射波束的感测或估计表示中的一个或多个来建立。以这种方式，可以增强功率放大器的效率，而不必对每个功率放大器电路进行完全独立的预失真补偿
[0004] 在例子中，例如用于在具有两个或多个功率放大器电路的波束成形通信发射机中补偿功率放大器电路非线性的方法的技术可包括：以数字方式将非线性预失真信号施加于待发射的信号以提供数字预失真的发射信号；和对所述数字预失真的发射信号施加各自的波束形成权重因子以为两个或多个功率放大器电路中的相应者提供输入发射信号，所述波束形成权重因子对应于所述两个或多个功率放大器电路中的相应者。预失真信号可至少部分地使用通过空间聚合来自所述两个或多个功率放大器电路的发射输出而形成的发射波束的感测或估计表示中的一个或多个来建立。
[0005] 在例子中，用于在具有两个或多个功率放大器电路的波束成形通信发射机中补偿功率放大器电路非线性的通信电路，所述通信电路包括：数字预失真电路，被配置为以数字方式将非线性预失真信号施加于待发射的信号以提供数字预失真的发射信号；和波束成形器电路，被配置为通过对所述数字预失真的发射信号施加各自的波束形成权重因子以为两个或多个功率放大器电路中的相应者提供输入发射信号来修改所述数字预失真的发射信号，所述波束形成权重因子对应于所述两个或多个功率放大器电路中的相应者。如上面例子中那样，预失真信号可至少部分地使用通过空间聚合来自所述两个或多个功率放大器电路的发射输出而形成的发射波束的感测或估计表示中的一个或多个来建立。
[0006] 本概述旨在提供本
专利申请的主题的概述。这并不是为了提供对本发明的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。
附图说明
[0007] 图1通常描述
电子系统的至少一部分，例如包括接收器电路或估计器电路和数字预失真(DPD)电路中的至少一种，DPD电路提供可耦合一个或多个功率放大器电路的输出。
[0008] 图2A通常描述电子系统的至少一部分，例如包括接收器电路和数字预失真(DPD)电路，DPD电路提供可耦合一个或多个功率放大器电路的输出。
[0009] 图2B通常描述电子系统的至少一部分，例如包括估计器电路和数字预失真(DPD)电路，DPD电路提供可耦合一个或多个功率放大器电路的输出。
[0010] 图3通常描述技术，例如这样的方法，该方法可包括以数字方式将非线性预失真信号施加于待发射的信号，并且将各自波束形成权重因子施加于预失真的发射信号。
[0011] 图4A包括两个功率放大器电路通过分离的天线对应待发射信号的
功率谱密度(PSD)的仿真图的说明性示例，并且在功率放大器电路的发射输出被空间聚合时将在特定的场点测量的结果信号示出应用了数字预失真的示例，以及其中三阶非线性可能导致显著失真的缺少数字预失真的示例。
[0012] 图4B包括三阶
互调失真参数(IMR3)对场点的空间
位置的仿真相关性的说明性示例，此时场点从主导
辐射(例如“瞄准”)轴上移开。
[0013] 在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可表示相似组件的不同实例。作为示例，附图通常以非限制的方式说明本文中讨论的各种
实施例。
具体实施方式
[0014] 数字预失真(DPD)技术可以包括数字合成DPD信号，并将这些信号从数字域转换到系统中包括的每个功率放大器的模拟域，以使每个功率放大器的响应线性化。在仅具有适量的功率放大器的系统中，可以使用一种方法，其中各个单独的预失真信号被单独数字化地产生并且被应用于每个功率放大器通道的
输入信号。在这种方法中，预失真信号可以针对每个功率放大器电路在个性化的
基础上生成和自适应地调整。然而，这样的方法在诸如具有对应于MIMO阵列中包括的大量天线的大量功率放大器的多输入多输出(MIMO)系统的应用中可能是不可行的。
[0015] 无线通信和联网技术可以包含所谓的“大规模”MIMO架构，例如具有数百或数千个天线元件。本
发明人已经认识到，上述的一对一预失真方法可能不容易扩展到这样的高信道数架构。特别地，存在使用通常可用的线性化技术的问题，其中多个功率放大器电路不能够被单个数字预失真
块同时线性化。这部分地是因为共享数字预失真可能由于各功率放大器电路之间的非线性特性的变化而不能充分地补偿各自的功率放大器电路。个别化的方法将包括为每个功率放大器电路专用的DPD电路和
数模转换器(DAC)电路。对于较大的通道数量，每个功率放大器的这种专用的DPD加DAC电路从能耗和成本的
角度来看都是令人望而却步的。
[0016] 因此，本发明人已经认识到可以使用修改或“混合”方法。在混合方法中，天线架构可以包括模拟域
相控阵列或由
