專利名稱：用于使得具有非線性增益特性和記憶效應(yīng)的rf功率放大器線性化的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體地，涉及蜂窩基站傳輸。更具體地，本發(fā)明涉及使得把數(shù)字信號(hào)變換成RF波形的發(fā)射機(jī)線性化，具體地是線性化RF功率放大器。
背景、現(xiàn)有技術(shù)和相關(guān)信息在數(shù)字信息的RF傳輸中，采樣的數(shù)據(jù)序列被變換成模擬信號(hào)和隨后通過包含不想要的非線性的各種操作而被處理。非線性的主要來源是功率放大器(PA)。PA(或其它設(shè)備)的非線性性狀可以通過使用數(shù)字預(yù)失真(DPD)被補(bǔ)償。也就是，校正信號(hào)是在PA之前施加的一個(gè)采樣的序列，以便創(chuàng)建一個(gè)補(bǔ)償發(fā)射機(jī)的非線性模式的校正信號(hào)。
PA傳輸特性的非線性性狀可被分類為無記憶的或基于記憶的。對(duì)于無記憶的非線性設(shè)備，非線性模式僅僅是瞬時(shí)輸入值x(t)的函數(shù)。相反，對(duì)于呈現(xiàn)記憶效應(yīng)的PA，非線性模式是瞬時(shí)的和過去的輸入值的函數(shù)。通常，在任何PA中都存在記憶效應(yīng)；然而，當(dāng)輸入信號(hào)的帶寬很大時(shí)，這種效應(yīng)變?yōu)楦黠@。結(jié)果，當(dāng)使用寬的帶寬調(diào)制格式時(shí)，記憶效應(yīng)的校正將逐漸變得更重要。
所以當(dāng)前需要一種改進(jìn)的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)，其中除了校正無記憶的非線性以外，還解決用來補(bǔ)償與功率放大器有關(guān)的記憶效應(yīng)的具體的問題。


圖1是利用按照本發(fā)明的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)和方法的線性化傳輸系統(tǒng)的示意性框圖。
圖2是利用按照本發(fā)明的自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的線性化傳輸系統(tǒng)的示意性框圖。
圖3是顯示在圖2的自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真線性化傳輸系統(tǒng)中的迭代時(shí)序的時(shí)序圖。
圖4是圖2的系統(tǒng)的正向增益映射電路塊的示意性框圖。
圖5是圖1和2的DPD塊的功能性示意性框圖。
圖6是顯示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的、圖1和2中DPD塊的詳細(xì)實(shí)施方案的示意圖。
圖7是顯示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的、圖2中系數(shù)估值器塊的詳細(xì)實(shí)施方案的示意圖。
圖8是顯示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的、圖6中漢寧(hanning)濾波器塊的詳細(xì)實(shí)施方案的示意圖。
圖9是圖8中漢寧濾波器塊的已濾波輸出的圖形代表。
圖10是顯示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的、圖7中基本波形生成器塊的詳細(xì)實(shí)施方案的示意圖。

發(fā)明內(nèi)容
第一方面，本發(fā)明提供適于接收數(shù)字輸入信號(hào)和輸出預(yù)失真的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字預(yù)失真器。數(shù)字預(yù)失真器包括輸入端，被耦合來接收數(shù)字輸入信號(hào)。第一信號(hào)路徑被耦合到輸入端。與第一信號(hào)路徑并行地被耦合到輸入端的第二信號(hào)路徑包括提供第一預(yù)失真信號(hào)的第一數(shù)字預(yù)失真器電路。第一數(shù)字預(yù)失真器電路包括檢測(cè)器，提供與數(shù)字輸入信號(hào)的幅度有關(guān)的信號(hào)；和增益誤差校正的查找表，用與數(shù)字輸入信號(hào)的幅度有關(guān)的信號(hào)來進(jìn)行索引。與第一和第二信號(hào)路徑并行地被耦合到輸入端的第三信號(hào)路徑包括第二數(shù)字預(yù)失真器電路，提供對(duì)于輸入信號(hào)的基于多項(xiàng)式的預(yù)失真操作和提供第二預(yù)失真信號(hào)。組合器電路接收和組合第一和第二數(shù)字預(yù)失真器電路的輸出與第一信號(hào)路徑的輸出，以提供預(yù)失真的數(shù)字輸出信號(hào)。
在數(shù)字預(yù)失真器的優(yōu)選實(shí)施例中，查找表優(yōu)選地具有最大索引范圍，它小于數(shù)字輸入信號(hào)的最大幅度。第二數(shù)字預(yù)失真器電路優(yōu)選地包括串聯(lián)耦合的固定系數(shù)濾波器和自適應(yīng)系數(shù)濾波器。固定系數(shù)濾波器優(yōu)選地包括漢寧濾波器。第二數(shù)字預(yù)失真器電路還包括一個(gè)提供相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的信號(hào)的電路，且該固定系數(shù)濾波器提供對(duì)該相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的信號(hào)的帶通濾波操作。第二數(shù)字預(yù)失真器電路優(yōu)選地從輸入信號(hào)提供三階預(yù)失真信號(hào)。第二數(shù)字預(yù)失真器電路還可以從輸入信號(hào)提供一個(gè)或多個(gè)3+2m階預(yù)失真信號(hào)，其中m是整數(shù)。第二數(shù)字預(yù)失真器電路的自適應(yīng)系數(shù)濾波器優(yōu)選地包括至少三個(gè)乘法器，接收該濾波器輸入和用至少三個(gè)自適應(yīng)濾波器系數(shù)對(duì)該濾波器輸入操作。第二數(shù)字預(yù)失真器電路的自適應(yīng)系數(shù)濾波器優(yōu)選地接收固定系數(shù)濾波器的輸出作為濾波器輸入。
按照另一方面，本發(fā)明提供適于接收數(shù)字輸入信號(hào)和輸出數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)的數(shù)字預(yù)失真電路。數(shù)字預(yù)失真電路包括輸入端，用于接收數(shù)字輸入信號(hào)。信號(hào)功率檢測(cè)器電路被耦合到輸入端和提供相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的數(shù)字功率信號(hào)。固定系數(shù)濾波器庫(kù)被耦合到信號(hào)功率檢測(cè)器電路和提供對(duì)于數(shù)字功率信號(hào)的帶通濾波操作。自適應(yīng)系數(shù)濾波器庫(kù)與固定系數(shù)濾波器庫(kù)串聯(lián)耦合，并對(duì)固定系數(shù)濾波器庫(kù)的輸出進(jìn)行操作，其中自適應(yīng)濾波器庫(kù)的輸出作為數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)被提供。
在數(shù)字預(yù)失真電路的優(yōu)選實(shí)施例中，固定系數(shù)濾波器庫(kù)至少包括第一、第二和第三帶通濾波器，對(duì)數(shù)字功率信號(hào)操作，以提供第一、第二和第三頻帶限制的功率信號(hào)。第一、第二和第三頻帶限制的功率信號(hào)可包括從數(shù)字功率信號(hào)得到的正弦、余弦和DC信號(hào)。例如，固定系數(shù)濾波器庫(kù)可包括漢寧濾波器。自適應(yīng)系數(shù)濾波器庫(kù)優(yōu)選地包括至少三個(gè)自適應(yīng)系數(shù)的源。數(shù)字功率信號(hào)可包括輸入信號(hào)幅度的二階功率。數(shù)字預(yù)失真電路優(yōu)選地還包括乘法器，被耦合來接收自適應(yīng)系數(shù)濾波器庫(kù)的輸出，并且還接收輸入信號(hào)，其中乘法器輸出三階信號(hào)作為數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)。數(shù)字功率信號(hào)還可包括輸入信號(hào)幅度的更高的偶數(shù)階模式以及數(shù)字預(yù)失真電路輸出包括數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)的更高的奇數(shù)階信號(hào)。
按照另一方面，本發(fā)明提供包括適于接收數(shù)字輸入信號(hào)的輸入端的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)。數(shù)字預(yù)失真器被耦合到輸入端，并接收數(shù)字輸入信號(hào)和輸出預(yù)失真的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字預(yù)失真器包括分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器，包括串聯(lián)耦合的固定系數(shù)濾波器和自適應(yīng)系數(shù)濾波器，以補(bǔ)償傳輸系統(tǒng)的記憶效應(yīng)。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器被耦合來接收數(shù)字預(yù)失真器的預(yù)失真數(shù)字信號(hào)輸出和提供模擬信號(hào)。上變頻器接收來自數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)和把它變換成RF模擬信號(hào)。功率放大器接收RF模擬信號(hào)和提供放大的RF輸出信號(hào)。輸出采樣耦合器被耦合來采樣來自功率放大器的模擬RF輸出信號(hào)。反饋電路路徑被耦合到輸出采樣耦合器，并包括下變頻器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，把采樣的RF輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成代表RF輸出信號(hào)的數(shù)字采樣信號(hào)。正向增益映射電路被耦合來接收輸入信號(hào)，并提供數(shù)字預(yù)失真器與功率放大器對(duì)于輸入信號(hào)的影響的模型。誤差生成器電路被耦合來接收正向增益映射電路的輸出和來自反饋電路路徑的數(shù)字采樣信號(hào)，并從信號(hào)之間的差值提供數(shù)字誤差信號(hào)。自適應(yīng)系數(shù)估值器電路被耦合來接收數(shù)字輸入信號(hào)和數(shù)字誤差信號(hào)，并把更新的預(yù)失真系數(shù)提供到數(shù)字預(yù)失真器中的自適應(yīng)濾波器。
