首页 / 专利库 / 信号处理 / 互调失真 / 双回路功率放大器数字预失真系统的装置和方法

双回路功率放大器数字预失真系统的装置和方法

阅读:969发布:2020-05-14

专利汇可以提供双回路功率放大器数字预失真系统的装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且公开用于双回路功率 放大器 数字预失真 系统的装置和方法。在某些实现方式中,双DPD系统包括第一数字预失真(DPD)和第二DPD。电耦在第一和第二DPDS之间的数字IF上 变频器 分离DPD系统成独立控制的精细和粗糙的部分。自适应调整处理器可用于 修改 或预失真输入 信号 ,以补偿 功率放大器 的非线性。它也控制粗糙DPD部分以校正RF 输出信号 的单频带相邻信道 泄漏 比(ACLR),同时它控制精细DPD部分以校正RF输出信号的双带内 互调失真 (IMD)。,下面是双回路功率放大器数字预失真系统的装置和方法专利的具体信息内容。

1.一种电子装置,包括:
第一数字预失真器DPD,配置为接收具有第一数据速率的第一输入信号,以及以至少部分互补于第一失真的方式修改所述第一输入信号以产生第一修改信号,其中,所述第一失真被观察为第二采样信号的样本和第一输入信号的符号之间的差异,其中,第二采样信号从RF功率放大器的射频RF输出信号导出;
具有上转换器的第一数字中频IF上采样器,被配置以从所述第一修改信号产生第一IF信号,其中,所述第一IF信号具有高于第一数据速率的第二数据速率和以第一中心频率为中心的频带;
第二DPD,被配置为接收至少所述第一IF信号作为输入,并以至少部分互补于第二失真的方式修改至少第一IF信号来产生第二修改信号,其中,第二失真被观察为第一采样信号的样本和至少第一IF信号的符号之间的差异;其中,所述第一采样信号从RF功率放大器的RF输出信号中导出;
其中,第一DPD和第二DPD能够独立地对输入的信号进行预失真。
2.如权利要求1所述的装置,进一步包括:
第三数字预失真器,经配置以接收第二输入信号并以至少部分互补于第三失真的方式修改第二输入信号以产生第三修改信号,其中第三失真被观察为第三采样信号的样本和第二输入信号的符号之间的差异,其中所述第三采样信号从RF功率放大器的RF输出信号导出;和
第二数字中频IF上变频器,被配置为从第三修改信号产生第二IF信号,其中该第二IF信号的频带以第二中心频率为中心,所述第二中心频率不同于第一中心频率;
其中,第二数字预失真器被进一步配置为接收包括至少第一IF信号和第二IF信号的两个或更多的IF信号。
3.如权利要求2所述的装置,其中,具有上变频器的第一数字IF上采样器被配置为生成所述第一IF信号,以及第二数字IF上变频器被配置为通过将第一修改信号和第三修改信号分别相乘第一IF振荡器信号和第二IF振荡器信号生成所述第二IF信号。
4.如权利要求2所述的装置,进一步包含:
加法器,被配置来相加至少包括第一IF信号和第二IF信号的两个或更多个IF信号,以产生组合信号;和
上采样器,被配置成上采样组合信号,以产生上采样的组合信号,其中,所述上采样的组合信号作为输入提供给所述第二数字预失真器。
5.如权利要求2所述的装置,其进一步包含:
RF下变频器,配置以接收所述RF功率放大器的RF输出信号的样本并生成下变频信号;
模数转换器,配置为接收下变频信号,并产生数字下变频信号;
抽取器,被配置为接收所述数字下变频信号,并产生第一采样信号;
第一IF下变频器,被配置为接收和下变频所述第一采样信号,并产生第二采样信号;
第二IF下变频器,被配置为接收和下变频所述第一采样信号,并产生第三采样信号,其中,第二IF下变频器在与所述第一IF下变频器不同的中心频率处工作。
6.如权利要求2所述的装置,进一步包括自适应调整处理器,配置成基于第一失真更新第一数字预失真器的一个或多个参数,基于所述第二失真更新第二数字预失真器的一个或多个参数,并基于第三失真更新所述第三数字预失真器的一个或多个参数,其中,所述自适应调整处理器被配置为按照次序执行更新,使得在第一数字预失真器和第三数字预失真器调整之前调整所述第二数字预失真器。
7.如权利要求6所述的装置:
其中,第一数字预失真器和第三数字预失真器被配置成至少部分校正至少两个或更多个频带之间的相邻信道泄漏比(ACLR);
其中,第二数字预失真器被配置成至少部分地校正由两个或更多个频带产生的互调失真
8.如权利要求7所述的装置,其中,所述自适应调整处理器被配置为使用Volterra模型、维纳模型、Hammerstein模型、维纳Hammerstein模型、存储器多项式模型或最小二乘算法之一确定用于第二预失真器的系数,和自适应调整处理器被配置成使用Volterra模型、维纳模式、Hammerstein模型、维纳-Hammerstein模型、记忆多项式模型或最小二乘算法之一确定用于第一预失真器和第三预失真器的系数。
