对用于放大的信号进行预矫正的方法及装置制造方法及图纸

一种预矫正器，它在输入信号被应用到放大器之前对该输入信号进行预矫正，以减少所得放大信号中的杂散发射。该预矫正器实现放大器的模型的逆形式，该放大器模型对放大器的与频率无关（ＦＩ）特性和放大器的与频率有关（ＦＤ）特性建模。提出了用于（１）产生和更新该模型，（２）用于对模型求逆，以及（３）更新该逆模型的技术和结构。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及信号处理，且特别涉及用于例如在无线通信网络中传输的信号的预矫正以减少杂散发射。相关申请的相互参考本申请要求2002年4月3日提交的美国临时申请第60/369,488号(代理案卷号C0013PROV)的优先权。
技术介绍
现代无线通信网络运用复杂调制方案，使得对杂散发射(有时称作“带外发射”)的严格控制成为必需，以防止干扰相邻载波，符合监管机构(例如FCC)和标准机构(例如ITU)的要求。杂散发射源之一是基站发射机放大器，它用来在作为无线(例如射频)信号发射至例如蜂窝语音和/或数据网络的无线通信网络中的无线(例如移动)单元之前将信号放大。用于减少这种杂散发射的现有技术可以满足前面的要求。然而，无线通信网络的新近发展(例如通用移动通信服务(UMTS))给基站发射机放大器带来了额外的负担，并且使得甚至进一步减少杂散发射是有益的。在现有技术中，工作在A、A/B或B类模式的准线性放大器已经被建模为无记忆非线性。(如在现有技术中众所周知的，不同的工作类型涉及不同的放大器静态工作点。在A类中，晶体管对于正弦波输入的整个周期是“导通”的。在B类中，晶体管对于半个周期是“导通”的。以及在A/B类中，晶体管对于多于周期的50％而少于100％是“导通”的。)在建模为无记忆非线性的假设下，输入-输出关系由式(1)给出如下y=G(ax)x]]>=(Gi(ax)+jGq(ax))x---(1)]]>=Gm(ax)ejGp(ax)x]]>其中x=axejφx]]>为输入信号的复基带表示，其中ax是幅度，且φx是输入信号x的相位，y是输出信号的复基带表示，并且Gi(·)和Gq(·)是输入信号包络的任意(即未指定但适当的)函数。在上面的模型中，假设放大器的瞬时增益仅为瞬时输入包络的函数。这个模型可以用来描述大多数工作在A、A/B和B类模式的放大器中观测到的AM/AM和AM/PM失真，其中AM意味着幅度调制且PM意味着相位调制。可以构造数字预矫正器以线性化由以上模型描述的放大器。附图说明图1示出了包含数字预矫正器102的常规放大器预矫正结构100的方框图，它在输入信号被无记忆放大器104放大之前对输入信号进行预矫正。预矫正器102实现1.一种用于计算瞬时输入包络ax的方法，以及2.一种通过用一个复增益乘以输入信号来预矫正输入信号的方法，该复增益仅为瞬时输入包络的函数。如果预矫正信号由x~=Gpd(ax)x]]>给出，其中Gpd(·)是预矫正器增益，则对于级联预矫正器和放大器系统，输入-输出关系可以根据式(2)写出如下y~=G(ax~)x~]]>=G(|Gpd(ax)|ax)Gpd(ax)x---(2)]]>计算预矫正器增益，使得与放大器级联的预矫正器的增益为常数。因此对于理想预矫正器，G(|Gpd(ax)|ax)Gpd(ax)＝Gtgt，其中Gtgt是用于放大器的目标增益。图2是图1的放大器预矫正结构100的方框图，示出了预矫正器102的常规实现方式的进一步的细节，其中预矫正器102在无记忆放大器104进行放大之前对输入信号进行预矫正。特别地，预矫正器102包含放大器104的模型202。将输入信号x应用于放大器模型202以产生失真输出信号的模型 根据式(3)，差节点204基于输入信号x和所建模的失真输出信号 产生输入-输出误差的估计如下ey^x(x)=G^(ax)x-x---(3)]]>其中 是对放大器增益的估计。通过在差节点206处从输入信号x中减去估计误差 产生预矫正信号 其中预矫正信号 接着应用于放大器104。为了清楚起见，假设输入和输出信号经过归一化，因此目标增益为单位1。此外，假设放大器表现为真正的无记忆线性。