用于数字预失真调适的方法及装置制造方法及图纸

本申请案涉及用于数字预失真调适的方法及装置。本发明专利技术提供一种用于在其中RF功率放大器在其最高效但非线性增益区域中操作的多载波无线系统基站中针对信号捕获用于DPD调适的适合性而测试所述信号捕获的独特系统及方法。本发明专利技术进一步提供一种在跳频多载波无线应用中用于DPD调适的独特系统及方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般来说涉及用于蜂窝式基站功率放大器的数字预失真调适技术。
技术介绍
当今的蜂窝式基站必须经高效操作以使功率耗散最小化且减少对昂贵冷却设备的需要。数字预失真(DPD)在校正功率放大器(PA)非线性行为以及使PA能够以满足严格相邻信道泄漏比(ACLR)规范所必需的高效率及线性度操作中发挥关键作用。使用经主动发射信号的片段周期性地训练的自适应非线性系统对经选择用于调适(训练)的信号样本极为敏感。用于功率放大器线性化的数字预失真是一个此系统。存在选择信号片段以用于调适的数种常规方法。这些方法常规地基于信号中的峰值内容及平均(RMS)功率电平。然而，对于具有显著非线性存储器的系统，在能够提供随时间而稳定的最优性能方面仅仅这些度量通常会出现不足。在多载波无线系统中使用跳频，以通过添加频率分集而改进链路中的信噪比。当来自无线系统基站的信号从多个表面(例如，建筑物、交通工具)反射时，可发生信号衰落，使得具有不同路径长度且因此不同相位的多个经反射信号到达相同接收点。这些多个经反射信号彼此干扰且取决于信号之间的相位关系，异相多个信号的添加可致使相长及相消干扰两者。当发生相消干扰时，信号振幅减小且因此发生信号衰落。频率分集(即，改变载波频率)对抗此衰落，这是因为所述频率分集还改变经反射信号之间的相位关系。在多载波无线系统中，载波的频率以重复模式随时间不断地彼此交换。此称为“跳频”且所述重复模式称为“跳变模式”。另外，跳变模式自身随时间改变。载波频率改变及模式改变在预定时间边界上同步进行。在所有应用的蜂窝式标准当中，与典型3G或4G系统相比，多载波无线系统需要最严格ACLR规章要求。如何设计用于多载波无线跳变系统的DPD组件已成为最近几年中工业所面临的最具挑战性问题中的一者。很通常将多载波无线跳变系统中的DPD性能用作用以评估跨越不同平台使用的不同DPD解决方案的度量。如所提及的用于选择信号的片段或捕获以用于DPD调适的常规方法是将所述选择基于峰值及RMS功率内容。此可借助图式加以进一步解释。图1展示使用峰值及RMS功率阈值来选择用于训练的信号捕获的常规DPD调适系统的系统100。系统100包含DPD组件104、发射器/PA组件113、信号分接组件117、捕获滤波器组件118及调适组件134。发射器/PA组件113包含发射器108及PA112。信号分接组件117包含耦合器120及接收器124。捕获滤波器组件118进一步包含比较器128及存储组件130。DPD组件104经布置以在线102上输入用于发射的信号且在线106上将信号输出到发射器108。发射器108经布置以经由线110连接到PA112。PA112经布置以经由线114连接到天线116，线114还通过耦合器120。接收器124经布置以在线122上输入来自耦合器120的信号且经由线126连接到比较器128。存储组件130经由线129连接到捕获组件128。比较器128经布置以在线132上将信号输出到调适组件134。调适组件134在线136上将信号输出到DPD组件104。DPD组件104可操作以使输入信号预失真。发射器108可操作以提供数/模(D/A)转换及频率上转换功能。PA112可操作以提供RF信号放大。天线116可操作以经由空气发射RF信号。耦合器120可操作以分接输入信号的功率的小部分且使功率的其余部分通过。接收器124可操作以提供下转换及模/数(A/D)转换功能。比较器128可操作以及时捕获输入信号的片段，以将捕获的性质与预定阈值进行比较且滤除不期望捕获。存储组件130可操作以存储并提供信号性质阈值。调适组件134可操作以基于其输入处的信号捕获而提供DPD调适信号且提供调适定时及同步。DPD组件104、发射器108、PA112及天线116形成蜂窝式基站无线电的发射链。线102载运打算用于经由发射链发射的数字信号输入。发射器108在线110上将数字信号转换成模拟信号且将模拟信号上转换为射频(RF)。经上转换信号接着发送到PA112以用于在通过天线116而经由空气发射之前放大。然而，由于PA112在其最高效区域(即，非线性高增益区域)操作，因此必须调节其输入以便补偿PA的增益响应的非线性。此补偿由DPD组件104执行。DPD组件104在线102上修改输入信号以在线106上产生经补偿信号。所述补偿使得当线110上的信号(其为信号106的经D/A转换及上转换版本)于PA112的非线性区域中通过PA112时，结果近似通过PA的具有线性增益响应的未失真信号。由于输入信号性质的改变及模拟系统、尤其PA中的行为随时间改变，因此由DPD组件104施加的预失真需要随时间而调适。为实现此，捕获所发射信号的一部分且将其性质用于调适。耦合器120分接信号114的功率的一部分且此经由接收器124馈送，所述接收器施加频率下转换及A/D转换以产生信号126，此实际上针对经分接出信号，“撤销”由发射器/PA113执行的D/A转换及上转换。因此，信号126可被视为信号106的副本。比较器128捕获并存储信号126的切片或片段，接着确定所述片段内的峰值及平均RMS值。片段中的峰值及平均RMS值(其表示信号106的那些值)可接着作为性质而用以执行DPD调适。实证测试已展示并非所有捕获在用于调适时均可产生良好结果且出于此目的而需要对捕获进行个别选择。