在自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，固定系數(shù)濾波器包括帶通濾波器。例如，固定系數(shù)濾波器可包括漢寧濾波器。系數(shù)估值器電路優(yōu)選地包括記憶基本波形生成器電路，包括信號(hào)功率檢測(cè)器，提供相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的功率信號(hào)；和分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器，包括與第二濾波器串聯(lián)的帶通濾波器，其對(duì)功率信號(hào)操作和提供多個(gè)基本波形。系數(shù)估值器電路優(yōu)選地包括多個(gè)帶通濾波器，接收相應(yīng)的基本波形和對(duì)該基本波形進(jìn)行操作。系數(shù)估值器電路優(yōu)選地還包括誤差系數(shù)估值器，被耦合到多個(gè)濾波器的輸出端，用于計(jì)算在自適應(yīng)濾波器系數(shù)中的誤差。系數(shù)估值器電路優(yōu)選地還包括系數(shù)更新電路，用于從自適應(yīng)濾波器系數(shù)中的誤差確定更新的濾波器系數(shù)。正向增益映射電路和系數(shù)估值器電路可以在編程的數(shù)字信號(hào)處理器中被實(shí)施。
按照另一個(gè)方面，本發(fā)明提供用于數(shù)字地預(yù)失真一個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)的方法，以補(bǔ)償在包括RF功率放大器的傳輸系統(tǒng)中的記憶效應(yīng)失真。方法包括接收數(shù)字輸入信號(hào)，得出相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的數(shù)字功率信號(hào)，利用固定的濾波器系數(shù)組對(duì)于數(shù)字功率信號(hào)執(zhí)行第一濾波操作以提供第一濾波的信號(hào)，利用自適應(yīng)的濾波器系數(shù)組對(duì)于第一濾波的信號(hào)執(zhí)行第二濾波操作以提供第二濾波的信號(hào)，以及從第二濾波的信號(hào)提供預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)。
在用于數(shù)字地預(yù)失真一個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)的方法的優(yōu)選實(shí)施例中，執(zhí)行第一濾波操作包括利用固定的漢寧核(Hanning kernel)對(duì)數(shù)字功率信號(hào)操作。第一濾波的信號(hào)可包括分開的正弦、余弦和DC分量。從第二濾波的信號(hào)提供預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)優(yōu)選地包括把第二濾波的信號(hào)乘以輸入信號(hào)，以提供三階信號(hào)作為預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)。該方法優(yōu)選地還包括采樣傳輸系統(tǒng)的輸出，對(duì)在輸入信號(hào)上操作的傳輸系統(tǒng)增益建模，從采樣的輸出和建模的輸出確定誤差，以及使用誤差來更新自適應(yīng)濾波器系數(shù)。對(duì)在輸入信號(hào)上操作的傳輸系統(tǒng)增益建模優(yōu)選地包括對(duì)濾波操作和來自傳輸系統(tǒng)中放大器失真的影響建模。
在以下的詳細(xì)說明中闡述本發(fā)明的另外的特性和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
利用按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)和方法的線性化傳輸系統(tǒng)顯示于圖1。
參照?qǐng)D1，線性化傳輸系統(tǒng)包括數(shù)字預(yù)失真器(DPD)100，用于線性化具有功率放大器(PA)110和傳統(tǒng)的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)電路106和上變頻器電路108的發(fā)射機(jī)104。數(shù)字輸入信號(hào)x(nT)在輸入端102處被加上，以及被提供到數(shù)字預(yù)失真器100。數(shù)字輸入信號(hào)典型地可以以具有同相(I)和正交(Q)分量的復(fù)數(shù)形式被提供，正如本領(lǐng)域熟知的，以及這里是隱含的這樣的，雖然為了便于說明只顯示單個(gè)信號(hào)線。例如，輸入信號(hào)可以是多個(gè)已知的寬的帶寬信號(hào)的任一個(gè)信號(hào)，諸如在蜂窩無線通信系統(tǒng)中采用的CDMA和WCDMA信號(hào)。數(shù)字預(yù)失真器100接收數(shù)字輸入信號(hào)x(nT)，并且把它預(yù)失真成信號(hào)xPD(nT)，以補(bǔ)償發(fā)射機(jī)中的非線性。由數(shù)字預(yù)失真器100實(shí)施的預(yù)失真操作校正放大器110的非線性，以及還可任選地校正由發(fā)射機(jī)104的其它部件提供的任何非線性。放大的模擬信號(hào)在輸出端112處典型地被提供到在蜂窩無線通信應(yīng)用中的傳統(tǒng)的天線系統(tǒng)(未示出)。
如圖1所示，數(shù)字預(yù)失真器100包括三條并行的信號(hào)路徑114，116和118。路徑114提供線性補(bǔ)償，它可能只給輸入信號(hào)提供延時(shí)。無記憶和記憶數(shù)字預(yù)失真(DPD)電路116，118被分開地顯示。正如后面詳細(xì)地討論的，記憶DPD操作是基于非線性的多項(xiàng)式模型以及無記憶DPD(優(yōu)選地)通過使用查找表被實(shí)施，查找表把功率放大器增益校正映射到輸入信號(hào)幅度(或功率)。分離開無記憶和記憶DPD電路允許使用非線性校正的不同的結(jié)構(gòu)或不同的階。由無記憶DPD電路塊116和記憶DPD電路塊118提供的兩種預(yù)失真校正在可以是復(fù)數(shù)加法電路的組合電路122處被組合，以形成對(duì)于輸入信號(hào)的組合的預(yù)失真校正。這個(gè)組合的預(yù)失真校正信號(hào)然后在也可以是復(fù)數(shù)加法電路的主路徑組合電路120處被加到輸入信號(hào)，以提供預(yù)失真的數(shù)字信號(hào)。這個(gè)預(yù)失真的數(shù)字信號(hào)沿線路124被提供到發(fā)射機(jī)電路104的數(shù)字輸入端。
更具體地，預(yù)失真的信號(hào)xPD(nT)優(yōu)選地是從輸入信號(hào)x(nT)得到的預(yù)定義基本波形的加權(quán)和。基本波形可以通過三種類別之一加以描述作為輸入信號(hào)的線性函數(shù)的線性波形；從輸入信號(hào)的瞬時(shí)樣本得到的非線性無記憶波形；作為在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)得到的輸入樣本的非線性函數(shù)的、非線性基于記憶的波形。與每個(gè)基本波形有關(guān)的是用作為復(fù)數(shù)加權(quán)項(xiàng)的系數(shù)。系數(shù)權(quán)重允許在組合(相加在一起)之前調(diào)節(jié)基本波形的幅度和相位，以及被使用來使得在功率放大器輸出yRF(t)中的失真最小化?；竞瘮?shù)的選擇和系數(shù)的估值在后面描述。
如圖1所示，校正信號(hào)(加權(quán)的基本波形)被并行地相加，以補(bǔ)償在放大器內(nèi)以后的非線性性狀。相加校正信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于，基本波形的數(shù)目可以按希望增加，以便改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的線性度。也就是，在性能(校正量)與預(yù)失真的復(fù)雜度(生成的基本波形的數(shù)目)之間加以折衷。
在優(yōu)選實(shí)施例中，線性基本波形等于輸入信號(hào)，如果必須，則被延時(shí)以在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)非線性基本波形。對(duì)于上變頻塊內(nèi)同相和正交誤差的任何線性均衡或校正可以在傳輸路徑中的其它地方被補(bǔ)償。有可能包括附加的線性基本波形作為DPD的一部分；然而，它們有潛力與在導(dǎo)致系數(shù)漂移(不想要的效應(yīng))的傳輸路徑內(nèi)的任何自適應(yīng)均衡塊競(jìng)爭(zhēng)。
如上所述，非線性基本波形可被分類為無記憶的或基于記憶的。無記憶基本波形的特征在于寬的帶寬，以及是從輸入信號(hào)的許多非線性模式得到的?；谟洃浀幕静ㄐ尉哂休^窄的帶寬，以及優(yōu)選地通過濾波輸入信號(hào)的各個(gè)非線性模式而得到的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，功率放大器非線性的無記憶分量的校正是通過使用增益誤差項(xiàng)的查找表(LUT)而得到的，該增益誤差項(xiàng)是通過使用輸入信號(hào)的幅度或幅度平方來進(jìn)行索引。增益誤差項(xiàng)是允許調(diào)節(jié)幅度和相位作為輸入幅度的函數(shù)的復(fù)數(shù)值。在替換實(shí)施例中，無記憶校正可以通過使用其基本波形是輸入信號(hào)的奇數(shù)階非線性模式和其系數(shù)權(quán)重是復(fù)數(shù)標(biāo)量項(xiàng)的多項(xiàng)式展開式而達(dá)到。
