專利名稱：用于線性包絡(luò)消除與恢復(fù)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)、方法、以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包絡(luò)消除與恢復(fù)(EER)發(fā)射機(jī)，更具體地，涉及用于射頻(RF)功率放大器的性能增強(qiáng)的系統(tǒng)、方法、以及裝置。
背景技術(shù)：
在代價(jià)敏感移動(dòng)發(fā)射機(jī)中，必須小心地管理性能折中，從而以所需的增益和線性實(shí)現(xiàn)高效率和高輸出功率。通過(guò)本征非線性功率放大器(PA)自身，實(shí)現(xiàn)更好線性操作的唯一方法就是將信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍限制為PA總能力的一小部分。不幸地，由于需要尺寸非常大且消耗很多功率的放大器的結(jié)構(gòu)，所以這種限制動(dòng)態(tài)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)更加線性的操作的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
隨著增加數(shù)據(jù)傳輸速率和通信能力的需求，已經(jīng)在現(xiàn)有GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))規(guī)范和基礎(chǔ)設(shè)施中引入增強(qiáng)數(shù)據(jù)率GSM演進(jìn)(EDGE)。GSM基于高斯最小頻移鍵控(GMSK)的恒包絡(luò)調(diào)制方案，而EDGE基于主要改善頻譜效率的3π/8頻移的8相位頻移鍵控(8-PSK)的包絡(luò)變化調(diào)制方案。由于這種包絡(luò)變化調(diào)制方案，EDGE發(fā)射機(jī)對(duì)PA非線性非常敏感，這可能顯著并負(fù)向影響EDGE聽(tīng)筒的性能。此外，寬帶碼分多址(WCDMA)是具有比EDGE的數(shù)據(jù)率(384kbps)高很多的數(shù)據(jù)率(～2Mbps)的另一種通信技術(shù)。主要的全球無(wú)線寬帶標(biāo)準(zhǔn)將如視頻會(huì)議、成像和視頻、3D游戲和高端立體聲的3G多媒體應(yīng)用提供給移動(dòng)用戶。在單代價(jià)敏感系統(tǒng)架構(gòu)上的GSM/EDGE和WCDMA的組合為移動(dòng)用戶提供了更加嚴(yán)密的體驗(yàn)，因?yàn)樗鼈冊(cè)趦煞N技術(shù)都能應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)漫游同時(shí)利用可用的最高網(wǎng)絡(luò)連接速率。還通過(guò)在單系統(tǒng)上組合主要的移動(dòng)無(wú)線和多媒體技術(shù)還可以使移動(dòng)裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜性最小化。然而，對(duì)于EDGE，WCDMA基于混合移項(xiàng)鍵控(HPSK)的包絡(luò)變化調(diào)制方案。結(jié)果，WEGDE(WCDMA和EDGE)發(fā)射機(jī)需要有效、精確的振幅和相位控制，通過(guò)附加塊補(bǔ)償由PA非線性特性和非恒包絡(luò)變化所引起的失真。
為了提供有效地放大信號(hào)傳輸，已經(jīng)提出了具有數(shù)字預(yù)失真方案的開(kāi)環(huán)或具有模擬反饋方案的閉環(huán)形式的許多EER發(fā)射機(jī)架構(gòu)。
首先，在傳統(tǒng)的具有數(shù)字預(yù)失真方案的開(kāi)環(huán)中，PA的特征在于包括功率、溫度、和頻率的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。然后將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在查找表(LUT)中。通過(guò)數(shù)字邏輯選擇來(lái)自LUT的用于操作條件的校正系數(shù)，并將其應(yīng)用于預(yù)失真(predistortion)。基于DSP的線性化可以提供精確、穩(wěn)定的操作，以及易于通過(guò)軟件編程的能力進(jìn)行調(diào)制。然而，該技術(shù)需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行耗時(shí)校準(zhǔn)以補(bǔ)償部件之間的變化，并且不能容易地校正系統(tǒng)中的任何老化效應(yīng)。當(dāng)包括檢查PA輸出變化的反饋通路時(shí)，電路變得昂貴并且消耗大量的DC功率。