9.如权利要求1所述的装置,其中,具有上变频器的第一数字IF上采样器被配置为生成所述第一IF信号,使得所述第二数据速率是第一数据速率的至少两倍。
10.如权利要求1所述的装置,进一步包括自适应调整处理器,配置成基于所述第一失真来更新第一数字预失真器的一个或多个参数,并基于第二失真更新第二数字预失真器的一个或多个参数,其中,所述自适应调整处理器被配置成按照次序执行更新,使得在第一数字预失真器被调整之前调整第二数字预失真器。
11.如权利要求1所述的装置:
其中,所述第一数字预失真器被配置在第一带宽执行预失真;
其中,所述第二数字预失真器被配置在第二带宽执行预失真;
其中,第二带宽大于第一带宽。
12.如权利要求1所述的装置,进一步包括:
数模转换器,被配置为从第二修改信号生成模拟修改信号;和
RF上变频器,被配置成上变频模拟修改信号,以产生包含一个或多个RF频带的上变频信号,所述RF频带至少包括第一RF频带;和
RF下变频器,被配置以接收所述RF功率放大器的RF输出信号的样本,并产生第一下变频信号,其中所述第一采样信号和第二采样信号都源自所述第一下变频信号。
13.一种预失真的电子实现方法,该方法包括:
以至少部分地互补于第一失真的方式,预失真具有第一数据速率的第一输入信号,以产生第一修改信号,其中所述第一失真被观察为第二采样信号的样本和第一输入信号的符号之间的差异,其中第二采样信号从RF功率放大器的射频RF输出信号导出;
从第一修改信号产生第一中频IF信号,其中所述第一IF信号具有高于第一数据速率的第二数据速率和以第一中心频率为中心的频带;以及
以至少部分互补于第二失真的方式,预失真至少所述第一IF信号以产生第二修改信号,其中,第二失真被观察为在第一采样信号的样本和至少第一IF信号的符号之间的差异,其中所述第一采样信号从RF功率放大器的RF输出信号中导出;
其中,对所述第一输入信号进行的预失真与对至少所述第一IF信号进行的预失真是相互独立的。
14.如权利要求13所述的方法,进一步包括:
从所述第二修改信号产生模拟修改信号;和
上变频所述模拟修改信号,以产生包含一个或多个RF频带的上变频信号,所述RF频带至少包括第一RF频带;和
接收RF功率放大器的RF输出信号的样本并产生第一下变频信号,其中所述第一采样信号和第二采样信号从第一下变频信号中导出。
15.如权利要求13所述的方法,进一步包括:
接收包括至少所述第一IF信号和第二IF信号的组合信号;
接收第二输入信号并以至少部分互补于第三失真的方式修改所述第二输入信号以产生第三修改信号,其中第三失真被观察为第三采样信号的样本与第二输入信号的符号之间的差异,其中所述第三采样信号从RF功率放大器的RF输出信号导出;和
上变频所述第三修改信号以产生第二IF信号,其中所述第二IF信号的频带以第二中心频率为中心,所述第二中心频率不同于所述第一中心频率。
16.如权利要求15所述的方法,进一步包括:
通过将第一修改信号乘以第一IF振荡器信号产生第一IF信号;和
通过将第二IF振荡器信号乘以第三修改信号以产生第二IF信号。
17.如权利要求15所述的方法,进一步包括:
求和包括至少第一IF信号和第二IF信号的两个或更多个IF信号,以产生组合信号;和上采样组合信号,以产生上采样的组合信号,其中,预失真至少所述第一IF信号包括预失真上采样的组合信号。
18.如权利要求15所述的方法,进一步包括:
接收和下变频RF功率放大器的所述RF输出信号的样本,以生成下变频信号;
从模拟到数字转换下变频信号,以产生数字下变频信号;
抽取该数字下变频信号以产生第一采样信号;
下变频所述第一采样信号,以产生第二采样信号;
下变频所述第一采样信号,以产生第三采样信号,其中第二采样信号和第三采样信号从不同的IF中心频率下变频。
19.如权利要求15所述的方法,进一步包括:
基于第一失真更新一个或多个用于第一输入信号的预失真的参数;
基于第二失真更新一个或多个用于所述组合信号的预失真的参数;和
基于第三失真更新一个或多个用于第二输入信号的预失真的参数;
其中,所述第一输入信号的预失真和第二输入信号的预失真被配置成至少部分校正至少两个或更多个频带之间的相邻信道泄漏比(ACLR);
其中所述组合信号的预失真被配置成至少部分地校正由两个或更多个频带产生的互调失真。
20.一种用于数字预失真的装置,包括:
用于以至少部分地互补于第一失真的方式预失真具有第一数据速率的第一输入信号以产生第一修改信号的装置,其中所述第一失真被观察为第二采样信号的样本和第一输入信号的符号之间的差异,其中第二采样信号从RF功率放大器的射频RF输出信号导出;
用于从第一修改信号产生第一中频IF信号的装置,其中所述第一IF信号具有高于第一数据速率的第二数据速率和以第一中心频率为中心的频带;以及
用于以至少部分互补于第二失真的方式预失真至少所述第一IF信号以产生第二修改信号的装置,其中,第二失真被观察为在第一采样信号的样本和至少第一IF信号的符号之间的差异,其中所述第一采样信号从RF功率放大器的RF输出信号中导出;
