數(shù)字預矯正電路和實現(xiàn)方法技術(shù)

配置一種包括調(diào)制器的預矯正器，用在ＲＦ功率放大器上或者用于放大器系統(tǒng)，該放大器系統(tǒng)結(jié)合了用于放大器和調(diào)制器響應(yīng)中幅度和相位非線性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)校正因子。根據(jù)傳送到該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的定標因子，還可以在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)計算用于ＲＦ功率放大器響應(yīng)中記憶效應(yīng)的校正因子。這種計算可能基于一個定標的多項式。還可以包括為校正因子應(yīng)用差分方程的電路。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)大致上涉及射頻(RF)功率放大器，并特別地涉及一種應(yīng)用信號預矯正以線性化這些放大器，以及減少相鄰信道功率(ACP)的裝置和方法。
技術(shù)介紹
理想的，或理論上的射頻(RF)功率放大器線性地工作，其準確無誤地在它們的輸出端無失真地再現(xiàn)放大的RF信號。但是在實際中，不幸的是，物理RF功率放大器實際上為非線性的，并且給信號增加了一定量不想要的失真，例如，互調(diào)制失真(IMD)。然后，一部分的這種IMD被視為相鄰信道功率(ACP)，并且可能引起相鄰信道干擾。而且，物理功率放大器傳送增益和/或功率的能力有限。RF功率放大器通常以這種方式工作和構(gòu)成，以便以最低可能的成本提供足夠的輸出功率。一般而言，放大器的成本隨著它的最大輸出功率的增加而增加。所以，為了使給定的RF功率放大器的成本效率最大化，該放大器接近于飽和點工作以提供盡可能多的輸出功率。接近飽和點工作的放大器提供額外的輸出功率，但是通常以ACP的增加為代價，因而增加了相鄰信道干擾的可能性。特別地，接近飽和點工作的放大器增加了在放大器正常工作頻率范圍內(nèi)不想要的IMD產(chǎn)物的功率。這些IMD產(chǎn)物在放大器的正常工作頻率范圍內(nèi)可能妨礙RF信號的正確發(fā)送和接收。為了解決該問題，已經(jīng)研發(fā)了大量的技術(shù)以減少位于放大器的工作頻率范圍內(nèi)和位于該范圍之外的來自放大信號的IMD產(chǎn)物。這些技術(shù)包括預矯正，前饋，以及使用非線性組件(LINC)的線性放大。以下將進一步描述預矯正技術(shù)。近來對無線通信器件需求的增加已經(jīng)導致引入新的頻帶以增加容量，諸如，例如歐洲電信標準化委員會開發(fā)的用于傳送3G(第三代)業(yè)務(wù)的通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)。現(xiàn)代的傳輸協(xié)議，諸如UMTS，要求高線性化以防止一個頻帶內(nèi)的RF能量泄漏到其它鄰近信道和/或頻帶內(nèi)以及與鄰近信道和/或頻產(chǎn)生干擾。某些現(xiàn)代傳輸協(xié)議還具有高的峰值/平均功率比率(PAR)載波信號，這使得難以設(shè)計有效的線性放大器用于這些應(yīng)用。另一個要解決的問題是，由于頻帶非常接近，可能混合相鄰的信道干擾。所以RF功率放大器必須以高的驅(qū)動電平工作，以實現(xiàn)寬帶應(yīng)用所要求的高線性化。由于能量從一個頻帶泄漏到另一個頻帶而產(chǎn)生的能量泄漏，將不合需要地降低鄰近頻帶的信噪比(SNR)或位誤碼率(BER)。實際上，對于一選擇的中心頻率而言，沒有必要完全消除所有的ACP和/或相鄰信道干擾。ACP的一定的容忍水平是可接受的。當這里關(guān)于ACP使用術(shù)語“消除”或“減少”時，應(yīng)該理解為將ACP抑制到低于一定容忍水平，即使通常不能完全地消除它。為了解決上述問題，已經(jīng)研發(fā)出了預矯正電路，或，更簡單而言，即預矯正器，以允許RF功率放大器在接近飽和點工作并且還具有改善的線性化，籍此減少了ACP以及相鄰信道可能的干擾。一般而言，預矯正器將輸入信號與放大器響應(yīng)中失真乘法逆元相乘。這產(chǎn)生了一種預矯正信號，并且之后應(yīng)用于該放大器。當放大器放大該預矯正信號時，通過對預矯正信號的預矯正消除了由于放大器響應(yīng)中的非線性而引起的失真。這使得放大器線性得到了改善，特別是當放大器接近于飽和工作時。盡管這種預矯正器解決了線性的問題，但是他們還增加了放大的成本，雖然其典型地小于采用在減少的輸出電平下工作的更高功率的放大器。通常，這種預矯正器可能基于模擬或者數(shù)字的，這取決于所使用的處理類型。而且，預矯正器將把RF輸入信號修改為瞬時輸入信號功率(例如，幅度和相位)以及輸入信號功率的變化率(例如，諸如自熱的記憶效應(yīng)，奇數(shù)階失真產(chǎn)物，電源補償，等等)的函數(shù)。基于數(shù)字化的預矯正器通常使用存儲器中所存儲的查詢表(LUT)來給輸入信號提供預矯正或校正因子。由于一些基于數(shù)字化的預矯正器，根據(jù)瞬時輸入信號包絡(luò)(輸入信號功率)和輸入信號包絡(luò)的變化率而進行補償，因此通常使用第一對LUT用于幅度和相位校正(例如，其中之一用于同相(I)信號以及另一個用于正交相位(Q)信號)，而使用第二對LUT用于補償I和Q中的記憶效應(yīng)。而且，由于需要將輸入信號調(diào)制到載波上，這種預矯正器通常包括調(diào)制器，以及包含了分別用于I和Q信號的幅度和相位校正因子的第三對LUT。使用這些大量的LUT顯著增加了存儲需求，并且因此，也增加了預矯正器和與此相關(guān)的放大器的成本。而且，多個LUT的使用也產(chǎn)生了大量的其它問題。當使用許多LUT時，必須做出一些規(guī)定以組合來自表中的這些校正因子，。通過對校正記憶效應(yīng)的LUT應(yīng)用差分方程，加重了組合校正因子的問題。差分方程的直接解釋為，將后續(xù)采樣與前采樣之間的差添加到電流采樣或者校正因子中。典型地使用延遲電路，或時鐘給采樣施加期望的定序。存在的一個實際的問題在于，難以執(zhí)行三個操作數(shù)函數(shù)以滿足工業(yè)對許多預矯正器施加的需求。另外，使用延遲電路還增加了預矯正器的成本。許多基于數(shù)字的預矯正器在實現(xiàn)上所面臨的另一個問題是，處理校正因子在LUT中的存儲。在利用用于特定放大器的LUT校準基于數(shù)字的預矯正器時，發(fā)送或載入系數(shù)到存儲器的LUT中。通常，期望從LUT中讀回這些系數(shù)以驗證是否正確地載入或存儲了這些系數(shù)。這種載入或讀回校正因子的操作需要大量的處理時間，并且如果在放大器使用中執(zhí)行上述操作，可能引起放大器輸出過程中的短暫中斷，或誤操作。然而另一個與LUT相關(guān)聯(lián)的問題是，處理LUT的數(shù)量和/或尺寸大小。由于存儲器中存儲的LUT可能變得的相當大，并且存儲器增加了預矯正器的成本，因此使用許多巨大的LUT來校正瞬時幅度和相位以及記憶效應(yīng)，以及調(diào)制器，將會導致成本更加昂貴的預矯正器。現(xiàn)有的預矯正器在這種環(huán)境下工作，即根據(jù)單個已知的調(diào)制格式來調(diào)制信號。例如，可能根據(jù)任何數(shù)量之一的調(diào)制格式調(diào)制該RF信號，這些調(diào)制格式都是現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的，包括TDMA，GSM，CDMA，WCDMA，QAM以及OFDM等等。例如，WCDMA信號的帶寬為3.84MHz(寬帶)，CDMA信號的帶寬為1.25MHz。相反，GSM信號的帶寬為200KHz，TDMA信號的帶寬只有30KHz(窄帶)。如果信號位于PCS的頻帶(1920到1980MHz)內(nèi)，將使用60MHz的帶寬。因此，信號的帶寬，根據(jù)調(diào)制格式和所使用的頻帶，在30KHz到3.84MHz的范圍內(nèi)變化。因此，由于在較大或較小的帶寬上可能需要校正，LUT的數(shù)量也可能相應(yīng)地變化。而且，對于ACP的要求還可能基于所使用的調(diào)制格式而變化。所以，需要一種減少IMD的技術(shù)，用于在降低成本的同時校正瞬時幅度和相位，記憶效應(yīng)，以及具有減小的存儲要求和更快速的處理而不會表現(xiàn)出誤操作的調(diào)制器。附圖簡要描述附圖包括在本說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分，示例了本專利技術(shù)的實施例并結(jié)合下文所給出的詳細描述，用于解釋本專利技術(shù)的原理。附圖說明圖1為根據(jù)本專利技術(shù)原理的放大器系統(tǒng)實施例的示意圖，該系統(tǒng)包括預矯正器，其配置用于射頻(RF)功率放大器；圖2為圖1中所示預矯正器的更詳細的示意圖；圖3為在圖1和圖2的預矯正器中應(yīng)用差分方程的電路示意圖；圖4為用于傳送校正和/或定標因子到圖1和圖2所示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的電路示意圖；圖5計算校正因子的電路示意圖，該校正因子可能用于根據(jù)圖4所示電路傳送的定標因子，補償圖1所示的RF功率放大器的記憶效應(yīng)，并位于一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；以及圖6示出了包含在圖5的電路中計算校正因子所用的定標因子的消息。具體實施例方式參考圖1到6，其中相同的數(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種配置用在ＲＦ功率放大器上的預矯正器，該預矯正器包括：向量調(diào)制器，配置來用于接收ＲＦ輸入信號，并使用校正因子對該ＲＦ輸入信號施加校正；耦合至所述向量調(diào)制器并存儲所述校正因子的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的校正因子，用于補償ＲＦ功率放大器和所述向量調(diào)制器響應(yīng)中的幅度和相位的非線性。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅伯特埃弗里斯特約翰遜，斯瑞德哈爾阿魯納恰拉姆，
申請(專利權(quán))人：安德魯公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]