在優(yōu)選實(shí)施例中，功率放大器記憶效應(yīng)的校正牽涉到創(chuàng)建原先的信號(hào)的偶數(shù)階非線性模式，然后應(yīng)用窄帶寬濾波器，以產(chǎn)生一組偶數(shù)階子信號(hào)。偶數(shù)階非線性模式之一是輸入信號(hào)的幅度平方。濾波的偶數(shù)階子信號(hào)是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的基于記憶的增益誤差，由此通過想要的奇數(shù)階校正而產(chǎn)生基本波形。系數(shù)權(quán)重被加到每個(gè)基本波形，以調(diào)節(jié)幅度和相位。在優(yōu)選的方法中，沒有以任何方式變換或再劃分在線性路徑114上提供的輸入信號(hào)；僅僅處理從輸入信號(hào)得到的非線性模式，以生成在路徑116和118上的校正信號(hào)，它們?cè)诮M合電路122處與輸入信號(hào)相組合。
參照?qǐng)D2，圖上顯示利用數(shù)字預(yù)失真系數(shù)的自適應(yīng)生成的、本發(fā)明的線性化傳輸系統(tǒng)的實(shí)施例。圖2的上部路徑相應(yīng)于圖1的路徑，并且采用相同的標(biāo)號(hào)。圖2的自適應(yīng)實(shí)施例添加下部的反饋路徑，它利用輸入和采樣的輸出來提供更新的DPD參數(shù)到DPD 100。這是通過估計(jì)加權(quán)每個(gè)基本波形的系數(shù)而達(dá)到的。在每次迭代時(shí)，從輸入x(nT)和輸出y(nT)估計(jì)包括線性信號(hào)和失真的正向增益。
更具體地，如圖2所示，放大器110的RF輸出由采樣耦合器200進(jìn)行采樣，以及采樣的模擬RF信號(hào)由傳統(tǒng)的模擬下變頻器電路202被下變頻和被解調(diào)成模擬I，Q信號(hào)。在系統(tǒng)中模擬信號(hào)的上變頻和下變頻處理優(yōu)選地通過為下變頻電路202和在發(fā)射機(jī)104中的上變頻電路使用相同的本地振蕩器而進(jìn)行相位同步。模擬的采樣的輸出信號(hào)由傳統(tǒng)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)電路204被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路204的輸出在時(shí)間對(duì)準(zhǔn)塊206處在時(shí)間上與輸入對(duì)準(zhǔn)，以及被歸一化成具有與在增益塊208處的輸入相同的標(biāo)稱功率和采樣速率。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)沒有因果的約束條件，因?yàn)檩斎牒洼敵鰳颖臼紫缺徊东@，然后作為一批進(jìn)行處理(非實(shí)時(shí))。輸入信號(hào)被提供到正向增益映射(FGM)電路塊210，它可以在下面詳細(xì)地描述的、實(shí)施信號(hào)處理的適當(dāng)編程的DSP中被實(shí)施(FGM塊的示意圖被顯示于圖4)。輸入?yún)⒖夹盘?hào)和正向增益的乘積提供歸一化的輸出y(nT)/Gave的估值(其中Gave是后面規(guī)定的標(biāo)稱增益)。在估計(jì)的和測(cè)量的輸出之間的差值，即由ε(nT)表示的誤差信號(hào)，從電路212輸出。系數(shù)估值器處理塊214，也可以以相同的或分開的DSP被實(shí)施為FGM塊210，被使用來得到系數(shù)調(diào)節(jié)，產(chǎn)生最小均方誤差。(系數(shù)估值器處理塊214的示意圖顯示于圖7)圖2的實(shí)施例的自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)和方法優(yōu)選地使用迭代方法來估計(jì)和改進(jìn)由DPD 100通過提供更新的DPD參數(shù)而提供的校正信號(hào)。每次迭代包括三個(gè)步驟(1)在觀察間隔內(nèi)捕獲輸入和輸出樣本并估計(jì)正向增益誤差，(2)更新積累的正向增益誤差，和(3)計(jì)算所需要的DPD參數(shù)。迭代的時(shí)序被顯示于圖3，它顯示使用觀察或數(shù)據(jù)捕獲間隔300和計(jì)算間隔302的批處理，其中計(jì)算更新的DPD參數(shù)。
再次參照?qǐng)D2，在正向增益映射電路塊201內(nèi)，在與迭代i有關(guān)的觀察間隔內(nèi)得到輸入和輸出樣本后，計(jì)算正向增益，以使得殘余誤差ε(t)最小化。對(duì)于迭代i的正向增益映射被表示為FGM(i)。積累的正向增益誤差被使用來更新預(yù)失真估值，這由圖2的DPD 100實(shí)施。
在優(yōu)選實(shí)施例中，想要的DPD操作的估值是積累的正向增益誤差的倒數(shù)(方程式1)DPD=1+[(FGM(1)-1)+Σi=2Nα·(FGM(i)-1)]-1]]>其中0＜α＜1，以及[]-1表示倒數(shù)運(yùn)算，在后面描述。當(dāng)系統(tǒng)收斂時(shí)，正向增益映射FGM(i)趨于一。因此，(方程式1)的兩個(gè)重要的方面是在正向路徑上的積累的增益誤差和積累的正向增益誤差的倒數(shù)，以得到實(shí)際的預(yù)失真DPD操作。
用于迭代i的正向增益映射是，(方程式2)FGM(i)＝1+c0·Gerr(i)+Gmem(i)其中Gerr是無記憶增益誤差，Gmem是基于記憶的增益誤差，以及c0是通過在Gerr與Gmem之間的相關(guān)(以后相對(duì)于系數(shù)估值器214描述的)而被影響的復(fù)數(shù)系數(shù)權(quán)重(接近1)。FGM電路210的功能塊被顯示于圖4和被實(shí)施(方程式2)。具體地，在400處的輸入信號(hào)被提供到三個(gè)信號(hào)路徑。第一信號(hào)路徑402只提供輸入信號(hào)到加法器410(任選地，具有適當(dāng)?shù)难訒r(shí))。第二信號(hào)路徑包括無記憶增益誤差功能塊404、乘法器408和系數(shù)貯存裝置406，其實(shí)施(方程式2)的第二項(xiàng)和把結(jié)果提供到加法器410。第三信號(hào)路徑包括基于記憶的增益誤差功能塊412，其實(shí)施(方程式2)的第三項(xiàng)和把輸出提供到加法器410。使用正向增益映射的輸出信號(hào)的估值是(方程式3)est{y(nT)Gave}=FGM(i)·x(nT)]]>其中Gave是優(yōu)選地按下式被計(jì)算的平均增益(方程式4)Gave=Σn{y(nT)·x*(nT)}Σn{x(nT)·x*(nT)}.]]>數(shù)字預(yù)失真增益是從積累的FGM的倒置得到的
(方程式5)DPD＝1+Herr+Hmem其中Herr是積累的Gerr的逆映射(在后面描述)以及其中Hmem是積累的基于記憶的增益誤差Gmem的逆映射(在后面描述)。預(yù)失真的信號(hào)是(方程式6)xPD(nT)＝DPD·x(nT).
在DPD 100中實(shí)施(方程式5)的功能塊被顯示于圖5。這些功能塊相應(yīng)于圖1的DPD路徑114，116和118，以及在圖5上使用相同的標(biāo)號(hào)。
接著，在優(yōu)選實(shí)施例中將描述Gerr和Herr的確定的細(xì)節(jié)。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過使用把輸入信號(hào)幅度映射成復(fù)數(shù)增益誤差的LUT，而實(shí)施無記憶校正。輸入幅度的范圍被量化成固定數(shù)目的倉(cāng)(bin)。對(duì)于每個(gè)輸入樣本，識(shí)別適當(dāng)?shù)膫}(cāng)，以及相應(yīng)的復(fù)數(shù)增益誤差被使用來調(diào)制輸入樣本。通常，復(fù)數(shù)增益誤差隨輸入信號(hào)幅度變化，因此產(chǎn)生非線性無記憶波形。
用于LUT的索引是(方程式7) L＝round{ρ·[|x(nT)|-q]}其中ρ是標(biāo)量項(xiàng)，q是偏移，以及round(舍入){}是識(shí)別最接近的整數(shù)的算子。倉(cāng)L的中心幅度是(方程式8)|x|L=q+Lp.]]>對(duì)于建立無記憶增益誤差模型所需要的倉(cāng)的數(shù)目取決于在輸入信號(hào)幅度范圍內(nèi)增益誤差的變化。通常，最高的倉(cāng)應(yīng)當(dāng)具有接近于最大輸入信號(hào)幅度|x|max的中心幅度。在這種情形下，倉(cāng)的數(shù)目是(方程式9)Lmax=round{p·[|x|max-q]}]]>其中Lmax是倉(cāng)數(shù)目。ρ的選擇確定Lmax。
復(fù)數(shù)增益誤差項(xiàng)是必須被估值的系數(shù)。時(shí)間對(duì)準(zhǔn)的輸入和輸出樣本根據(jù)幅度被編組到倉(cāng)。在每個(gè)倉(cāng)，計(jì)算平均增益誤差。對(duì)于倉(cāng)L的增益誤差是(方程式10)Gerr(L)=ΣλwL·{[y(λ)Gave-x(λ)]·x*(λ)}ΣλwL·{x(λ)·x*(λ)}]]>
其中wL是窗口項(xiàng)，它是典型地被規(guī)定為下式的輸入幅度的函數(shù)(方程式11) 在(方程式11)中規(guī)定的窗口項(xiàng)使得倉(cāng)同樣地被使用于預(yù)失真和估值。對(duì)于預(yù)失真，小ρ是優(yōu)選的，因?yàn)閭}(cāng)分隔較小，這進(jìn)而又減小與LUT有關(guān)的量化噪聲。不幸地，當(dāng)ρ(倉(cāng)尺寸)較小時(shí)，在(方程式10)中的估值精度被減小，因?yàn)橹挥休^少的測(cè)量值可用于平均。這會(huì)導(dǎo)致相鄰的倉(cāng)的大的起伏。當(dāng)對(duì)于這兩個(gè)塊使用(方程式11)時(shí)，在預(yù)失真器中的量化噪聲與估值器中的噪聲敏感度之間存在折衷。
