数字预矫正电路和实现方法技术

配置一种包括调制器的预矫正器，用在ＲＦ功率放大器上或者用于放大器系统，该放大器系统结合了用于放大器和调制器响应中幅度和相位非线性的数据结构校正因子。根据传送到该数据结构中的定标因子，还可以在数据结构内计算用于ＲＦ功率放大器响应中记忆效应的校正因子。这种计算可能基于一个定标的多项式。还可以包括为校正因子应用差分方程的电路。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致上涉及射频(RF)功率放大器，并特别地涉及一种应用信号预矫正以线性化这些放大器，以及减少相邻信道功率(ACP)的装置和方法。
技术介绍
理想的，或理论上的射频(RF)功率放大器线性地工作，其准确无误地在它们的输出端无失真地再现放大的RF信号。但是在实际中，不幸的是，物理RF功率放大器实际上为非线性的，并且给信号增加了一定量不想要的失真，例如，互调制失真(IMD)。然后，一部分的这种IMD被视为相邻信道功率(ACP)，并且可能引起相邻信道干扰。而且，物理功率放大器传送增益和/或功率的能力有限。RF功率放大器通常以这种方式工作和构成，以便以最低可能的成本提供足够的输出功率。一般而言，放大器的成本随着它的最大输出功率的增加而增加。所以，为了使给定的RF功率放大器的成本效率最大化，该放大器接近于饱和点工作以提供尽可能多的输出功率。接近饱和点工作的放大器提供额外的输出功率，但是通常以ACP的增加为代价，因而增加了相邻信道干扰的可能性。特别地，接近饱和点工作的放大器增加了在放大器正常工作频率范围内不想要的IMD产物的功率。这些IMD产物在放大器的正常工作频率范围内可能妨碍RF信号的正确发送和接收。为了解决该问题，已经研发了大量的技术以减少位于放大器的工作频率范围内和位于该范围之外的来自放大信号的IMD产物。这些技术包括预矫正，前馈，以及使用非线性组件(LINC)的线性放大。以下将进一步描述预矫正技术。近来对无线通信器件需求的增加已经导致引入新的频带以增加容量，诸如，例如欧洲电信标准化委员会开发的用于传送3G(第三代)业务的通用移动电信系统(UMTS)。现代的传输协议，诸如UMTS，要求高线性化以防止一个频带内的RF能量泄漏到其它邻近信道和/或频带内以及与邻近信道和/或频产生干扰。某些现代传输协议还具有高的峰值/平均功率比率(PAR)载波信号，这使得难以设计有效的线性放大器用于这些应用。另一个要解决的问题是，由于频带非常接近，可能混合相邻的信道干扰。所以RF功率放大器必须以高的驱动电平工作，以实现宽带应用所要求的高线性化。由于能量从一个频带泄漏到另一个频带而产生的能量泄漏，将不合需要地降低邻近频带的信噪比(SNR)或位误码率(BER)。实际上，对于一选择的中心频率而言，没有必要完全消除所有的ACP和/或相邻信道干扰。ACP的一定的容忍水平是可接受的。当这里关于ACP使用术语“消除”或“减少”时，应该理解为将ACP抑制到低于一定容忍水平，即使通常不能完全地消除它。为了解决上述问题，已经研发出了预矫正电路，或，更简单而言，即预矫正器，以允许RF功率放大器在接近饱和点工作并且还具有改善的线性化，籍此减少了ACP以及相邻信道可能的干扰。一般而言，预矫正器将输入信号与放大器响应中失真乘法逆元相乘。这产生了一种预矫正信号，并且之后应用于该放大器。当放大器放大该预矫正信号时，通过对预矫正信号的预矫正消除了由于放大器响应中的非线性而引起的失真。这使得放大器线性得到了改善，特别是当放大器接近于饱和工作时。尽管这种预矫正器解决了线性的问题，但是他们还增加了放大的成本，虽然其典型地小于采用在减少的输出电平下工作的更高功率的放大器。通常，这种预矫正器可能基于模拟或者数字的，这取决于所使用的处理类型。而且，预矫正器将把RF输入信号修改为瞬时输入信号功率(例如，幅度和相位)以及输入信号功率的变化率(例如，诸如自热的记忆效应，奇数阶失真产物，电源补偿，等等)的函数。基于数字化的预矫正器通常使用存储器中所存储的查询表(LUT)来给输入信号提供预矫正或校正因子。