專利名稱：失真補(bǔ)償電路和包括失真補(bǔ)償電路的發(fā)射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于補(bǔ)償功率放大器失真的失真補(bǔ)償電路，尤其涉及一種具有所謂記憶效應(yīng)的失真補(bǔ)償電路和一種可應(yīng)用所述失真補(bǔ)償電路的發(fā)射設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來，在蜂窩電話系統(tǒng)中，已開發(fā)了諸如W-CDMA(寬帶碼分多址)、CDMA(碼分多址)2000之類被稱作第三代系統(tǒng)的新系統(tǒng)。在這些蜂窩電話系統(tǒng)中，每一信道所占帶寬變得比傳統(tǒng)PDC(個人數(shù)字蜂窩)和PHS(個人手持系統(tǒng)商標(biāo))中的帶寬更寬。更明確地說，上述每一信道所占帶寬例如在PDC中大約為20KHz，在PHS中它大約為200KHz。另外，在CDMA 2000中的所占帶寬大約為1.2MHz，在W-CDMA中的所占帶寬大約為4MHz。
在此，如果一個具有寬帶寬的信號(比如在CDMA 2000和W-CDMA中處理的信號)被放大，則在頻帶平坦內(nèi)保持放大器的特性變得困難。特別是由于對功率放大器(PA)中的失真要求很嚴(yán)格，這些功率放大器的設(shè)計往往很困難。另一方面，失真補(bǔ)償技術(shù)用于改善功率放大器中的失真以及改善它的效率?？墒?，難以有效地補(bǔ)償在其頻帶上具有較大漂移的功率放大器中的失真。因此，沒有適當(dāng)?shù)姆椒▉硌a(bǔ)償這種功率放大器的失真。
另一方面，作為用于補(bǔ)償具有所謂記憶效應(yīng)的功率放大器中的失真的技術(shù)示例，一種預(yù)失真方法被公開，其中，在基帶部分中利用DSP(數(shù)字信號處理器)產(chǎn)生一個預(yù)失真信號。例如，J.Kim和K.Konstantinou的“Digital predistortion of wideband signals based onpower amplifier model with memory”(基于具有存儲的功率放大器模型的寬帶信號的數(shù)字預(yù)失真)(IEEE電子設(shè)備文集，2001年11月8日，第37卷，No.23，第1417-1418頁)中公開了這種方法。
按照在此文件中公開的技術(shù)，關(guān)于一個基帶信號序列的一個抽樣，把一個抽樣點(diǎn)處的信號電壓與前一抽樣點(diǎn)處的信號電壓進(jìn)行比較，然后一個預(yù)失真信號產(chǎn)生部分根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個預(yù)失真信號。
可是，在這種產(chǎn)生預(yù)失真信號的方法中，因?yàn)轭A(yù)失真信號是在基帶部分中產(chǎn)生，所以難以補(bǔ)償在功率放大器的整個帶寬上的失真。另外，因?yàn)橥ㄟ^僅僅與一個抽樣的前一個值進(jìn)行比較來產(chǎn)生預(yù)失真信號，所以此方法對表現(xiàn)強(qiáng)烈記憶效應(yīng)的功率放大器不起作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供一種通過對具有記憶效應(yīng)的功率放大器有效的預(yù)失真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的失真補(bǔ)償電路以及一種包括所述失真補(bǔ)償電路的發(fā)射設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明提供一種失真補(bǔ)償電路，包括一個A/D轉(zhuǎn)換器，用于在對一個基帶信號進(jìn)行正交調(diào)制之后把該信號的信號電壓值數(shù)字化；一個減法器，它被提供A/D轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)；一個電壓值數(shù)據(jù)輸出部分，用于通過從多個預(yù)先儲存的電壓值數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行選擇來輸出與減法器的輸出數(shù)據(jù)相應(yīng)的一個電壓值數(shù)據(jù)；一個幅度脈沖響應(yīng)累積相加部分，用于按照來自電壓值數(shù)據(jù)輸出部分中的電壓值數(shù)據(jù)來向減法器提供如下數(shù)值的一個累積相加值所述數(shù)值通過把正交調(diào)制之后的所述信號電壓值乘以與功率放大器幅度特性相應(yīng)的脈沖響應(yīng)值來獲得；一個D/A轉(zhuǎn)換器，用于把來自電壓值數(shù)據(jù)輸出部分中的電壓值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為一個模擬信號，作為關(guān)于所述功率放大器的幅度分量的一個輸出預(yù)失真信號。
本發(fā)明的另一方面提供一種發(fā)射設(shè)備，它包括一個正交調(diào)制部分，用于對一個發(fā)射基帶信號進(jìn)行正交調(diào)制；一個如本發(fā)明所述的失真補(bǔ)償電路；和一個轉(zhuǎn)換/消除部分，它被提供來自失真補(bǔ)償電路中的輸出信號，并且它用于完成頻率變換及消除電磁干擾(EMI)。
在本發(fā)明的另一方面中，從基帶信號的正交調(diào)制之后的信號中產(chǎn)生用于補(bǔ)償功率放大器中失真的預(yù)失真信號。