在此常规系统中，基于捕获中所含有的峰值及平均RMS功率以及这些性质的阈值(其已经确定为选择的准则、使其自身以实证方式确定)而选择捕获。在操作中，存储组件130保持所使用的峰值及RMS阈值且将所述值供应到比较器128，所述比较器接着通过将所述值与经由信号126从片段获得的值进行比较而使用所述值来确定用于调适用途的捕获的适合性。比较器128接着滤除不满足阈值且因此已发现并不适合的那些捕获。将其余捕获传递到调适组件134，所述调适组件确定调适方法所需的改变且经由信号136将这些改变传递到DPD组件104。对于尤其具有显著非线性存储器的系统，在能够提供随时间而稳定的最优性能方面仅仅这些度量(峰值及RMS功率)可通常会出现不足。在例如多载波无线系统的跳频系统中，对不同跳变模式的DPD调适也可存在问题。现有解决方案可使用同步存储器及处理密集型方法或使用快速重新调适连同PA回退(一种提供显著较低功率效率的方法)。用以克服此类问题的常规方法称为“强力(bruteforce)”方法，借此每当发射新的跳变模式时，必须针对每一跳变模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：经由第一捕获组件捕获第一数据样本集；经由第一产生组件产生与所述第一数据样本集的一部分相关联的第一改变矩阵；将所述第一改变矩阵存储到第一存储器组件中；经由第二捕获组件捕获第二数据样本集；经由第二产生组件产生与所述第二数据样本集的一部分相关联的第二改变矩阵；将所述第二改变矩阵存储到第二存储器组件中；经由第三捕获组件捕获第三数据样本集；经由第三产生组件产生与所述第三数据样本集的一部分相关联的第三改变矩阵；经由比较组件将所述第三改变矩阵与所述第一改变矩阵进行比较以获得第一比较；经由所述比较组件将所述第三改变矩阵与所述第二改变矩阵进行比较以获得第二比较；及基于所述第一比较及所述第二比较中的一者，经由调适组件用所述第三数据样本集调适数字预失真组件。

【技术特征摘要】
2014.09.02 US 14/475,5521.一种方法，其包括：
经由第一捕获组件捕获第一数据样本集；
经由第一产生组件产生与所述第一数据样本集的一部分相关联的第一改变矩阵；
将所述第一改变矩阵存储到第一存储器组件中；
经由第二捕获组件捕获第二数据样本集；
经由第二产生组件产生与所述第二数据样本集的一部分相关联的第二改变矩阵；
将所述第二改变矩阵存储到第二存储器组件中；
经由第三捕获组件捕获第三数据样本集；
经由第三产生组件产生与所述第三数据样本集的一部分相关联的第三改变矩阵；
经由比较组件将所述第三改变矩阵与所述第一改变矩阵进行比较以获得第一比较；
经由所述比较组件将所述第三改变矩阵与所述第二改变矩阵进行比较以获得第二
比较；及
基于所述第一比较及所述第二比较中的一者，经由调适组件用所述第三数据样本集
调适数字预失真组件。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述捕获第一数据样本集、所述捕获第二数据样本集及所述捕获第三数据样本
集经执行使得所述第一捕获组件、所述第二捕获组件及所述第三捕获组件是第一单式组
件，
其中所述产生第一改变矩阵、所述产生第二改变矩阵及所述产生第三改变矩阵经执
行使得所述第一产生组件、所述第二产生组件及所述第三产生组件是第二单式组件，且
其中所述存储所述第一改变矩阵、所述存储所述第二改变矩阵及所述存储所述第三
改变矩阵经执行使得所述第一存储器组件、所述第二存储器组件及所述第三存储器组件
是第三单式组件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生与所述第一数据样本集的连续部分相
关联的所述第一改变矩阵。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生与所述第一数据样本集的整个部分相
关联的所述第一改变矩阵。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生与所述第一数据样本集的多个子分段
相关联的所述第一改变矩阵。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生振幅改变矩阵。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生与所述第一数据样本集的连续部分相
关联的所述第一改变矩阵。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生与所述第一数据样本集的所述整个部
分相关联的所述第一改变矩阵。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生与所述第一数据样本集的多个子分段
相关联的所述第一改变矩阵。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述经由第一产生组件产生与所述第一数据
样本集的一部分相关联的第一改变矩阵包括：产生振幅改变矩阵。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
经由反馈组件将误差模型化；
经由线性误差确定组件确定所述经模型化误差的线性误差部分；及
基于所述误差不存在所述线性误差部分，经由误差产生组件产生所产生误差，
其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子刚，劳尔·布拉斯克斯，哈迪克·普拉卡什·甘地，陈晓涵，拉尔斯·乔根森，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US