為了去除預(yù)失真量化與估值精度的聯(lián)系，LUT優(yōu)選地被平滑。優(yōu)選的方法是為倉(cāng)中心間距交疊的估值選擇一個(gè)加權(quán)函數(shù)wL。一個(gè)這樣的加權(quán)函數(shù)是漢寧窗(方程式12) 其中σ控制漢寧窗的寬度。使得σ/π比ρ-1大得多，導(dǎo)致平滑的LUT映射。
對(duì)于倉(cāng)L，迭代次數(shù)i的復(fù)數(shù)增益誤差被表示為Gerr(L，i)。對(duì)于倉(cāng)L的積累的正向增益誤差是(方程式13)acc-Gerr(L)=co(i=1)·Gerr(L,1)+α·Σi=2Nco(i)·Gerr(L,i)]]>其中N是迭代數(shù)目，0＜α＜1，以及c0(i)是用于迭代i的復(fù)數(shù)系數(shù)權(quán)重。對(duì)于大的N數(shù)值，如果迭代過程收斂，則Gerr(L，N)接近零。
應(yīng)當(dāng)指出，系數(shù)c0(i)是作為在后面描述的估值級(jí)的一部分得到的，它包括無記憶和基于記憶的基本波形。系數(shù)c0(i)對(duì)于純無記憶系統(tǒng)是單位1；對(duì)于感興趣的輸入信號(hào)格式，由于在無記憶和基于記憶的校正之間的相關(guān)性，將出現(xiàn)與單位1的小的偏差。
為了將信號(hào)預(yù)失真，需要倒置積累的正向增益誤差。倒置優(yōu)選地如下地執(zhí)行
(方程式14)Herr(Lwarpcd)=-acc_Gerr(L)|1+acc-Gerr(L)|]]>其中Lwarped表示倉(cāng)L的中心幅度已改變。倒置的初始級(jí)扭曲(warp)倉(cāng)的中心幅度，當(dāng)增益為低(Gerr＜0)時(shí)壓縮它和當(dāng)增益為高(Gerr＞0)時(shí)擴(kuò)展它也就是，由|x|L，warped表示的新的中心幅度變?yōu)?方程式15)|x|L,warped=|x|L·|1+acc_Gerr(L)|.]]>使用內(nèi)插來重新采樣LUT倉(cāng)是方便的，這樣，中心幅度是與原先的倉(cāng)索引L相同的。
計(jì)算增益誤差，而不是增益，具有不量化輸入信號(hào)的線性部分的優(yōu)點(diǎn)，該線性部分往往比起所需要的校正信號(hào)大得多。
接著，在優(yōu)選實(shí)施例中將描述基于記憶的校正與Gmem和Hmem的確定的細(xì)節(jié)?；谟洃浀男Ｕ齼?yōu)選地是通過使用濾波的非線性模式來建立基于記憶的增益誤差的模型而達(dá)到。對(duì)于輸入的偶數(shù)階非線性模式施加濾波；最終得到的信號(hào)被輸入信號(hào)調(diào)制，以得到基本波形(方程式16)γk(nT)＝βk(nT)·x(nT)其中γk是基本波形和βk是濾波的偶數(shù)階非線性模式，也被稱為“基于記憶的增益誤差函數(shù)”。
每個(gè)基于記憶的增益誤差函數(shù)由非線性模式的階數(shù)和帶通濾波的中心頻率被定義(方程式17)βm,p(nT)=[Σr|x(nT)|m·gm(τ-nT)·exp(j·ωp·(τ-nT))]]]>其中ωp是濾波器的中心頻率，m是模式階數(shù)，以及gm(t)是濾波器的基帶核(baseband kernel)?；鶐Ш撕椭行念l率的選擇在下面描述。
頻率ωp和基帶核的選擇影響失真抵消的精度。在優(yōu)選實(shí)施例中，頻率的間距對(duì)于給定的模式是固定的，但在模式之間可以是不同的。同樣地，在每個(gè)模式內(nèi)使用的基帶核是相同的，但通常它在m的數(shù)值之間是不同的。
例如，考慮二階基于記憶的增益誤差函數(shù)(方程式18)β2,p(nT)=[Στ|x(nT)|2·g2(τ-nT)·exp(j·ωp·(τ-nT))].]]>
對(duì)于每個(gè)頻率ωp有一個(gè)單獨(dú)的函數(shù)β2，p。四階增益誤差函數(shù)將是(方程式19)β4,p(nT)=[Στ|x(nT)|4·g4(τ-nT)·exp(j·ωp·(τ-nT))].]]>通常，基帶核g2和g4是不同的，后者在時(shí)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差方面是較窄的。另外，對(duì)于g4的增益誤差函數(shù)組比起g2是更大的，因?yàn)樾枰?guī)定更多的頻率。這是由于，當(dāng)非線性的階數(shù)增加時(shí)，交調(diào)(intermodulation)覆蓋頻譜的更寬的部分。結(jié)果，為了使用(方程式17)補(bǔ)償較高階非線性模式，需要更多的計(jì)算。
可以定義替換的基于記憶的增益誤差函數(shù)，使用較低階增益函數(shù)建立較高的階非線性的模型。例如，假設(shè)二階增益誤差函數(shù)組被計(jì)算，如(方程式18)所示。較高階增益誤差函數(shù)可以如下地得到(方程式20)alt_βm，p(nT)＝|x(NT)|m-2·β2，p(nT).
較低階結(jié)果的這個(gè)重復(fù)使用提供了計(jì)算效率中的重大的改進(jìn)。
本基于記憶的校正的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所使用的增益誤差函數(shù)的數(shù)目可以按對(duì)于滿足頻譜掩蔽技術(shù)規(guī)范(加余量)的目標(biāo)的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。頻率ωp和基帶核gm的選擇確定對(duì)于給定的功率放大器和輸入信號(hào)的失真抵消性能。希望選擇對(duì)于滿足頻譜掩蔽所需要的基于記憶的增益誤差函數(shù)的最小的數(shù)目。
有一個(gè)折衷在選擇增益誤差函數(shù)的數(shù)目和特性時(shí)發(fā)生。例如，過度指定(over-specifying)增益誤差函數(shù)的數(shù)目，在失真的正向建模中提供更大的精度；然而，在估計(jì)加權(quán)系數(shù)期間出現(xiàn)問題。估值變得更加困難，因?yàn)樵摻馐遣B(tài)(ill-conditioned)的，或在極端的情形下，不是唯一的。
考慮非唯一性情形。因?yàn)榛静ㄐ尾皇仟?dú)立的，所以存在齊次解(homogenous solution)。存在產(chǎn)生零波形的非零系數(shù)的向量。這個(gè)齊次系數(shù)向量可以通過一個(gè)比例因子來更改，而不影響正向增益模型的擬合，這意味著，必須采取附加步驟來避免系數(shù)漂移。具體地，希望使得齊次系數(shù)向量對(duì)于在正向增益模型中使用的系數(shù)向量的貢獻(xiàn)最小化。無法控制系數(shù)向量的齊次模式可導(dǎo)致系數(shù)增加到它們的最大值，在這點(diǎn)，正向增益模型將變?yōu)闊o效。
病態(tài)條件比起上述的問題是不太嚴(yán)重的影響，且是由于增益誤差函數(shù)的數(shù)目的中等過度指定而引起的。當(dāng)解是病態(tài)時(shí)，估值器將使用過度的自由度來使得正向增益模型擬合于隨機(jī)噪聲(而不僅僅是決定性的交調(diào)失真)。在長(zhǎng)的間隔內(nèi)，隨機(jī)噪聲是與輸入信號(hào)的非線性模式不相關(guān)的。然而，在較短的觀察間隔內(nèi)，可以存在某些相關(guān)值，這將(不正確地)被包括在正向增益模型的系數(shù)向量?jī)?nèi)。在正向增益被倒置后，隨后的預(yù)失真將生成使功率放大器性能降級(jí)的、像噪聲那樣的頻譜。
為了避免與病態(tài)和非唯一性有關(guān)的問題，重要的是利用輸入信號(hào)和它的頻譜特性的知識(shí)，來為基于記憶的校正去選擇最好的增益誤差函數(shù)(基帶核和頻率)。對(duì)于單個(gè)載波情形，最好的基帶核涉及到脈沖形狀和被使用來生成x(nT)和非線性模式的階的數(shù)字碼元的時(shí)間間距。這可以產(chǎn)生不常見的核，諸如Baastians函數(shù)。為了簡(jiǎn)單起見，優(yōu)選實(shí)施方案選擇更簡(jiǎn)單的核，諸如漢寧函數(shù)，以及調(diào)節(jié)核的寬度，以得到適用于x(nT)和感興趣的非線性模式的階的帶寬。
對(duì)于多載波輸入波形的情形，輸入x(nT)是在頻率上互相偏移的兩個(gè)或多個(gè)頻帶限制的載波的和值。各個(gè)載波的帶寬典型地小于頻率偏移，使得線性信號(hào)在頻率上分開。然而，復(fù)合信號(hào)的非線性模式包括在載波之間的交調(diào)，導(dǎo)致出現(xiàn)在輸入信號(hào)的原先帶寬之外的失真。交調(diào)項(xiàng)的帶寬和中心頻率可以從載波的帶寬與中心頻率進(jìn)行計(jì)算。被使用來生成記憶基本波形的濾波器的頻率間距和基帶核帶寬被選擇來匹配在載波之間的交調(diào)。
通常，當(dāng)選擇最好的基于記憶的增益誤差函數(shù)時(shí)，多載波情形比起單載波情形是更讓人關(guān)心的。多載波輸入波形具有更寬的帶寬，以及與功率放大器的記憶效應(yīng)有關(guān)的降級(jí)在更寬帶寬下是最引人注意的。
在本發(fā)明的DPD方法中，通過規(guī)定簡(jiǎn)單的核，諸如漢寧窗，后面跟隨多抽頭FIR濾波器(如圖6所示，在下面討論)，而把基帶核做成自適應(yīng)的。FIR濾波器包括H濾波的非線性模式的多個(gè)版本，每個(gè)版本被延時(shí)不同的量，以及被系數(shù)加權(quán)。調(diào)節(jié)系數(shù)權(quán)重和對(duì)延時(shí)的波形求和，達(dá)到想要的濾波。處理每個(gè)延時(shí)的模式作為分開的基本波形，系數(shù)通過使用后面描述的方法被直接估值。然而，從正向增益模型的觀點(diǎn)看來，漢寧窗與FIR濾波器的串聯(lián)組合創(chuàng)建自適應(yīng)分級(jí)結(jié)構(gòu)窗口，其中FIR系數(shù)的適配稍微改變窗口的中心頻率、平均延時(shí)和帶寬。這對(duì)于決定性失真的精確建模提供足夠的靈活性而同時(shí)充分限制自由度，以最小化隨機(jī)噪聲的影響，在FIR濾波器內(nèi)系數(shù)的數(shù)目?jī)?yōu)選地是小的(例如，圖6上顯示三個(gè)系數(shù))，以及延時(shí)間距優(yōu)選地是漢寧窗尺寸的一半(圖6所示的N個(gè)樣本)。然而，如果需要正向模型中的附加精度，則延時(shí)間距和系數(shù)的數(shù)目可被改變。