其中,对所述第一输入信号进行的预失真与对至少所述第一IF信号进行的预失真是相互独立的。

说明书全文

双回路功率放大器数字预失真系统的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及电子系统,以及更具体地涉及使用数字预失真线性化功率放大器

背景技术

[0002] 数字预失真可以通过预失真输入信号以至少部分补偿RF功率放大器中的非线性而线性化具有射频(RF)功率放大器的RF系统。
[0003] 在实践中具有带宽约束。数字预失真器和DPD系统的挑战可在于:预失真器在多个信号带宽工作;该操作要求可以反过来导致切换和计算速率相关的功耗。

发明内容

[0004] 一个实施例包括一种装置,其中该装置包括第一数字预失真器(DPD),配置为接收具有第一数据速率的第一输入信号,以及以至少部分互补于第一失真的方式修改所述第一输入信号以产生第一修改信号。第一失真被观察为第二采样信号的样本和第一输入信号的符号之间的差异,第二采样信号从RF功率放大器的的射频(RF)输出信号导出。
[0005] 该装置进一步包括第一数字中频(IF)上转换器,被配置以从所述第一修改信号产生第一IF信号,并且第一IF信号具有高于第一数据速率的第二数据速率和以第一中心频率为中心的频率。该装置还包括第二DPD,被配置为接收至少所述第一IF信号作为输入,并以至少部分互补于第二失真的方式修改至少第一IF信号来产生第二修改信号。第二失真被观察为第一采样信号的样本和至少第一IF信号的符号之间的差异;和所述第一采样信号从RF功率放大器的RF输出信号中导出。
[0006] 一个实施例包括预失真的电子实现方法,其中该方法包括:以至少部分地互补于第一失真的方式,预失真具有第一数据速率的第一输入信号,以产生第一修改信号,其中所述第一失真被观察为第二采样信号的样本和第一输入信号的符号之间的差异,其中第二采样信号从RF功率放大器的射频(RF)输出信号导出;从第一修改信号产生第一中频(IF)信号,其中所述第一IF信号具有高于第一数据速率的第二数据速率和以第一中心频率为中心的频带;以至少部分互补于第二失真的方式,预失真至少所述第一IF信号以产生第二修改信号,其中,第二失真被观察为在第一采样信号的样本和至少第一IF信号的符号之间的差异,其中所述第一采样信号从RF功率放大器的RF输出信号中导出。
[0007] 一个实施例包括一种用于数字预失真的装置,其中所述装置包括:装置,用于以至少部分互补于第一失真的方式,预失真具有第一数据速率的第一输入信号,以产生第一修改信号,其中所述第一失真被观察为第二采样信号的样本和第一输入信号的符号之间的差异,其中第二采样信号从RF功率放大器的射频(RF)输出信号导出;装置,用于从所述第一修改信号产生第一中频(IF)信号,其中第一IF信号具有高于第一数据速率的第二数据速率和以第一中心频率为中心的频带;装置,以至少部分互补于第二失真的方式,预失真至少所述第一IF信号以产生第二修改信号,其中,第二失真被观察为在第一采样信号的样本和至少第一IF信号的符号之间的差异,其中所述第一采样信号从RF功率放大器的RF输出信号中导出。附图说明
[0008] 提供这些附图和本文相关描述以示出本发明的特定实施例并不用于限制。
[0009] 图1是根据本发明的一个实施例的双回路DPD系统的示意图。
[0010] 图2是根据另一实施例的双环路和双频DPD系统的示意图。
[0011] 图3是根据另一实施例的双频带DPD系统的示意图。
[0012] 图4示出功率谱密度(PSD)的模拟结果。

具体实施方式

[0013] 实施例的以下详细描述提出本发明的具体实施例的各种描述。然而,本发明可以以许多不同方式体现,如由权利要求书定义和涵盖。在此描述中,参考了附图,其中类似的参考数字可以指示相同或功能相似的元件。
[0014] 图1是根据本发明的一个实施例的放大器系统100的示意图。放大器系统100包括第一和第二DPDS 102和106、具有上变频器104的中频(IF)上采样器、数字到射频转换器108、RF功率放大器110和自适应调整处理器112。放大器系统100进一步包括从RF功率放大器110到自适应调整处理器112的观察路径,以用于自适应调整第一DPD 102和第二DPD 
106。
[0015] 在图示的配置中,第一DPD 102、具有上变频器104的数字IF采样器、第二DPD 106、数字到射频转换器108和RF功率放大器110级联在放大器系统100中,如下所示:第一DPD 102输出耦合到具有上变频器104的数字IF采样器的输入;具有上变频器104的数字IF上采样器的输出被耦合到第二DPD 106的输入;第二DPD 106的输出被耦合到数字到RF转换器
