发射器，通信单元以及用于限制频谱再生的方法技术

本发明专利技术实施例提供一种发射器，通信单元和限制发射器中频谱再生的方法，该发射器包括：信号产生器，用于产生表示待发送的信号的数字基带信号；数字预失真电路，用于对数字基带信号进行预失真；功率放大器，用于放大预失真后的信号；其中数字预失真电路包括：第一信号整形电路，用于接收数字信号，采用第一包络整形对数字信号的至少一幅度进行整形，以产生第一DPD信号；第二信号整形电路，用于应用第二包络整形到所述数字信号，得到第二包络整形的信号，并且将第二包络整形的信号应用到所述第一DPD信号，以产生第二包络整形的DPD信号；乘法器，用于将数字基带信号与第二包络整形的DPD信号相乘，并输出待发送的数字化的预失真后的信号。

【技术实现步骤摘要】
发射器，通信单元以及用于限制频谱再生的方法
本专利技术总体涉及一种发射器，通信单元以及用于控制或者限制频谱再生的方法，特别涉及一种控制或者限制使用数字预失真的无线通信单元中发射器内频谱再生的装置和方法。
技术介绍
本专利技术的关键点和应用是发射器和射频功率放大器领域，该发射器和射频功率放大器能够在无线电信应用中使用。对无线电通信系统可用的有限频谱的持续压力迫使频谱效率的线性调制方案的发展。由于这些线性调制方案的包络波动，导致被传递到天线的平均功率小于最大可能功率，导致功率放大器的效率降低。具体的，在该领域中，在发展能够提供在放大器的回退(线性)区域中的有用性能的高功率效率的拓扑上已付出大量研究和努力。线性调制机制需要调制信号的线性放大，以减小频谱再生中的不想要的带外发射。然而，使用在典型的RF功率放大器中的有源器件本质上是非线性的。仅仅当被消耗的直流功率的一小部分被转换成RF功率，放大器的传递函数(transferfunction)才能用线性近似，即，作为一个理想的放大器。这种操作模式给DC到RF功率转换提供了低效率。此外，便携式设备(用户设备)的重点是增加电池寿命。为了获得线性和效率，使用线性化技术来改进更有效放大器类别的线性度，例如，“AB”类放大器，“B”或者“C”类放大器。存在多种线性化技术，例如笛卡尔反馈(CartesianFeedback)，前馈(Feed-forward)和自适应数字预失真(AdaptiveDigitalPre-distortion,DPD)，它们在设计线性发射机时经常使用。为了增加在发射上行链路通信信道中使用的比特率，正在研究具有幅度调制(AM)分量的更大的星座调制方案，并且确实需要该研究。这些调制方案，例如十六位正交幅度调制(16-QAM)，需要线性功率放大器PA并且与调制包络波形的高“波峰(crest)”因数(即波动程度)相关联。这与先前经常使用的恒定包络调制方案相反，并且可以显著降低功率效率和线性度。为了帮助克服这种效率和线性度问题，针对各种通信标准，已经提出了许多技术。请参考图1，如图1所示，示出了启用WiFiTM的设备的已知输出功率频谱遮罩(mask)100，示出了WiFiTM传输的载波频率115的输出功率限制与带宽。如图所示，在启用WiFiTM的设备中，输出功率频谱100需求限制了输出功率105。线性化技术，例如使用预失真，可用于对发射信号进行线性化，但是线性化技术不能防止在远离载波频率115的较低输出功率电平上的频谱再生110。所以，期望有更好地控制频谱再生的机制。图2示出了使用数字预失真(DPD)技术的已知发射器架构的框图200。这里，信号产生器205产生DPD数字训练信号Xref210，DPD数字训练信号Xref210通过发射器电路传输，在数字至模拟转换器(DAC)220中被转换成模拟形式，模拟形式的数字训练信号被传输到功率放大器225，使得输出信号XPA230是DPD数字训练信号Xref210的放大的模拟形式，例如xPA＝a1xref。输出信号XPA的一部分230被传输回到DPD电路，并在模拟至数字转换器ADC235中被转换成数字形式XLB，并且随后在比较电路245中与DPD数字训练信号Xref210进行比较。