模拟信号驱动的其他多元件阵列拓扑。数字预失真方案仍然可以应用，例如通过使用共享数字预失真的发射信号，并将共享传输信号提供给多个功率放大器电路。根据一个示例，各功率放大器电路可以通过修改的模拟输入信号具有对应的应用光束权重因子。包括数字预失真电路(以及可选的自适应和反馈电路)的电路可以在多个功率放大器电路之间共享。以这种方式，功率放大器电路到天线阵列的输出可以通过使用共享数字预失真电路和对应的DAC布置而整体线性化，例如在空间域中。这避免了共享预失真信号不足以补偿单个功放放大器电路的问题。这种线性化可以使用一个或多个估计器或反馈来实现，所述估计器或反馈表示通过空间聚集来自功率放大器电路的发射输出形成的发射波束，例如由天线阵列发射的波束。通过对功率放大器电路阵列的输出进行空间聚合，一组这样的电路可以使用少至单个空间聚集的反馈信号来集体线性化。
[0017] 图1总体示出了电子系统100的至少一部分，例如包括接收器电路104或估计器电路106中的至少一个，以及数字预失真(DPD)电路102，DPD电路102提供输出，由“x”表示，可耦合到一个或多个功率放大器(PA)电路116A、116B至116M。PA电路116A、116B至116M可以耦合至相应的天线118A、118B至118M。天线118A到118M可以形成阵列，例如形成全阵列的一部分的全阵列或者子阵列。通常，每个PA电路表现出不同的非线性行为，并且这样的非线性行为可以导致来自相应天线的
输出信号表示为ym＝Gm(xm)。例如，来自第一PA电路116A的第一天线118A的输出可以表示为y1＝g1(x1)，来自第二PA电路116B的来自第二天线118B的输出可以表示为y2＝g2(x2)。波束形成电路114可以将相应的波束形成权重因子Am、m施加到诸如在模拟域中的DPD电路“x”的输出。波束形成电路的输入可以包括DPD电路输出信号“x”的模拟表示，诸如由数模(DAC)转换器110转换为模拟信号，并且使用
混频器电路112耦合到本地
振荡器或参考
频率。
[0018] 如上所述，在PA电路116A、116B至116M具有类似的非线性响应并且使用类似的权重增益(A1，A2，...，Am)的异常情况下，单个DPD电路输出“x”可以用于线性化PA电路116A、116B至116M，而不需要基于空间聚集的反馈或自适应校正信号。本发明人已经认识到，更一般地说，即使匹配不良的PA电路116A、116B至116M也可以通过使用来自天线阵列118A、188B至118M的空间聚集的输出信号的估计或感测表示来统一线性化。如下面图2A和图2B分别描述的，感测表示可以由接收器电路104提供，估计表可以由估计器电路106提供。
[0019] 图2A大致示出了诸如包括接收器电路104和数字预失真(DPD)电路102的电子系统200A的至少一部分，DPD电路提供输出“x”，其可耦合到一个或多个功率放大器电路。系统
200A可以类似于系统100的示例，例如具有被配置为提供待发射信号的输入108，其中DPD电路102数字地应用预失真信号以提供数字预失真输出x。输出x可以是数字的，并且可以使用
数模转换器电路110被转换到模拟域，并且可以如图1的示例中那样使用混合器112被上变频。提供共享预失真传输信号的上变频输出可以耦合到波束形成电路114，以通过116B向功率放大器电路116A、116B提供个性化权重的波束形成输入。
[0020] 在图2A的例子中，可以使用接收器电路104接收诸如包括天线118A、118B至118M的天线的阵列或子阵列形成的诸如波束220的空间聚合的表示。接收器电路可以作为系统200A的一部分本地包括，或者接收器电路104可以远程
定位。例如，接收器电路104可以被包括为
手持设备、便携式设备或永久安装站的一部分，例如位于结构的外部或内部。接收器电路可以包括或可以包括被耦合到一个或多个天线，诸如以接收功率放大器116A、116B到
116M输出(例如，包括相应天线耦合功率放大器输出的
叠加的空间聚合输出)的聚合表示。
例如，可以布置接收器电路(或者调整波束形成)，使得接收器电路104监视沿着波束220的主导辐射轴225(例如，沿“瞄准”轴)获得的信号。这样的轴线可以被描述为沿着其中来自天线元件的输出的叠加导致与其他方向相比更大的强度或增益的方向定向。
[0021] 系统200A可以被配置为执行应用于要被发送的输入信号“w”的数字预失真的适配。适配块224可以逆转从接收器电路104接收到的空间聚集信号的表示，并且可以监视DPD电路的输出x以修改预失真，例如将一个或多个
指定的输出参数保持在指定范围。例如，在指定场点的三阶互调参数(IMR3)可以保持在指定值或低于指定值(如图4B所示)。
[0022] 由适配块224执行的适配可以使用
专用集成电路(ASIC)、
可编程逻辑器件(PLD)或诸如现场可编程
门阵列(FPGA)等其他可编程器件来实现，或者可以使用耦合到