其次，閉環(huán)包絡(luò)反饋控制通常用于模擬線性化。在這種反饋控制結(jié)構(gòu)中，必須在發(fā)射機(jī)中包括精確的接收機(jī)，以及控制環(huán)帶寬應(yīng)該大大超過(guò)信號(hào)帶寬。此外，負(fù)反饋中的固有增益減小的特性可能引起對(duì)不具有足夠發(fā)射增益的放大器的嚴(yán)格限制。此外，傳統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)不僅反饋失真也反饋信號(hào)功率，從而減小了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。類似地，用在這些傳統(tǒng)極性調(diào)制系統(tǒng)的功率放大器為了效率而以高度非線性開(kāi)關(guān)模式運(yùn)行，使得去除高階失真分量變得更加重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例可提供使用正交遞歸預(yù)失真技術(shù)的模擬線性EER發(fā)射機(jī)架構(gòu)。該發(fā)射機(jī)架構(gòu)可以以低功率模式運(yùn)行，并且通過(guò)反饋回低頻偶次失真分量(即，線性增益的偏移)實(shí)現(xiàn)了更大的帶寬。此外，失真分量可不被添加到輸入信號(hào)中作為反饋，而是可用于以乘法方式對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真。具體地，當(dāng)?shù)皖l偶次失真分量與基波信號(hào)相乘時(shí)可生成奇次帶內(nèi)失真項(xiàng)。因此，這種架構(gòu)可固有地比傳統(tǒng)加法極性(additive polar)環(huán)路系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了用于提供線性包絡(luò)消除與恢復(fù)發(fā)射機(jī)的方法。該方法可包括生成輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)，其中，輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)是輸入信號(hào)的正交分量，并且輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)生成在相應(yīng)的第一和第二信號(hào)通道上。該方法還包括使用振幅誤差信號(hào)沿第一信號(hào)通道處理輸入振幅信號(hào)以生成預(yù)失真振幅信號(hào)，使用相位誤差信號(hào)沿第二信號(hào)通道處理輸入相位信號(hào)以生成預(yù)失真相位信號(hào)；以及沿第一信號(hào)通道提供預(yù)失真振幅信號(hào)和沿第二信號(hào)通道提供預(yù)失真相位信號(hào)給功率放大器，以生成輸出信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括將第一對(duì)數(shù)放大器應(yīng)用于功率放大器的輸出信號(hào)以獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)(log-detected)輸出信號(hào)，以及將第二對(duì)數(shù)放大器應(yīng)用于預(yù)失真振幅信號(hào)以獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)。該方法還包括將第一限幅器應(yīng)用于功率放大器的輸出信號(hào)以獲得限幅輸出信號(hào)，以及將第二限幅器應(yīng)用于預(yù)失真相位信號(hào)以獲得限幅預(yù)失真相位信號(hào)，其中，通過(guò)至少對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)與對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)的比較生成振幅誤差信號(hào)，以及通過(guò)至少限幅輸出信號(hào)與限幅預(yù)失真相位信號(hào)的比較生成相位誤差信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了用于提供線性包絡(luò)消除與恢復(fù)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)，其中，輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)是輸入信號(hào)的正交分量，并且輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)設(shè)置在相應(yīng)的第一和第二信號(hào)通道上。該系統(tǒng)還可包括第一預(yù)失真模塊，使用反相(inverse)振幅誤差信號(hào)沿第一信號(hào)通道處理輸入振幅信號(hào)以生成預(yù)失真振幅信號(hào)；第二預(yù)失真模塊，使用反相相位誤差信號(hào)沿第二信號(hào)通道處理輸入相位信號(hào)以生成預(yù)失真相位信號(hào)；以及功率放大器，沿第一信號(hào)通道接收預(yù)失真振幅信號(hào)以及沿第二信號(hào)通道接收預(yù)失真相位信號(hào)，并基于預(yù)失真振幅信號(hào)和預(yù)失真相位信號(hào)生成輸出信號(hào)。