校准电路(引擎)250通过分析来自比较电路245的输出并确定PA非线性影响(幅度调制到幅度调制(AM至AM)和幅度调制到相位调制(AM至PM))，确定发射器电路(特别是功率放大器225)如何影响DPD数字训练信号(Xref)210。然后，校准电路(引擎)250调整补偿电路215中的相位和增益分量，该补偿电路215可以是DPD补偿电路，该DPD补偿电路有效地对输入信号(例如，DPD数字训练信号Xref210)进行预失真，以补偿随后由发射器电路对输入信号造成的非线性和失真影响。以这种方式，从功率放大器输出线性发射信号，其中由补偿电路215施加的DPD将消除所产生的发射信号中固有的非线性效应。为了满足输出功率频谱的需求限制，如图1所示，发射器通常通过PA的反馈信号的输出功率频谱密度(PowerSpectrumDensity,PSD)测量来选择性地启用或禁用DPD补偿电路，例如基于输出功率频谱的测量结果来选择性地启用或禁用DPD补偿电路。或者，为了满足输出功率频谱的需求限制，如图1所示，发射器可以仅衰减整个输出信号，以降低整个工作带宽的输出功率，以便满足频谱遮罩(spectrummask)。现有技术提供了一种包络共享技术，其中DPD的系数被调整以提供软消波式(soft-cliptype)滤波器响应特性，相对于硬消波式(hard-cliptype)滤波器响应特性，减少了调制信号的峰-均值功率比(Peak-to-AveragePowerRatio，PAPR)。然而，这种技术最适合于通信标准的较高调制编码机制版本。由史蒂夫撰写的书，题为“用于无线通信的射频功率放大器”，还描述了一种在输入信号采样时补偿预失真的机制。因此，需要一种更有效和更具成本效益的解决方案来减少发射器中的频谱再生，特别是对于采用诸如DPD之类的线性化技术的RF发射器。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种发射器，通信单元以及限制频谱再生的方法，以限制发射器中的频谱再生。本专利技术第一方面提供一发射器，该发射器包括：信号产生器，用于产生表示待发送的信号的数字基带信号；数字预失真DPD电路，用于预失真所述数字基带信号；功率放大器，用于放大预失真后的信号。DPD电路包括第一信号整形电路，第二整形电路和乘法器，该第一信号整形电路用于接收数字信号(该数字信号可以是所产生的数字基带信号或者校准信号)，采用第一包络整形，以对所述数字信号的至少一幅度进行整形，以产生第一DPD信号；该第二整形电路可操作的耦接第一信号整形电路的输出，用于将第二包络整形应用到数字信号(该数字信号可以是所产生的数字基带信号或者校准信号)，得到第二包络整形的信号，并且应用第二包络整形的信号(例如第二包络整形的数字信号)到所述第一DPD信号，并且产生第二包络整形的DPD信号；乘法器，用于接收数字基带信号和第二包络整形的DPD信号，以及将数字基带信号与第二包络整形的DPD信号相乘，并输出待发送的数字化的预失真后的信号。以这种方式描述了发射器架构，例如，一个发射器使用DPD电路，该DPD电路能够根据被施加到待发送的信号上的整形，控制发射的调制信号的频谱再生。在一些例子中，整形可以通过控制和调整DPD电路中施加到待发送信号的DPD值来实现。在一可选实施例中，DPD电路可以进一步包括DPD增益电路，用于接收和调整第一DPD信号的增益，并且输出增益调整后的第一DPD信号给第二信号整形电路。在可选实施例中，DPD电路进一步包括耦接到DPD增益电路的查找表，用于提供增益调整值到所述DPD增益电路，所述增益调整值将被DPD增益电路施加到所述第一DPD信号。在一可选实施例中，处理器，与第一信号整形电路和第二信号整形电路耦接，用于确定将要应用的特定整形控制(fTX(x))，其中所述第一信号整形电路和第二信号整形电路用于应用整形到DPD电路，以对所产生信号的幅度进行预失真。