專利名稱：自適應預失真發(fā)射機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字方法的發(fā)射機，具體涉及一種使用自適應預失真器的自適應預失真發(fā)射機。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的用于數(shù)字方法的發(fā)射機的示意性方框圖。直接數(shù)字IF上變頻器101把由CDMA或TDMA方法調(diào)制的數(shù)字輸入信號(I，Q)轉換為中間頻帶信號。數(shù)模轉換器(DAC)102把中間頻帶的數(shù)字輸入信號轉換為模擬信號。低通濾波器(LPF)103對由DAC102產(chǎn)生的模擬信號進行濾波并將其輸出到上變頻器104。上變頻器104合成LPF103的輸出信號和一個本地振蕩器(LO)(未示出)的振蕩信號并產(chǎn)生射頻信號。大功率放大器(HPA)105把從上變頻器104輸出的射頻信號放大到預定電平并發(fā)送此信號。
HPA105通常由具有非線性特性的有源元件實現(xiàn)，使得HPA105的輸出信號不可避免地包括失真分量。因此，為了改善HPA105的非線性特性(AM-AM，AM-PM)，已經(jīng)提出了各種線性化技術。代表性的線性化技術包括前饋，預失真，包絡校正，和偏差補償。
HPA105的非線性特性根據(jù)時間或外部環(huán)境(即溫度或偏差等等)而變化。上述線性化技術不能有效地補償功率放大器105根據(jù)時間和外部環(huán)境(溫度或偏差)而變化的非線性特性(AM-AM，AM-PM)。為了解決該問題，采用一種自適應預失真線性化器，其根據(jù)功率放大器的非線性特性的變化改變預失真器的非線性特性。
圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術采用自適應預失真線性化器的發(fā)射機(自適應預失真發(fā)射機)的示意性方框圖。該常規(guī)自適應預失真發(fā)射機包括圖1的數(shù)字發(fā)射機的自適應預失真線性化器200。
分割器201把數(shù)字輸入信號分割為第一和第二路徑10和11。定向耦合器202抽取HPA105的輸出信號并將其反饋回到自適應預失真線性化器200。
自適應預失真線性化器200包括(1)預失真器21，用于把上變頻器104的輸出信號預失真，以便具有與HPA105的非線性特性相反的特性；(2)延遲單元22，用于延遲由分割器201分割的數(shù)字輸入信號(I，Q)；(3)下變頻器23，用于把已經(jīng)被通過定向耦合器202反饋的HPA105的輸出信號變換為中頻信號；(4)模數(shù)轉換器(ADC)24，用于把下變頻器23的輸出信號轉換為數(shù)字信號；和(5)差錯檢測器25，用于檢測延遲單元22和ADC24的輸出信號之間的差錯，并控制預失真器21的非線性特性。
下面將對現(xiàn)有技術自適應預失真發(fā)射機的操作進行說明。分割器201把數(shù)字輸入信號(I，Q)分割為第一路徑10(主路徑)和第二路徑11(副路徑)。直接數(shù)字IF上變頻器把第一路徑上的數(shù)字輸入信號(I，Q)變換為中間頻帶信號。所變換的模擬信號在經(jīng)過DAC102和LPF103之后由上變頻器104變換為射頻信號。預失真器21使射頻信號失真，以便具有與HPA105的非線性特性(即增益和相位)相反的特性。在預失真后，信號被傳送到HPA105。HPA105把預失真器21的輸出信號放大到預定電平，使得由于HPA105的非線性特性造成的失真分量得到補償，并輸出放大的信號。
差錯檢測器25對被分割到第二路徑11的數(shù)字輸入信號(I，Q)和通過定向耦合器202反饋的HPA105的輸出信號進行比較。基于比較結果，差錯檢測器25根據(jù)兩個信號的差錯(增益和相位)控制預失真器21的非線性特性。差錯檢測器控制預失真器21的非線性特性以補償HPA105的根據(jù)時間或外部環(huán)境(溫度或偏差)而變化的非線性特性(AM-AM，AM-PM)。