在迭代i時(shí)用于基于記憶校正的正向增益誤差模型是(方程式21)Gmem(i)=Σkck(i)·βk(nT)]]>其中ck(i)是在迭代i時(shí)的復(fù)數(shù)系數(shù)，應(yīng)當(dāng)指出，為了表示的方便性，索引n，p用k代替。復(fù)數(shù)系數(shù)的估值在后面描述。積累的正向增益誤差系數(shù)是(方程式22)acc_ck=ck(1)+Σi=2nα·ck(i)]]>其中0＜α＜1。當(dāng)處理過程收斂時(shí)，ck(i)趨于零?；谟洃浀念A(yù)失真被近似為積累的正向系數(shù)的負(fù)值(方程式23)Hmem=Σk-acc_ck·βk(nT).]]>接著參照?qǐng)D6，圖上顯示DPD電路100的詳細(xì)的實(shí)施例。如圖所示，在102處提供的輸入沿第一線性信號(hào)路徑114被提供，該信號(hào)路徑可以是到組合器120的簡(jiǎn)單的連接，或如果必要，可包括延時(shí)，其取決于在并行DPD路徑上電路的特定的實(shí)施方案。輸入信號(hào)還被提供到無記憶補(bǔ)償路徑116，正如以上參照?qǐng)D1描述的。在無記憶路徑116上，輸入被提供到信號(hào)幅度檢測(cè)器電路602，它得到相應(yīng)于輸入信號(hào)的幅度的信號(hào)，和把它提供到查找表(LUT)604，查找表利用它來對(duì)LUT條目進(jìn)行索引，這提供上述的無記憶增益誤差變換。替換地，被使用來對(duì)LUT進(jìn)行索引的信號(hào)可以是與輸入信號(hào)的幅度有關(guān)的任何其它適當(dāng)?shù)男盘?hào)，例如功率信號(hào)或隨輸入信號(hào)幅度單調(diào)地增加的任何功能。被存儲(chǔ)在查找表604中的系數(shù)將被電路606周期地更新，該電路606在以上相對(duì)于圖2描述的自適應(yīng)實(shí)施例中從系數(shù)估值器塊214接收沿線路608的更新的系數(shù)。LUT604的輸出被提供到乘法器610，該乘法器從非易失性貯存裝置612接收復(fù)數(shù)系數(shù)(以上相對(duì)于方程式13描述的)，以提供加權(quán)的輸出。被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器612中的系數(shù)可以在如以上相對(duì)于圖2描述的自適應(yīng)實(shí)施例中沿線路614被周期地更新。乘法器610的輸出被提供到第二乘法器616，乘法器616也接收沿線路618的輸入信號(hào)，以提供數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)的更高階無記憶基本函數(shù)分量到求和電路122。
來自輸入端102的輸入信號(hào)還被提供到基于記憶的校正DPD路徑118。輸入信號(hào)被提供到信號(hào)功率檢測(cè)器620，它得到相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的信號(hào)。具體地，如圖所示，電路620可以提供相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度平方的功率信號(hào)，該功率信號(hào)輸出然后通過分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器被操作，以及濾波器輸出或基于記憶的增益誤差函數(shù)，被輸入信號(hào)調(diào)制。更具體地，分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器包括第一固定系數(shù)濾波器622，通過使用固定的濾波器核來提供基帶濾波操作；后面跟隨利用自適應(yīng)濾波器系數(shù)的多抽頭FI R濾波器625。在優(yōu)選實(shí)施例中固定系數(shù)濾波器622可包括漢寧濾波器庫(kù)。下面參照?qǐng)D8描述漢寧濾波器庫(kù)的一個(gè)具體的實(shí)施例。在這樣的實(shí)施例中，濾波器庫(kù)的輸出包括三個(gè)實(shí)數(shù)信號(hào)正弦、余弦和DC信號(hào)。因此，對(duì)于圖6上采用的漢寧濾波器的這個(gè)實(shí)施例，濾波器622的輸出將包括三個(gè)實(shí)數(shù)信號(hào)，雖然為了易于說明，圖上只顯示單條線路。替換地，濾波器622的輸出可以是單個(gè)復(fù)數(shù)信號(hào)或單個(gè)實(shí)數(shù)信號(hào)。如圖所示，濾波器庫(kù)622的輸出被提供到自適應(yīng)系數(shù)濾波器625。濾波器625的第一分支626接收沿線路624的、濾波器庫(kù)622的輸出，并實(shí)施自適應(yīng)系數(shù)濾波操作，提供沿線路656的三階記憶補(bǔ)償信號(hào)輸出。具體地，在線路624上的信號(hào)通過第一延時(shí)628被提供到乘法器632，該乘法器又接收由非易失性存儲(chǔ)單元634提供的復(fù)數(shù)濾波器系數(shù)。在以上相對(duì)于圖2描述的自適應(yīng)實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元634中的復(fù)數(shù)系數(shù)由系數(shù)估值塊沿線636周期地更新。同樣地，沿線624的信號(hào)被提供到乘法器644，該乘法器接收來自非易失性存儲(chǔ)單元646的復(fù)數(shù)濾波器系數(shù)，該復(fù)數(shù)系數(shù)沿線路648被周期地更新。另外，沿線路624的信號(hào)經(jīng)由延時(shí)630被提供到乘法器638，該乘法器接收來自非易失性存儲(chǔ)單元640的復(fù)數(shù)濾波器系數(shù)，該復(fù)數(shù)濾波器系數(shù)沿線路642被周期地更新。三個(gè)乘法器632，644和638的輸出被提供到相加電路650，該相加電路然后把濾波器626的輸出提供到乘法器652，該乘法器接收沿線路654的輸入信號(hào)。被輸入信號(hào)調(diào)制的濾波的輸出沿線路656被提供作為三階記憶補(bǔ)償信號(hào)。
任選地，濾波器625還可包括附加更高階記憶補(bǔ)償分支627。每個(gè)這樣的分支優(yōu)選地包括自適應(yīng)FIR濾波器，該自適應(yīng)FIR濾波器接收輸入信號(hào)的幅度的更高階功率，這些更高階功率被濾波和用輸入信號(hào)被調(diào)制，以提供更高階記憶補(bǔ)償信號(hào)，例如5階、7階等等。濾波器625的這些更高階信號(hào)分支由電路塊627集中地表示。具體地，乘法器658接收信號(hào)幅度的均勻的功率和濾波器622的輸出，以及提供更高的階輸出信號(hào)到多抽頭FIR濾波器。這個(gè)FIR濾波器包括乘法器664，接收來自延時(shí)660的被延時(shí)的信號(hào)和來自存儲(chǔ)單元666的復(fù)數(shù)系數(shù)；乘法器676，接收來自存儲(chǔ)單元678的復(fù)數(shù)系數(shù)；乘法器670，接收來自延時(shí)662的被延時(shí)的輸入信號(hào)和接收來自存儲(chǔ)單元672的復(fù)數(shù)濾波器系數(shù)；以及相加電路682，接收這三個(gè)乘法器664，676和670的輸出。更高階濾波器分支的輸出被提供到乘法器684，該乘法器接收沿線路686的輸入信號(hào)，以提供沿線路688的3+2m階記憶補(bǔ)償信號(hào)。這個(gè)更高階FIR濾波器是自適應(yīng)的以及系數(shù)存儲(chǔ)單元666，672和678分別接收沿線668，674和680的更新的系數(shù)。三階和更高階記憶補(bǔ)償信號(hào)在相加電路690中被組合，提供組合的記憶補(bǔ)償信號(hào)。這個(gè)組合的記憶補(bǔ)償信號(hào)被提供到組合器122。組合器122的輸出是組合的無記憶和記憶預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)，它被提供到組合器120，并與輸入信號(hào)相組合，提供預(yù)失真的輸入信號(hào)作為輸出。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，固定系數(shù)濾波器和自適應(yīng)系數(shù)濾波器的次序仍然可以通過使用方程式(19)代替方程式(20)來合并入高于3階的模式而被互換。所以，正如這里使用的，這樣的濾波器的“串聯(lián)”耦合包括這樣的濾波器的任何排序。
接著將描述系數(shù)估值器塊214的操作的原理，后面再參照?qǐng)D7討論具體的實(shí)施方案。該系數(shù)優(yōu)選地是通過使用加權(quán)最小均方(LMS)估值計(jì)算的。采樣的誤差信號(hào)如圖2所示地進(jìn)行計(jì)算(方程式24)ϵ(nT)=y(nT)Gave-FGM·x(nT)]]>其中輸出信號(hào)y(nT)已被下變頻、采樣、和時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，在如以上相對(duì)于圖2描述的標(biāo)稱的意義上匹配于輸入信號(hào)x(nT)。估值誤差可被重寫為(方程式25)ϵ(nT)=ϵ0(nT)-c0·γ0(nT)-Σkck·γk(nT)]]>其中(方程式26)ϵo(nT)=y(nT)Gave-x(nT),]]>無記憶基本波形γ0(nT)是
(方程式27)γ0(nT)＝Gerr·x(nT)，以及記憶基本波形γk(nT)是(方程式28)γk(nT)＝βk(nT)·x(nT)或是(方程式29)γk(nT)＝alt_βk(nT)·x(nT)取決于使用增益誤差函數(shù)的哪種形式?；谟洃浀南禂?shù)ck的LMS估值使得|ε(nT)|2最小化。
考慮例如其中三個(gè)基本波形被使用來補(bǔ)償基于記憶的非線性的情形，加上無記憶基本波形γ0。下面描述直接LMS估值。測(cè)量值在時(shí)間間隔[nT-n0T，nT]內(nèi)被積累。估值的系數(shù)是(方程式30)c0c1c2c3=[γv·γvT]-1·γv·ϵ0,v]]>其中ε0，v＝[ε0(nT-n0T)...ε0(nT)]T，以及(方程式31)γv=γ0(nT-n0T)···γ0(nT)γ1(nT-n0T)···γ1(nT)γ2(nT-n0T)···γ2(nT)γ3(nT-n0T)···γ3(nT).]]>LMS估值器的直接實(shí)施方案的一個(gè)問題是，該補(bǔ)償有利于具有大的誤差功率的頻譜的部分。不幸地，這典型地相應(yīng)于橫跨線性信號(hào)的帶寬。通常，由政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)規(guī)定的對(duì)于頻譜發(fā)射的最嚴(yán)格的限制是在由線性信號(hào)占用的帶寬以外。有利的是把估值偏置成有利于具有最緊的發(fā)射限制的頻譜部分。