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括至少一個(gè)對(duì)數(shù)放大器，從功率放大器的輸出信號(hào)中獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)以及從預(yù)失真振幅信號(hào)中獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)；以及至少一個(gè)限幅器，從功率放大器的輸出信號(hào)中獲得限幅輸出信號(hào)以及從預(yù)失真相位信號(hào)中獲得限幅預(yù)失真相位信號(hào)，其中，通過(guò)至少對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)與對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)的比較生成振幅誤差信號(hào)，以及通過(guò)至少限幅輸出信號(hào)與限幅預(yù)失真相位信號(hào)的比較生成相位誤差信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了用于提供線性極化發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)，其中，輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)是輸入信號(hào)的正交分量，并且輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)設(shè)置在相應(yīng)的第一和第二信號(hào)通道上。該系統(tǒng)還可包括第一裝置，用于使用反相振幅誤差信號(hào)沿第一信號(hào)通道處理輸入振幅信號(hào)以生成預(yù)失真振幅信號(hào)；第二裝置，用于使用反相相位誤差信號(hào)沿第二信號(hào)通道處理輸入相位信號(hào)以生成預(yù)失真相位信號(hào)；以及功率放大器，沿第一信號(hào)通道接收預(yù)失真振幅信號(hào)以及沿第二信號(hào)通道接收預(yù)失真相位信號(hào)，并基于預(yù)失真振幅信號(hào)和預(yù)失真相位信號(hào)生成輸出信號(hào)。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括第三裝置，用于從輸出信號(hào)和預(yù)失真振幅信號(hào)中生成反相振幅誤差信號(hào)；以及第四裝置，用于從輸出信號(hào)和預(yù)失真相位信號(hào)中生成反相相位誤差信號(hào)。


現(xiàn)在，將參照附圖用一般術(shù)語(yǔ)描述本發(fā)明，其中，附圖不需要按比例繪制，在附圖中圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性EER發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振幅調(diào)制誤差校正環(huán)路；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的相位調(diào)制誤差校正環(huán)路；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振幅調(diào)制方案；圖5A和圖5B分別示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的不具有預(yù)失真和具有預(yù)失真的仿真功率放大器(PA)特性；圖6A和圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的不具有預(yù)失真(EVMrms14.0％)和具有預(yù)失真(EVMrms0.07％)的WCDMA信號(hào)的仿真星座結(jié)果；以及圖7A和圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的WCDMA信號(hào)的仿真頻譜結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出一些但不是所有的實(shí)施例。當(dāng)然，這些發(fā)明可以許多不同的形式實(shí)施，并不限于本文所描述的實(shí)施例，相反，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)滿足可應(yīng)用的法律要求。通篇中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
本發(fā)明的實(shí)施例可提供線性EER發(fā)射機(jī)，其基于使用用于振幅和相位的兩個(gè)正交通道的極性調(diào)制技術(shù)和模擬正交遞歸預(yù)失真線性化技術(shù)。極性調(diào)制技術(shù)可通過(guò)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)偏壓電平增強(qiáng)電池壽命。此外，模擬正交遞歸預(yù)失真可在RF PA中提供振幅和相位誤差的充分瞬時(shí)校正，從而增強(qiáng)PA的線性輸出功率能力和效率。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可利用偶次失真分量，來(lái)以乘法方式對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，其允許校正發(fā)生在包括包絡(luò)記憶效應(yīng)的校正環(huán)路帶寬內(nèi)的任何失真。
圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性EER發(fā)射機(jī)系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化功能框圖。如圖1A所示，EER發(fā)射機(jī)系統(tǒng)100可包括振幅預(yù)失真模塊118、相位預(yù)失真模塊120、放大器功率控制(APC)模塊110、APC模塊110輸入處的基于二極管的包絡(luò)檢測(cè)器111、功率放大器模塊112、振幅調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114、以及相位調(diào)制誤差檢測(cè)模塊116。在EER發(fā)射機(jī)系統(tǒng)100的運(yùn)行期間，可通過(guò)兩個(gè)正交基帶輸入信號(hào)(一個(gè)表示輸入信號(hào)的振幅，一個(gè)表示輸入信號(hào)的相位)調(diào)制復(fù)RF信號(hào)?？蓪⒃搹?fù)RF信號(hào)提供給振幅預(yù)失真模塊118用于振幅線性化以及提供給相位預(yù)失真模塊120用于相位線性化。應(yīng)該理解，雖然兩個(gè)正交輸入信號(hào)分別與振幅和相位相關(guān)，但本發(fā)明的其它實(shí)施例可利用用于Cartesian系統(tǒng)的I和Q分量。此外，在不背離本發(fā)明實(shí)施例的情況下，可以利用其它正交輸入信號(hào)。
現(xiàn)在，將參照?qǐng)D1B討論振幅預(yù)失真模塊118和相位預(yù)失真模塊120，圖1B提供了圖1A的EER發(fā)射機(jī)系統(tǒng)100的更為詳細(xì)的功能框圖。如圖所示，振幅預(yù)失真模塊118可以是可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)，以及相位預(yù)失真模塊120可以是諸如壓控可變相位(VVP)偏移器的相位加法器。功率放大器模塊112可包括具有轉(zhuǎn)移函數(shù)G{}的功率放大器124。此外，功率放大器模塊112還可包括一個(gè)或多個(gè)輸入匹配(IM)電路122和輸出匹配(OM)電路126。IM電路122可提供在功率放大器124輸入處匹配的阻抗，而OM電路126可提供在功率放大器124輸出處匹配的阻抗。
仍然參照?qǐng)D1B，振幅調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114可包括如差分誤差放大器的減法裝置132、具有1/a1衰減的衰減器128、分別生成振幅預(yù)失真模塊118的輸出raz(t)的對(duì)數(shù)檢測(cè)值z(mì)A(t)以及PA模塊112的對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出yA(t)的對(duì)數(shù)放大器140、130。相位調(diào)制誤差檢測(cè)模塊116可包括乘法器136以及分別生成相位預(yù)失真模塊120的限幅輸出rzP(t)和PA模塊112的限幅輸出ryP(t)的限幅器138、134。
如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，振幅預(yù)失真模塊118和相位預(yù)失真模塊120可用于分別對(duì)輸入RF信號(hào)rx(t)的振幅信號(hào)和相位信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真。具體地，可通過(guò)來(lái)自振幅調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114的反相振幅誤差信號(hào)eA(t)對(duì)RF信號(hào)rx(t)的振幅正交部分xA(t)進(jìn)行預(yù)失真，以生成振幅預(yù)失真RF信號(hào)raz(t)。為了生成反相振幅誤差信號(hào)eA(t)，振幅調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114通常執(zhí)行預(yù)失真模塊118的輸出raz(t)的對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出zA(t)與PA模塊112的輸出ry(t)的對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出yA(t)的比較。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可通過(guò)將對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出zA(t)減去對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出yA(t)來(lái)確定反相振幅誤差信號(hào)eA(t)。該過(guò)程可被遞歸執(zhí)行以使預(yù)失真線性化最佳。
