功率放大器电路中的波峰因子削减制造技术

技术编号:21459730 阅读:93 留言:0更新日期:2019-06-26 06:48
描述了用于功率放大器电路中的波峰因子削减的技术。例如,波峰因子削减可以将用于传输的信号的峰值信号电平保持在与传输路径中的功率放大器相关联的峰值阈值电平以下。信号由波峰因子削减系统接收,并根据峰值阈值电平被限幅。然后,将边缘平滑应用于限幅信号,以减少带外发射。边缘平滑通过移动平均滤波器实现,例如,时域盒滤波器。在一些实施例中,使用最大操作或最小操作防止滤波后信号峰值再增长。一些实施例还包括用于进一步改善波峰因子削减的各种迭代循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率放大器电路中的波峰因子削减优先权要求和相关申请的交叉引用本专利文件要求于2018年8月8日提交的申请号为16/057,822、专利技术名称为“功率放大器电路中的波峰因子削减”的美国非临时专利申请的权益和优先权。
本专利技术总体上涉及功率放大器电路。更具体地,本专利技术的实施例涉及功率放大器电路中的波峰因子削减。
技术介绍
功率放大器电路通常用于多种目的各种应用中,包括用于将增益应用于信号以生成放大的输出信号。例如,蜂窝电话通信、高速数据通信和其他应用通常包括具有功率放大器的发射机。在一些情况下,期望确保信号被功率放大器放大而没有失真。例如,当信号功率超过功率放大器的线性工作范围时,可能导致失真,这是不期望的。例如,许多现代通信方案生成时域信号,其显示出高峰值平均功率比(PeaktoAveragePowerRatio,PAPR)。例如,一些调制方案可以以导致高可变振幅的方式对频率分量求和,导致发射信号中的高PAPR。这样的高PAPR的信号在通过功率放大器时可能特别容易失真,并且许多包括这样的高PAPR的信号的应用可能对产生的失真特别敏感。因此,在这样的应用中通常期望减轻发射机的功率放大器中的高PAPR的信号的失真。使用各种传统的方法避免这样的失真。例如,当信号的功率增加时,一些传统的方法动态地降低在功率放大器输入处的信号的增益,这可以帮助确保信号功率不超过功率放大器的线性工作范围。然而,这样的方法常常明显地降低了功率放大器的效率。其他传统的方法利用硬限幅有效地保持信号振幅不超过阈值限度。然而,硬限幅可能常常在信号中产生硬边缘,这可能引起传输时的带外发射。一些这样的方法可以利用滤波以平滑由硬限幅产生的硬边缘,但滤波可能具有其自身的局限性。例如,一些这样的滤波方法相对复杂,导致电路更昂贵。而且,一些这样的滤波方法可能仍然导致不期望的信号特征,例如通过生成超过阈值限度的信号峰值再增长。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于功率放大器电路中的波峰因子削减的电路、设备和方法。一些实施例在功率放大器电路的环境下操作,该功率放大器电路是用于发射具有高峰值平均功率比(PAPR)的信号的发射机电路的一部分。例如,期望波峰因子削减将用于传输的信号的峰值信号电平保持在与传输路径中的功率放大器相关联的峰值阈值电平以下。信号由波峰因子削减系统接收,并根据峰值阈值电平被限幅。然后,将边缘平滑应用于限幅的信号,以减少带外发射。边缘平滑通过移动平均滤波器实现,例如,时域盒滤波器。在一些实施例中,使用最大操作或最小操作防止滤波后信号峰值再增长。一些实施例还包括用于进一步改善波峰因子削减的各种迭代循环。根据一组实施例,提供了一种波峰因子削减系统。所述系统包括:输入节点,用于接收输入数据信号;输出节点,用于输出输出数据信号;限幅器子系统;滤波器子系统;以及输出信号发生器。所述限幅器子系统用于响应于接收限幅器输入信号,生成限幅器输出信号,所述限幅器输出信号是所述限幅器输入信号的超过阈值峰值电平的限幅部分,所述限幅器子系统至少具有第一限幅器模式,在所述第一限幅器模式中,所述限幅器子系统与所述输入节点连接,使得所述限幅器输入信号是所述输入数据信号。所述滤波器子系统用于响应于接收滤波器输入信号,生成滤波器输出信号,所述滤波器输出信号是在移动时间窗口内所述滤波器输入信号的平均值的函数,所述滤波器子系统至少具有第一滤波器模式,在所述第一滤波器模式中,所述滤波器子系统与所述限幅器子系统连接,使得所述滤波器输入信号是所述限幅器输出信号。所述输出信号发生器用于通过从所述输入数据信号中减去所述滤波器输出信号,在所述输出节点处生成所述输出数据信号。根据另一组实施例,提供了一种用于波峰因子削减的方法。所述方法包括:接收输入数据信号;相对于阈值峰值电平限幅所述输入数据信号,以获得所述输入数据信号的超过所述阈值峰值电平的限幅部分;通过移动平均滤波器对所述输入数据信号的所述限幅部分进行滤波,生成滤波器输出信号,使得所述滤波器输出信号是在移动时间窗口内所述输入数据信号的所述限幅部分的平均值的函数;以及通过从所述输入数据信号中减去所述滤波器输出信号,生成输出数据信号。根据另一组实施例,提供了一种发射机系统。所述系统包括:功率放大器,用于生成在数据信道上传输的传输信号,作为将增益应用于输出数据信号的函数,所述功率放大器具有相关联的阈值峰值电平;以及波峰因子削减(crestfactorreduction,CFR)系统,与所述功率放大器相连,用于根据所述阈值峰值电平生成所述输出数据信号,作为接收到的输入数据信号的波峰因子削减版本。所述CFR系统包括:用于相对于所述阈值峰值电平限幅所述输入数据信号,以生成所述输入数据信号的限幅部分的装置;用于通过计算在移动时间窗口内的所述输入数据信号的所述限幅部分的平均值,对所述输入数据信号的所述限幅部分进行边缘平滑的装置;以及用于生成所述输出数据信号,作为从所述输入数据信号中减去与所述输入数据信号的所述限幅部分的平均值对应的信号的函数的装置。附图说明本文中引用的并构成本文一部分的附图示出了本公开的实施例。附图与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1示出了作为各种实施例的上下文的说明性数据通信环境;图2示出了根据各种实施例的说明性波峰因子削减系统;图3示出了根据各种实施例的具有与图2不同的配置的另一个说明性波峰因子削减系统;图4示出了说明性限幅器输出信号的振幅对时间的示例图;图5示出了各种简化信号的振幅对时间的图,以证明最大操作子系统的效果;图6示出了各种简化信号的振幅对时间的图,以证明使用迭代的效果;以及图7示出了根据各种实施例的用于功率放大器电路中的波峰因子削减的说明性方法的流程图。在所附附图中,相似的组件和/或特征可以具有相同的参考标记。而且,相同类型的各种组件可以通过在参考标记后面跟着区分相似组件的第二标记来区分。如果说明书中仅使用第一参考标记,则该描述可应用于具有相同第一参考标记的相似组件中的任何一个组件,而不考虑第二参考标记。具体实施方式在以下描述中,提供了许多特定细节以透彻理解本专利技术。然而,本领域技术人员应理解,在没有这些细节中的一个或多个的情况下,可以实现本专利技术。在其他示例中,出于简洁的目的,对本领域中已知的特征和技术不进行描述。图1示出了作为各种实施例的上下文的说明性数据通信环境100。数据通信环境100包括与信道155通信的发射机110和接收机160。如图所示,发射机110可以接收信号105并且可以准备信号105在信道155上进行传输。准备信号105可以包括:以放大信号而不引入不期望的失真和/或其他伪影的方式使信号105通过多个组件。例如,发射机110可以包括波峰因子削减系统120、数字预失真系统130和功率放大器150中的一些或全部。例如,信号105可以是具有相对高的峰值平均功率比(PAPR)的时域信号。例如,这样的信号105可以是现代通信系统的典型,现代通信系统使用导致发射信号中的高可变振幅的某些类型的调制方案。这样的高PAPR的信号在通过功率放大器(例如,功率放大器150)时可能特别容易失真,并且许多包括这样的高PAPR的信号的应用可能对产生的失真特别敏感。因此,在这样的应用中通常期望减轻发射机110的功率放大器150中的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种波峰因子削减系统,包括:输入节点,用于接收输入数据信号;输出节点,用于输出输出数据信号;限幅器子系统,用于响应于接收限幅器输入信号,生成限幅器输出信号,所述限幅器输出信号是所述限幅器输入信号的超过阈值峰值电平的限幅部分,所述限幅器子系统至少具有第一限幅器模式,在所述第一限幅器模式中,所述限幅器子系统与所述输入节点连接,使得所述限幅器输入信号是所述输入数据信号;滤波器子系统,用于响应于接收滤波器输入信号,生成滤波器输出信号,所述滤波器输出信号是在移动时间窗口内所述滤波器输入信号的平均值的函数,所述滤波器子系统至少具有第一滤波器模式,在所述第一滤波器模式中,所述滤波器子系统与所述限幅器子系统连接,使得所述滤波器输入信号是所述限幅器输出信号;以及输出信号发生器,用于通过从所述输入数据信号中减去所述滤波器输出信号,在所述输出节点处生成所述输出数据信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2018.08.08 US 16/057,8221.