為了偏置估值，通過使用線性運(yùn)算，諸如濾波器，修改誤差信號(hào)和基本波形。由于系數(shù)是常數(shù)，由flipear()表示的線性算子可分開地施加到每個(gè)基本波形(利用疊加，見圖7)也就是(方程式32)flinear{ϵ(nT)}=flinear{ϵ0(nT)}-Σk=0kmaxck·flinear{γk(nT)}.]]>線性運(yùn)算的一個(gè)例子是FIR濾波器，其核hest(mT)優(yōu)選地加強(qiáng)如由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的關(guān)鍵的頻譜部分(方程式33)flinear{ϵ(nT)}=Σϵm(mT)·hesl(nT-mT).]]>在(方程式32)中也可以使用諸如IIR濾波器那樣的其它線性運(yùn)算。
因此，為了改進(jìn)在特定的頻譜部分中的失真抵消，將下式代入(方程式30)(方程式34)ε0，v＝[flinear{ε0(nT-n0T}...flinear{ε0(nT)}]T和(方程式35)γv=flinear{γ0(nT-n0T)}···flinear{γ0(nT)}flinear{γ1(nT-n0T)}···flinear{γ1(nT)}flinear{γ2(nT-n0T)}···flinear{γ2(nT)}flinear{γ3(nT-n0T)}···flinear{γ3(nT)}]]>當(dāng)使用濾波來阻擋頻譜的線性部分時(shí)，有某些或全部濾波的基本波形成為零(或非常接近零)的風(fēng)險(xiǎn)。所以建議將估值正則化，以便穩(wěn)定估值也就是(方程式36)c0c1c2c3=[γv·γvT+R]-1·[γv·ϵ0,v+R·cv,default]]]>其中R是正則矩陣以及cv，default是缺省系數(shù)向量。R和cv，default的典型的結(jié)構(gòu)是(方程式37)R=r000000r110000r220000r33]]>和(方程式38)cv，default＝ T.
通常，矩陣R的元素，與在矩陣γvγvT中的相應(yīng)的元素相比較，常常是小的。然而，在某些情形下，希望規(guī)定r00的大的數(shù)值，以迫使無記憶基本波形的系數(shù)加權(quán)是單位1。
在估值過程期間在無記憶LUT的系數(shù)與基于記憶的系數(shù)之間存在交互作用的可能性，特別是對(duì)于帶寬受限的輸入信號(hào)。這是部分由于輸入信號(hào)的自相關(guān)表現(xiàn)為類似于與記憶效應(yīng)有關(guān)的延時(shí)擴(kuò)展的事實(shí)而導(dǎo)致的。交互作用如果以有害的形式出現(xiàn)，其特征為在LUT的上部倉(cāng)處的起伏和記憶系數(shù)隨時(shí)間的越來越大的絕對(duì)值。下面，討論用來減小在無記憶與基于記憶的系數(shù)估值之間交互作用的實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。
前一節(jié)中，在記憶系數(shù)估值時(shí)使用系數(shù)c0，而不是把它設(shè)置為單位1。這通過把無記憶校正減低c0倍而減小交互作用。
用來減小交互作用的實(shí)施方案的另一個(gè)細(xì)節(jié)是規(guī)定小于最大輸入幅度的LUT的輸入范圍。其輸入幅度超過上部倉(cāng)的輸入/輸出對(duì)的采樣的測(cè)量值在LUT系數(shù)估值時(shí)被忽略。忽略大的峰值防止在上部倉(cāng)處LUT增益誤差的突然改變，這種突然改變?cè)谠鲆嬲`差倒置期間會(huì)成為有問題的。
正向增益誤差LUT的倒置也受限制。在大多數(shù)情形下，與倒置有關(guān)的扭曲會(huì)壓縮倉(cāng)的中心幅度。這使得上部倉(cāng)處的倒置增益誤差是未定義的。在本實(shí)施方案中，規(guī)定大于最大輸入幅度的閾值幅度。在這個(gè)閾值幅度下，積累的正向增益誤差被設(shè)置為零。在內(nèi)插級(jí)被使用來恢復(fù)原先的倉(cāng)幅度期間，在扭曲的上部倉(cāng)以上的倒置的增益誤差被填充以線性地衰減到零的值。衰減速率由在最上部倉(cāng)的扭曲的幅度與所選擇的閾值幅度之間的差值確定。結(jié)果，對(duì)于超過LUT索引范圍的大的輸入，由LUT提供的校正減小，從而允許該校正由基于記憶的校正占主導(dǎo)。這趨向于阻止在LUT與基于記憶的系數(shù)之間的交互作用。
積累的增益誤差LUT優(yōu)選地在倒置之前每次迭代時(shí)被平滑，有助于減小在LUT與基于記憶的系數(shù)之間的交互作用。由平滑引入的誤差通過迭代過程而隨時(shí)間減小。穩(wěn)態(tài)解基本上不受最溫和的平滑的影響，但系數(shù)的瞬態(tài)性狀表現(xiàn)得更好。
參照?qǐng)D7，圖上以示意性框圖顯示系數(shù)估值器塊214的具體的實(shí)施方案。如圖所示，系數(shù)估值器塊接收沿線路700的輸入信號(hào)和沿線路702的誤差信號(hào)作為輸入，正如以上相對(duì)于圖2以及還有(方程式24)描述的。沿線路700提供的輸入信號(hào)被提供到幅度檢測(cè)器704，該幅度檢測(cè)器得到相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的信號(hào)，以及信號(hào)幅度被使用來索引無記憶查找表正向增益映射電路706。查找表706的輸出然后在乘法器708處與輸入信號(hào)相混合，提供無記憶基函數(shù)作為輸出。這個(gè)無記憶基本波形被提供到濾波器712，該濾波器優(yōu)選地包括如以上相對(duì)于(方程式33)描述的FI R濾波器。正如以上指出的，可以采用其它適當(dāng)?shù)木€性算子，包括I IR濾波器。沿線路700的輸入信號(hào)也被提供到基于記憶的基本波形生成器710，該生成器提供基于記憶的基本波形，其中的N個(gè)波形顯示于圖7。電路710的具體的實(shí)施例被顯示于下面描述的圖10。來自波形生成器710的輸出的記憶基本波形被提供到各個(gè)濾波器塊714-1到714-N，這些濾波器優(yōu)選地還可包括如以上相對(duì)于(方程式33)描述的FI R濾波器或其它適當(dāng)?shù)木€性算子，包括IIR濾波器。濾波器716同樣地對(duì)于在輸入端702處提供的誤差信號(hào)提供FIR或其它適當(dāng)?shù)木€性運(yùn)算。濾波器的輸出被提供到正向增益映射誤差系數(shù)估值器塊718，該估值器塊使用上述的最小均方處理確定系數(shù)中的誤差。系數(shù)誤差值然后被提供到更新塊720，該更新塊使用系數(shù)誤差來提供更新的校正的系數(shù)，這些系數(shù)然后沿線路216被提供到DPD 100，正如前面描述的。
接著參照?qǐng)D8，圖上以示意性框圖顯示漢寧濾波器庫(kù)622的優(yōu)選實(shí)施例。如圖所示，濾波器庫(kù)在輸入端802處接收輸入功率信號(hào)，該輸入被分裂成三條信號(hào)路徑，這些信號(hào)路徑提供三個(gè)分開的濾波操作。更具體地，第一帶通濾波器804和第二帶通濾波器806對(duì)功率信號(hào)提供高和低的帶通濾波操作。第一和第二帶通濾波器的輸出被使用來通過利用交又連接的求和電路810和816，倒相器814和90度相位旋轉(zhuǎn)電路818而生成分別沿線路812和820的余弦和正弦信號(hào)輸出。低通濾波器808進(jìn)而又傳送功率信號(hào)的DC分量和在線路822上提供它作為輸出。由以上的漢寧濾波器的實(shí)施方案提供的、功率包絡(luò)譜的通常的最終得到的形式被顯示于圖8，圖上顯示從輸入功率信號(hào)得到的三個(gè)分開的通常的高斯輸出信號(hào)。應(yīng)當(dāng)看到，附加的帶通濾波可被利用來提供從輸入功率信號(hào)得到的附加高斯輸出信號(hào)。
接著參照?qǐng)D10，圖上以一個(gè)詳細(xì)的示意圖顯示圖7所示的基于記憶的基本波形生成器710的優(yōu)選實(shí)施例。如圖所示，電路接收沿線路1000的輸入信號(hào)，該輸入信號(hào)被提供到信號(hào)功率檢測(cè)器1002，該功率檢測(cè)器提供功率信號(hào)輸出到漢寧濾波器庫(kù)1004。圖10的實(shí)施方案優(yōu)選地利用諸如以上相對(duì)于圖8描述的漢寧濾波器庫(kù)，以及濾波器庫(kù)1004的輸出包括三個(gè)實(shí)數(shù)信號(hào)，具體地，如圖所示的、沿線路1006，1008和1010提供的正弦、余弦和DC信號(hào)。漢寧濾波器庫(kù)的輸出被提供到三個(gè)分開的FIR濾波器，這些濾波器對(duì)輸入信號(hào)提供濾波操作，以及提供如圖所示的各個(gè)基本波形作為輸出。由于每個(gè)濾波器的操作是相同的，所以將僅描述第一濾波器。如圖所示，濾波器包括具有延時(shí)1012的第一濾波器分支，該延時(shí)1012把它的輸出提供到乘法器1014，該乘法器還接收輸入信號(hào)，然后提供第一記憶基本波形輸出，第二濾波器分支把線路1006上的信號(hào)提供到乘法器1016，該乘法器還接收輸入信號(hào)，然后提供第二記憶基本波形輸出，第三濾波器分支包括延時(shí)1018，該延時(shí)1018把它的輸出提供到乘法器1020，該乘法器還接收輸入信號(hào)，然后提供第三記憶基本波形輸出，如圖所示。雖然圖10上顯示9個(gè)記憶基本函數(shù)，但可以采用添加的基本函數(shù)或較少的基本函數(shù)。