背景技術：
自適應預失真發(fā)射機在HPA的前端包括預失真器以改善HPA的非線性特性。但是，背景技術自適應預失真發(fā)射機有一個問題。由于預失真器位于上變頻器和HPA之間，它不能改善上變頻器104的非線性特性。而且，為了補償HPA的非線性特性(AM-AM，AM-PM)，必須單獨構造預失真器，使得用于改善功率放大器的非線性的硬件部分變得復雜。
本發(fā)明的一個目的是提供一種自適應預失真發(fā)射機，其能夠有效改善整個發(fā)射機的非線性特性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種自適應預失真發(fā)射機，其能夠通過在直接數(shù)字IF上變頻器中實施線性化器來簡化發(fā)射機的結構。
為了整體或部分地實現(xiàn)上述目的，提供一種自適應預失真發(fā)射機，包括預失真單元，用于使數(shù)字輸入信號預失真，以便具有與整個發(fā)射機的非線性特性相反的特性；射頻變換器，用于把預失真器的輸出信號變換為射頻信號；HPA，用于放大射頻變換器的輸出信號；和差錯檢測器，用于根據(jù)數(shù)字輸入信號和HPA的輸出信號之間的比較檢測整個發(fā)射機的非線性特性，并控制預失真器的操作。
本發(fā)明的目的可以整體或部分地由一種自適應預失真發(fā)射機實現(xiàn)，其包括預失真單元，用于根據(jù)一控制信號使數(shù)字輸入信號預失真；射頻變換器，用于把預失真的數(shù)字輸入信號變換為射頻信號；和差錯檢測器，用于根據(jù)數(shù)字輸入信號和射頻信號自適應地調(diào)制控制信號。
本發(fā)明的目的可以整體或部分地由一種自適應預失真?zhèn)鬏敺椒ㄟM一步實現(xiàn)，其包括根據(jù)一控制信號使數(shù)字輸入信號預失真；把預失真的數(shù)字輸入信號變換為射頻信號；和根據(jù)數(shù)字輸入信號和射頻信號自適應地調(diào)制控制信號，其中對控制信號進行調(diào)制以改變施加到數(shù)字輸入信號上的預失真，使得由到射頻信號的變換所引入的射頻信號非線性特性被射頻信號的后續(xù)部分中的信號添加(signal addition)所抵消。
本發(fā)明的其它優(yōu)點，目的和特征將部分地在以下說明中提出，部分地可以由本領域技術人員在審看了以下說明后理解或者可以通過本發(fā)明的實踐獲得。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以通過所附權利要求中特別指出的方式實現(xiàn)和獲得。
圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖3的預失真器302的詳細示意圖。預失真單元302包括脈沖整形濾波器(PSF)41和42，用于分別對數(shù)字輸入信號I和Q抽樣；內(nèi)插器(interpolator)43和44，用于分別對PSF41和42的輸出信號進行內(nèi)插；預失真器45和46，用于分別使內(nèi)插器43和44的輸出信號失真，以便與整個發(fā)射機的非線性特性相反；上變頻器48和49，用于根據(jù)數(shù)控振蕩器(NCO)47的振蕩信號分別把預失真器45和46的輸出信號變換為中頻信號；加法器50，用于合成上變頻器48和49的輸出信號。其中，除了預失真器45和46以外的部分是直接數(shù)字IF上變頻器。
射頻變換器303包括數(shù)模轉換器(DAC)31，用于把預失真單元302的輸出信號轉換為模擬信號；低通濾波器(LPF)32，用于對DAC31的輸出信號濾波；上變頻器33，用于混合LPF32的輸出信號和從本地振蕩器(LO)(未示出)輸出的振蕩信號，并將其變換為射頻信號。
差錯信號檢測器306包括延遲單元34，用于延遲輸入數(shù)字信號(I，Q)；下變頻器35，用于混合從定向耦合器305反饋的HPA304的輸出信號和LO振蕩信號，并將其變換為中頻信號；模數(shù)轉換器(ADC)36，用于把從下變頻器35輸出的中頻信號轉換為數(shù)字信號；差錯檢測器37，用于比較延遲單元34和ADC36的輸出信號以檢測整個發(fā)射機的非線性特性的變換。