類似地，可通過(guò)來(lái)自相位調(diào)制誤差檢測(cè)模塊116的反相相位誤差信號(hào)eP(t)對(duì)RF信號(hào)rx(t)的相位正交部分xP(t)進(jìn)行預(yù)失真，以生成相位預(yù)失真RF信號(hào)rpz(t)。為了生成反相相位誤差信號(hào)eP(t)，相位調(diào)制誤差檢測(cè)模塊116通常執(zhí)行預(yù)失真模塊120的輸出rpz(t)的限幅輸出rzP(t)與功率放大器模塊112的輸出ry(t)的限幅輸出ryP(t)的比較。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可通過(guò)限幅輸出rzP(t)與限幅輸出ryP(t)的相乘來(lái)確定反相相位誤差信號(hào)eP(t)。
在圖1B中，EER發(fā)射機(jī)系統(tǒng)100可提供線性化方案，以查找PA輸出ry(t)的任何變化以及幾乎瞬時(shí)地對(duì)輸入信號(hào)rx(t)進(jìn)行預(yù)失真。更具體地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)失真機(jī)構(gòu)可利用關(guān)于PA 124的預(yù)失真信號(hào)作為遞歸預(yù)失真的基準(zhǔn)，使得調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114、116的輸出eA(t)和eP(t)可僅僅是PA 124轉(zhuǎn)移函數(shù)G{}的倒數(shù)。因此，可通過(guò)模擬分量執(zhí)行預(yù)失真函數(shù)的計(jì)算。
假設(shè)兩個(gè)通道完全同步，可如下定義PA 124的復(fù)基帶輸入信號(hào)z(t)z(t)＝zA(t)∠zP(t)＝{xA(t)·eA(t)}∠{xP(t)+eP(t)}(1)＝x(t)·e(t)其中，xA(t)和xP(t)分別是正交基帶振幅和相位輸入信號(hào)。類似地，eA(t)和eP(t)分別是振幅調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114和相位調(diào)制誤差檢測(cè)模塊116的輸出。當(dāng)為了簡(jiǎn)單使用復(fù)形式分析時(shí)，如下描述PA 124的基帶輸出y(t)e(t)＝a1·G-1{|zA′(t)|}， (2)y(t)＝z(t)·G{|zA′(t)|}(3)＝[x(t)·e(t)]·G{|zA′(t)|}，
其中，G{}是PA 124轉(zhuǎn)移函數(shù)，e(t)為復(fù)調(diào)制誤差信號(hào)，x(t)是復(fù)系統(tǒng)輸入信號(hào)，z(t)是預(yù)失真PA輸入信號(hào)，y(t)是復(fù)PA輸出信號(hào)，zA′(t)是用于驅(qū)動(dòng)功率控制器110的二極管測(cè)量振幅信號(hào)。作為從上述等式(1)至(3)獲得的結(jié)果，可通過(guò)這種架構(gòu)簡(jiǎn)單地生成線性放大信號(hào)a1.x(t)。
振幅誤差校正。將參照?qǐng)D2詳細(xì)描述包括振幅調(diào)制誤差檢測(cè)模塊114的振幅誤差校正環(huán)路?？赏ㄟ^(guò)對(duì)數(shù)放大器140從振幅預(yù)失真模塊118(例如，可變?cè)鲆娣糯笃?VGA))的RF信號(hào)輸出raz(t)中提取振幅預(yù)失真信號(hào)zA(t)。此外，通過(guò)對(duì)數(shù)放大器130提取通過(guò)衰減器128的RF PA 112輸出ry(t)的振幅信號(hào)yA(t)。然后，使用諸如差分誤差放大器的減法裝置132將振幅預(yù)失真信號(hào)zA(t)與振幅信號(hào)yA(t)進(jìn)行比較，以獲得振幅誤差信號(hào)eA(t)。然后，通過(guò)振幅預(yù)失真模塊118(例如，VGA)將振幅誤差信號(hào)eA(t)對(duì)數(shù)地與RF輸入rx(t)的正交振幅xA(t)相加，以生成振幅預(yù)失真RF信號(hào)raz(t)。即，在振幅預(yù)失真模塊118處，可將振幅誤差信號(hào)eA(t)線性地與輸入RF信號(hào)rx(t)的振幅xA(t)相乘。
相位誤差校正。圖3示出了包括相位調(diào)制誤差檢測(cè)模塊116的相位誤差校正環(huán)路。如圖3所示，可從分別通過(guò)限幅器138、134的相位預(yù)失真模塊120(例如，移相器)的限幅輸出rzP(t)與PA輸出ry(t)的限幅輸出ryP(t)的比較獲得相位誤差信號(hào)eP(t)。然后，可將相位誤差信號(hào)eP(t)與RF輸入rx(t)的正交相位xP(t)相加，以生成相位預(yù)失真RF信號(hào)rpz(t)。
