利用电平跟踪的线性化制造技术

公开了系统、装置、模块、方法和其他实现，包括用于数字预失真的方法，该方法包括由数字预失真器接收依赖于基于输入信号u的幅度变化的第一信号，其中所述第一信号的变化对应于包括功率放大器的发送链的非线性特性的时间变化。方法还包括由所述数字预失真器接收输入信号u；由所述数字预失真器至少部分地基于包括所述输入信号u和所述第一信号的信号生成数字预失真信号v，以减轻所述发送链的非线性行为；和将所述预失真信号v提供给所述发送链。和将所述预失真信号v提供给所述发送链。和将所述预失真信号v提供给所述发送链。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用电平跟踪的线性化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年4月17日提交的美国非临时申请No.16/386,755和于2018年5月25日提交的美国临时申请No.62/676,613的权益，其全部内容通过引用其整体而被并入本文。针对美国，本申请是美国非临时申请No.16/386,755的部分延续(CIP)。

技术介绍

[0003]本公开涉及通过数字预失真与电平跟踪的结合的线性化，并且更特别地，涉及包络跟踪或平均功率跟踪，该包络跟踪或平均功率跟踪被用于针对发送链来调制功率。
[0004]功率放大器，特别是用于发送射频通信的功率放大器，一般具有非线性特性。例如，当功率放大器的输出功率接近其最大额定输出时，输出的非线性失真发生。补偿功率放大器的非线性特性的一种方法是在将输入信号提供给功率放大器之前(例如，通过向输入信号添加“逆失真”来)使输入信号“预失真”以消除功率放大器的非线性。功率放大器的最终输出是具有减小的非线性失真的、对输入信号的线性放大。数字预失真功率放大器相对便宜和功率有效。这些属性使数字预失真功率放大器对于电信系统中的使用具有吸引力，在该电信系统中要求放大器便宜、有效和准确地再现在其输入处呈现的信号。
[0005]在具有固定供给电压的典型RF功率放大器实现中，大量能量作为热量耗散。在一些常规实现中，可以使用诸如包络跟踪和平均功率跟踪的技术来动态调整供给电压以减少浪费的能量，并且因此提高系统功率效率。在这样的常规跟踪实现中，可以使用成形表(shaping table)将包络幅度转译为PA供给电压(因此减少基于放大信号的改变的行为来操作RF功率放大器所用的功率)。进取型的成形表以损坏PA线性为代价产出更高的效率。另一方面，保守型的成形表产出更高的PA线性，但以功率效率为代价。

技术实现思路

[0006]在一个或多个实现中，实现了线性化系统的有效布置，其中，(例如，通过对使用的发送链的功率放大器进行低功率供电)有意地在非线性模式下操作发送链的功率放大器。通过将发送链的有意的非线性操作考虑在内的动态(自适应)预失真操作，可以减轻发送链的有意的非线性操作的非线性影响。即，预失真函数不仅基于要进行预失真的输入信号，而且还基于用于调制功率放大器(即，从而控制提供用于操作功率放大器的功率)的控制信号，以有意地/故意地将功率放大器(并且因此的发送链)放置到非线性操作模式中。在本公开内容中，基于其执行预失真的控制信号是包络跟踪信号(以跟踪被预失真的输入信号的电平)，该包络跟踪信号是根据考虑到发送链的特性(并且因此隐含地考虑了发送链的非线性相对线性的行为特性)的约束而被优化的。还可以将用于调制提供给功率放大器的功率的控制信号(或从其导出的一些结果信号)提供给估计器/适配器模块，该估计器/适配器模块对用于导出作为输入提供给发送链(以便生成非线性效应已经基本上被去除的发送链输出)的预失真信号的预失真系数进行优化。
[0007]更一般地，本文描述的实现使用输入信号的信号电平(例如，幅度)来控制RF链的
特性，例如，使用输入信号的信号电平来控制功率放大器的供给电压，该功率放大器的供给电压转而控制RF链的非线性(或其他)特性。输入信号电平也用于适配线性化系统的操作。例如，由于输入信号的改变的电平影响功率放大器的供给电压的操作(以控制其非线性)，因此输入信号电平也影响RF链的输出行为，这转而影响用于导出数字预失真系数的观测样本(该数字预失真系数用于对由线性化系统的数字预失真补偿器使用的基函数加权)。