一种波峰因子削减系统,包括:输入节点,用于接收输入数据信号;输出节点,用于输出输出数据信号;限幅器子系统,用于响应于接收限幅器输入信号,生成限幅器输出信号,所述限幅器输出信号是所述限幅器输入信号的超过阈值峰值电平的限幅部分,所述限幅器子系统至少具有第一限幅器模式,在所述第一限幅器模式中,所述限幅器子系统与所述输入节点连接,使得所述限幅器输入信号是所述输入数据信号;滤波器子系统,用于响应于接收滤波器输入信号,生成滤波器输出信号,所述滤波器输出信号是在移动时间窗口内所述滤波器输入信号的平均值的函数,所述滤波器子系统至少具有第一滤波器模式,在所述第一滤波器模式中,所述滤波器子系统与所述限幅器子系统连接,使得所述滤波器输入信号是所述限幅器输出信号;以及输出信号发生器,用于通过从所述输入数据信号中减去所述滤波器输出信号,在所述输出节点处生成所述输出数据信号。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述输出信号发生器还包括:延迟组件,用于至少根据所述滤波器子系统的群延迟延迟所述输入数据信号的接收,以生成延迟的输入数据信号,使得所述输出数据信号通过从所述延迟的输入数据信号中减去所述滤波器输出信号生成。3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述滤波器子系统包括:移动平均滤波器,用于生成移动平均信号,所述移动平均信号是在所述移动时间窗口内所述滤波器输入信号的所述限幅部分的平均值;以及最大操作子系统,用于接收所述移动平均信号和所述滤波器输入信号,并且用于通过计算所述移动平均信号相对于所述限幅器输出信号的最大值,生成所述滤波器输出信号。4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述滤波器子系统还包括:延迟组件,用于根据所述移动平均滤波器的群延迟延迟所述限幅器输出信号的接收,以生成延迟的限幅部分,使得所述最大值是相对于所述延迟的限幅部分计算的。5.根据权利要求3所述的系统,其中,所述最大操作子系统包括比较器,所述比较器具有与所述移动平均信号连接的第一比较器输入、与所述限幅器输出信号连接的第二比较器输入以及作为所述第一比较器输入和第二比较器输入中的最大值的比较器输出。6.根据权利要求1所述的系统,还包括:状态控制器,用于指示多个迭代,使得:在第一迭代中,所述状态控制器指示所述滤波器子系统以所述第一滤波器模式运行,从而将所述滤波器子系统的输入连接到所述限幅器子系统的输出,使得所述滤波器输入信号是所述限幅器输出信号;以及在第二迭代中,所述状态控制器指示所述滤波器子系统以第二滤波器模式运行,从而将所述滤波器子系统的输入连接到所述滤波器子系统的输出,使得所述滤波器输入信号是所述滤波器输出信号。7.根据权利要求1所述的系统,还包括:状态控制器,用于指示多个迭代,使得:在第一迭代中,所述状态控制器指示所述输出信号发生器以第一输出模式运行,从而将所述输出信号发生器的输入和所述限幅器子系统的输入都连接到所述输入节点;以及在第二迭代中,所述状态控制器指示所述输出信号发生器以第二输出模式运行,从而将所述输出信号发生器的输入和所述限幅器子系统的输入都连接到所述输出信号发生器的输出。8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述输出信号发生器包括:加法器子系统,用于通过从所述输入数据信号中减去所述滤波器输出信号,生成预输出数据信号;以及最小操作子系统,用于通过计算所述预输出数据信号相对于所述阈值峰值电平的最小值,生成所述输出数据信号。9.根据权利要求1所述的系统,其中:N是正整数;在多个时刻中的任意时刻,所述移动时间窗口定义包括所述滤波器输入信号的2^N个样本的时间范围;以及所述滤波器子系统包括时域盒滤波器,在所述多个时刻中的每个时刻,所述时域盒滤波器通过计算所述滤波器输入信号的2^N个样本的总和并消除所述总和的N个最低有效位,计算所述滤波器输入信号的平均值,以获得所...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿米尔·德兹弗利恩瓦里德·尤尼斯托拜厄斯·塞弗特冈纳·尼奇
申请(专利权)人:深圳市汇顶科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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