本發(fā)明的另外一個方面提供在具有記憶效應(yīng)的功率放大器的整個帶寬之上的失真補(bǔ)償。


當(dāng)結(jié)合附圖時，從下列詳細(xì)說明中，本發(fā)明上面和其他的目的和特征將變得更顯而易見，附圖中圖1是說明使用于根據(jù)本發(fā)明發(fā)射設(shè)備中的具有記憶效應(yīng)的功率放大器之輸入/輸出特性圖；圖2是說明如圖1所示具有記憶效應(yīng)的功率放大器的AM/AM特性圖；圖3是說明如圖1所示具有記憶效應(yīng)的功率放大器的脈沖響應(yīng)示例圖；圖4是說明如圖3所示使用脈沖響應(yīng)的卷積積分圖；圖5是使用于根據(jù)本發(fā)明失真補(bǔ)償電路中的查詢表中儲存的數(shù)據(jù)曲線示例圖；圖6是使用根據(jù)本發(fā)明失真補(bǔ)償電路的便攜式電話終端的發(fā)射部分的框圖；圖7是說明在功率放大器的記憶效應(yīng)和根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償之間的頻率關(guān)系圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明失真補(bǔ)償部分的框圖；圖9是通過仿真獲得的沒有失真補(bǔ)償?shù)墓β史糯笃鞯妮敵鲂盘栴l率分量圖；圖10是一個圖表，說明了考慮到如圖1所示特性曲線po3而沒有考慮記憶效應(yīng)的功率放大器的輸出信號頻率分量，所述功率放大器被提供通過仿真獲得的一個預(yù)失真信號；
圖11是說明通過仿真獲得的具有根據(jù)本發(fā)明失真補(bǔ)償?shù)墓β史糯笃鬏敵鲂盘栴l率分量的圖表；圖12是說明如圖9到11所示三種情況的ACP_low的輸出功率相關(guān)性圖表；圖13是說明如圖9到11所示三種情況的ACP_high的輸出功率相關(guān)性圖表；圖14是說明頻帶內(nèi)漂移的輸出功率相關(guān)性圖表；和圖15是ACP中的不對稱性的輸出功率相關(guān)性圖表。
在所有附圖中，用類似的參考數(shù)字表示相同的或相應(yīng)的元件或部分。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖描述一個優(yōu)選實(shí)施例。
失真補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟硎紫?，將描述如本發(fā)明所述的失真補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟怼?br> 假定功率放大器的輸入信號電壓的時間函數(shù)為u(t)，并且假定功率放大器的輸出信號電壓的時間函數(shù)為y(t)，功率放大器的輸入/輸出特性通常被給出為y(t)=∫0th1(τ)u(t-τ)dτ+∫∫th2(τ1,τ2)u(t-τ1)u(t-τ2)dτ1τ2+···---(1)]]>在此，hk(τ1，---，τk)是表示第k階非線性脈沖響應(yīng)的第k階Volterrakernel。另外，方程式(1)中的n階積分項(n是一個自然數(shù))提供輸入信號電壓u(t)的n階分量輸出。也就是說，例如，五階積分項提供從第五階項中產(chǎn)生的第五階分量、一個IM(中間調(diào)制)5分量以及一個主波分量和一個IM3分量。
接下來，對方程式(1)進(jìn)行傅里葉變換來提供方程式(2)。即，上述方程式(1)表示功率放大器在時域中的輸入/輸出特性，方程式(2)表示功率放大器在頻域中的輸入/輸出特性。
Vout(ω)＝H1(ω1)·Vin(ω)+H2(ω1，ω2)·Vin(ω)2+H3(ω1，ω2，ω3)·Vin(ω)3+…(2)其中，Vin(ω)表示輸入信號電壓u(t)的傅里葉變換，而Vout(ω)表示輸出信號電壓y(t)的傅里葉變換。另外，方程式(2)中，ω1、ω2和ω3表示被提供給功率放大器的輸入信號Vin的頻率分量。Hn(ω)表示Volterra kernel的傅里葉變換。在這里，Hn(ω)通常是一個復(fù)數(shù)。
在這里，在失真要被補(bǔ)償?shù)墓β史糯笃髦?，記憶效?yīng)意味著在方程式(2)中Hn(ω)的頻率相關(guān)性太大以致于無法忽略之。因此，方程式(2)表示兩個所謂的AM/AM和AM/PM特性。
因此，在功率放大器的輸入信號電壓是如此以致于功率放大器的特性通過失真補(bǔ)償而被線性化的情形下，方程式(3)或(4)被滿足。在這兩個方程式(3)和(4)中，GO表示功率放大器的線性增益。另外，當(dāng)滿足方程式(3)或(4)時，具有線性增益GO的功率放大器不表現(xiàn)任何記憶效應(yīng)，并且變成一個無記憶效應(yīng)的功率放大器。
G0·u(t)=∫0th1(τ)u(t-τ)dτ+∫∫th2(τ1,τ2)u(t-τ1)u(t-τ2)dτ1τ2+···---(3)]]>G0·Vin(ω)＝H1(ω1)·Vin(ω)+H2(ω1，ω2)·Vin(ω)2+H3(ω1，ω2，ω3)·Vin(ω)3+…(4)因此，預(yù)失真信號的產(chǎn)生導(dǎo)致獲得滿足方程式3或方程式4的輸入電壓u(t)。
以下，將用一個示例來描述根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償操作。
圖1和2說明了具有記憶效應(yīng)(即，記憶系統(tǒng))的一個例證功率放大器的輸入/輸出特性。圖1中的五個曲線po1、po2、po3、po4和po5表示與圖2中各個頻率f1到f5相應(yīng)的輸入/輸出特性。在這里，因?yàn)閳D1中的輸入/輸出特性以功率來表示，所以它們被轉(zhuǎn)換成以電壓來表示的輸入/輸出特性，并且用如下給出的五階多項式來近似這五個輸入/輸出特性Vo(fi)＝am1(fi)·Vin(fi)+am3(fi)·Vin3(fi)+am5(fi)·Vin5(fi)(5)在此，i＝1，2，3，4，5。然后，在頻率方向上通過方程式5獲得的平滑連接的am1(fi)、am3(fi)和am5(fi)提供如圖2所示的各個曲線。
