信号处理方法及通信系统技术方案

技术编号:4128056 阅读:127 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种信号处理方法及通信系统。其中,通信系统包含:前置补偿器,用于依据至少一参数失真输入信号以产生失真的信号;放大器,耦接至前置补偿器,用于依据输入-输出特性放大失真的信号以产生输出信号;以及频域自适应校准模块,耦接至前置补偿器与放大器,用于依据输出信号的频率特性适应性调整至少一参数。本发明专利技术提供的通信系统以及信号处理方法,对前置补偿器的校准是于频域中执行,因此不必考虑群延迟问题,且电路及运算的复杂度均会降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种通信系统及信号处理方法,特别是关于一种于 频域中被校准的前置补偿器及信号处理方法。
技术介绍
发射机中的最后一级处理通常是由功率放大器来完成,功率放大器控制发射机的功率级(power class),并且功率放大器的质量大大影响 系统效能。不幸地,功率放大器的输入-输出特性并不总是理想的功 率放大器具有饱和区(saturation region),在饱和区中输入-输出特性是 非线性的。通常,随着输入功率电平(power level)逐渐增大至最大输入 功率电平,功率放大器会变得更加非线性。此类功率放大器会将带内 失真(distortion)及带外失真引入至具有高的峰值平均功率比 (Peak-to-Average Power Ratio, PARP)的信号,如正交频分多^各复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 以下简称OFDM^H言号, 且由于OFDM信号具有较低的公差(tolerance)且容易受功率放大器的 非线性失真的影响,因此,此类功率放大器会降低系统效能。系统因 此需要在效能与错误向量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)间找出平 衡点。对于降低(balancing off)功率放大器的非线性特性来说,预失真技 术(Predistortion)为一种广泛应用且较低成本的技术。图l是例示内置 有前置补偿器(predistorter)112与功率放大器114的发射机110的方框 示意图。前置补偿器112应该具有与功率放大器114相反的特定输入-输出特性。因此,整体的系统特性能够变得更具线性。为达成此目标, 回馈路径120包含时域校准电路122,回馈路径120用于校准前置补 偿器112的输入-输出特性。时域校准电路122在时域中比较前置补偿 器112输出的预失真信号Spd与回馈信号Sfb,以检测功率放大器114200910163630.X 的输入-输出特性,其中回馈信号Sfb是通过低噪声放大器(LNA)124、 混频器126、滤波器127以及模数转换器(ADC)128处理功率放大器114 的输出信号S。ut而得。其中,混频器126、滤波器127以及模数转换 器128是执行与混频器116、滤波器117以及数模转换器118相反的 操作。依据所检测功率放大器114的输入-输出特性,时域校准电路122 将前置补偿器112的特性调整为与功率放大器114的输入-输出特性相 反。尽管如此,在比较预失真信号Spd与回馈信号Sfb之前,时域校准 电路122需对回馈^各径120中的电^各所形成的群延迟(group delay)进行 补偿。否则,前置补偿器112的性能将会因为预失真信号Spd与回馈 信号Sfb的不一致而降低。延迟时间是不确定的,以及估计误差必须小 于0.3个取样周期,否则,前置补偿器112的性能将变得不能接受。因 此,在时域校准电路122中需要复杂且精密的同步化硬件,以便进行 群延时估计与补偿。
技术实现思路
为有效解决以上所述的技术问题,本专利技术提供了 一种通信系统以 及信号处理方法。本专利技术提供了一种通信系统,包含前置补偿器,用于依据至少 一参数失真输入信号以产生失真的信号;放大器,耦接至前置补偿器, 用于依据输入-输出特性放大失真的信号以产生输出信号;以及频域自 适应校准模块,耦接至前置补偿器与放大器,用于依据输出信号的频 率特性适应性调整至少一参数。本专利技术提供了一种信号处理方法,包含依据至少一参数失真输 入信号以产生失真的信号;依据输入-输出特性放大失真的信号以产生 输出信号;以及依据输出信号的频率特性适应性调整至少 一 参数。本专利技术提供的通信系统以及信号处理方法,对前置补偿器的校准 是于频域中执行,因此不必考虑群延迟问题,且电路及运算的复杂度 均会降低。附图说明图1是例示内置有前置补偿器与功率放大器的发射机的方框示意图。图2是例示依据本专利技术实施例的通信系统的示意图。 图3是例示OFDM信号。图4是在对数域中显示放大器的输入-输出特性的效能估计的示意图。图5是自输出信号S。ut的功率谱密度方面显示另一效能估计的示 意图。图6是例示依据本专利技术一实施例的包含基于查找表的前置补偿器 的通信系统的示意图。图7是例示所提出的一种多项式-查找表-混合前置补偿器。具体实施例方式图2是例示依据本专利技术实施例的通信系统200的示意图。通信系统200与图1所示的结构相比具有4交j氐复杂度。通信系统200包含前置补偿器210、数模转换器215、滤波器220、混频器225以及放大器230(请注意,通信系统中可包括放大器230, 230可为构成发射机的部分的功率放大器,通信系统中也可不包括放大器230,以上并非为对本专利技术的限制)、低噪声放大器235、混频器240、滤波器245、模数转换器250以及频域自适应校准模块260。