在一可选实施例中，其中特定整形控制(fTX(x))的阶数是处理器所确定的多项式整形的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发射器，其特征在于，包括：信号产生器，用于产生表示待发送的信号的数字基带信号；数字预失真电路，用于对所述数字基带信号进行预失真；功率放大器，用于放大预失真后的信号；其中，所述数字预失真电路包括：第一信号整形电路，第二信号整形电路和乘法器；所述第一信号整形电路，用于接收数字信号，采用第一包络整形对所述数字信号的至少一幅度进行整形，以产生第一数字预失真DPD信号；所述第二信号整形电路，可操作的耦接所述第一信号整形电路的输出，用于接收所述数字信号，以及应用第二包络整形到所述数字信号，得到第二包络整形的信号，并且将所述第二包络整形的信号应用到所述第一DPD信号，以产生第二包络整形的DPD信号；乘法器，用于接收所述数字基带信号和所述第二包络整形的DPD信号，以及将所述数字基带信号与所述第二包络整形的DPD信号相乘，并输出待发送的数字化的预失真后的信号。

【技术特征摘要】
2016.12.02 US 62/429,156;2017.07.28 US 15/662,9031.一种发射器，其特征在于，包括：信号产生器，用于产生表示待发送的信号的数字基带信号；数字预失真电路，用于对所述数字基带信号进行预失真；功率放大器，用于放大预失真后的信号；其中，所述数字预失真电路包括：第一信号整形电路，第二信号整形电路和乘法器；所述第一信号整形电路，用于接收数字信号，采用第一包络整形对所述数字信号的至少一幅度进行整形，以产生第一数字预失真DPD信号；所述第二信号整形电路，可操作的耦接所述第一信号整形电路的输出，用于接收所述数字信号，以及应用第二包络整形到所述数字信号，得到第二包络整形的信号，并且将所述第二包络整形的信号应用到所述第一DPD信号，以产生第二包络整形的DPD信号；乘法器，用于接收所述数字基带信号和所述第二包络整形的DPD信号，以及将所述数字基带信号与所述第二包络整形的DPD信号相乘，并输出待发送的数字化的预失真后的信号。2.根据权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述数字预失真电路进一步包括：数字预失真增益电路，用于接收和调整所述第一DPD信号的增益并且输出增益调整后的第一DPD信号到所述第二信号整形电路。3.根据权利要求2所述的发射器，其特征在于，所述数字预失真电路进一步包括：查找表，用于提供由所述数字预失真增益电路施加到所述第一数字预失真信号的增益调整值。4.根据权利要求1所述的发射器，其特征在于，进一步包括处理器，所述处理器耦接所述第一信号整形电路和所述第二信号整形处理电路，用于确定要应用的任意整形控制fTX(x)，其中所述第一信号整形电路和所述第二信号整形处理电路应用所述任意整形控制fTX(x)。5.根据权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述第一信号整形电路执行如下功能：f1(x)＝|x|fTX(x)，其中，所述x是所述数字信号。6.根据权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述第二信号整形电路执行如下功能：f2(x,y)＝yfTX(x)，其中，所述x是所述数字信号，所述y包括幅度调制补偿系数和/或相位调制补偿系数。7.根据权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述任意整形控制fTX(x)的阶数是所述处理器确定的多项式整形的多个可选阶数中的阶数，其中，所述第一信号整形电路和所述第二信号整形电路应用多项式整形到所述数字预失真电路。8.根据权利要求7所述的发射器，其特征在于，由所述第二信号整形电路应用的所述多项式整形是abs(x)的函数并且与所述待发送的信号的幅度控制相对应。9.根据权利要求4所述的发射器，其特征在于，除了所述第一信号整形电...

【专利技术属性】
技术研发人员：松浦彻，梁正柏，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71