108的输入;和数字到RF转换器108的输出被耦合到RF功率放大器110的输入。用于自适应调整,RF功率放大器110的样本被提供为自适应调整处理器112的输入端,和自适应调整处理器112提供更新系数,用于预失真第二DPD 106和第一DPD 102。
[0016] 在图示的配置中,RF功率放大器110的输出可以包括放大器系统100的输出。第一DPD 102可以产生第一修改信号作为输出,以及第二DPD 106可生成第二修改信号作为输出。第一DPD 102可以在第一DPD 102的第二输入从自适应调整处理器112处接收配置信息。配置信息配置所述第一DPD 102,用于预失真在第一DPD 102的第一输入接收的输入信号以生成第一修改信号。配置信息可以例如包括,用于数字滤波器的系数、查找表等。预失真的输入信号应具有至少部分互补于由具有上变频器104的IF采样器、第二DPD 106、数字-RF转换器108和RF功率放大器110产生的失真。
[0017] 第二DPD 106可以在第二DPD 106的第二输入端从自适应调整处理器112接收配置信息。配置信息配置所述第二DPD 106,用于预失真在第二DPD 106的第一输入端接收的IF信号以产生第二修改信号,使得所述第二修改信号的预失真至少部分互补于由数字-RF换器108和RF功率放大器110中产生的失真。数字-RF转换器108可以从第二修改信号产生预失真RF信号。所述数字至RF转换器108可以例如包括数模变换器和上变频器,如后面结合图3所描述。RF功率放大器110可放大预失真的RF信号,以生成放大的RF信号。
[0018] 此外,在图示的结构中,第一和第二DPDS 102和106与自适应调整处理器112可以独立地预失真前向信号路径的信号。具有上变频器104的数字IF上采样器被级联在第一DPD 102和第二DPD 106之间,使得第一DPD 102可以接收和修改输入信号,而第二DPD 106可以接收和修改IF信号。另外,第一DPD 102的输入信号可以是具有第一数据速率的数字基带信号,而第二DPD 106的IF信号可以是具有第二数据速率的数字IF信号。使用第一方法(诸如,DPD算法或LUT(查找表)),自适应调整处理器112还可以第一刷新速率调整第一DPD 102。另外,自适应调整处理器112可调整第一DPD 102,以基于所述RF功率放大器110的RF输出信号的观测来线性系统输出。利用第二方法(诸如,DPD算法或LUT(查找表)),自适应调整处理器
112可以进一步以第二刷新速率调整第二DPD 106以修改IF信号;以及基于RF功率放大器
110的RF输出信号的观察和IF信号,它可以调整第二DPD 106,以线性化在RF功率放大器110的第二输出的系统输出信号。
[0019] 本文提供用于双循环预失真放大器的装置和方法。当预失真信号以满足ACLR要求时,第一和第二方法或算法以及第一和第二数据速率可以独立地选择和配置以减少系统的功耗。例如,自适应调整处理器112可以用粗的需要更少DSP运算、算法或LUT,使用适于满足个别信号或不相邻载波分组的ACLR计算带宽要求的更快的第二数据速率调整第二DPD 106。为了提高粗算法或LUT的线性度,自适应调整处理器112可以进一步使用精细、需要许多DSP运算的算法或LUT,以较慢的第一数据速率调整第一DPD 102。例如,所述第二数据速率可以是两倍的第一数据速率。以这种方式,细算法可以进一步提高系统的线性度和校正双和多频带信号的互调失真(IMD)项。另外,自适应调整处理器112可以不断地更新或刷新第二DPD 106和间歇地更新或刷新所述第一DPD 102以便满足ACLR线性度要求,同时降低第一和第二DPD 102和106的组合DSP操作的总数。
[0020] 图2是根据另一实施例的双波段放大器系统200的示意图。相比图1的放大器系统100,双频DPD系统200具有用于双频带系统的平行信号路径。类似于图1的放大器系统100的系统结构,双频带放大器系统200还使用自适应调整,用于调整预失真。该双频带系统200包括第一、第二和第三DPD 102、106、222,第一、第二和第三上采样器216、226、214,第一和第二混频器218、228,数字到RF转换器108、RF功率放大器110和自适应调整处理器112。双频带系统200还具有从RF功率放大器110向自适应调整处理器112的返回路径。
[0021] 在图示的配置中,第一DPD 102可以在第一DPD 102的第一输入接收第一输入信号;而第三DPD 222可在第三DPD 222的第一输入端接收第二输入信号。这里,第一和第二输入信号都可以是数字基带信号;以及第一和第三DPDS 102和222可分别提供第一和第三修改信号。此外,第一输入信号可以具有第一数据速率,而第三输入信号可以具有与第一数据速率不同的第三数据速率。第一和第三修改信号,也可以是分别由第一和第三DPD修改的数字基带信号。此外,第一混频器218可以在第一混频器218的第二输入接收第一频率的第一IF信号;而第二混频器228可以在第二混频器228的第二输入端接收第二频率的第二IF信号。以这种方式,第一上采样器216和第一混频器218可作为具有上变频器104的第一数字操作IF上采样器,配置成提供具有第一中心频率的IF信号;而第二上采样器226和第二混频器228可以作为第二数字操作IF上变频器224,配置成提供具有第二中心频率的IF信号。加法器215可以被配置成在加法器215的第一和第二输入端接收和组合第一和第二IF频率的IF信号,以便在加法器215的输出提供组合信号。第三上采样器214可在第三采样器214的输入端接收组合信号,并上采样组合信号以向第二DPD 106的第一输入提供上采样的组合信号。
另外,该组合和上采样的组合信号可以是具有第一和第二中心频率的双频段数字信号;和上采样的组合信号也可以具有第二数据速率。
[0022] 此外,在图示的结构中,第一、第二和第三DPD 102、106和222和自适应调整处理器112可以独立地预失真前向信号路径的信号。第一和第三DPD 102和222可以接收和预失真数字基带信号,而第二DPD 106可以接收和预失真中频的IF上变频数字信号。自适应调整处理器112可以使用第二方法(诸如,DSP算法或LUT)以第二刷新率调整第二DPD 106,以预失真和修改IF信号。基于RF功率放大器110的第一输出的采样RF输出信号的观测和所述上采样的组合信号,自适应调整处理器112可以进一步调整第二DPD 106以线性化系统输出。也可以使用第一方法(诸如,DSP算法或LUT)以第一刷新率调整第一DPD 102;以及可以基于从RF功率放大器110的第一输出的采样RF信号的观测值和在第一输入信号调整第一DPD 102以线性化输出。平行于自适应调整所述第一DPD 102,自适应调整处理器112可以类似使用第三方法以第三刷新速率调整第三DPD222;它可以基于从RF功率放大器110的第一输出采样RF输出信号的观测值调整第三DPD 222以线性化输出。
[0023] 类似于图1的放大器系统100,双频带放大器系统200包括数字-RF转换器108。在此配置中,数字到射频转换器108可以将第二DPD的输出的第二修改信号106转换为RF信号。第二修改信号可以是具有第一和第二中心IF频率的的数字信号。RF功率放大器110可接收并放大在RF功率放大器110的输入端接收的RF信号,以便在RF功率放大器110的第一和第二输出提供RF输出信号。借助于第一、第二和第三DPD 102、106、222,RF输出信号可以是具有低互调失真和ACLR的双波段RF信号。
[0024] 类似于图1的放大系统100,双频带放大器系统200可线性化使得第一、第二和第三DPDS 102,106和222被独立调整以预先失真,这意味着修改。当预失真信号以满足ACLR要求时,第一、第二和第三方法或算法以及第一、第二和第三数据速率可以独立地选择和配置以减少系统的功耗。例如,以适于满足个别信号或不相邻载波分组的ACLR计算带宽要求的更快的第二数据速率,自适应调整处理器112可以用粗的需要更少的DSP运算、算法或LUT调整第二DPD 106。为了提高粗算法或LUT的线性度,自适应调整处理器112可以使用精细、需要许多DSP运算、算法或LUT,以较慢的第一数据速率进一步调整第一DPD 102。独立地,自适应调整处理器112还可以并行地使用细算法或LUT以更慢的第三数据率调整第三DPD 222。另外,自适应调整处理器112可以不断地更新或刷新第二DPD 106和间歇地更新或刷新第一和第三DPDS 102和222,以满足ACLR线性要求,同时降低第一、第二和第三DPDS 102、106和222的组合DSP操作的总数。以这种方式,细算法可以进一步提高系统的线性度和校正双和多频带信号的互调失真。此外,凭借独立操作第一、第二和第三DPD 102、106、222,双频带放大器系统200可实现具有较低功率消耗的低ACLR。
[0025] 尽管图2示出双频带放大器系统200为具有包括上变频器104、224的第一和第二数字IF上采样器以及第一和第三DPDS 102、222,其他配置是可能的。例如,双频带放大器系统200可以具有多个数字IF上变频器和能接收数字基带信号的多个DPDS。多个数字IF上变频器能上变频并行信号到IF频率,和加法器可以结合并行的IF上变频信号。以这种方式,双频放大器系统200可以被配置为多频带DPD系统。此外,本文用于双频带DPD系统的教导也可以适用于多频带DPD系统。