在這里，從研究在由方程式(5)表示的具有輸入/輸出特性的功率放大器的輸出電壓的時間變化中，方程式(5)中的am1(fi)、am3(fi)和am5(fi)可以被認(rèn)為是濾波器特性的表示。因此，這些濾波器的響應(yīng)可以由具有脈沖響應(yīng)的卷積積分來表示。圖3和4示出了這個操作，其中，圖3表示每個抽樣點(diǎn)(抽樣時間間隔t)的脈沖響應(yīng)值imp(i)，而圖4表示這些脈沖響應(yīng)的卷積積分。
另外，如果假定圖3和4中的“i”和“k”被認(rèn)為是通過在時基上把信號數(shù)字化所獲得的抽樣點(diǎn)，在時間k處的輸出信號電壓u(k)是過去的輸入信號電壓u(k-1)、u(k-2)、---、的結(jié)果的累積相加值，并且各自相應(yīng)的脈沖響應(yīng)被給出為y(k)=Σi=1nu(k-i)·imp1(i)+Σi=1nu(k-i)3·imp3(i)+Σi=1nu(k-i)5·imp5(i)---(6)]]>在此，方程式(6)中的imp(i)表示方程式(5)中am(i)的脈沖響應(yīng)。另外，方程式(6)中的“n”是一個自然數(shù)，例如n＝4。
在這里，如果功率放大器沒有記憶效應(yīng)，即，它是一個記憶較小的系統(tǒng)，則因?yàn)槊}沖響應(yīng)的持續(xù)時間非常短，那么上述累積相加值可忽略。可是，如果功率放大器有記憶效應(yīng)，即，它是一個記憶系統(tǒng)，則相反引起上述累積相加值。特別地，方程式(6)中的三階和五階項表示失真，它從累積的過去的失真中受到影響。
上面的描述提供了在功率放大器有記憶效應(yīng)(即它是一個記憶系統(tǒng))時的時域特性。
考慮到這些，根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償電路提供如下的功率放大器失真補(bǔ)償一個用于功率放大器失真補(bǔ)償?shù)念A(yù)失真信號，即，功率放大器的輸入信號電壓u(k)滿足由上面提及的方程式(3)和(6)中而來的方程式(7-1)、(7-2)和(7-3)。
y(k)=G0·u(k-1)]]>=Σi=1nu(k-i)·imp1(i)+Σi=1nu(k-i)3·imp3(i)+Σi=1nu(k-i)5·imp5(i)---(7-1)]]>=u(k-1)·imp1(1)+u(k-1)3·imp3(1)+u(k-1)5·imp5(1)]]>+Σi=2nu(k-i)·imp1(i)+Σi=2nu(k-i)3·imp3(i)+Σi=2nu(k-i)5·imp5(i)---(7-2)]]>=u(k-1)·imp1(1)+u(k-1)3·imp3(1)+u(k-1)5·imp5(1)+hf(i)---(7-3)]]>其中，方程式(7-2)表示除其它項以外的項(k-1)。另外，在方程式(7-3)中，∑的項被替換為hf(i)。然后，當(dāng)u(k-2)、u(k-3)、u(k-4)被確定時，方程式(7-3)中的hf(i)被確定并且滿足方程式(7-3)的u(k-1)被確定。也就是說，這個u(k-1)是當(dāng)i＝1時要被輸出的一個預(yù)失真信號。
如本發(fā)明所述的失真補(bǔ)償電路使用查詢表用于獲取hf(i)。更明確地，相對于如圖3所示的時間間隔τ來分別準(zhǔn)備查詢表，其中每個查詢表存儲每個時間間隔τ處的imp(i)×u(k-i)的值。換言之，根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償電路在查詢表中存儲值，該值是通過預(yù)先把imp(*)乘以要被輸入到功率放大器的輸入信號電壓u(t)的整個電壓范圍中的可能值來獲得。然后，按照輸入值改變每個查詢表的訪問點(diǎn)，提供通過把輸入值乘以脈沖響應(yīng)所獲得的數(shù)值。圖5示出使用于根據(jù)本發(fā)明失真補(bǔ)償電路中的查詢表中的數(shù)據(jù)示例。
另外，根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償電路也使用這樣一個查詢表即，該查詢表用于獲取滿足方程式(7-3)的u(k-1)。
另外，上述失真補(bǔ)償相對于信號幅度而被引起?？墒?，根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償電路還以相同的方式在相位方向上提供失真補(bǔ)償。也就是說，如果AM/PM特性在每個頻率上不同，則通過用從AM/PM頻率相關(guān)性中獲得的那些來替代方程式(5)中的am(*)從而表示相位失真補(bǔ)償如下Phout(fi)＝pm1(fi)·Vin(fi)+pm2(fi)·Vin2(fi)+pm3(fi)·Vin3(fi)(8)其中，Phout(fi)表示功率放大器輸出信號的相位分量，而pm(*)類似于方程式(5)中的am(*)并從AM/PM頻率特性中獲得。使用方程式(8)中的pm(*)提供Pho(t)，Pho(t)表示在時基中Phout(fi)的變化。通過移位功率放大器的輸入信號的相位PhPD(t)＝-Pho(t)，從Pho(t)中提供相位方向中的失真補(bǔ)償。
失真補(bǔ)償電路的應(yīng)用示例圖6示出了一個便攜式電話終端的發(fā)射部分(發(fā)射設(shè)備)的一般結(jié)構(gòu)，在所述便攜式電話終端中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的上述失真補(bǔ)償電路。