存储器电路228的处理器电路226来全部或部分地执行这种适配。系统200A(或在此描述的其他示例)的其他数字操作可以类似地使用ASIC、FPGA或处理器电路中的一个或多个执行，作为说明性例子。
[0023] 除了或代替使用接收器电路104检测空间聚合的表示之外，可以使用天线阵列的聚合输出的估计来提供自适应控制的预失真方案。例如，图2B总体示出了电子系统200B的至少一部分，诸如包括估计器电路和数字预失真(DPD)电路102，DPD电路提供可耦合的一个或多个功率放大器电路的输出。通常，系统200B可以包括与图1和图2A的示例类似的元件，诸如DPD电路102、数模转换器(DAC)电路110、混频器112、波束成形电路114、各自的功率放大器(PA)电路116A、116B至116B、耦合至相应的天线元件118A、118B至118M。在图2B的示例中，由天线元件118A、118B至118B建立的沿着波束220的主导轴222的信号可以由以下等式表示：
[0024]
[0025] 在上面的等式1中，空间聚集的输出“z”可以是相应的PA电路非线性“Gm”的总和，“Gm”表示为相应的光束权重系数的函数，“m”作用于预失真的传输信号，“x”乘以传播因子“hm.”。系统200B可以包括估计器电路230，诸如定义非线性模型。非线性模型可以有一个类似于等式1的形式，例如：
[0026]
[0027] 在等式2，可以使用非线性模型 如每个PA电路所特有的。非线性模型可以从以前的观察中以离线方式提取。例如， 值(对应于PA电路116A、116B至116M中的相应一个)可以通过循环或切换通过每个PA电路来一次一个地确定，例如以便提供 值(对应于PA电路相对于
温度稳定并且已经稳定的特定持续时间)。非线性模型可以本地或远程存储在模型存储电路234中，例如包括存储器电路。类似地，可以将相应的波束权重存储在波束权重存储电路232中，例如定义相应的波束权重系数“αm m”。可以从这样的波束权重中提取传播模型，例如以获得
相移或其他值 因为波束权重通常是已知的，例如基于阵列转向控制。非线性模型 可以被提供给适配块224，诸如通过逆转模型 来控制DPD电路102，并且将逆转的模型应用于预失真的输出和“x”，并将得到的信息与非预失真的消息信号“w”进行比较。以这种方式，PA电路116A、116B至116M使用共享预失真输出，DPD电路102的“x”。在例子中，代表发射波束220的感测信息和估计表示 的混合可以用于自适应地控制DPD电路102。尽管这里描述的示例(例如上面关于图2A和图2B的描述)指的是对PA电路116A、116B至116M进行总体线性化，但是这样的PA电路的子集可以被线性化。例如，可以将天线元件118A、118B至118M作为更大阵列中的更大数目的天线元件的一部分来包括，并且对应于某些天线元件子组的PA电路组可以在集群中线性化。作为说明性示例，在512个PA电路的阵列中，可以定义8个子组，例如每个子组具有系统200A或200B(或组合)，线性化定义512个PA电路中的64个PA电路的子组电路。还可以使用其他形式的划分，例如根据这样的PA电路是否对特定场点或沿特定辐射轴线的辐射作出贡献而将一组PA电路定义为线性化。
以这种方式，对于这种模式，不贡献(或者其非线性不影响所得到的光束)的PA电路可以从集体线性化中被忽略。
[0028] 图3一般地在技术300例如方法300处示出可以包括在302处获得待发射的信号，在306处将非线性预失真信号数字地应用于待发射的信号，并且在308处将各自的波束形成权重因子应用于预失真的传输信号。在304处，可以执行感测或估计波束的表示中的至少一个，诸如自适应地控制在306处应用的预失真信号。获得待发射的信号可以包括(例如从存储器位置、数字总线或数字
接口)获得非波束形成的传输信号的数字表示，诸如对应于图1、图2A和图2B所示的输入“w”，并且诸如具有如下面描述的图4A的传输信号402中所示的功率谱密度(PSD)。
[0029] 图4A包括两个功率放大器电路通过分离的天线对应于待发射信号的功率谱密度(PSD)的仿真图的说明性示例，以及当发射输出的功率放大器电路在空间上集中，示出了应用数字预失真的示例，以及其中三阶非线性可能导致显着失真的数字预失真的示例。在图4A的图示中，示出传输信号402
频谱的无失真表示以及在没有预失真以校正非线性的情况下得到的未经校正的传输信号404的叠加表示、预失真的发射信号406。图4A的模拟表示两个200MHz宽的
正交频分多路复用(OFDM)信道，相对于中心频率以正负400MHz为中心。未经校正的发射信号404由三阶失真(如由发射信号406和预失真的发射信号406不存在的旁瓣指示的)所主导。相对于中心的三阶互调的相应空间依赖性频率如图4B所示。