通信系统200包含的上述电路一并构成一回馈^各径。前置补偿器210通过一个无记忆(memoryless)多项式来模型化,为方便说明,多项式的阶数为有限,因此在本实施例中,前置补偿器210的输入-输出特性是以如下等式(l)来表示 = + 卩+a2 I义()|4 +3 I I6 ) 等式(1)其中a厂a3表示前置补偿器210的参数,并被赋予初始值;x(n)表 示前置补偿器210的输入信号,并被选定为用于前置补偿器校准功用 的预设多音频训练(multi-tone training)信号;y(n)表示前置补偿器210 的输出信号。前置补偿器210输出的前置信号y(n)是通过数模转换器215、滤 波器220、混频器225以及放大器230依序处理,并于放大器230的 输出端产生输出信号S。ut。如上述,放大器230的输入-输出特性是非线性的,且回馈路径尝试通过调整前置补偿器210的参数a!-a3来使前 置补偿器210及放大器230的总体特性变得更具线性。通过回馈路径,输出信号S。ut是通过低噪声放大器235、混频器 240、滤波器245与模数转换器250来处理,而混频器240、滤波器245 与模数转换器250是执行与混频器225、滤波器220以及数模转换器 215相反的操作。因此处理后的结果(也就是回馈信号Sfb)仅保留放 大器230产生的影响,因为放大器230是非线性的,回馈信号Sfb为具 有多个特定音调的多音频信号,其中特定音调,例如泛音(harmonic tone)。这些泛音会导致带内与带外失真。频域自适应校准模块260随 后依据回馈信号Sfb适应性调整前置补偿器210的参数ai-a3。不同于 先前技术,频域自适应校准模块260 ^r测并利用回馈信号Sft的频率特 性来校准前置补偿器210,而并非于时域中的特性。如此便使得频域 自适应校准模块260不必考虑群延迟问题,因而不需复杂且精准的同 步硬件。以OFDM信号为例,如图3所示,循环前缀(Cyclic Prefix, CP) 的内容为OFDM符号(symbol)末端内容的复本,此循环前缀是位于 OFDM符号的前端。循环前缀可起到克服多路径效应以及去除符号间 干扰(Inter Symbollnterference, ISI)的作用。于接收OFDM本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种通信系统,包含:  前置补偿器,用于依据至少一参数失真输入信号以产生失真的信号;  放大器,耦接至该前置补偿器,用于依据输入-输出特性放大该失真的信号以产生输出信号;以及  频域自适应校准模块,耦接至该前置补偿器与该放大器,用于依据该输出信号的频率特性适应性调整该至少一参数。

【技术特征摘要】
US 2008-8-26 12/198,1261.一种通信系统,包含前置补偿器,用于依据至少一参数失真输入信号以产生失真的信号;放大器,耦接至该前置补偿器,用于依据输入-输出特性放大该失真的信号以产生输出信号;以及频域自适应校准模块,耦接至该前置补偿器与该放大器,用于依据该输出信号的频率特性适应性调整该至少一参数。2. 根据权利要求1所述的通信系统,其特征在于,该频域自适应 校准模块包含频率特性产生电路,耦接至该放大器,用于处理该输出信号以获 得该输出信号的至少一特定音调的频率特性;以及自适应调整电路,耦接至该频率特性产生电路与该前置补偿器, 用于依据该特定音调的该频率特性适应性调整该至少一参数。3. 根据权利要求2所述的通信系统,其特征在于,该频率特性产 生电路包含耦接至该放大器的快速傅立叶变换电路,用于变换该输出 信号以获得该特定音调的该频率特性。4. 根据权利要求2所述的通信系统,其特征在于,该频率特性产 生电路包含耦接至该放大器的相关器,于该特定音调相关性计算该输 出信号以获得该特定音调的该频率特性。5. 根据权利要求2所述的通信系统,其特征在于,该自适应调整 电路自适应调整该至少一参数以使该特定音调的该频率特性处于预设 范围内。6. 根据权利要求5所述的通信系统,其特征在于,该自适应调整 电路自适应调整该至少 一 参数以降低该特定音调的振幅或功率。7. 根据权利要求6所述的通信系统,其特征在于,该自适应调整 电路定义对应于该特定音调的振幅或功率的成本函数,以及通过利用 自适应算法获得参数调整量,该参数调整量减少该成本函数的成本数 值。8. 根据权利要求2所述的通信系统,其特征在于,该输入信号为多音频信号,以及该特定音调为该多音频信号的泛音。9. 根据权利要求1所述的通信系统,其特征在于,该前置补偿器 为多项式-查找表-混合前置补偿器,当该输入信号处于第一范围时, 该多项式-查找表-混合前置补偿器依据多项式失真该输入信号;以及 当该输入信号处于第二范围时,该多项式-查找表-混合前置补偿器依 据查找表失真该输入信号,当该输入信号处于该第一范围时,该自适 应调整电路调整该多项式的至少一系数;以及当该输入信号处于该第 ...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱茂清庄维平
申请(专利权)人:联发科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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