[0026] 图3是根据另一实施例的双频带放大器系统300的示意图。在该图中,系统级原理图包括额外的系统级模和信号路径,以进一步详细双频带DPD结构。类似于图2中的双波段放大器系统200,双频带放大器系统300是预失真系统,其可以采样从RF功率放大器110的RF输出信号,以便线性化系统响应,并满足双频信号的ACLR规定。在从左至右的正向通路中,双频带放大器系统300包括第一和第三DPD 102、222,具有上变频器104、224的第一和第二数字IF上采样器,加法器215,第二DPD 106,上采样器214数模转换器(DAC)314,RF上变频器316,RF功率放大器110,滤波器318,和天线320。在由右至左的观察路径中,双频带放大器系统300包括RF耦合器322,RF下变频器324,模数转换器(ADC)326,抽取器328,以及第一和第二IF下变频器330、331。双频段放大器系统300进一步包括具有粗糙计算器334和精细计算器332的自适应调整处理器312。
[0027] 在所示的配置中,第一DPD 102可以在第一DPD 102的第一输入接收第一输入信号;而第三DPD 222可在第三DPD 222的第一输入端接收第二输入信号,第一和第二输入信号可以是数字基带信号;以及第一和第三DPD 102、222可分别提供第一和第三修改信号,其也可以是数字基带信号。第一输入信号可具有相同或不同的数据速率。具有上变频器104的第一数字IF上采样器可从第一DPD 102接收第一修改信号并将所述第一修改的信号转换为第一IF信号,而第二数字IF上变频器224可从第三DPD 222接收第三修改信号并将第三修改信号转换为第二IF信号。加法器215可接收和组合第一和第二IF信号以便提供具有双重IF频带的组合的IF信号,类似于图2的双频带放大器系统200。在可替换实施例中,还可以有其他的信息流用于额外的频带,从而可以由加法器215上变频为另一个中间频带和求和。
[0028] 第二DPD 106可以从加法器215的输出接收到该组合IF信号。第二DPD 106可以产生第二修改信号作为输出。第二DPD 106可在第二DPD 106的第二输入接收来自自适应调整处理器312的粗糙计算器334的配置信息。配置信息配置第二DPD 106以预失真在第二DPD 106的第一输入接收的组合IF信号,用于产生第二修改信号,使得第二修改信号的预失真至少部分互补于由RF上变频器316和RF功率放大器110产生的失真。
[0029] 在双波段放大器系统300中数字信号和模拟信号之间的边界可以由DAC 314在向前信号路径中划定。上采样器214可以向DAC 314提供具有IF频带的第一和第二中心频率的上采样信号。DAC 314可以接收该上采样信号并把它转换为模拟IF信号。然后,RF上变频器316可接收模拟IF信号,并进一步将它转换,以向RF功率放大器110提供RF信号。RF功率放大器110然后可以接收并放大RF信号,以在RF功率放大器110的输出端提供输出RF信号。过滤器318可向天线320提供过滤的输出RF信号并过滤掉不良光谱发射,以满足频谱要求。本文公开技术的一个优势在于:来自功率放大器110的带外带外发射可比现有技术减少,以便更简单、更便宜的过滤器318可以被利用,从而可以降低整个系统的成本。虽然图3示出包括DAC 314和上采样器214的一个实施例,其它实施例也是可能的。例如,在替代实施例中,上采样器214可被排除或被认为是可选的。在这个实现中,DAC 314可接收来自第二DPD 106的所述第二修改信号,并可以将第二修改信号转换为模拟RF信号,其被提供作为RF功率放大器110的输入。
[0030] 对于RF功率放大器110,RF耦合器322可以提供RF输出信号的采样输出;因此,RF耦合器322与RF功率放大器110可以操作类似于图1和2的RF功率放大器110的第二输出。RF耦合器322(它可以是定向耦合器)可以提供RF的样本,然后输出信号到RF下变频器324。RF下变频器324可以接收该RF输出的样本并产生第一下变频信号。第一下变频信号可以是IF频带的模拟信号。
[0031] 在图示的配置中,在双波段放大器系统300中的模拟信号和数字信号之间的边界可以由ADC 326在观测信号路径界定。该ADC 326可以接收第一下变频信号,并产生第一数字下变频信号。抽取器可以接收第一数字下变频信号,并产生第一中间抽取信号。第一抽取信号可以是数字的IF频带信号,并且可以具有第二数据速率。
[0032] 尽管图3示出包括ADC 326和RF下变频器324的一个实施例,其它实施例也是可能的。举例来说,在替代实施例中,RF下变频器324可被排除或被认为是可选的。在这个实现中,ADC 326可以接收来自没有下变频的RF耦合器322的RF输出的采样,并且还可以从RF频带执行直接下变频,以提供第一数字下变频信号。
