使功率放大器线性化的数字反馈线性化设备及使用的方法技术

提供了一种使功率放大器（ＰＡ）线性化的数字反馈线性化设备和方法，其用以改善移动通信基站ＰＡ的线性度，更具体地，利用数字信号处理（ＤＳＰ）和反馈技术使ＰＡ线性化的数字反馈线性化设备和方法，其中，通过将经由预定路径输入的输入信号与对应于ＰＡ的失真成分的反失真成分相加来产生线性化所需的预失真信号，以及，其中，通过使预失真信号经过ＰＡ来获得线性放大输出信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使功率放大器(PA)线性化的数字反馈线性化设备和方法，以改善移动通信基站PA的线性度，更具体地，涉及一种利用数字信号处理(DSP)和反馈技术使PA线性化的数字反馈线性化设备和方法，其中，通过将经由预定路径输入的输入信号添加到与PA的失真成分相对应的反失真成分来产生线性化所需的预失真信号，以及在其中，通过使预失真信号通过PA来获得线性放大输出信号，从而有效地改善PA的线性度。此外，本专利技术涉及一种数字反馈线性化设备和方法，其中，通过从预先形成和存储的查询表(lookup table)中获得与输入信号的幅度相对应的反失真成分来产生针对输入信号的最佳预失真信号。
技术介绍
如本领域的技术人员所公知的那样，移动基站功率放大器最好输出无失真的高功率信号。相反，由于宽带码分多址(WCDMA)技术采用多载波(MC)发送，线性度标准变得越来越重要。为了保证较高的线性度，已经使用了各种线性化技术和采用这样技术的设备，例如，模拟前置补偿器、模拟反馈线性化电路、前馈线性化电路、以及数字前置补偿器。在这些线性化设备之中，模拟前置补偿器和模拟反馈线性化电路具有窄带频率特性和在使输入信号线性化到目标值方面存在困难。前馈线性化电路迄今为止已经得到了非常普遍的使用，并且具有优良的线性化特性，但是存在诸如较低的成本竞争力、高散热、和大尺寸的问题。为了解决以上问题，已经开发了数字前置补偿器，该数字前置补偿器使用数字信号处理，具有宽频带，表现出较好的线性度改善，具有较高的成本和尺寸竞争力，以及非常适合于基站线性化电路。然而，如果数字前置补偿器自身存在许多差错，在其中使用了该数字前置补偿器的PA的容错并不大，结果，难以如标准所需要的那样来消除PA的失真。用作图1所示的PA的线性电路的传统模拟反馈前置补偿器可以有效提取预失真信号，在消除失真信号方面具有非常大的容错。参考图1，传统模拟反馈前置补偿器包括馈入模块(feeding block)2、消除模块4、主放大器模块6、以及矢量调制器(VM)3和5。在消除模块4中，从主PA10的输出信号y(t)中消除了主PA10的输入信号u(t)，并提取反失真成分e(t)。在馈入模块2中，通过反馈环将反失真成分e(t)添加到输入信号x(t)中。在图1中，矢量调制器3和5对各个输入信号的相位进行适当地调制。从图1的传统模拟反馈前置补偿器中输出的输出信号y(t)的频率域信号Y(f)表示如下Y=X(1-Gu)/Gm-Gy+(1-Gu)·Xd1-Gu-Gy·Gm---(1.a)]]>Y≈XGy-(1-Gu)·XdGy·Gm---(1.b)]]>其中，Gm、Gu和Gy分别表示图1所示的每一个路径的增益，X表示频率域的输入信号，以及Xd表示由主PA10产生的互调(IM)信号。等式1.a的第一项表示放大的主信号，以及第二项表示被消除的IM信号。为了完全消除IM信号，应该使第二项近似于“0”。为此，需要将Gu设置为“1”。假设Gu近似于“1”，等式1.a可以表达为近似等式1.b，近似等式1.b清晰地示出了反馈操作。通过反馈环的增益来确定模拟反馈前置补偿器的总增益GPD，并且该总增益等于-1/Gy。将IM成分除以由于负反馈操作的闭环增益Gy·Gm(.1)。如果按照Gy·Gm远大于“1”的方式来设计图1的模拟反馈前置补偿器，使失真成分的消除最大，并增加了失真消除容错。然而，由于反馈特性，传统模拟反馈失真放大器具有较窄的工作频带，并且不稳定地操作，导致了较高的振荡可能性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用数字信号处理(DSP)和反馈技术的使PA线性化的数字反馈线性化设备和方法，其中，通过将经由预定路径输入的输入信号与对应于PA的失真成分的反失真成分相加来产生线性化所需的预失真信号，并且在其中，通过使预失真信号经过PA来获得线性放大输出信号，从而有效地改善PA的线性度。