[0030] 图4B包括当场点从主要辐射(例如，“瞄准”)轴移开时，三阶互调失真参数(IMR3)408对场点的空间位置的模拟依赖性的说明性示例。用于图4B的仿真参数与图4A类似，并且图4B是使用数字预失真传输信号生成的。通常，当观察者离轴移动时(如图4B的
水平轴上的度数所示)，本文中所描述的集体线性化技术的有效性可以减小，但是这种线性化在轴上是高度有效的(由IMR3的最小值在零度空间偏移处)。
[0031] 各种注释
[0032] 这里描述的每个非限制性方面可以自己独立，或者可以以各种排列或与一个或多个其他示例组合。以上详细描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除示出或描述的那些之外的元件。然而，本发明人还设想了仅提供所示出或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用所示出或描述的那些元素的任何组合或置换的示例(或其一个或多个方面)，无论是关于一个特定的例子(或其一个或多个方面)或者关于在此示出或描述的其他例子(或其一个或多个方面)。
[0033] 如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致，则以本文档中的用法为准。
[0034] 在本文件中，如在专利文献中常见的那样，使用术语“一”或“一个”来包括一个或多于一个、独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文中，术语“或”用于指非排他性的或，例如“A或B”包括“A但不是B”、“B而不是A”和“A和B”，除非另有说明。在该文件中，术语“包括”和“其中”被用作相应术语“包括”和“其中”的等同词。而且，在以下
权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除权利要求中的这样的术语之后列出的要素之外的要素的系统、设备、物品、组合物、配方或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。
[0035] 这里描述的方法示例可以是至少部分机器或计算机实现的。一些示例可以包括用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作用于配置电子设备以执行如以上示例中所述的方法。这样的方法的实现可以包括代码，诸如
微码、汇编
语言代码、更高级的语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。该代码可以形成
计算机程序产品的一部分。此外，在例子中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性的有形计算机可读介质上，例如在执行期间或其他时间。这些有形的计算机可读介质的示例可以包括但不限于
硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如、压缩盘和数字视频盘)、磁带盒、存储卡或棒、
随机存取存储器(RAM)、
只读存储器(ROM)等。
[0036] 以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。本领域普通技术人员在查看以上描述时可以使用其他实施例。
摘要提供符合37C.F.R.§1.72(b)，让读者快速确定技术公开的性质。提交时的理解是，它不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在上面的具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应该被解释为意图是一个无人认领的披露功能是任何要求必不可少的。相反，发明主题可能在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求由此作为示例或实施例被并入到具体实施方式中，其中每个权利要求独立作为单独的实施例，并且可以预期的是，这样的实施例可以以各种组合或置换相互组合。本发明的范围应该参照所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。
[0037] 波束成形器电路，被配置为通过对所述数字预失真的发射信号施加各自的波束形成权重因子以为两个或多个功率放大器电路中的相应者提供输入发射信号来修改所述数字预失真的发射信号，所述波束形成权重因子对应于所述两个或多个功率放大器电路中的相应者；
[0038] 其中预失真信号至少部分地使用由所述通信发射机空间形成的发射波束的感测或估计表示中的一个或多个来建立；
[0039] 其中所述发射波束的感测或估计表示包括沿发射波束的瞄准轴发展的感测或估计信号。