[0008]因此，在一些实施例中，控制信号(例如，包络跟踪信号、或从该包络跟踪信号导出的一些信号)两者可以被用作以下中的一个或多个：i)预失真器的输入，该预失真器关于该控制信号和待线性化的基带输入信号联合地操作(即，提供给发送链的预失真信号是控制信号和基带信号两者的函数)；ii)估计器/适配器模块的输入，使得控制信号(或从控制信号导出的信号)可以用于确定优化的预失真系数，该优化的预失真系数减轻有意在非线性模式下操作的发送链的非线性影响；和/或iii)电源调制器的输入(该电源调制器调节提供给功率放大器的功率，并且因此可以调节功率放大器的非线性行为)。通过使用控制信号(例如，用于控制发送链的功率放大器的电源调制器的包络跟踪信号)作为预失真器的输入之一和/或使用控制信号(或从其导出的信号)来优化预失真系数，线性化系统可以以高效率操作。特别地，在这样的实现中，需要更少的功率来获得发送链的高性能，例如，功率放大器可以被低功率供电，同时仍然允许发送链的所得的输出基本上没有非线性影响。附加地，通过以本文描述的方式可控制地对功率放大器进行低功率供电，可以延长由系统的电路使用的电子部件(其可以是无线装置或系统的数字前端的一部分)的寿命。
[0009]因此，在一般方面，公开了一种线性化系统，该线性化系统包括包络跟踪器以生成慢速或快速包络信号从而动态地控制功率放大器(PA)的非线性行为并帮助提高操作PA的功率效率。线性化系统还包括数字预失真器(DPD，也称为适配器块)，该数字预失真器将加权的基函数应用于输入信号(以及可选地应用于包络跟踪信号)，以生成提供给发送链的预失真信号。因此，预失真功能可以依赖于包络跟踪输出，并且因此可以较化地控制RF功率放大器的非线性行为程度。例如，作为控制PA的操作功率以改善PA的线性的替代，PA可以被配置为在受控的非线性模式下操作，该非线性模式可以通过输入信号u的受控预失真来减轻。因此，本文描述的实现允许针对给定的PA设置和性能目标对(控制PA的功率操作的)成形表行为进行优化。
[0010]因此，在一些变型中，提供了一种用于数字预失真的方法，该方法包括：由数字预失真器接收依赖于基于输入信号u的幅度变化的第一信号，其中第一信号的变化对应于包括功率放大器的发送链的非线性特性的时间变化。方法还包括：由数字预失真器接收输入信号u；由数字预失真器至少部分地基于包括输入信号u和第一信号的信号生成数字预失真信号v，以减轻发送链的非线性行为；和将预失真信号v提供给发送链。
[0011]方法的实施例可以包括本公开中描述的特征中的至少一些，包括以下特征中的一个或多个。
[0012]由数字预失真器接收第一信号可以包括：由数字预失真器监测由接收到输入信号u的副本的包络跟踪器生成的时变信号e。
[0013]方法还可以包括计算提供给发送链的数字预失真信号v的样本，以作为输入信号u和第一信号的样本的非线性函数。
[0014]可以根据输入信号u生成时变信号e，使得时变信号e导致功率放大器的至少一些
非线性行为。生成数字预失真信号v可以包括使用时变信号e对输入信号u进行数字预失真，使得由对输入信号u进行数字预失真引起的发送链的输出本质上没有由时变信号e导致的至少一些非线性失真。
[0015]可以生成时变信号e以满足约束集，该约束集包括：第一约束，其中e[t]≥h(|u[t]|)，其中h(.)定义输入信号u的瞬时功率和发送链的电源之间的关系；第二约束，其针对信号e[t]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于数字预失真的方法，包括：通过数字预失真器接收依赖于基于输入信号u的幅度变化的第一信号，其中，所述第一信号的变化对应于包括功率放大器的发送链的非线性特性的时间变化；通过所述数字预失真器接收所述输入信号u；通过所述数字预失真器至少部分地基于包括所述输入信号u和所述第一信号的信号生成数字预失真信号v，以减轻所述发送链的非线性行为；以及将所述预失真信号v提供给所述发送链。