[0033] 以类似于图2的双波段放大器系统200的自适应调整处理器112所描述的方式,自适应调整处理器312可以调整第第一、第二、第三DPD 102、106和222。在示出的配置中,双波段放大器系统300提供了通过它的子电路包围自适应调整处理器312的结构的更多细节,粗糙计算器334和精细计算器332。粗糙计算器334可以通过执行计算并然后通过在第二DPD 106的第二输入端向第二DPD 106提供计算结果而调整第二DPD 106。精细计算器332可以通过执行计算并然后分别提供该计算结果到第一DPD 102的第二端和第三DPD 222的第二端而调整第一和第三DPDS 102和222。粗糙和精细计算器334和332的操作可以由DSP来执行,现有技术和尚未发明的技术都可以使用。例如,参见CAVERS,J.K.,Amplifier linearization using a digital predistorter with fast adaptation and low memory requirements,车辆技术的IEEE学报,39卷,第4期,374-382页,1990年11月。
[0034] 粗糙计算器334可以通过比较抽取器328的输出的第一抽取信号和加法器215的输出端的组合信号而自适应调整第二DPD 106的预失真系数。粗糙计算器334可在粗糙计算器334的第一输入接收具有第二数据速率的第一抽取信号,并也在粗糙计算器334的第二输入接收具有第二数据速率的组合信号。粗糙计算器334还可以进一步使用数字预失真系统的技术领域中公知的那些技术以调整系统,使得在RF功率放大器110输出的RF信号输出具有增益线性与组合信号的粗糙度。例如,粗糙计算器334可以使用Volterra模型、维纳模型、Hammerstein模型、维纳-Hammerstein模型、存储器多项式模型或最小平方算法来调整所述第二DPD 106的预失真系数。粗糙计算器334还可以提供一个或多个信号,以便调整所述第二DPD 106,以在第二DPD 106输出端产生第二修改信号。另外,相对于所述ACLR标准,增益线性的粗糙度可以在RF信号输出的个体信号的ACLR测量中表现本身;以及提供所述第二修改信号的第二DPD可以在RF功率放大器110的输出校正单条带RF输出信号的ACLR。
[0035] 计算第二DPD 106的系数的算法可以使用矩阵符号导出。在抽取器328的输出的数据可以通过数据矩阵FD来表示,其在等式1中赋予标量分量fd(n)的项。
[0036]   等式1
[0037] 在粗糙计算器334中,反向PA模型系数的向量c可以使用等式2计算:
[0038] c=inv(FD'*FD)*FD*d     等式2
[0039] 这里,引物矩阵FD′表示FD的转置,d表示第二DPD106的第二输入的输入数据的矢量,和inv表示逆矩阵运算符。有关输入数据din(n)的元素到第二DPD106的输出数据dout(n)到粗糙计算器系数矢量c的表达式可以由等式3给出。
[0040]   等式3
[0041] 精细计算器332与第一和第三DPD 102和222可以作为附加的自适应调整环路的一部分。与粗糙计算器334相反,精细计算器332可以接收基带信号。精细计算器332可以在精细计算器332的第四和第三输入端接收第一和第二输入信号。如图示配置所示出的,IF转换器的数目可以等于输入信号的数量。在这方面,第一和第二IF下变频器330和331可接收第一抽取信号以分别产生第一和第二数字基带信号。精细计算器332还可以分别在精细计算器332的第二和第一输入端接收第一和第二数字基带信号。
[0042] 精细计算器332可以进一步使用数字预失真系统的技术领域中实施的公知的那些技术来调整系统,使得在RF功率放大器110的输出的RF信号输出具有增益线性的细度与第一和第二输入信号。例如,精细计算器332可以使用Volterra模型、维纳模式、Hammerstein模型、维纳-Hammerstein模型、存储多项式模型或最小二乘算法以调整第一DPD 102和第三DPD 222的预失真系数。精细计算器332可以提供一个或多个信号至第一DPD 102的第二输入端,以便调整第一DPD 102,以在第一DPD 102的输出端产生第一修改信号332。精细计算器还可以提供一个或多个信号到第三DPD 222的第二输入端以便调整第三DPD 222,以在第三DPD 222的输出端产生第三修改信号。
[0043] 在所示的配置中,精细计算器332可以使用第一输入信号和第一数字基带信号执行精细计算,用于调整所述第一DPD 102;而它可以使用第二输入信号和第二数字基带信号执行精细计算,用于调整所述第三DPD 222。
[0044] 计算第一DPD 102和第三DPD 222的系数的算法也可以使用矩阵符号中导出。与等式2类似,用于确定精细计算器332的相反PA模型系数的矩阵方程可通过等式4来表示。
[0045] ca=inv(FA′*FA)*FA*da    等式4
[0046] 这里,元素fa(n)表示第一IF下变频器330的数据输出。类似关系可以保持为第二IF下变频器331的数据输出的元素fb(n)。矩阵FA可表达为等式5。
[0047]
[0048] 等式5
[0049] 在等式5中,指数n为从1到N。类似于等式3,有关第一DPD102的输入和输出系数的矩阵方程可以由等式6和7给出。
[0050]
[0051]                      等式6