可以看出，如果放大器模型202是准确构造的，则预矫正信号输入为 时放大器104的输出 由式(4)给出如下y~=G(ax~)x~]]>≈G(ax)x-ey^x]]>=x+x(G(ax)-G^(ax))---(4)]]>≈x]]>无记忆放大器模型202仅为用于多数放大器系统的近似模型。因此，由这种模型构造的最优预矫正器不能完全线性化多数放大器。专利技术概述通过与例如图2中的模型202的现有技术的简单无记忆模型相比，能够更加准确地对多数A、A/B和B类放大器的性能进行建模的放大器模型，依照本专利技术的原理解决了现有技术中的上述问题。在本专利技术的某些实施例中，在输入信号应用到放大器之前，预矫正器对输入信号进行预矫正，以减少所得放大信号中的杂散发射。预矫正器实现放大器模型的逆形式，该放大器模型同时对放大器的与频率无关(FI)特性和放大器的与频率有关(FD)特性进行建模。在一个实施例中，本专利技术是一种用于对用于放大的信号进行预矫正的方法和设备。根据该实施例，接收输入信号，并且将预矫正应用于输入信号以产生预矫正信号，使得当预矫正信号应用于放大器以产生放大信号时，预矫正减少了放大信号中的杂散发射。利用放大器的模型的逆产生预矫正，其中该放大器模型包含放大器的与频率无关特性的模型与放大器的与频率有关特性的模型的组合。在另一个实施例中，本专利技术是一种用于对用于放大的信号进行预矫正的设备。配置一个或多个高阶传递函数单元中的每一个，以将一个大于1的不同阶数的传递函数应用在相应的输入信号的失真结果上。配置求和节点以对输入信号和每个高阶传递函数单元的输出求和。配置逆传递函数单元以将一个逆一阶传递函数应用于求和节点的输出。配置逆FI元素以对放大器的与频率无关的增益求逆以产生预矫正信号，使得当预矫正信号被应用于放大器以产生放大信号时，放大信号中的杂散发射减少了。在另一个实施例中，本专利技术是一种用于产生放大器的模型的方法，其中该模型包含放大器的与频率无关特性的FI模型与放大器的与频率有关特性的FD模型的组合，其中通过以对应传递函数的阶数增加的顺序为FD模型估计多个传递函数而产生该模型。在另一个实施例中，本专利技术是一种用来自适应地更新预矫正器的方法，配置该预矫正器以对应用于放大器的输入信号进行预矫正，配置该放大器以产生放大信号，该预矫正器包含至少一个查找表(LUT)，其中通过最小化输入信号与基于放大信号的反馈信号之间的误差自适应地更新该至少一个LUT。附图简述从下面的详述、所附权利要求书和附图中，本专利技术的其它方面、特征和优势将更加充分地显而易见，附图中相同参考编号标识相似或相同的单元。图1示出了常规放大器预矫正结构的方框图； 图2是图1的放大器预矫正结构的方框图，它示出了预矫正器的常规实现方式的进一步的细节；图3示出了根据本专利技术的一个实施例的放大器预矫正结构的方框图；图4示出了根据本专利技术的一个实施例的A、A/B或B类放大器的模型的离散时间表示；图5示出了根据本专利技术的一个可供选择的实施方式的放大器模型的离散时间表示；图6示出了根据本专利技术的一个实施例，由图3的预矫正器执行的处理的流程图；图7示出了根据本专利技术的一个实施例，可以用来对图4的放大器模型求逆的结构；图8示出了一个高级方框图，图示了图3的预矫正器的操作；以及图9示出了根据本专利技术的一个实施例，用于图3的预矫正器的结构的方框图。专利技术详述图3示出了根据本专利技术的一个实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对用于放大的信号进行预矫正的方法，该方法包含以下步骤：（ａ）接收输入信号；以及（ｂ）将预矫正应用于输入信号以产生预矫正信号，使得当将预矫正信号应用于放大器以产生放大信号时，预矫正减少放大信号中的杂散发射，其中：　 　利用放大器模型的逆产生预矫正；以及该模型包含放大器的与频率无关（ＦＩ）特性的模型（ＦＩ模型）与放大器的与频率有关（ＦＤ）特性的模型（ＦＤ模型）的组合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷杰弗钱德拉瑟卡兰，
申请(专利权)人：安德鲁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]