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述数字预失真器接收所述第一信号包括：通过所述数字预失真器监测由接收到所述输入信号u的副本的包络跟踪器生成的时变信号e。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：计算提供给所述发送链的所述数字预失真信号v的样本，以作为所述输入信号u和所述第一信号的样本的非线性函数。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，根据所述输入信号u生成时变信号e，使得所述时变信号e导致所述功率放大器的至少一些非线性行为；并且其中，生成所述数字预失真信号v包括使用所述时变信号e对所述输入信号u进行数字预失真，使得由对所述输入信号u进行数字预失真引起的所述发送链的输出本质上没有由所述时变信号e导致的至少一些非线性失真。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，生成时变信号e以满足约束集，所述约束集包括：第一约束，其中e[t]≥h(|u[t]|)，其中h(.)定义所述输入信号u的瞬时功率和所述发送链的电源之间的关系；第二约束，其针对信号e[t]施加最大值和曲率界限，使得e[t]≤E0，并且|2e[t]-e[t-1]-e[t+1]|≤E2，其中，E0和E2是代表所述发送链的操作特性的值；以及第三约束，其受制于所述第一约束和所述第二约束而要求e[t]的值尽可能小。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，基于包括所述输入信号u和所述第一信号的信号来生成所述数字预失真信号v包括：根据下式至少部分地基于所述输入信号u和时变信号e来生成所述数字预失真信号v，以产生所述数字预失真信号v：其中，
并且其中，其中，B
k
是基函数，q
u
[t]和q
e
[t]分别是最近的基带输入样本和包络输入样本的堆栈，s是代表所述功率放大器的时间常数与对所述功率放大器供电的调制器的时间常数之比的时间尺度分离因子，以及x
k
是对所述基函数加权所用的计算出的系数。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：根据至少部分地基于所述发送链的观测样本的优化过程来计算所述计算出的系数x
k
以对所述基函数B
k
加权。8.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于接收到的所述时变信号e，通过对包括所述输入信号u和所述时变信号e的信号执行的数字预失真来生成所得的时变信号e
A
，以减轻电源调制器的非线性行为，所述电源调制器产生输出以基于所述所得的时变信号e
A
对提供给所述发送链的功率放大器的功率进行调制，其中e
A
具有比所述时变信号e低的带宽。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：对提供给所述电源调制器的所述所得的时变信号e
A
进行下采样，所述电源调制器产生输出以基于所得的经下采样的时变信号e
A
来对提供给所述发送链的功率放大器的功率进行调制。10.根据权利要求2所述的方法，还包括：对所述时变信号e进行滤波。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，通过所述数字预失真器接收所述第一信号包括：接收由电源调制器控制的所述功率放大器的输出的观测数字样本y，所述电源调制器根据由接收到所述输入信号u的副本的包络跟踪器生成的时变信号e来控制所述发送链的电气操作。12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，通过所述数字预失真器接收所述第一信号包括：接收由以电气方式插入在包络跟踪器和所述数字预失真器之间的预测器模块所计算的预测信号s
p