下面參考附圖對自適應預失真線性化器的操作進行說明。分割器301把數(shù)字輸入信號(I，Q)分割為兩個路徑。第一路徑51是用于發(fā)送輸入數(shù)字信號(I，Q)的主路徑，第二路徑52是用于檢測整個發(fā)射機(例如，上變頻器和HPA)的非線性特性的變化的副路徑。
預失真單元302使第一路徑51的數(shù)字輸入信號(I，Q)失真以具有與整個發(fā)射機的非線性特性相反的特性，并將其變換為中頻信號。即，如圖4中所示，預失真單元302的PSF41和42分別對數(shù)字輸入信號I和Q抽樣。然后，內(nèi)插器43和44分別對由PSF41和42抽樣的數(shù)字輸入信號I和Q進行內(nèi)插。由于預失真器45和46以高次函數(shù)或查找表的形式存儲了一個與發(fā)射機(上變頻器和HPA)的非線性特性相反的初始值，它們使用該初始值來使內(nèi)插器43和44的輸出失真。上變頻器48和49把預失真器45和46的輸出與從NCO47輸出的不同相位的振蕩信號混合，并變換為中頻信號。然后，加法器50合成上變頻器48和49的輸出信號，并輸出一個中頻信號。
一旦產(chǎn)生該中頻信號，頻率變換器303將其變換為模擬信號，然后把模擬信號變換為射頻信號。換句話說，頻率變換器303的DAC31把從預失真單元302輸出的中頻信號變換為模擬信號，變換的模擬信號順序地通過LPF32，并且上變頻器33把經(jīng)過濾波的模擬信號變換為射頻信號。然后，HPA304把從頻率變換器303輸出的射頻信號放大到預定電平，并輸出該信號。
由于整個發(fā)射機(變頻器和HPA)的非線性特性根據(jù)時間或外部環(huán)境(溫度或偏差)而變化，差錯檢測器306檢測整個發(fā)射機的非線性特性變化，并改變預失真器45和46的高次函數(shù)的系數(shù)或查找表的值。延遲單元34把第二路徑52上的數(shù)字輸入信號I和Q延遲一預定時間。下變頻器35和ADC36把通過定向耦合器305反饋的HPA304的輸出信號變換為數(shù)字信號。差錯檢測器37比較延遲單元34和ADC36的輸出信號，檢測上變頻器33和HPA304的非線性特性的變化，并自適應地控制預失真單元302的預失真器45和46。
因此，預失真器45和46可以根據(jù)時間或外部環(huán)境(溫度或偏差)有效地補償上變頻器33的非線性特性和HPA304的非線性特性。預失真單元302通過根據(jù)差錯檢測器37的控制信號通過更新高次函數(shù)的系數(shù)或查找表的值，來完成上述補償操作。
本發(fā)明并不限于圖4中表示的預失真單元。例如，預失真器61可以如圖5所示連接在直接IF上變頻器60的后端。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的自適應預失真發(fā)射機，考慮包括上變頻器和HPA在內(nèi)的整個發(fā)射機的非線性特性來實現(xiàn)預失真器。因此，可以有效改善發(fā)射機的非線性特性。
而且，由于預失真器和直接IF上變頻器在一個芯片中實現(xiàn)，可以簡化整個發(fā)射機的設計結構。
上述實施例僅是示例性的，不應理解為對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的教導可以容易地應用于其它類型的裝置。本發(fā)明的描述是示意性的，不是為了限制權利要求的范圍。本領域技術人員可以進行很多替換，修改和變型。在權利要求中，裝置加功能的語句是為了涵蓋執(zhí)行所述功能的結構，不僅包括結構的等同物，也包括等同物的結構。
權利要求
1.一種自適應預失真發(fā)射機，包括預失真單元，用于使數(shù)字輸入信號失真以具有與整個發(fā)射機的非線性特性相反的特性；射頻變換器，用于把預失真單元的輸出信號變換為射頻信號；HPA，用于放大射頻信號；和差錯檢測器，用于根據(jù)數(shù)字輸入信號和由HPA放大的射頻信號之間的比較檢測整個發(fā)射機的非線性特性的變化，以控制預失真單元的操作。