振幅調(diào)制。在諸如GSM/EDGE的TDMA通信系統(tǒng)中，PA的功率控制需要滿足所需的時(shí)間范圍(mask)，同時(shí)保持電源的效率?？赏ㄟ^(guò)使用線性調(diào)節(jié)器、開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器、或組合結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。不同于GSM系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的EDGE或WCDMA系統(tǒng)需要RF包絡(luò)信號(hào)的跟蹤以及功率控制。跟蹤包絡(luò)信號(hào)需要更寬的操作帶寬。圖4示出了可用于功率效率和寬帶操作的組合PA控制器110方案。如圖4所示，DC-DC轉(zhuǎn)換器404可提供DC和低頻負(fù)載電流，而AB類線性放大器402可提供高頻負(fù)載電流，保持跟蹤環(huán)路閉合?？赏ㄟ^(guò)AB類放大器402的輸出電流控制DC-DC轉(zhuǎn)換器404。DC-DC轉(zhuǎn)換器404的滯后(hysteric)電流控制器可試圖使AB類放大器402的輸出電流最小，以使總效率最大。架構(gòu)的輸出電容428可以很低以維持AB類放大器402環(huán)路的高帶寬。此外，可主要通過(guò)結(jié)合反饋環(huán)路運(yùn)行的AB類線性放大器402吸收DC-DC轉(zhuǎn)換器404的紋波電流。因此，可期望該線性輔助架構(gòu)具有較高的包絡(luò)跟蹤帶寬，保持較好的線性化和效率。
仿真結(jié)果。圖5A和圖5B中所示的時(shí)域信號(hào)測(cè)試示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PA 124的改進(jìn)性能。具體地，圖5A顯示了沒(méi)有使用線性化電路所獲得的結(jié)果，而圖5B示出了使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例設(shè)置的預(yù)失真所實(shí)現(xiàn)的線性化電路的結(jié)果。如圖5B所示，具有接通的線性化電路的PA 124的輸出很好地跟蹤原始輸入信號(hào)，并且即使通過(guò)功率顯示離散PA 124特性的記憶效應(yīng)的情況下，振幅和相位中的非線性也被很好地線性化。
誤差矢量幅度(EVM)測(cè)量提供了表征由在寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的PA非線性行為引入的幅度和相位變化的手段。在圖6A和圖6B所示的比較結(jié)果中，EVM仿真結(jié)果顯示通過(guò)使用本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)失真獲得均方根(RMS)13.9％的改善。圖7A和圖7B示出了頻譜結(jié)果。如圖7A所示，在沒(méi)有預(yù)失真的情況下，產(chǎn)生了大量的互調(diào)失真。另一方面，如圖7B所示，具有預(yù)失真的仿真顯示失真幾乎被校正和去除。
對(duì)于具有在前面的描述和相關(guān)附圖中所呈現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的這些發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想到本文闡述的實(shí)施例的許多修改和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不用于限制所披露的特定實(shí)施例，所以，各種修改和其它實(shí)施例應(yīng)該在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。雖然本文使用了具體的術(shù)語(yǔ)，但是它們僅是一般和描述性的，而不是用于限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于提供線性包絡(luò)消除與恢復(fù)發(fā)射機(jī)的方法，包括生成輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)，其中，所述輸入振幅信號(hào)和所述輸入相位信號(hào)是輸入信號(hào)的正交分量，并且所述輸入振幅信號(hào)和所述輸入相位信號(hào)生成在相應(yīng)的第一信號(hào)通道和第二信號(hào)通道上；使用振幅誤差信號(hào)沿所述第一信號(hào)通道處理所述輸入振幅信號(hào)，以生成預(yù)失真振幅信號(hào)；使用相位誤差信號(hào)沿所述第二信號(hào)通道處理所述輸入相位信號(hào)，以生成預(yù)失真相位信號(hào)；沿所述第一信號(hào)通道提供所述預(yù)失真振幅信號(hào)以及沿所述第二信號(hào)通道提供所述預(yù)失真相位信號(hào)給功率放大器，以生成輸出信號(hào)；將第一對(duì)數(shù)放大器應(yīng)用于所述功率放大器的所述輸出信號(hào)以獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)，以及將第二對(duì)數(shù)放大器應(yīng)用于所述預(yù)失真振幅信號(hào)以獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)；以及將第一限幅器應(yīng)用于所述功率放大器的所述輸出信號(hào)以獲得限幅輸出信號(hào)，以及將第二限幅器應(yīng)用于所述預(yù)失真相位信號(hào)以獲得限幅