由于一些基于数字化的预矫正器，根据瞬时输入信号包络(输入信号功率)和输入信号包络的变化率而进行补偿，因此通常使用第一对LUT用于幅度和相位校正(例如，其中之一用于同相(I)信号以及另一个用于正交相位(Q)信号)，而使用第二对LUT用于补偿I和Q中的记忆效应。而且，由于需要将输入信号调制到载波上，这种预矫正器通常包括调制器，以及包含了分别用于I和Q信号的幅度和相位校正因子的第三对LUT。使用这些大量的LUT显著增加了存储需求，并且因此，也增加了预矫正器和与此相关的放大器的成本。而且，多个LUT的使用也产生了大量的其它问题。当使用许多LUT时，必须做出一些规定以组合来自表中的这些校正因子，。通过对校正记忆效应的LUT应用差分方程，加重了组合校正因子的问题。差分方程的直接解释为，将后续采样与前采样之间的差添加到电流采样或者校正因子中。典型地使用延迟电路，或时钟给采样施加期望的定序。存在的一个实际的问题在于，难以执行三个操作数函数以满足工业对许多预矫正器施加的需求。另外，使用延迟电路还增加了预矫正器的成本。许多基于数字的预矫正器在实现上所面临的另一个问题是，处理校正因子在LUT中的存储。在利用用于特定放大器的LUT校准基于数字的预矫正器时，发送或载入系数到存储器的LUT中。通常，期望从LUT中读回这些系数以验证是否正确地载入或存储了这些系数。这种载入或读回校正因子的操作需要大量的处理时间，并且如果在放大器使用中执行上述操作，可能引起放大器输出过程中的短暂中断，或误操作。然而另一个与LUT相关联的问题是，处理LUT的数量和/或尺寸大小。由于存储器中存储的LUT可能变得的相当大，并且存储器增加了预矫正器的成本，因此使用许多巨大的LUT来校正瞬时幅度和相位以及记忆效应，以及调制器，将会导致成本更加昂贵的预矫正器。现有的预矫正器在这种环境下工作，即根据单个已知的调制格式来调制信号。例如，可能根据任何数量之一的调制格式调制该RF信号，这些调制格式都是现有技术中所熟知的，包括TDMA，GSM，CDMA，WCDMA，QAM以及OFDM等等。例如，WCDMA信号的带宽为3.84MHz(宽带)，CDMA信号的带宽为1.25MHz。相反，GSM信号的带宽为200KHz，TDMA信号的带宽只有30KHz(窄带)。如果信号位于PCS的频带(1920到1980MHz)内，将使用60MHz的带宽。因此，信号的带宽，根据调制格式和所使用的频带，在30KHz到3.84MHz的范围内变化。因此，由于在较大或较小的带宽上可能需要校正，LUT的数量也可能相应地变化。而且，对于ACP的要求还可能基于所使用的调制格式而变化。所以，需要一种减少IMD的技术，用于在降低成本的同时校正瞬时幅度和相位，记忆效应，以及具有减小的存储要求和更快速的处理而不会表现出误操作的调制器。附图简要描述附图包括在本说明书中并且构成说明书的一部分，示例了本专利技术的实施例并结合下文所给出的详细描述，用于解释本专利技术的原理。附图说明图1为根据本专利技术原理的放大器系统实施例的示意图，该系统包括预矫正器，其配置用于射频(RF)功率放大器；图2为图1中所示预矫正器的更详细的示意图；图3为在图1和图2的预矫正器中应用差分方程的电路示意图；图4为用于传送校正和/或定标因子到图1和图2所示数据结构中的电路示意图；图5计算校正因子的电路示意图，该校正因子可能用于根据图4所示电路传送的定标因子，补偿图1所示的RF功率放大器的记忆效应，并位于一种数据结构中；以及图6示出了包含在图5的电路中计算校正因子所用的定标因子的消息。具体实施例方式参考图1到6，其中相同的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置用在ＲＦ功率放大器上的预矫正器，该预矫正器包括：向量调制器，配置来用于接收ＲＦ输入信号，并使用校正因子对该ＲＦ输入信号施加校正；耦合至所述向量调制器并存储所述校正因子的数据结构；所述数据结构的校正因子，用于补偿ＲＦ功率放大器和所述向量调制器响应中的幅度和相位的非线性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特埃弗里斯特约翰逊，斯瑞德哈尔阿鲁纳恰拉姆，
申请(专利权)人：安德鲁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]