用于动态预失真中自适应波峰因子减小的设备和方法技术

本申请涉及用于动态预失真中自适应波峰因子减小的设备和方法。公开了在其输出处保持恒定峰值功率的非线性预失真引擎。引擎包括压缩估计器、波峰因子减小处理器、数字预失真器和功率放大器。压缩估计器被配置为基于输入信号和反馈信号生成压缩估计值。反馈信号基于RF输出信号。波峰因子减小处理器被配置为基于压缩估计值减小输入信号的波峰因子以生成波峰因子减小信号。数字预失真器被配置为在初始阶段之后向波峰因子减小信号应用预失真并基于预失真参数生成预失真信号。功率放大器被配置为放大预失真信号以生成RF输出信号。功率放大器的操作是基本线性的，并且基于恒定峰值功率操作。这消除了不想要的雪崩或预失真爆炸问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及通信领域，更具体地涉及用于动态预失真中自适应波峰因子减小的设备和方法。
技术介绍
通信系统通常使用集中于所限定信道的载波频率附近的传输信号。通过利用基于振幅、相位、频率和/或它们的组合的调制表示信息来承载信息。在载波频率附近的频率带上通过一个或多个信号发送信息。射频(RF)功率放大器通常被用于调制(诸如振幅调制)。RF功率放大器被要求在大范围的频率和功率等级上进行操作。理想地，期望频率范围和功率等级上的完美线性。然而，在实际系统中，完美的线性是不切实际的。结果，RF功率放大器通常由于它们的非线性而引入不想要的失真。这些失真劣化了通信并影响性能。然而，RF功率放大器通常包括非线性并在其输出信号中引入不想要的失真。这些失真劣化了通信，降低了效率并对性能产生负面影响。此外，会发生输入信号分量的互调，并引起不期望的干扰。互调产物还会延伸到允许带宽外并引起不期望的干扰，并且违反传输许可和调控光谱发射要求。降低RF功率放大器引入的失真的一种技术是向放大器输入信号应用预失真。预失真试图补偿放大器引入的失真，并提高由预失真器和RF功率放大器组成的级联的线性。用于预失真的典型算法用于调整它们的参数并使得期望的参考信号与观察信号之间的总误差最小化。然而，实际实现的线性化的量或程度会根据被预失真的参考信号的瞬时特性以及放大器的传输特性而发生显著的变化。
技术实现思路
本申请的目的在于克服上述现有技术中的问题。根据本申请实施例的一个方面，提供一种根据本申请实施例的另一方面，提供一种根据本申请的方案，提供一种针对RF功率放大器实施预失真的系统、方法、设备和实施例，该RF功率放大器使用与数字预失真器组合的波峰因子减小处理器的自适应调整。附图说明图1是示出缓和带内和带外失真的非线性预失真引擎的框图。图2是示出峰值估计器的框图。图3是示出峰值归一化器(normalizer)的框图。图4是示出压缩估计器的示图。图5是示出用于使用基于恒定平均功率缩放(scaling)的预失真方法的功率放大器的示例性功率曲线的示图。图6是示出用于使用基于恒定峰值功率的预失真方法的功率放大器的示例性功率曲线的示图。图7是示出操作具有恒定峰值功率的非线性预失真引擎的方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图描述本专利技术，其中相同的参考标号用于表示类似的元件，并且所示结构和设备不需要按比例绘制。提供了针对RF功率放大器实施预失真的系统、方法、设备和实施例，该RF功率放大器使用与数字预失真器组合的波峰因子减小处理器的自适应调整。这些可以用于包括非线性预失真引擎(NLPE)的各种应用，包括但不限于无线基站中的功率放大器、无线收发器中的线驱动器、用于光纤通信收发器的电-光转换器、功率放大器测试和表征设备等。以下使用的简称的列表：ACPR 相邻信道功率比AM-AM 振幅调整-振幅调制CE 压缩估计器CFRP 波峰因子减小处理器DPD 数字预失真器EVM 误差向量幅度NLPE 非线性预失真引擎PE 峰值估计器PN 峰值归一化器SEM 光谱发射屏蔽TA 时间对准RF功率放大器通常在它们的操作频率和/或功率等级的至少部分范围上显示出非线性。功率放大器的非线性在它们的输出信号中引入了不期望的失真。这种不期望的失真包括带外失真和带内失真。这些不期望的失真(尤其是带内失真)劣化了通信，降低了效率并且对性能产不利的影响。带外失真通常源于输入信号分量的互调。互调产物还可以延伸到允许带宽外并引起不期望的干扰，并且违反传输许可和调控光谱发射要求。本文描述的实例可用于解决其他非线性预失真系统不能解决的许多挑战。实现了充分的带外抑制，通常以相邻信道功率比(ACPR)和光谱发射屏蔽(SEM)来量化。带内失真保持在特定等级之下，这通常根据误差向量幅度(EVM)约束来表征。保持所选输出功率，同时避免非线性预失真引擎(NLPE)输出和RF功率放大器输入处的过量信号峰值。图1是示出缓解带内和带外失真的非线性预失真引擎(NLPE)100的框图。引擎100是闭环复基带引擎，并使用间接学习架构。应该理解，NLPE 100以简化方式设置，并且还可以使用其他部件。通常，引擎100包括压缩比估计部136和峰值功率部138。压缩比估计部136生成通过线性处理引起的压缩比的估计。峰值功率部138被配置为针对功率放大器的输入保持恒定的峰值功率。具体地，NLPE 100包括波峰因子减小处理器(CFRP)102、压缩估计器104、峰值估计器106、第一数字预失真器(DPD)108、学习算法部件110、第二或后数字预失真器(DPD)112、第二峰值估计器114、峰值归一化器116、时间对准(TA)部件118、非线性功率放大器120、上变频部件140和下变频部件142。引擎100接收输入信号x并生成RF信号作为其输出。输入信号x通常包括承载信息的调制分量，诸如相位调制、振幅调制等。RF信号可被用于传输至引擎100外的另一设备或部件。CFRP 102被配置为减小输入信号x的波峰因子，并在其输出处提供减小的信号。CFRP 102的输出被称为波峰因子减小信号，并被提供给第一DPD 108的输入。CFRP 102被配置为满足要求，诸如误差向量幅度(EVM)和相邻信道功率比(ACPR)要求。通常，根据需要将EVM减小至阈值或者低于阈值。可以在调控要求中指定EVM。类似地，还将ACPR减小至阈值或低于阈值。第一DPD 108接收来自CFRP 102的波峰因子减小信号，并被配置为应用预失真并在其输出处提供预失真信号。预失真信号被提供作为功率放大器120的输入。通常，DPD 108应用预失真以补偿由功率放大器120引入的非线性失真。注意，在被提供至功率放大器120的输入之前，上变频部件140将预失真信号上变频到RF频带。CFRP 102在初始阶段期间(其中，t<T，并且T表示初始阶段的持续时间)确保DPD 108的输入的波峰因子被设置到初始值或者低于初始值，该初始值为称为PAPRin的峰值与平均功率比(PAPR)。此外，DPD 108在初始阶段期间使其输入信号不改变。因此，DPD 108传递波峰因子减小信号作为预失真信号。功率放大器120的输出(RF信号)被记录、与输入信号x进行时间对准并且被混频器130缩放以得到反馈信号y，也称为反馈或结果信号。压缩估计器140使用反馈信号y和输入信号x来生成或产生输入信号x和反馈信号y之间的平均功率差的估计值。该估计的功率差(也称为压缩估计值)等于与完美线性功率放大器相比由实际功率放大器由于压缩所引起的功率下降。压缩估计值被示为压缩率的 Δ P ^ = || x || 2 || y || 2 = Σ k 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非线性预失真引擎，在其输出处保持恒定的峰值功率，所述引擎包括：压缩估计器，被配置为基于输入信号和反馈信号生成压缩估计值，其中所述反馈信号基于RF输出信号；波峰因子减小处理器，被配置为减小所述输入信号的波峰因子以基于所述压缩估计值生成波峰因子减小信号；数字预失真器，被配置为在初始阶段之后向所述波峰因子减小信号应用预失真，并基于预失真参数生成预失真信号；以及功率放大器，被配置为放大所述预失真信号以生成所述RF输出信号，其中所述功率放大器的操作是基本线性的并且基于恒定峰值功率进行操作。

【技术特征摘要】
2015.06.11 US 14/736,9571.一种非线性预失真引擎，在其输出处保持恒定的峰值功率，所述引擎包括：压缩估计器，被配置为基于输入信号和反馈信号生成压缩估计值，其中所述反馈信号基于RF输出信号；波峰因子减小处理器，被配置为减小所述输入信号的波峰因子以基于所述压缩估计值生成波峰因子减小信号；数字预失真器，被配置为在初始阶段之后向所述波峰因子减小信号应用预失真，并基于预失真参数生成预失真信号；以及功率放大器，被配置为放大所述预失真信号以生成所述RF输出信号，其中所述功率放大器的操作是基本线性的并且基于恒定峰值功率进行操作。2.根据权利要求1所述的引擎，还包括乘法器和峰值估计器，其中，所述峰值估计器被配置为生成所述输入信号的峰值估计值，并且所述乘法器被配置为至少部分地基于所述峰值估计值生成所述反馈信号。3.根据权利要求2所述的引擎，其中，所述峰值估计值被配置为使用内插生成所述峰值估计值以识别采样块上的峰值。4.根据权利要求1所述的引擎，还包括：峰值归一化器，被配置为基于所述RF输出信号生成峰值归一化信号。5.根据权利要求4所述的引擎，还包括：乘法器，被配置为基于所述峰值归一化信号和峰值估计值生成所述反馈信号。6.根据权利要求4所述的引擎，还包括：乘法器，被配置为基于所述峰值归一化信号和提供给所述功率放大器的所述预失真信号的峰值估计值生成反馈预失真信号。7.根据权利要求6所述的引擎，还包括学习算法部件和第二数字预失真器，其中，所述第二数字预失真器基于所述预失真参数和所述峰值归一化信号生成第二预失真信号，并且所述学习算法部件被配置为基于所述预失真信号和所述第二预失真信号的组合生成所述预失真参数。8.根据权利要求1所述的引擎，还包括：时间对准部件，被配置为将所述RF输出信号的耦合版本时间对准为时间对准信号，并且所述反馈信号至少部分地基于所述时间对准信号。9.根据权利要求1所述的引擎，其中，所述波峰因子减小处理器还被配置为调整所述波峰因子以满足要求。10.根据权利要求1所述的引擎，其中，所述要求包括误差向量幅度要求。11.根据权利要求1所述的引擎，其中，所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·梅吉萨彻，M·马特尔，C·舒伯特，P·辛格，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE