用于识别和补偿多天线系统中的失真的装置和方法制造方法及图纸

本公开涉及移动通信中的用以减少信号失真的设备、方法和计算机程序。具体地，涉及包括多条信号路径的发射机系统。每条信号路径与输入传输信号相关联。每条信号路径包括信号路径的模拟部分。每条信号路径包括双输入数字预失真DI DPD模块。DI DPD被配置为：响应于接收到的串扰和失配CTM信号以及输入传输信号，向模拟部分提供经预失真的输入传输信号。发射机系统还包括：一个或多个CTM模块，被配置为接收一个或多个输入传输信号。CTM模块包括针对每个DI DPD模块单独生成CTM信号，其中所述CTM信号表示每个所述模拟部分的一个或多个输出传输信号引起的CTM失真。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别和补偿多天线系统中的失真的装置和方法
本公开涉及用于减少多天线系统中的失真的装置和方法。具体地，涉及包括双输入数字预失真器的多天线系统。
技术介绍
在无线电通信中，多输入多输出MIMO是一种使用多个发射和接收天线来例如利用多径传播或提供视距通信从而使无线电链路的容量增加的方法。MIMO已成为包括IEEE802.11n、IEEE802.11ac、HSPA+、WiMAX、长期演进和长期演进高级、以及最近的5G(其中包含大规模MIMO)的无线通信标准的基本要素。大规模MIMO包括非常大量的天线(例如，数百或数千个)，所述天线完全相干且自适应地操作。然而，不足之处是向天线的传输信号引入了不同失真。在例如“AnImprovedCrossTalkCancellingDigitalPredistortionforMIMOTransmitters”(Zhang，Z.，Shen，Y.，Shao，S.，Pan，W.，&Tang，Y.(2016).MobileInformationSystems，2016.)中提出了减少某些失真(即，在功率放大器之前发生的串扰)的不同方式，其中提出了利用估计技术和解耦技术的数字预失真器DPD；而在“AComparativeAnalysisofAdaptiveDigitalPredistortionAlgorithmsforMultipleAntennaTransmitters”(Suryasarman，P.M.，&Springer，A.(2015).CircuitsandSystemsI：RegularPapers，IEEETransactionson，62(5)，1412-1420.)中通过在预失真过程中使用自适应算法来解决失真问题。鉴于对通过利用MIMO天线系统获得可靠、快速和改进的信息承载通信系统的巨大兴趣，期望获得减少传输信号失真的解决方案。
技术实现思路
本公开中提出了一种发射机系统和方法，其提供了补偿多天线系统中的传输信号的失真的备选方式。根据各方案，公开了一种用于在各个天线端口上发送输入传输信号的发射机系统。发射机系统包括多条信号路径。每条信号路径包括用于接收输入传输信号的输入节点。每条信号路径还包括该信号路径的模拟部分，该模拟部分连接到天线端口，其中所述天线端口与多天线阵列相关联。每条信号路径还包括：双输入数字预失真DIDPD模块，耦合到输入节点和该信号路径的模拟部分。DIDPD被配置为：响应于接收到的串扰和失配CTM信号以及输入传输信号，向信号路径的模拟部分提供经预失真的输入传输信号。发射机系统还包括：一个或多个串扰和失配CTM模块，被配置为接收一个或多个输入传输信号。CTM模块还被配置为针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号，其中，该CTM信号表示由信号路径的每个模拟部分的一个或多个输出传输信号引起的CTM失真。以这种方式，减少了数字预失真器的输入信号的数量，因此可以利用DI-DPD。也就是说，系统以集成且不太复杂的方式补偿在信号路径的模拟部分中引入的失真。根据一些方案，每条信号路径的CTM失真是由信号路径的每个模拟部分的输出处的一个或多个输出传输信号的一个或多个部分引起的。此外，每个CTM信号是响应于所有输入传输信号和CTM失真的代表模型而生成的。因此，提供了描述每条路径的CTM信号与所有信号路径的输出信号的关系的代表模型，并且其为技术人员提供了更高的灵活性以使系统适应真实情况。根据一些其他方案，每条信号路径的CTM失真是由相应的信号路径的模拟部分的输出处的相应输出传输信号和一个或多个其他输出传输信号之间的一个或多个天线串扰和/或电路失配引起的。也就是说，发射机系统针对每条特定信号路径对多端口天线的天线元件之间的天线串扰以及所述特定信号路径的输出处的电路失配提供补偿。根据关于CTM模块的一些其他方案，CTM模块被配置为：基于将输入传输信号作为输入参数的线性系统，针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。以这种方式，提供了描述CTM信号与所有信号路径的输出信号之间的关系的线性模型，这使得该方案易于实现。线性模型允许有效的实现方式。根据关于CTM模块的一些其他方案，CTM模块被配置为：基于多天线阵列的S参数，针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。备选地，CTM模块被配置为：基于线性滤波函数，针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。这使技术人员能够以各种方式配置CTM模块，并且线性滤波函数提供对大频率范围内的耦合特性的描述。根据关于CTM模块的其他方案，CTM模块被配置为包括多个周期性更新的CTM系数，所述系数被应用于针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。周期性更新使反馈系统能够补偿时变失真，即，改善了系统的补偿结果。失真可以例如是天线端口处的时间相关阻抗失配或天线串扰。根据一些其他方案，可以从CTM识别模块转发多个周期性更新的CTM系数，其中，响应于由DIDPD模块中的每一个提供的经预失真的输入传输信号中的每一个和信号路径的模拟部分的输出处的输出传输信号中的每一个来识别所述CTM系数。具有周期性更新的CTM系数的优点在于：系统可以补偿时变CTM失真，从而实现更准确的信号预失真。此外，通过利用CTM识别模块，不需要对PA或天线阵列的先验知识。根据关于DIDPD模块的一些方案，DIDPD模块中的每一个被配置为：基于存储在相应DIDPD模块中的DIDPD查找表中的一个或多个条目对输入传输信号进行预失真。此外，响应于单独CTM信号和所述输入传输信号选择所述一个或多个条目。备选地，DIDPD模块中的每一个被配置为基于DIDPD传递函数对输入传输信号进行预失真。此外，关于一些方案，DIDPD传递函数可以包括基于Volterra级数的二元多项式、神经网络预失真器，和/或基于径向基函数的预失真器中的一种或多种。这使技术人员能够以各种方式配置和实现DIDPD模块。根据关于DIDPD的其他方案，发射机系统的每条信号路径还可以包括：DIDPD识别模块，被配置为响应于由DIDPD模块中的每一个提供的经预失真的输入传输信号中的每一个和信号路径的模拟部分的输出处的输出传输信号中的每一个，周期性地更新每个DIDPD模块的每个DIDPDLUT的条目和/或每个DIDPD模块的每个DIDPD传递函数的DIDPD系数。因此，提供了一种可以补偿失真的实时变化的反馈系统，从而改善对失真的补偿。根据其他方案，每个DIDPD识别模块还被配置为：响应于CTM信号中的每一个，周期性地更新DIDPDLUT的条目和/或DIDP系数。优点在于：DIDPD的反馈系统能够考虑CTM失真，使得系统能够更好地最小化失真的影响。根据其他方案，发射机系统的每个天线端口包括天线元件。根据其他方案，信号路径的模拟部分包括射频数模转换器、功率放大器、混频器、滤波器、数字上变频器、本地振荡器和匹配网络中的一个或多个。根据一些方案，本公开还涉及一种无线电网络节点，包括基带模块和一个或多个发射机系统。根据其他方案，本公开还涉及一种无线通信设备，包括基带模块和一个或多个发射机系统。因此，获得与发射机系统本身相同的优点和益处。根据一些方案，本公开还涉及一种用于识别和补偿在多条信号路径中引起的失真的方法，每条信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射机系统(15)，用于在各个天线端口上发送输入传输信号，包括：多条信号路径(16‑1)，每条路径包括：输入节点(32‑1、…、32‑M)，用于接收输入传输信号；信号路径(16‑1)的模拟部分(38‑1)，所述模拟部分(38‑1)连接到天线端口(33‑1、…、33‑M)，所述天线端口(33‑1、…、33‑M)与多天线阵列(34)相关联；双输入数字预失真DI DPD模块(30‑1、…、30‑M)，耦合到输入节点(32‑1、…、32‑M)和信号路径(16‑1)的模拟部分(38‑1)，被配置为响应于接收到的串扰和失配CTM信号以及输入传输信号，向所述信号路径(16‑1)的模拟部分(38‑1)提供经预失真的输入传输信号；以及一个或多个串扰和失配CTM模块(35)，被配置为：接收一个或多个输入传输信号以及针对每个DI DPD模块(30‑1、…、30‑M)单独生成CTM信号，所述CTM信号表示由每个所述信号路径(16‑1)的模拟部分(38‑1)的一个或多个输出传输信号引起的CTM失真。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发射机系统(15)，用于在各个天线端口上发送输入传输信号，包括：多条信号路径(16-1)，每条路径包括：输入节点(32-1、…、32-M)，用于接收输入传输信号；信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)，所述模拟部分(38-1)连接到天线端口(33-1、…、33-M)，所述天线端口(33-1、…、33-M)与多天线阵列(34)相关联；双输入数字预失真DIDPD模块(30-1、…、30-M)，耦合到输入节点(32-1、…、32-M)和信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)，被配置为响应于接收到的串扰和失配CTM信号以及输入传输信号，向所述信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)提供经预失真的输入传输信号；以及一个或多个串扰和失配CTM模块(35)，被配置为：接收一个或多个输入传输信号以及针对每个DIDPD模块(30-1、…、30-M)单独生成CTM信号，所述CTM信号表示由每个所述信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)的一个或多个输出传输信号引起的CTM失真。