在圖6中，基帶部分1提供一個同相分量信號BI和一個正交分量信號BQ到正交調(diào)制部分2。同相分量信號BI被提供給正交調(diào)制部分2中的一個混頻器11。正交分量信號BQ被提供給正交調(diào)制部分2中的另外一個混頻器12。把來自振蕩器14中的一個振蕩信號提供給混頻器11，并把相位偏移了90度(π/2)的一個信號提供給另外一個混頻器12。因此，混頻器11用所述振蕩信號對同相分量信號BI進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，并且另外一個混頻器12用90度相位偏移的振蕩信號對正交分量信號BQ進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。加法器13把混頻器11和12的這兩個輸出信號彼此相加并把它的輸出作為正交調(diào)制部分2的一個輸出提供給一個失真補(bǔ)償部分3作為它的輸入信號PDin。
通過按照輸入信號PDin來改變上面提及的查詢表的訪問點(diǎn)，失真補(bǔ)償部分3產(chǎn)生預(yù)失真信號PDout和預(yù)失真信號PhPD，其中預(yù)失真信號PDout用于在末級補(bǔ)償功率放大器幅度方向中的失真，預(yù)失真信號PhPD用于補(bǔ)償相位方向中的失真。幅度方向中的預(yù)失真信號PDout被提供給一個帶通濾波器4而相位方向中的預(yù)失真信號PhPD被提供給一個相移部分8。
為了幅度方向中的補(bǔ)償，帶通濾波器4消除包括在預(yù)失真信號PDout中的EMI分量。帶通濾波器4的輸出信號被提供給混頻器5。還把來自射頻振蕩器6中的一個振蕩信號提供給混頻器5。因此，混頻器5用來自射頻振蕩器6中的振蕩信號對帶通濾波器4的輸出信號進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。來自混頻器5中的射頻信號被提供給一個帶通濾波器7。帶通濾波器7消除從混頻器5中輸出的射頻信號中包括的EMI分量。帶通濾波器7的輸出信號被提供給相移部分8。
把來自失真補(bǔ)償部分3中的用于在相位方向中補(bǔ)償?shù)念A(yù)失真信號PhPD作為一個相移控制信號提供給相移部分8，其中所述相移控制信號對來自帶通濾波器7中的輸出信號進(jìn)行相移。也就是說，相移部分8輸出一個預(yù)失真信號PAin，用于補(bǔ)償功率放大器9中的幅度和相位方向中的失真。因此，功率放大器9的輸出信號PAout被失真補(bǔ)償。功率放大器9的輸出PAout通過一個端子10被提供給后一級結(jié)構(gòu)(未示出)。
在這里，因?yàn)橥ㄟ^根據(jù)輸入信號PDin訪問查詢表，根據(jù)實(shí)施例的便攜式電話終端獲取用于幅度方向中補(bǔ)償?shù)念A(yù)失真信號PDout和用于相位方向中補(bǔ)償?shù)念A(yù)失真信號PhPD，所以這個實(shí)施例特別把下列幾點(diǎn)也考慮進(jìn)去。
圖6中正交調(diào)制部分2中的振蕩器14的振蕩頻率相對如此低以致于它大約是來自基帶部分1中的信號BI和BQ包絡(luò)頻率的兩倍。原因如下通常，混頻器的頻率變換操作等等還產(chǎn)生一個圖像分量，因此，占用頻帶寬度變成原始信號(在這個實(shí)施例中為正交調(diào)制部分2的輸出)的兩倍。在這種情況下，要考慮的記憶效應(yīng)在兩個或多倍包絡(luò)頻率的頻帶處出現(xiàn)。因此，考慮到這個頻帶，應(yīng)該進(jìn)行失真補(bǔ)償?？墒?，如上所述，因?yàn)楦鶕?jù)當(dāng)前實(shí)施例的失真補(bǔ)償需要數(shù)字處理以便按照輸入信號PDin來訪問查詢表，所以在如此高頻處難以處理數(shù)據(jù)。然后，在這個實(shí)施例中，使振蕩器14的振蕩頻率為低以使它大約是信號BI和BQ包絡(luò)頻率的兩倍從而簡化數(shù)字處理。
另外，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的失真補(bǔ)償從如上提及調(diào)制的信號中產(chǎn)生具有脈沖響應(yīng)的預(yù)失真信號。在此期間，從圖2中的am1(f)、am3(f)和am5(f)偏移到如圖7所示低頻區(qū)域的am1′(f)、am3′(f)和-am5′(f)的脈沖響應(yīng)中得到作為脈沖響應(yīng)儲存在查詢表中的值。圖7是一個圖表，說明了檢查本發(fā)明失真補(bǔ)償效應(yīng)的仿真。這仿真了這樣一個示例，其中振蕩器14的振蕩頻率被設(shè)置為來自基帶部分1中的信號BI和BQ的包絡(luò)頻率(＝1.2288MHz/2)的兩倍頻率(1.3MHz)。也就是說，如果射頻為1.3MHz×6＝7.8MHz，則圖6中的功率放大器的記憶效應(yīng)被接近7.8MHz的am1(f)、am2(f)和am5(f)來表示?？墒?，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的失真補(bǔ)償部分3訪問具有am1′(f)、am3′(f)和am5′(f)的查詢表，am1′(f)、am3′(f)和am5′(f)從am1(f)、am2(f)和am5(f)中平行偏移到接近1.3MHz的頻率范圍處。
失真補(bǔ)償部分的結(jié)構(gòu)將關(guān)于通過按照輸入信號PDin訪問查詢表用于產(chǎn)生預(yù)失真信號的結(jié)構(gòu)來描述根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的失真補(bǔ)償部分3。圖8說明了根據(jù)此實(shí)施例的失真補(bǔ)償部分3的示例。
如圖8所示的失真補(bǔ)償部分3，包括一個A/D(模擬數(shù)字)轉(zhuǎn)換器32，用于把來自正交調(diào)制部分2中的輸入信號PDin數(shù)字化；一個乘法器33，用于把A/D轉(zhuǎn)換器32的輸出乘以常數(shù)G0；一個減法器41，向它提供乘法器33的輸出；一個查詢表(功率值數(shù)據(jù)輸出裝置)42，向它提供減法器41的至少一部分輸出數(shù)據(jù)作為用于訪問查詢表42的地址數(shù)據(jù)；一個延遲塊，包括N-1個延遲45_1，45_2，---，用于把延遲查詢表42的輸出接連著分別延遲一個值τ，(N是一個自然數(shù)并且在此實(shí)施例中，N＝3或4)，N個表塊46_1，46_2，---，向它們提供接連著延遲了τ的輸出數(shù)據(jù)(查詢表的輸出數(shù)據(jù)或者延遲45_1或45_2，---的輸出)；一個加法器44，用于累積相加這些表塊46_1、46_2、---的輸出數(shù)據(jù)以便把結(jié)果提供給減法器41；和一個D/A(數(shù)字模擬)轉(zhuǎn)換器43，它被提供作為一個幅度補(bǔ)償部分34，用于通過端子36輸出來自D/A轉(zhuǎn)換器43的輸出中的預(yù)失真信號PDout，用于幅度方向中的補(bǔ)償。
把查詢表42的至少一部分輸出數(shù)據(jù)作為用于訪問這些表格的地址數(shù)據(jù)提供給幅度補(bǔ)償部分34中各個表塊46_1、46_2、---中的表塊46_1的第一級。表塊46_1包括M個查詢表61_1、61_2、61_3、---和一個加法器47，其中，每個查詢表包括存儲元件并且按照地址數(shù)據(jù)從預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)中輸出一塊數(shù)據(jù)(M是一個自然數(shù)并且在此實(shí)施例中M＝4)，加法器47用于把查詢表61_1、61_2、61_3、…的輸出值彼此相加。加法器47的輸出數(shù)據(jù)被提供給加法器44。表塊41_2的第二級具有與表塊46_1的第一級相同的結(jié)構(gòu)，但是作為這樣一個表訪問地址數(shù)據(jù)被提供該表訪問地址數(shù)據(jù)具有從查詢表42的輸出數(shù)據(jù)中延遲τ的延遲45_1的輸出數(shù)據(jù)。在表塊46_2的第二級之后的表塊46_3，---(未示出)將同樣被提供，其中查詢表42的輸出數(shù)據(jù)被延遲45_2接連著延遲τ，并且被接連著延遲的數(shù)據(jù)塊被分別提供給表塊46_3，---作為用于訪問表的地址數(shù)據(jù)塊。這個結(jié)構(gòu)對應(yīng)于幅度脈沖響應(yīng)累積相加的附加裝置。
幅度補(bǔ)償部分34中的表塊46_1、46_2、---、的查詢表61_1、61_2、61_3、---、分別存儲通過把過去的輸入信號電壓乘以從上述am1 ′(f)、am3′(f)和am5′(f)中得到的脈沖響應(yīng)所獲得的數(shù)值。例如，第一級查詢表61_1存儲u(k-2)-imp′1(2)的數(shù)值，查詢表61_2的第二級存儲u(k-2)3·imp′3(2)，查詢表61_3的第三級存儲u(k-2)5·imp′5(2)。
查詢表42存儲滿足方程式(9)的解的u(k-1)值。
G0·u(k-1)＝u(k-1)·imp′1(1)+u(k-1)3·imp′3(1)+u(k-1)5·imp′5(1)(9)在此，imp′1(i)、imp′3(i)和imp′5(i)分別表示從am1′(f)、am3′(f)和am5′(f)中獲得的脈沖響應(yīng)。另外，用于在乘法器33中相乘的常數(shù)G0表示當(dāng)其失真要被補(bǔ)償?shù)墓β史糯笃?的特性被線性化時的一個線性增益。正如在上面所提及的，根據(jù)此實(shí)施例的失真補(bǔ)償部分3使用查詢表42的輸出作為表塊48_1、48_2、---中的查詢表61_1、61_2、61_3、---的地址數(shù)據(jù)。這是因?yàn)閷?shí)際上輸入到功率放大器9中的信號被預(yù)失真，因此它需要考慮查詢表42的輸出值作為輸入信號序列。
具有上述結(jié)構(gòu)的失真補(bǔ)償部分3轉(zhuǎn)換在端子31處提供的輸入信號PDin并它乘以G0。相乘后的數(shù)據(jù)被提供給查詢表42用于訪問。查詢表42的至少部分輸出被提供給表塊48_1、48_2、---中的查詢表61_1、61_2、61_3、---，用于訪問以便獲得方程式(7-3)中的u(k-2)-imp1(2)等等。接下來，這些查詢表61_1、61_2、61_3、---的輸出在加法器47中彼此相加以便提供方程式(7-3)中的hf(i)。另外，減法器41從乘法器33的輸出數(shù)據(jù)(PDin·GO)中減去加法器47的輸出數(shù)據(jù)以便獲得用于訪問查詢表42的信號序列。查詢表42的輸出被D/A轉(zhuǎn)換以便提供用于在幅度方向中補(bǔ)償?shù)哪M預(yù)失真PDout。
如圖8所示失真補(bǔ)償部分3還包括N個表塊48_1、48_2、---，把被延遲45_1、45_2、---接連著延遲τ的查詢表42的輸出數(shù)據(jù)提供給它們；一個加法器50，用于把這些表塊48_1、48_2、---的輸出彼此相加；和用于把加法器50的輸出數(shù)據(jù)D/A轉(zhuǎn)換的一個D/A轉(zhuǎn)換器51，它被提供作為一個相位失真補(bǔ)償部分35。
把查詢表42的至少一部分輸出數(shù)據(jù)作為用于訪問這些表格的地址數(shù)據(jù)提供給相位失真補(bǔ)償部分35中各個表塊48_1、48_2、---中的表塊48_1的第一級。表塊48_1包括M個查詢表71_1、71_2、71_3、---和一個加法器49，其中，每個查詢表包括存儲元件并且按照地址數(shù)據(jù)從預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)中輸出一塊數(shù)據(jù)，加法器47用于把查詢表71_1、71_2、71_3、…的輸出值彼此相加。加法器49的輸出數(shù)據(jù)被提供給加法器50。表塊48_2的第二級具有與表塊48_1的第一級相同的結(jié)構(gòu)，但是作為這樣一個表訪問地址數(shù)據(jù)被提供該表訪問地址數(shù)據(jù)具有從查詢表42的輸出數(shù)據(jù)中延遲τ的延遲45_1的輸出數(shù)據(jù)。在表塊48_2的第二級之后的表塊48_3，---(未示出)將同樣提供，其中查詢表42的輸出數(shù)據(jù)還被延遲45_2接連著延遲τ，并且被接連著延遲的數(shù)據(jù)片被分別提供給表塊48_3，---作為用于訪問表的地址數(shù)據(jù)片。這個結(jié)構(gòu)對應(yīng)根據(jù)本發(fā)明的脈沖響應(yīng)累積相加的附加裝置。
在相位失真補(bǔ)償部分35中，表塊48_1中的查詢表71_1、71_2、71_3、---分別存儲如方程式(8)所示通過改變脈沖響應(yīng)系數(shù)pm(*)的符號所導(dǎo)出的值。因此，查詢表71_1、71_2、71_3、---的輸出被加法器49總計，并且結(jié)果被D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換作為用于相位方向中補(bǔ)償?shù)念A(yù)失真PhPD，它控制相移部分8中的相移以便提供相位失真補(bǔ)償。
在圖8中的失真補(bǔ)償部分3中，每個延遲45_1、45_2、---的延遲時間t表示圖3中用于數(shù)字化的時間間隔。延遲時間t短一些更好。可是，所使用A/D轉(zhuǎn)換器32以及D/A轉(zhuǎn)換器43和51的處理速度決定下限。
失真補(bǔ)償?shù)姆抡嫱ㄟ^仿真進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償中的效應(yīng)研究。結(jié)果將在下面描述。仿真情形與圖7中描述的相同。另外，延遲時間τ由16倍過抽樣(即，1/19.2MHz＝1.2288Mcps×16)的條件來確定。
圖9示出了輸出信號PAout的頻譜示例，該輸出信號PAout具有通過仿真獲得的圖1和2中描述的功率放大器特性。信號被使用于N-CDMA(窄帶碼分多址)的上行鏈路中，并且碼片速率為1.2288Mcps，數(shù)據(jù)調(diào)制為OQPSK(偏移正交相移鍵控)。功率放大器的輸出信號PAout為21.5dBm。圖9中的頻譜包括示出的信號分量和失真分量。信號分量示出在頻帶內(nèi)大約2dB的偏移(＝dev)。這是記憶效應(yīng)的特征之一并且由上述am1(f)引起。另外，在ACP處，幅值中有一個大約4dB的差值，表示信號分量的高低邊帶之間的失真(＝±885kHz，失調(diào)點(diǎn))(dlt_acpr＝ACP_high-ACP_low)。也就是說，相對于信號分量的高低邊帶的不對稱失真頻譜產(chǎn)生。同樣地，這由上述am3(f)和am5(f)引起。因此，如果功率放大器具有一個強(qiáng)烈的記憶效應(yīng)，則它顯示輸出頻譜變成不對稱的特性。
圖10和11示出根據(jù)兩個方法的失真補(bǔ)償結(jié)果之間頻譜中的偏差。圖10表示一個示例中的失真補(bǔ)償效應(yīng)，其中使用f＝f3的AM/AM特性和用于線性化的一個信號，即只考慮曲線po3的特性而沒有考慮記憶效應(yīng)所獲得的一個預(yù)失真信號。當(dāng)功率放大器9的輸出信號功率為PAout＝21.5dBm時獲得這個頻譜。在下文中，這個預(yù)失真被稱為”1 point PD”。
同樣地，圖11示出使用方程式(7-3)的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的預(yù)失真。功率放大器9的輸出信號功率也是PAout＝21.5dBm。另外，把在獲取方程式(7-3)中的hf(i)期間所使用的過去的那些數(shù)值進(jìn)行累積相加的次數(shù)被設(shè)置為五。在下文中，這個預(yù)失真被稱為“5 step PD”。另外，圖9中的示例被稱為“w/o PD”，因?yàn)檫@里沒有失真補(bǔ)償。圖10中的“1 point PD”示例被觀測為好像失真補(bǔ)償有效一樣?？墒牵l帶dev和非對稱的ACP中的兩個漂移沒有減少。另外，在失調(diào)頻率大的范圍中，失真沒有改善。另一方面，在如圖11所示本發(fā)明的“5 stepPD”的優(yōu)選示例中，頻帶dev和非對稱的ACP中的漂移被消除，并且另外，失調(diào)頻率大的范圍處的失真被充分改善。
接下來，圖12和13分別示出如圖9到11所示三種情況的ACP_low和ACP_high的輸出功率相關(guān)性。在圖12和13中，在功率放大器的輸出信號功率低的范圍處，在“1 point PD”和“5 step PD”的輸出相關(guān)性中的沒有很大差別。在輸出信號功率PAout大于20dBm的范圍處，“5 step PD”的輸出相關(guān)性在ACP中示出等于或大于5dB的改善。在功率放大器9的輸出信號功率大的范圍處，因?yàn)橛上ㄒ鸬氖д娉霈F(xiàn)在那里，所以沒有失真補(bǔ)償效應(yīng)。