此外，本专利技术还提供了一种数字反馈线性化设备和方法，其通过从预先形成和存储的查询表中获得与输入信号的幅度相对应的反失真成分来产生针对输入信号的最佳预失真信号。根据本专利技术的一个方面，提供了一种使在移动通信基站中使用的功率放大器线性化的数字反馈线性化设备，该数字反馈线性化设备包括功率放大器输入/输出信号减法装置、反失真反馈信号提取装置、以及信号加法装置。该功率放大器输入/输出信号减法装置产生在功率放大器的输入信号和输出信号之间的差值；该反失真反馈信号提取装置根据功率放大器输入/输出信号减法装置的输出信号和输入信号(x(t))，提取与通过预定路径输入到数字反馈线性化设备的输入信号(x(t))相对应的反失真反馈信号(e(t))；信号加法装置通过将反失真反馈信号(e(t))与输入信号(x(t))相加来产生输入到功率放大器的预失真信号(u(t))。功率放大器利用预失真信号(u(t))作为其输入信号来使功率放大器线性化。优选地，该反失真反馈信号提取装置包括由与输入信号(x(t))的幅度相对应的量化信号值构成的查询表，其以预定单位逐渐增加。根据本专利技术的另一方面，提供了一种使在移动通信基站中使用的功率放大器线性化的数字反馈线性化设备，该数字反馈线性化设备包括查询表、反馈输出参考信号选择装置、以及信号加法装置。查询表由与输入到数字反馈线性化设备的输入信号(x(t))的绝对值的幅度相对应的量化信号值构成。反馈输出参考信号选择装置从查询表中选择与从功率放大器反馈的输出信号有关的反馈输出参考信号(yr(t))。信号加法装置通过将反馈输出参考信号(yr(t))与输入信号(x(t))相加来产生输入到功率放大器的偏差信号(xe(t))。功率放大器利用偏差信号(xe(t))作为其输入信号来使功率放大器线性化。优选地，当功率放大器的增益是A，由功率放大器引起的失真成分是d(t)，由反馈引起的偏移度是1/K，以及功率放大器的输出信号是y(t)时，建立了以下等式y(t)＝A·xe(t)+d(t)yr(t)=y(t)K]]>xe(t)＝x(t)-yr(t)根据本专利技术的另一个方面，提供了一种由用于使在移动通信基站中使用的功率放大器线性化的线性化设备所实现的数字反馈线性化方法。该数字反馈线性化方法包括(a)产生在功率放大器的输入信号和输出信号之间的差值；(b)根据在步骤(a)中产生的差值和通过预定路径输入到线性化设备的输入信号(x(t))的绝对值来提取反失真反馈信号(e(t))；(c)通过将反失真反馈信号(e(t))与输入信号(x(t))相加来产生输入到功率放大器的预失真信号(u(t))；以及(d)通过利用预失真信号(u(t))作为功率放大器的输入信号来使功率放大器线性化。优选地，步骤(b)包括构造由与输入信号(x(t))的幅度相对应的量化信号值组成的查询表，其以预定单位逐渐增加，以及从查询表中提取反失真反馈信号(e(t))。根据本专利技术的另一方面，一种由用于使在移动通信基站中使用的功率放大器线性化的线性化设备所实现的数字反馈线性化方法。该数字反馈线性化方法包括构成由与输入到线性化设备的输入信号(x(t))的绝对值的幅度相对应的量化信号值组成的查询本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使在移动通信基站中使用的功率放大器线性化的数字反馈线性化设备，所述数字反馈线性化设备包括：　　　　功率放大器输入／输出信号减法装置，用于产生在功率放大器的输入信号和输出信号之间的差值；　　　　反失真反馈信号提取装置，用于根据功率放大器输入／输出信号减法装置的输出信号和输入信号（ｘ（ｔ）），提取与通过预定路径输入到数字反馈线性化设备的输入信号（ｘ（ｔ））相对应的反失真反馈信号（ｅ（ｔ））；以及　　　　信号加法装置，其通过将反失真反馈信号（ｅ（ｔ））与输入信号（ｘ（ｔ））相加来产生输入到功率放大器的预失真信号（ｕ（ｔ）），　　　　其中，功率放大器利用预失真信号（ｕ（ｔ））作为其输入信号来使功率放大器线性化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金泛晚，李载赫，禹永允，
申请(专利权)人：学校法人浦项工科大学校，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]