在替換實(shí)施例中，上述的自適應(yīng)系數(shù)估值器功能可以利用在適當(dāng)?shù)鼐幊痰腄SP中實(shí)施的預(yù)失真系數(shù)列表和相關(guān)的列表管理程序，連同系數(shù)估值器塊214的功能性。用于數(shù)字預(yù)失真的最好的系數(shù)隨平均輸入幅度(或功率)、溫度、輸入格式(現(xiàn)用載波的數(shù)目和頻率)和其它可測(cè)量的輸入或環(huán)境量而改變。在上述的方法中，最佳系數(shù)的改變由系統(tǒng)的自適應(yīng)特性跟蹤。然而，有可能通過形成過去的成功系數(shù)向量的列表而把過去的成功的系數(shù)與輸入和環(huán)境量相關(guān)，其中每個(gè)向量被分配一個(gè)屬性向量。屬性向量用作為多維索引，包括輸入幅度、輸入格式、溫度和其它可測(cè)量的輸入或環(huán)境量。當(dāng)輸入或環(huán)境量的改變足夠大而使預(yù)失真性能降級(jí)時(shí)，從具有最接近于當(dāng)前測(cè)量的屬性的屬性向量的列表中檢索新的系數(shù)向量。迭代過程使用這個(gè)新的系數(shù)向量作為初始的開始點(diǎn)。這種列表方法在用于前饋補(bǔ)償?shù)那樾蔚摹?004年1月21日提交的、美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/761,788中和在用于自適應(yīng)預(yù)失真線性化的、美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/889,636中描述，這些專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容整體地在此引用以供參考。具體地，可以直接采用在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/889,636中描述的功能，包括形成和保持預(yù)失真系數(shù)列表。
當(dāng)形成預(yù)失真系數(shù)列表時(shí)，必須選擇是存儲(chǔ)包括無記憶LUT條目的所有的系數(shù)，還是只存儲(chǔ)基于記憶的系數(shù)(包括系數(shù)c0)。當(dāng)(方程式36)內(nèi)的正則化被積極地施加時(shí)，無記憶LUT條目趨向于改變很??；在這種情形下，只需要存儲(chǔ)基于記憶的系數(shù)。
當(dāng)使用預(yù)失真系數(shù)列表時(shí)，必須規(guī)定用于判斷兩個(gè)屬性向量的類似性和兩個(gè)系數(shù)向量的類似性的距離測(cè)度。屬性距離測(cè)度在上述的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/889,636中(以及在美國(guó)專利申請(qǐng)10/761,788中)描述。系數(shù)距離測(cè)度在識(shí)別和刪除冗余單元(屬性和系數(shù)向量對(duì))的兩個(gè)刪減過程之一中被使用。系數(shù)距離測(cè)度可包括記憶LUT和記憶系數(shù)；然而，為了簡(jiǎn)單起見，建議距離只基于記憶系數(shù)差別。
還必須創(chuàng)建確定數(shù)字預(yù)失真校正的質(zhì)量以及規(guī)定確定校正何時(shí)是成功的閾值的措施。校正質(zhì)量理想地涉及到由政府機(jī)關(guān)規(guī)定的相關(guān)的頻譜掩蔽。成功的校正傳遞具有足夠余量的掩蔽要求。然而，更容易規(guī)定校正質(zhì)量為殘余平方誤差的函數(shù)(E{|ε0|2}，其中E{}表示期望值)或殘余平方濾波的誤差(E{|flinear{ε0}|2})，它們?cè)诠乐颠^程期間被計(jì)算。這些殘余值典型地由輸入信號(hào)功率(或其它輸入測(cè)量值)被歸一化。對(duì)于規(guī)定的迭代的正向增益誤差系數(shù)(不是積累的正向增益誤差)也可以被使用來判斷校正的質(zhì)量，因?yàn)樗鼈冊(cè)诘^程收斂到它的最佳值時(shí)趨于零。L2或Linf范數(shù)可被施加到正向增益誤差系數(shù)以及與選擇的閾值相比較，以確定校正是否成功。
本發(fā)明因此提供數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)和方法，具有多個(gè)特性和優(yōu)點(diǎn)，包括使用增益誤差校正，以使得LUT量化的影響最小化；組合無記憶LUT校正與基于多項(xiàng)式的基于記憶的校正；通過創(chuàng)建能夠補(bǔ)償決定性失真的自適應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)而使用分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波，以便改進(jìn)基于記憶的校正，而不引入不正確地試圖對(duì)隨機(jī)信號(hào)處理建模的虛假的自由度(這進(jìn)而又將增加噪聲基底，因此是不想要的)；更高階記憶補(bǔ)償?shù)膶?shí)施方案，通過重復(fù)使用較低階記憶結(jié)果而增強(qiáng)實(shí)施方案的計(jì)算效率；使用最小均方方法來估計(jì)系數(shù)，它被加權(quán)以便在頻譜的不同的部分中給出更大的校正(使用頻譜加權(quán)，通常，它反映由政府機(jī)關(guān)規(guī)定的頻譜掩蔽限制)；以及使用LUT平滑和在LUT倒置中的增益誤差限制而避免在LUT與反應(yīng)的記憶模塊之間的不想要的交互作用。
雖然已描述具體的實(shí)施例和實(shí)施方案細(xì)節(jié)，但并不意味著在本質(zhì)上進(jìn)行限制，因?yàn)榭梢蕴峁┰S多變化和修改，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到的。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字預(yù)失真器，適于接收數(shù)字輸入信號(hào)和輸出預(yù)失真的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字預(yù)失真器包括輸入端，被耦合來接收該數(shù)字輸入信號(hào)；第一信號(hào)路徑，被耦合到該輸入端；第二信號(hào)路徑，與所述第一信號(hào)路徑并行地被耦合到該輸入端，包括提供第一預(yù)失真信號(hào)的第一數(shù)字預(yù)失真器電路，其中所述第一數(shù)字預(yù)失真器電路包括檢測(cè)器，提供與數(shù)字輸入信號(hào)的幅度有關(guān)的信號(hào)；和增益誤差校正的查找表，由與該數(shù)字輸入信號(hào)的幅度有關(guān)的所述信號(hào)來進(jìn)行索引；第三信號(hào)路徑，與所述第一和第二信號(hào)路徑并行地被耦合到該輸入端，包括第二數(shù)字預(yù)失真器電路，提供對(duì)于該輸入信號(hào)的基于多項(xiàng)式的預(yù)失真操作和提供第二預(yù)失真信號(hào)；以及組合器電路，接收和組合該第一和第二數(shù)字預(yù)失真器電路的輸出與該第一信號(hào)路徑的輸出，以提供預(yù)失真的數(shù)字輸出信號(hào)。
2.在權(quán)利要求1中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路包括串聯(lián)耦合的固定系數(shù)濾波器和自適應(yīng)系數(shù)濾波器。
3.在權(quán)利要求1中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述查找表具有小于數(shù)字輸入信號(hào)的最大幅度的最大索引范圍。
4.在權(quán)利要求2中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路的所述固定系數(shù)濾波器包括漢寧濾波器。
5.在權(quán)利要求2中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路還包括提供一個(gè)信號(hào)的電路，該信號(hào)相應(yīng)于輸入信號(hào)的幅度的功率，以及其中所述固定系數(shù)濾波器提供對(duì)所述相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的信號(hào)的帶通濾波操作。
6.在權(quán)利要求5中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路從所述輸入信號(hào)提供三階預(yù)失真信號(hào)。
7.在權(quán)利要求6中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路還從所述輸入信號(hào)提供一個(gè)或多個(gè)3+2m階預(yù)失真信號(hào)，其中m是整數(shù)。
8.在權(quán)利要求2中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路的所述自適應(yīng)系數(shù)濾波器包括至少三個(gè)乘法器，接收濾波器輸入和用至少三個(gè)自適應(yīng)濾波器系數(shù)來對(duì)該濾波器輸入操作。
9.在權(quán)利要求2中闡述的數(shù)字預(yù)失真器，其中所述第二數(shù)字預(yù)失真器電路的所述自適應(yīng)系數(shù)濾波器接收固定系數(shù)濾波器的輸出作為濾波器輸入。
10.一種數(shù)字預(yù)失真電路，適于接收數(shù)字輸入信號(hào)和輸出數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)，該數(shù)字預(yù)失真電路包括輸入端，用于接收該數(shù)字輸入信號(hào)；信號(hào)功率檢測(cè)器電路，被耦合到該輸入端和提供相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的數(shù)字功率信號(hào)；以及分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器，被耦合到信號(hào)功率檢測(cè)器電路和對(duì)于所述數(shù)字功率信號(hào)提供濾波操作，包括串聯(lián)耦合的固定系數(shù)濾波器庫(kù)與自適應(yīng)系數(shù)濾波器庫(kù)，其中分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器庫(kù)的輸出作為數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)被提供。