[0052]      等式7
[0053] 相同的算法或不同的算法可以用于计算第三DPD 222的系数。
[0054] 对于双波段IMD标准,增益线性的精细度可以表现在RF信号输出的IMD项的测量值;通过提供第一和第三修改信号,第一和第三DPD 102和222可以校正RF功率放大器110的双波段RF输出信号的IMD。
[0055] 尽管图3示出双频带放大器系统300为具有具有上变频器104、224的第一和第二数字IF上采样器的两个频带以及第一和第三DPDS 102、222,其他配置是可能的。例如,双频带放大器系统300可具有多于两个的数字IF上变频器,多于三个的DPDS,以及可允许两个以上的频带信号的两个以上的IF下变频器。例如,频带的数量可以是3,4,5,等等。多个数字中频上变频器可以上变频并行信号到IF频率,和加法器可以结合并行的IF上变频信号。多个IF下转换器可以接收第一抽取信号;和所述多个IF下变频器还可为精细计算器332产生多个数字基带信号.以这种方式,双频放大器系统300可以被配置为多频带DPD系统。此外,这里用于双频带的DPD系统的教导也可以适用于多频带DPD系统。
[0056] 放大器系统100、200、300的各种块可以通过硬件、通过软件/固件,或者通过硬件和软件/固件的组合来实现。例如,相对于图3的放大器系统300,DPD 102、106、222,具有上变频器104、224的数字IF采样器,加法器215,向上取样器214,抽取器328和IF下变频器330、331可通过数字硬件来实现,例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、离散逻辑电路等。自适应调整处理器312可以由硬件或在有形的,计算机可读存储器存储的软件/固件指令实现,其通过处理器执行,诸如数字信号处理器,微处理器,微控制器,可授权芯等,或由硬件和软件/固件的组合。
[0057] 图4示出双频带DPD系统的实施例的功率谱密度(PSD)模拟结果,无需激活任一DPD、只有第二回路DPD以及具有第一回路和第二回路DPD。第一PSD曲线400是如图3所示实施例的模拟结果,其中第一、第二或第三DPD 102、106、222没有激活。第二PSD曲线402是第二DPD 106激活的模拟结果。例如,这可以表示由粗糙计算器334调整第二DPD 106。第三PSD曲线404是模拟结果,示出具有粗糙第二环路调整的第一环路调整。例如,第三PSD曲线404可以表示通过在由精细计算器332调整第一和第三DPDS 102,222之后由粗略计算器334调整第二DPD 106。第一PSD曲线400示出在大约60GHz和94GHz的两个主色调,具有26GHz和128GHz的IMD带。由第一PSD曲线400和第二PSD曲线402表示的模拟结果的比较表明第二DPD 
106减少IMD频带大约15分贝。这种降低支持了粗糙计算器334与第二DPD 106可以减少IMD失真到适于简单过滤平的理念。例如,双工器可以用来进一步减少IMD频带和噪声的任何高阶谐波。第二PSD曲线402与第三PSD曲线404的比较显示,主基调边带泄漏从大约15减少为约-15dB。此泄漏减少支持精细计算器332与第一和第三DPDS 102、222可减少ACLR的理念,其可以有利地节省与滤波器318的复杂过滤器相关的成本。
[0058] 应用
[0059] 采用上述方案的设备可以被实现为各种电子设备。电子设备的示例可以包括(但不限于)消费电子产品、消费者电子产品、电子测试设备等。电子设备的例子的部分也可以包括光网络或其它通信网络的电路。消费电子产品可包括(但不限于)汽车、摄像机、照相机数码相机、便携式存储器芯片、洗衣机烘干机、洗衣机/干衣机、复印机、传真机、扫描仪、多功能外围设备等。此外,电子设备可以包括未完成的产品,包括用于工业、医疗和汽车应用。
[0060] 前面的描述和权利要求中可以指元件或特征为被“连接”或“耦合”在一起。除非明确声明,如本文所使用的,否则,“连接”意指一个元件/特征直接或间接地连接到另一元件/特征,并且不一定是机械连接。同样地,除非明确声明,否则“耦合”意指一个元件/特征直接或间接地耦合到另一个元件/特征,并且不一定是机械连接。因此,尽管在图中所示的各种原理图描绘元件和部件的组件示例布置,附加中间元件,设备,特征或可以存在于实际的实施例中(假设所描绘电路的功能性没有产生不利影响)。
[0061] 尽管本发明已经在某些实施例中进行了描述,对于本领域技术人员显而易见的其他实施例包括不提供所有的本文所阐述的特征和优点的实施例,也在本发明的范围之内。此外,上述的各种实施例可被组合以提供进一步的实施例。此外,在一个实施例的上下文中所示的某些特征也可以合并到其他实施例中。因此,本发明的范围仅通过参考所附权利要求限定。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