圖14和15分別示出頻帶dev和ACP中不對稱性內(nèi)的漂移。圖14示出頻帶dev內(nèi)的漂移的輸出相關(guān)性。在“1 point PD”和“w/o PD”兩個示例中，在頻帶內(nèi)有某些剩余漂移，因此沒有改善。另一方面，在根據(jù)本發(fā)明的預(yù)失真“5 step PD”的優(yōu)選示例中，因?yàn)轭l帶dev內(nèi)的漂移被抑制在1dB到大約22dBm之內(nèi)所以這里有一個效應(yīng)。在這里，在23dBm以上的范圍處，頻帶dev內(nèi)的漂移變大，但是這是由消波引起的。圖15示出了ACP不對稱性的輸出功率相關(guān)性。ACP的不對稱性dlt_acpr被定義為dlt_acpr＝ACP_high-ACP_low。在圖15中，示例“1 point PD”的ACP不對稱性dlt_acpr大約與“w/o PD”示例的相同，因此沒有改善。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的“5 step PD”優(yōu)選示例的ACP不對稱性dlt_acpr在0.5dB之內(nèi)，因此這里有一個很高的改善。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的失真補(bǔ)償電路一次調(diào)制基帶以便獲取低頻信號。在此之后，失真補(bǔ)償電路在多個抽樣點(diǎn)上累積相加過去的信號序列，并且功率放大器脈沖響應(yīng)的相乘結(jié)果被用于失真補(bǔ)償，以使具有高記憶效應(yīng)的功率放大器中的失真可以在整個帶寬上被精確失真補(bǔ)償。
上面的描述只是本發(fā)明的示例。因此，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，因此應(yīng)該理解不偏離本發(fā)明的精神或范圍可以根據(jù)情況進(jìn)行變換和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生預(yù)失真信號以便執(zhí)行功率放大器失真補(bǔ)償?shù)氖д嫜a(bǔ)償電路，包括一個A/D轉(zhuǎn)換器裝置，用于在對一個基帶信號進(jìn)行正交調(diào)制之后把信號的信號電壓值數(shù)字化；減法器裝置，它被提供A/D轉(zhuǎn)換器裝置的輸出數(shù)據(jù)；電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置，用于通過從多個預(yù)先儲存的電壓值數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行選擇來輸出與減法器裝置的輸出數(shù)據(jù)相應(yīng)的一個電壓值數(shù)據(jù)；幅度脈沖響應(yīng)累積相加裝置，用于輸出相乘值的一個累積相加值并提供給減法器裝置，所述相乘值通過根據(jù)來自信號電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中的電壓值數(shù)據(jù)把正交調(diào)制之后的所述信號電壓值乘以與功率放大器幅度特性相應(yīng)的脈沖響應(yīng)值來獲得；和D/A轉(zhuǎn)換器裝置，用于把來自電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中的電壓值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為一個模擬信號，作為關(guān)于所述功率放大器的幅度分量的一個輸出預(yù)失真信號。
2.權(quán)利要求1的失真補(bǔ)償電路，還包括相位脈沖響應(yīng)累積相加裝置，用于輸出轉(zhuǎn)換值的累積相加值，其中所述相加值是通過根據(jù)正交調(diào)制后的電壓值來改變脈沖響應(yīng)值的碼以及響應(yīng)于來自所述電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中的電壓值數(shù)據(jù)來改變所述功率放大器的一個相位特性來獲得；和相移裝置，基于來自所述相位脈沖響應(yīng)累積相加裝置中的累積相加值來對關(guān)于提供給功率放大器的幅度分量的預(yù)失真信號的相位進(jìn)行相位偏移。
3.權(quán)利要求1的失真補(bǔ)償電路，其中所述幅度脈沖響應(yīng)累積相加裝置包括N個第一表塊，每個表塊具有存儲與每個所述電壓值數(shù)據(jù)相應(yīng)的M個所述相乘值的第一表和用于把從所述第一表中輸出的M個所述相乘值相加的第一加法器；一個通過連續(xù)連接N-1個延遲來形成的延遲塊，用于把從所述電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中輸出的電壓值數(shù)據(jù)延遲一個預(yù)定時間；和第二加法器，用于把所述累積相加值輸出到所述減法器裝置，其中，所述累積相加值是通過在所述N個第一塊表中把來自各個第一加法器中的各個輸出值相加來獲得；和包括在所述延遲塊中第一級處所述延遲的輸入點(diǎn)、在延遲之間的每個連接點(diǎn)以及末級處所述延遲的輸出點(diǎn)的N個點(diǎn)，都被連接到所述N個第一表塊中的每個輸入點(diǎn)；和從所述電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中輸出的至少一部分電壓值數(shù)據(jù)被定義為地址數(shù)據(jù)，用于訪問所述第一表塊中的每個所述第一表，其中所述M和N是自然數(shù)。