預(yù)失真相位信號(hào)，其中，通過(guò)至少所述對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)與所述對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)的比較生成所述振幅誤差信號(hào)，以及其中，通過(guò)至少所述限幅輸出信號(hào)與所述限幅預(yù)失真相位信號(hào)的比較生成所述相位誤差信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，處理所述輸入振幅信號(hào)包括將所述輸入振幅信號(hào)與所述振幅誤差信號(hào)相乘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使用可變?cè)鲆娣糯笃鲗⑺鲚斎胝穹盘?hào)與所述振幅誤差信號(hào)相乘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用壓控可變相位(VVP)偏移器將所述輸入相位信號(hào)與所述相位誤差信號(hào)相加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)包括生成所述第一信號(hào)通道上的輸入振幅矢量以及所述第二信號(hào)通道上的輸入相位矢量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述振幅誤差信號(hào)包括所述功率放大器的近似反相增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)從所述對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)中減去所述對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)生成所述振幅誤差信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用差分誤差放大器從所述對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)中減去所述對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)將所述限幅輸出信號(hào)與所述限幅預(yù)失真相位信號(hào)相乘生成所述相位誤差信號(hào)。
10.一種用于線性包絡(luò)消除與恢復(fù)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)，包括輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)，其中，所述輸入振幅信號(hào)和所述輸入相位信號(hào)是輸入信號(hào)的正交分量，并且所述輸入振幅信號(hào)和所述輸入相位信號(hào)設(shè)置在相應(yīng)的第一信號(hào)通道和第二信號(hào)通道上；第一預(yù)失真模塊，使用反相振幅誤差信號(hào)沿所述第一信號(hào)通道處理所述輸入振幅信號(hào)，以生成預(yù)失真振幅信號(hào)；第二預(yù)失真模塊，使用反相相位誤差信號(hào)沿所述第二信號(hào)通道處理所述輸入相位信號(hào)，以生成預(yù)失真相位信號(hào)；功率放大器，沿所述第一信號(hào)通道接收所述預(yù)失真振幅信號(hào)以及沿所述第二信號(hào)通道接收所述預(yù)失真相位信號(hào)，并基于所述預(yù)失真振幅信號(hào)和所述預(yù)失真相位信號(hào)生成輸出信號(hào)；至少一個(gè)對(duì)數(shù)放大器，從所述功率放大器的所述輸出信號(hào)中獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)以及從所述預(yù)失真振幅信號(hào)中獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)；以及至少一個(gè)限幅器，從所述功率放大器的所述輸出信號(hào)中獲得限幅輸出信號(hào)以及從所述預(yù)失真相位信號(hào)中獲得限幅預(yù)失真相位信號(hào)，其中，通過(guò)至少所述對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)與所述對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)的比較生成所述振幅誤差信號(hào)，以及其中，通過(guò)至少所述限幅輸出信號(hào)與所述限幅預(yù)失真相位信號(hào)的比較生成所述相位誤差信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述第一預(yù)失真模塊通過(guò)將所述輸入振幅信號(hào)與所述振幅誤差信號(hào)相乘來(lái)處理所述輸入振幅信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述第一預(yù)失真模塊包括用于將所述輸入振幅信號(hào)與所述振幅誤差信號(hào)相乘的可變?cè)鲆娣糯笃鳌?