，所述预测信号代表电源调制器的估计预期行为，所述电源调制器基于电源模块的已知特性和由所述包络跟踪器确定的时变信号e来控制所述发送链的电气操作。13.一种数字预失真器，包括：接收器部分，其用于接收输入信号u和依赖于基于所述输入信号u的幅度变化的第一信号，其中，所述第一信号的变化对应于包括功率放大器的发送链的非线性特性的时间变化；控制器，其用于至少部分地基于包括所述输入信号u和所述第一信号的信号来生成数字预失真信号v，以减轻所述发送链的非线性行为；以及输出部分，其用于将所述预失真信号v提供给所述发送链。14.根据权利要求13所述的数字预失真器，其中，被配置为接收所述第一信号的所述接
收器部分还被配置为：监测由接收到所述输入信号u的副本的包络跟踪器生成的时变信号e。15.根据权利要求14所述的数字预失真器，其中，所述数字预失真信号v被提供给所述发送链作为数字样本，所述数字样本被计算为所述输入信号u和所述第一信号的样本的非线性函数。16.根据权利要求13至15中任一项所述的数字预失真器，其中，根据所述输入信号u生成时变信号e，使得所述时变信号e导致所述功率放大器的至少一些非线性行为；并且其中，被配置为生成所述数字预失真信号v的所述控制器被配置为使用所述时变信号e对所述输入信号u进行数字预失真，使得由对所述输入信号u进行数字预失真引起的所述发送链的输出本质上没有由所述时变信号e导致的至少一些非线性失真。17.根据权利要求13至16中任一项所述的数字预失真器，其中，生成时变信号e以满足约束集，所述约束集包括：第一约束，其中e[t]≥h(|u[t]|)，其中h(.)定义所述输入信号u的瞬时功率和所述发送链的电源之间的关系；第二约束，其针对信号e[t]施加最大值和曲率界限，使得e[t]≤E0，并且|2e[t]-e[t-1]-e[t+1]|≤E2，其中，E0和E2是代表所述发送链的操作特性的值；以及第三约束，其受制于所述第一约束和所述第二约束而要求e[t]的值尽可能小。18.根据权利要求13至17中任一项所述的数字预失真器，其中，被配置为基于包括所述输入信号u和所述第一信号的信号来生成所述数字预失真信号v的所述控制器还被配置为：根据下式至少部分地基于所述输入信号u和时变信号e来生成所述数字预失真信号v，以产生所述数字预失真信号v：其中，并且其中，其中，B
k
是基函数，q
u
[t]和q
e
[t]分别是最近的基带输入样本和包络输入样本的堆栈，s是代表所述功率放大器的时间常数与对所述功率放大器供电的调制器的时间常数之比的时间尺度分离因子，以及x
k
是对所述基函数加权所用的计算出的系数。
19.根据权利要求14所述的数字预失真器，其中，所述控制器还被配置为：基于接收到的所述时变信号e，通过对包括所述输入信号u和所述时变信号e的信号执行的数字预失真来生成所得的时变信号e
A
，以减轻电源调制器的非线性行为，所述电源调制器产生输出以基于所述所得的时变信号e
A
对提供给所述发送链的功率放大器的功率进行调制，其中e
A
具有比所述时变信号e低的带宽。20.根据权利要求19所述的数字预失真器，其中，所述控制器还被配置为：对提供给所述电源调制器的所述所得的时变信号e
A
进行下采样，所述电源调制器产生输出以基于所得的经下采样的时变信号e
A
来对提供给所述发送链的功率放大器的功率进行调制。21.根据权利要求13至20中任一项所述的数字预失真器，其中，被配置为接收所述第一信号的所述接收器部分还被配置为：接收由电源调制器控制的所述功率放大器的输出的观测数字样本y，所述电源调制器根据由接收到所述输入信号u的副本的包络跟踪器生成的时变信号e来控制所述发送链的电气操作。22.根据权利要求13至20中任一项所述的数字预失真器，其中，被配置为接收所述第一信号的所述接收器部分还被配置为：接收由以电气方式插入在包络跟踪器和所述数字预失真器之间的预测器模块所计算的预测信号s
p