4.權(quán)利要求2的失真補(bǔ)償電路，其中所述幅度脈沖響應(yīng)累積相加裝置包括N個第一表塊，每個表塊具有存儲與每個所述電壓值數(shù)據(jù)相應(yīng)的M個所述相乘值的第一表和用于把從所述第一表中輸出的M個所述相乘值相加的第一加法器；一個通過連續(xù)連接N-1個延遲來形成的延遲塊，用于把從所述電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中輸出的電壓值數(shù)據(jù)延遲一個預(yù)定時間；和第二加法器，用于把所述累積相加值輸出到所述減法器裝置，其中，所述累積相加值是通過在所述N個第一表塊中把來自各個第一加法器中的各個輸出值相加來獲得；和包括在所述延遲塊中第一級處所述延遲的輸入點(diǎn)、在延遲之間的每個連接點(diǎn)以及末級處所述延遲的輸出點(diǎn)的N個點(diǎn)，都被連接到所述N個第一表塊中的每個輸入點(diǎn)；和從所述電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中輸出的至少一部分電壓值數(shù)據(jù)被定義為地址數(shù)據(jù)，用于訪問所述第一表塊中的每個所述第一表，其中所述M和N是自然數(shù)。
5.權(quán)利要求3的失真補(bǔ)償電路，其中所述幅度脈沖響應(yīng)累積相加裝置包括N個第二表塊，每個表塊具有存儲與每個所述電壓值數(shù)據(jù)相應(yīng)的M個所述相乘值的第二表和用于把從所述第二表中輸出的M個所述相乘值相加的第二加法器；和第二加法器，用于把所述累積相加值輸出到所述減法器裝置，其中，所述累積相加值是通過在所述N個第二表塊中把來自各個第二加法器中的各個輸出值相加來獲得；和包括在所述延遲塊中第一級處所述延遲的輸入點(diǎn)、在延遲之間的每個連接點(diǎn)以及末級處所述延遲的輸出點(diǎn)的N個點(diǎn)，都被連接到所述N個第二表塊中的每個輸入點(diǎn)，其中所述M和N是自然數(shù)。
6.權(quán)利要求3的失真補(bǔ)償電路，其中所述幅度脈沖響應(yīng)累積相加裝置包括N個第二表塊，每個表塊具有存儲與每個所述電壓值數(shù)據(jù)相應(yīng)的M個所述相乘值的第二表和用于把從所述第二表中輸出的M個所述相乘值相加的第二加法器；和第二加法器，用于把所述累積相加值輸出到所述減法器裝置，其中，所述累積相加值是通過在所述N個第二表塊中把來自各個第二加法器中的各個輸出值相加來獲得；和包括在所述延遲塊中第一級處所述延遲的輸入點(diǎn)、在延遲之間的每個連接點(diǎn)以及末級處所述延遲的輸出點(diǎn)的N個點(diǎn)，都被連接到所述N個第二表塊中的每個輸入點(diǎn)，其中所述M和N是自然數(shù)。
7.一種用于發(fā)射被功率放大器放大的信號的發(fā)射設(shè)備，包括一個正交調(diào)制部分，用于正交調(diào)制一個基帶信號；一個失真補(bǔ)償部分，包括A/D轉(zhuǎn)換器裝置，用于把來自所述正交調(diào)制部分中的信號的電壓值數(shù)字化；減法器裝置，它被提供A/D轉(zhuǎn)換器裝置的輸出數(shù)據(jù)；電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置，用于通過從多個預(yù)先儲存的電壓值數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行選擇來輸出與減法器裝置的輸出數(shù)據(jù)相應(yīng)的一個電壓值數(shù)據(jù)；幅度脈沖響應(yīng)累積相加裝置，用于輸出相乘值的一個累積相加值并提供給減法器裝置，所述相乘值通過根據(jù)來自信號電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中的電壓值數(shù)據(jù)把正交調(diào)制之后的所述信號電壓值乘以與功率放大器幅度特性相應(yīng)的脈沖響應(yīng)值來獲得；和D/A轉(zhuǎn)換器裝置，用于把來自電壓值數(shù)據(jù)輸出裝置中的電壓值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為一個模擬信號，作為關(guān)于所述功率放大器的幅度分量的一個輸出預(yù)失真信號；和一個轉(zhuǎn)換/消除部分，把來自失真補(bǔ)償部分中的輸出信號提供給它，用于引起頻率變換和消除電磁干擾并且用于發(fā)射到功率放大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及對具有記憶效應(yīng)的功率放大器提供有效的預(yù)失真。一個A/D轉(zhuǎn)換器把正交調(diào)制之后的一個信號電壓值數(shù)字化，并且結(jié)果被提供給一個減法器。一個查詢表按照減法器的輸出來輸出電壓值數(shù)據(jù)。查詢表的輸出被使用作為用于訪問各個查詢表的地址數(shù)據(jù)。查詢表輸出從正交調(diào)制之后的信號電壓值乘以脈沖響應(yīng)得到的一個累積相加值并把它提供給減法器。從查詢表中輸出的電壓值數(shù)據(jù)被一個D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換以便把它輸出作為功率放大器幅度分量的一個預(yù)失真信號。
文檔編號H04B1/04GK1540857SQ20041003293
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者楠繁雄 申請人:索尼愛立信移動通信日本株式會社