2.根據(jù)權利要求1的發(fā)射機，其中預失真單元包括第一和第二脈沖整形濾波器(PSF)，用于對數(shù)字輸入信號進行抽樣；第一和第二內(nèi)插器，用于分別對第一和第二PSF的輸出信號進行內(nèi)插；第一和第二預失真器，用于分別使第一和第二內(nèi)插器的輸出信號失真，以與整個發(fā)射機的非線性特性相反；第一和第二變換器，用于分別根據(jù)第一和第二振蕩信號分別把第一和第二預失真器的輸出信號變換為中頻信號；和加法器，用于合成第一和第二上變頻器的輸出信號。
3.根據(jù)權利要求1的發(fā)射機，其中預失真單元包括第一和第二脈沖整形濾波器(PSF)，用于分別對數(shù)字輸入信號進行抽樣；第一和第二內(nèi)插器，用于分別對第一和第二PSF的輸出信號進行內(nèi)插；第一和第二上變頻器，用于根據(jù)第一和第二振蕩信號把第一和第二內(nèi)插器的輸出信號變換為中頻信號；加法器，用于把第一和第二上變頻器的輸出信號相加；和預失真器，用于使加法器的輸出信號失真以與整個發(fā)射機的非線性特性相反。
4.根據(jù)權利要求1的發(fā)射機，其中射頻變換器包括數(shù)模轉換器(DAC)，用于把預失真單元的輸出信號轉換為模擬信號；低通濾波器(LPF)，用于對DAC的模擬信號進行濾波；和上變頻器，用于把LPF的濾波后的模擬信號變換為射頻信號。
5.根據(jù)權利要求1的發(fā)射機，其中差錯信號檢測器包括延遲單元，用于延遲數(shù)字輸入信號；下變頻器，用于把放大的射頻信號變換為中頻信號；和模數(shù)轉換器(ADC)，用于把下變頻器的中頻信號轉換為反饋數(shù)字信號，其中差錯檢測器比較延遲的數(shù)字輸入信號和中頻信號以檢測整個發(fā)射機的非線性特性變化。
6.一種自適應預失真?zhèn)鬏敺椒?，包括根?jù)一控制信號，使數(shù)字輸入信號預失真；把預失真的數(shù)字輸入信號變換為射頻信號；和根據(jù)數(shù)字輸入信號和射頻信號，自適應地調(diào)制控制信號，其中對控制信號進行調(diào)制以改變施加到數(shù)字輸入信號上的預失真，使得由到射頻的變換所引入的射頻信號非線性特性被射頻信號的后續(xù)部分中的信號添加所抵消。
7.根據(jù)權利要求6的方法，進一步包括把射頻信號放大到用于無線傳輸?shù)母吖β?，其中對控制信號進行調(diào)制以改變施加到數(shù)字輸入信號上的預失真，使得由到射頻的變換和放大所引入的放大射頻信號的非線性特性被放大射頻信號的后續(xù)部分中的信號添加所抵消。
8.根據(jù)權利要求6的方法，進一步包括在被變換為射頻信號前，把預失真的數(shù)字輸入信號變換為中頻信號，其中對控制信號進行調(diào)制以改變施加到數(shù)字輸入信號上的預失真，使得由到中頻和射頻的變換所引入的放大射頻信號的非線性特性被放大射頻信號的后續(xù)部分中的信號添加所抵消。
全文摘要
公開了一種自適應預失真發(fā)射機。該發(fā)射機包括:預失真單元,用于使數(shù)字輸入信號失真以具有與整個發(fā)射機的非線性特性相反的特性;射頻變換器,用于把預失真單元的輸出信號變換為射頻信號;HPA,用于放大射頻信號;和差錯檢測器,用于根據(jù)數(shù)字輸入信號和由HPA的輸出信號之間的比較檢測整個發(fā)射機的非線性特性,并控制預失真單元的操作?？紤]包括上變頻器和HPA在內(nèi)的整個發(fā)射機的非線性特性來實施預失真單元。因此,可以有效改善發(fā)射機的非線性特性。而且,由于預失真單元和直接IF上變頻器在一個芯片中實施,可以簡化整個發(fā)射機的設計結構。
文檔編號H04L27/36GK1345125SQ0114221
公開日2002年4月17日 申請日期2001年9月14日 優(yōu)先權日2000年9月15日
發(fā)明者金王來 申請人:Lg電子株式會社