11.在權(quán)利要求10中闡述的數(shù)字預(yù)失真電路，其中所述固定系數(shù)濾波器庫(kù)至少包括第一、第二和第三帶通濾波器，所述濾波器對(duì)所述數(shù)字功率信號(hào)操作，以提供第一、第二和第三頻帶限制的功率信號(hào)。
12.在權(quán)利要求10中闡述的數(shù)字預(yù)失真電路，其中所述第一、第二和第三頻帶限制的功率信號(hào)包括從所述數(shù)字功率信號(hào)得到的正弦、余弦和DC信號(hào)。
13.在權(quán)利要求10中闡述的數(shù)字預(yù)失真電路，其中所述固定系數(shù)濾波器庫(kù)包括漢寧濾波器。
14.在權(quán)利要求10中闡述的數(shù)字預(yù)失真電路，其中所述自適應(yīng)系數(shù)濾波器庫(kù)包括至少三個(gè)自適應(yīng)系數(shù)的源。
15.在權(quán)利要求10中闡述的數(shù)字預(yù)失真電路，其中所述數(shù)字功率信號(hào)包括輸入信號(hào)幅度的二階功率，以及其中所述數(shù)字預(yù)失真電路還包括乘法器，被耦合來接收自適應(yīng)系數(shù)濾波器庫(kù)的輸出，并且還接收輸入信號(hào)，其中所述乘法器輸出三階信號(hào)作為所述數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)。
16.在權(quán)利要求15中闡述的數(shù)字預(yù)失真電路，其中所述數(shù)字功率信號(hào)還包括輸入信號(hào)幅度的更高的偶數(shù)階模式以及其中所述數(shù)字預(yù)失真電路輸出包括所述數(shù)字預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)的更高的奇數(shù)階信號(hào)。
17.一種自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，包括輸入端，適于接收數(shù)字輸入信號(hào)；數(shù)字預(yù)失真器，被耦合到該輸入端，并接收該數(shù)字輸入信號(hào)和輸出預(yù)失真的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字預(yù)失真器包括分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器，包括串聯(lián)耦合的固定系數(shù)濾波器和自適應(yīng)系數(shù)濾波器，以補(bǔ)償該傳輸系統(tǒng)的記憶效應(yīng)；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，被耦合來接收該數(shù)字預(yù)失真器的該預(yù)失真數(shù)字信號(hào)輸出和提供一個(gè)模擬信號(hào)；上變頻器，用于接收來自該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)和把它變換成一個(gè)RF模擬信號(hào)；功率放大器，接收該RF模擬信號(hào)和提供一個(gè)放大的RF輸出信號(hào)；輸出采樣耦合器，被耦合來采樣來自該功率放大器的該模擬RF輸出信號(hào)；反饋電路路徑，被耦合到該輸出采樣耦合器，包括下變頻器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，把采樣的RF輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成代表RF輸出信號(hào)的數(shù)字采樣信號(hào)；正向增益映射電路，被耦合來接收輸入信號(hào)，并提供該數(shù)字預(yù)失真器與功率放大器對(duì)該輸入信號(hào)的影響的模型；誤差生成器電路，被耦合來接收該正向增益映射電路的輸出和來自該反饋電路路徑的數(shù)字采樣信號(hào)，和從該信號(hào)之間的差值提供一個(gè)數(shù)字誤差信號(hào)；以及自適應(yīng)系數(shù)估值器電路，被耦合來接收該數(shù)字輸入信號(hào)和數(shù)字誤差信號(hào)，且把更新的預(yù)失真系數(shù)提供到所述數(shù)字預(yù)失真器中的自適應(yīng)濾波器。
18.在權(quán)利要求17中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述固定系數(shù)濾波器包括一個(gè)帶通濾波器。
19.在權(quán)利要求17中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述固定系數(shù)濾波器包括一個(gè)漢寧濾波器。
20.在權(quán)利要求18中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述系數(shù)估值器電路包括記憶基本波形生成器電路，該記憶基本波形生成器電路包括信號(hào)功率檢測(cè)器，提供相應(yīng)于輸入信號(hào)幅度的功率的功率信號(hào)；和分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器，包括與第二濾波器串聯(lián)的帶通濾波器，對(duì)該功率信號(hào)操作和提供多個(gè)基本波形。
21.在權(quán)利要求20中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述系數(shù)估值器電路還包括多個(gè)帶通濾波器，接收相應(yīng)的基本波形和對(duì)該基本波形操作。
22.在權(quán)利要求21中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述系數(shù)估值器電路還包括誤差系數(shù)估值器，被耦合到所述多個(gè)濾波器的輸出端，用于計(jì)算自適應(yīng)濾波器系數(shù)中的誤差。
23.在權(quán)利要求22中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述系數(shù)估值器電路還包括系數(shù)更新電路，用于從所述自適應(yīng)濾波器系數(shù)中的所述誤差確定所述更新的濾波器系數(shù)。
24.在權(quán)利要求20中闡述的自適應(yīng)線性化傳輸系統(tǒng)，其中所述正向增益映射電路和所述系數(shù)估值器電路在編程的數(shù)字信號(hào)處理器中被實(shí)施。
25.一種用于數(shù)字地預(yù)失真數(shù)字輸入信號(hào)以補(bǔ)償在包括RF功率放大器的傳輸系統(tǒng)中的記憶效應(yīng)失真的方法，包括接收數(shù)字輸入信號(hào)；得出相應(yīng)于該輸入信號(hào)幅度的功率的數(shù)字功率信號(hào)；利用第一組濾波器系數(shù)對(duì)所述數(shù)字功率信號(hào)執(zhí)行第一濾波操作以提供第一濾波的信號(hào)；利用第二組濾波器系數(shù)對(duì)所述第一濾波的信號(hào)執(zhí)行第二濾波操作以提供第二濾波的信號(hào)；其中所述第一和第二組濾波器系數(shù)之一是自適應(yīng)的且另一組濾波器系數(shù)是固定的；以及從所述第二濾波的信號(hào)提供預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)。
26.在權(quán)利要求25中闡述的用于數(shù)字預(yù)失真數(shù)字輸入信號(hào)的方法，其中執(zhí)行第一濾波操作包括利用固定的漢寧核來對(duì)所述數(shù)字功率信號(hào)執(zhí)行第一濾波操作。
27.在權(quán)利要求25中闡述的用于數(shù)字預(yù)失真數(shù)字輸入信號(hào)的方法，其中所述第一濾波的信號(hào)包括分開的正弦、余弦和DC分量。
28.在權(quán)利要求25中闡述的用于數(shù)字預(yù)失真數(shù)字輸入信號(hào)的方法，其中從所述第二濾波的信號(hào)提供預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)包括把所述第二濾波的信號(hào)乘以所述輸入信號(hào)，以提供三階信號(hào)作為所述預(yù)失真補(bǔ)償信號(hào)。
29.在權(quán)利要求25中闡述的用于數(shù)字預(yù)失真數(shù)字輸入信號(hào)的方法，還包括采樣所述傳輸系統(tǒng)的輸出，對(duì)在所述輸入信號(hào)上操作的傳輸系統(tǒng)增益建模，從該采樣的輸出和建模的輸出確定誤差，以及使用所述誤差來更新所述自適應(yīng)濾波器系數(shù)。
30.在權(quán)利要求29中闡述的用于數(shù)字預(yù)失真數(shù)字輸入信號(hào)的方法，其中對(duì)在所述輸入信號(hào)上操作的傳輸系統(tǒng)增益建模包括對(duì)濾波操作和來自該傳輸系統(tǒng)的放大器的失真的影響建模。
全文摘要
公開了一種用于數(shù)字預(yù)失真具有數(shù)字輸入端的發(fā)射機(jī)(104)、上變頻器(108)、和RF放大器(110)的系統(tǒng)和方法。數(shù)字預(yù)失真器(100)優(yōu)選地利用用于數(shù)字輸入信號(hào)的三條路徑線性路徑(114)、無記憶數(shù)字預(yù)失真路徑(116)和基于記憶的數(shù)字預(yù)失真路徑(118)。無記憶路徑(116)優(yōu)選地是索引到輸入幅度或輸入功率的、增益誤差校正的查找表(LUT)。線性路徑被分開，以保留系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和避免與無記憶LUT校正有關(guān)的量化。基于記憶的數(shù)字預(yù)失真路徑(118)利用分級(jí)結(jié)構(gòu)濾波器濾波功率包絡(luò)，或輸入信號(hào)幅度的更高的偶數(shù)階模式，以產(chǎn)生增益校正。輸入信號(hào)被由無記憶和基于記憶路徑產(chǎn)生的增益誤差校正調(diào)制。
文檔編號(hào)H04K1/02GK1969459SQ200580006624
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者R·N·布賴思懷特 申請(qǐng)人:電力波技術(shù)公司