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述第二預(yù)失真模塊包括用于將所述輸入相位信號(hào)與所述相位誤差信號(hào)相加的壓控可變相位(VVP)偏移器。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述輸入振幅信號(hào)包括所述第一信號(hào)通道上的輸入振幅矢量，以及其中，所述輸入相位信號(hào)包括所述第二信號(hào)通道上的輸入相位矢量。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述振幅誤差信號(hào)包括所述功率放大器的近似反相增益。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，通過(guò)從所述對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)中減去所述對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)生成所述振幅誤差信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括差分誤差放大器，用于從所述對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)中減去所述對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，通過(guò)將所述限幅輸出信號(hào)與所述限幅預(yù)失真相位信號(hào)相乘生成所述相位誤差信號(hào)。
19.一種用于提供線性極化發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)，包括輸入振幅信號(hào)和輸入相位信號(hào)，其中，所述輸入振幅信號(hào)和所述輸入相位信號(hào)是輸入信號(hào)的正交分量，并且所述輸入振幅信號(hào)和所述輸入相位信號(hào)設(shè)置在相應(yīng)的第一信號(hào)通道和第二信號(hào)通道上；第一裝置，用于使用反相振幅誤差信號(hào)沿所述第一信號(hào)通道處理所述輸入振幅信號(hào)，以生成預(yù)失真振幅信號(hào)；第二裝置，用于使用反相相位誤差信號(hào)沿所述第二信號(hào)通道處理所述輸入相位信號(hào)，以生成預(yù)失真相位信號(hào)；功率放大器，沿所述第一信號(hào)通道接收所述預(yù)失真振幅信號(hào)以及沿所述第二信號(hào)通道接收所述預(yù)失真相位信號(hào)，并基于所述預(yù)失真振幅信號(hào)和所述預(yù)失真相位信號(hào)生成輸出信號(hào)；第三裝置，用于從所述輸出信號(hào)和所述預(yù)失真振幅信號(hào)中生成所述反相振幅誤差信號(hào)；以及第四裝置，用于從所述輸出信號(hào)和所述預(yù)失真相位信號(hào)中生成所述反相相位誤差信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述第三裝置包括至少一個(gè)對(duì)數(shù)放大器，用于從所述功率放大器的所述輸出信號(hào)中獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)輸出信號(hào)以及從所述預(yù)失真振幅信號(hào)中獲得對(duì)數(shù)檢測(cè)預(yù)失真振幅信號(hào)，以及其中，所述第四裝置包括至少一個(gè)限幅器，用于從所述功率放大器的所述輸出信號(hào)中獲得限幅輸出信號(hào)以及從所述預(yù)失真相位信號(hào)中獲得限幅預(yù)失真相位信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于線性包絡(luò)消除與恢復(fù)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)、方法及裝置，其基于與正交遞歸預(yù)失真技術(shù)相結(jié)合的極性調(diào)制操作。極性調(diào)制技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)地調(diào)整偏壓電平增強(qiáng)了電池壽命。此外，模擬正交遞歸預(yù)失真有效校正了射頻(RF)功率放大器(PA)中的振幅和相位誤差，并且增強(qiáng)了PA輸出能力。另外，偶次失真分量用于以乘法方式對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，使得大大提高了有效校正帶寬。此外，使用瞬時(shí)反饋包絡(luò)失真信號(hào)的預(yù)失真方案允許校正可發(fā)生在包括包絡(luò)記憶效應(yīng)的校正環(huán)路帶寬內(nèi)的任何失真。
文檔編號(hào)H04L25/49GK101090380SQ20071011060
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月4日
發(fā)明者禹王命, 李彰浩, 張?jiān)诳? 金學(xué)善 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社