，所述预测信号代表电源调制器的估计预期行为，所述电源调制器基于电源模块的已知特性和由所述包络跟踪器确定的时变信号e来控制所述发送链的电气操作。23.一种编码在非暂时性机器可读介质上的设计结构，所述设计结构包括元素，所述元素在计算机辅助设计系统中处理时生成根据权利要求13至22任一项所述的数字预失真器的机器可执行表示。24.一种编程有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令能够在处理器上执行，以得到包括根据权利要求1至12中任一项所述的方法的步骤的操作。25.一种用于数字预失真的方法，所述方法包括：通过包络跟踪模块接收输入信号u，所述输入信号u进一步被提供给耦合到包括功率放大器的发送链的数字预失真器；通过所述包络跟踪模块基于所述输入信号u的幅度变化来确定时变信号e，其中所述时变信号e的幅度变化对应于所述发送链的非线性特性的时间变化；以及通过所述包络跟踪模块输出所述时变信号e；其中，所述数字预失真器被配置为接收依赖于所述时变信号e的幅度变化的另一输入信号，以及至少部分地基于包括所述输入信号u和所述另一输入信号的信号来生成提供给所述发送链的数字预失真输出v，以减轻所述发送链的非线性行为。26.根据权利要求25所述的方法，其中，确定所述时变信号e包括：确定所述时变信号e以导致控制所述发送链的电气操作的电源调制器对所述功率放大器进行低功率供电，以导致所述发送链在非线性模式下操作。27.根据权利要求25至26中任一项所述的方法，其中，确定所述时变信号e包括：根据代表所述发送链的特性的一个或多个约束来导出所述时变信号e。28.根据权利要求27所述的方法，其中，导出所述时变信号e包括：
导出满足约束集的所述时变信号e，所述约束集包括：第一约束，其中e[t]≥h(|u[t]|)，其中h(.)定义所述输入信号u的瞬时功率和所述发送链的电源之间的关系；第二约束，其针对信号e施加最大值和曲率界限，使得e[t]≤E0，并且|2e[t]-e[t-1]-e[t+1]|≤E2，其中，E0和E2是代表所述功率放大器的操作特性的值；以及第三约束，其受制于第一约束和第二约束而要求e[t]的值尽可能小。29.根据权利要求28所述的方法，其中，E2代表以下中的一个或多个：所述发送链的带宽、以及所述发送链对所述输入信号u的幅度变化的响应速度。30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，还包括：通过所述包络跟踪模块将所述时变信号e提供给所述数字预失真器，其中，所述数字预失真器的所述另一输入信号包括所述时变信号e。31.根据权利要求30所述的方法，其中，将所述时变信号提供给所述数字预失真器包括：将所述时变信号e提供给所述数字预失真器以产生所得的控制信号e
A
，所述所得的控制信号e
A
被提供给控制所述发送链的电气操作的电源调制器。32.根据权利要求31所述的方法，其中，被配置为产生所述所得的控制信号e
A
的所述数字预失真器还被配置为：至少部分地基于所述发送链的观测样本，计算对基函数加权所用的系数，以生成所述所得的控制信号e
A
，所述基函数被应用于所述输入信号u和所述时变信号e的样本。33.根据权利要求25至32中任一项所述的方法，还包括：将所述时变信号e提供给控制所述发送链的电气操作的电源调制器，其中，数字预失真器的所述另一输入信号包括所述功率放大器的输出的观测数字样本y。34.根据权利要求25至33中任一项所述的方法，还包括：将所述时变信号e提供给以电气方式插入在所述包络跟踪模块和所述数字预失真器之间的预测器模块，所述预测器模块被配置为计算预测信号s
p
，所述预测信号s
p
代表电源调制器的估计预期行为，所述电源调制器基于电源模块的已知特性和确定的时变信号e来控制所述发送链的电气操作，其中，所述数字预失真器的所述另一输入信号包括由所述预测器模块计算的所述预测信号s
p
。35.根据权利要求25至34中任一项所述的方法，其中，被配置为生成所述数字预失真输出v的所述数字预失真器还被配置为：根据下式基于所述输入信号u和所述时变信号e来生成所述数字预失真输出v：其中，
并且其中，其中，B
k
是基函数，q
u
[t]和q
e
[t]分别是最近的基带输入样本和包络输入样本的堆栈，s是代表所述功率放大器的时间常数与对所述功率放大器供电的电源调制器的时间常数之比的时间尺度分离因子...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：纳诺塞米有限公司，
类型：发明
国别省市：