2.根据权利要求1所述的发射机系统(15)，其中，每条信号路径(16-1)的CTM失真是由每个所述信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)的输出处的一个或多个输出传输信号的一个或多个部分引起的，并且其中，响应于所有输入传输信号和所述CTM失真的代表模型生成每个CTM信号。3.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，每条信号路径(16-1)的CTM失真是由相应的信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)的输出处的相应输出传输信号和一个或多个其他输出传输信号之间的一个或多个天线串扰和/或电路失配引起的。4.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述CTM模块被配置为：基于将输入传输信号作为输入参数的线性系统，针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。5.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述CTM模块(35)被配置为：基于多天线阵列(34)的S参数，针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。6.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述CTM模块(35)被配置为：基于线性滤波函数，针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。7.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述CTM模块(35)被配置为包括多个周期性更新的CTM系数，所述系数用于针对每个DIDPD模块单独生成CTM信号。8.根据权利要求7所述的发射机系统(15)，其中，从CTM识别模块(55)转发所述多个周期性更新的CTM系数，其中，CTM系数是响应于由DIDPD模块(30-1、…、30-M)中的每一个提供的经预失真的输入传输信号中的每一个和所述信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)的输出处的输出传输信号中的每一个来识别的。9.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述DIDPD模块(30-1、…、30-M)中的每一个被配置为基于存储在相应DIDPD模块(30-1、…、30-M)中的DIDPD查找表(57)中的一个或多个条目对输入传输信号进行预失真，其中响应于单独CTM信号和所述输入传输信号选择所述一个或多个条目。10.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述DIDPD模块(30-1、…、30-M)中的每一个被配置为基于DIDPD传递函数对输入传输信号进行预失真。11.根据权利要求9至10所述的发射机系统(15)，其中，每条信号路径还包括：DIDPD识别模块(45-1、…、45-M)，被配置为响应于由DIDPD模块(30-1、…、30-M)中的每一个提供的经预失真的输入传输信号中的每一个和所述信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)的输出处的输出传输信号中的每一个，周期性地更新每个DIDPD模块(30-1、…、30-M)的每个DIDPDLUT的条目和/或每个DIDPD模块(30-1、…、30-M)的每个DIDPD传递函数的DIDPD系数。12.根据权利要求11所述的发射机系统(15)，其中，每个DIDPD识别模块(45)还被配置为：响应于CTM信号中的每一个，周期性地更新所述DIDPDLUT的条目和/或DIDPD系数。13.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，DIDPD传递函数包括以下一种或多种：基于Volterra级数的二元多项式，神经网络预失真器，和/或基于径向基函数的预失真器。14.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，每个天线端口(33-1、…、33-M)包括天线元件。15.根据前述权利要求中任一项所述的发射机系统(15)，其中，所述信号路径(16-1)的模拟部分(38-1)包括以下一项或多项：射频数模转换器(61)，功率放大器(31、31-1、…、31-M)，混频器(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯塔琳娜·豪斯曼，托马斯·埃里克森，乌尔夫·古斯塔夫松，克里斯蒂安·法格尔，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE