用于无线通信的双层预失真系统技术方案

公开了一种用于无线通信的双层预失真系统。本公开的各种实施例涉及用于信号预失真的发射器系统、方法和指令。发射器系统包括初级数字预失真(DPD)层和次级DPD层。初级DPD层包括被配置为基于将次级预失真信号(U

【技术实现步骤摘要】
用于无线通信的双层预失真系统


[0001]本公开总体上涉及用于放大器的失真补偿，并且更具体地，涉及用于补偿放大器失真的系统和方法。

技术介绍

[0002]放大器可以具有非线性特性。失真补偿技术被用于补偿由非线性特性引起的信号失真。失真的瞬时变化可以发生在例如GaN放大器中。这种失真会降低放大器的误码率(bit
‑
error rate，BER)性能。
[0003]图1示出了用于执行失真补偿的现有技术系统100，其实施了预失真器及用于其的参数识别模块。系统100包括信号源102，其提供最初被提供给数模转换器(digital
‑
analog converter，DAC)106以被转换成模拟射频(radiofrequency，RF)输入信号的数字输入信号(S
in
)。同相/正交(in
‑
phase/quadrature，IQ)信号调制器108基于本地振荡器110的预定频率对RF输入信号执行IQ调制，以提供要由功率放大器(power amplifier，PA)112放大的信号，其结果信号是要通过天线114被传送的输出信号(S
out
)。
[0004]在现有技术系统100中，通过响应于失真的变化而更新在失真补偿设备中被实施的失真补偿系数来处理PA 112中的失真的变化。具体地，使用与IQ调制器108相同的本地振荡器110的频率将输出信号(S
out
)经由反馈回路提供给IQ信号解调器116，并且将解调信号提供给模拟
‑
数字转换器(analog
‑
digital converter，ADC)118以被提供给失真补偿设备的一部分的参数识别模块120。参数识别模块120接收输入信号(S
in
)并将其与来自ADC 118的接收信号进行比较，然后更新要由预失真器模块104使用的失真补偿系数，预失真器104也是失真补偿设备的一部分，使得被提供给DAC 106的输出信号将被预失真，以适应由PA 112引起的失真。
[0005]在本领域中已知的预失真器模块104在数字基带域中被实施并且生成与PA112的非线性互补的非线性。预失真的基带信号经由IQ调制器108被上变频为RF信号，并且然后被馈送到PA 112。为了合成预失真器功能，来自PA 112的信号的一部分经由IQ解调器116被提取和下变频，以用于估计预失真器模型的参数。
[0006]通过更新失真补偿系数，失真补偿设备的失真补偿特性响应于失真的变化而被更新。为了跟随失真的瞬时变化，有必要执行失真补偿特性的频繁更新。由于用于更新失真补偿特性的处理负荷很大，然而，频繁地更新失真补偿特性以准备失真的变化并不总是容易的。因此，需要一种用于处理失真的变化的改进技术。

技术实现思路

[0007]本公开的各种实施例涉及用于信号预失真的发射器系统，其包括本段中描述的系统的实施例。本发射器系统包括初级数字预失真(digital predistortion，DPD)层和次级DPD层。初级DPD层包括被配置为基于将次级预失真信号(U
out
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新初级信号生成系数的DPD系数估计模块，以及被配置为基于次级预失真信号
(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)的初级失真补偿处理模块。次级DPD层包括被配置为基于将输入信号(S
in
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新次级信号生成系数的信号特性估计模块，以及被配置为基于输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成次级预失真信号(U
out
)的次级失真补偿处理模块。
[0008]在一些示例中，初级DPD层被配置为通过执行直接或间接学习来更新初级信号生成系数，并且次级DPD层被配置为通过执行直接学习来更新次级信号生成系数。在一些示例中，直接学习包括将输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较，以确定输入和输出信号之间的差；以及应用逆建模来更新初级或次级信号生成系数，以便降低输入和输出信号之间的差。在一些示例中，间接学习包括将输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定误差信号；将误差信号分解为非线性项；以及应用自适应模型学习以通过从次级预失真信号(U
out
)中减去误差信号的非线性项来更新初级信号生成系数。
[0009]本文还公开了用于执行信号预失真的方法，包括本段所述方法的实施例。该方法包括由次级DPD层的信号特性估计模块基于将输入信号(S
in
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新次级信号生成系数；由次级DPD层的次级失真补偿处理模块基于输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成次级预失真信号(U
out
)；由初级DPD层的DPD系数估计模块基于将次级预失真信号(U
out
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新初级信号生成系数，以及由初级DPD层的初级失真补偿处理模块基于次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数生成初级预失真信号(U
out
’
)。
[0010]在一些示例中，通过执行直接或间接学习来更新初级信号生成系数，并且通过执行间接学习来更新次级信号生成系数。在一些示例中，该方法包括通过以下来执行直接学习：将输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定输入和输出信号之间的差；以及应用逆建模来更新初级或次级信号生成系数，以便降低输入和输出信号之间的差。在一些示例中，该方法包括通过以下来执行间接学习：将输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定误差信号；将误差信号分解为非线性项；以及应用自适应模型学习以通过从次级预失真信号(U
out
)中减去误差信号的非线性项来更新初级信号生成系数。
[0011]本文还公开了至少一种非暂时性计算机可读介质的实施例，包括本段所述的至少一个非暂时性实施例的实施例，其中存储指令，当该指令在处理器上运行时致使处理器：基于将输入信号(S
in
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新次级DPD层的次级信号生成系数；基于输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数生成次级预失真信号(U
out
)；基于将次级预失真信号(U
out
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射器系统，包括：初级数字预失真(DPD)层，包括：DPD系数估计模块，所述DPD系数估计模块被配置为基于将次级预失真信号(U
out
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新初级信号生成系数，以及初级失真补偿处理模块，所述初级失真补偿处理模板被配置为基于所述次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)；以及次级DPD层，包括：信号特性估计模块，所述信号特性估计模块被配置为基于将输入信号(S
in
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新次级信号生成系数，以及次级失真补偿处理模块，所述次级失真补偿处理模板被配置为基于所述输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成所述次级预失真信号(U
out
)。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述初级DPD层被配置为通过执行直接学习或间接学习来更新所述初级信号生成系数，并且所述次级DPD层被配置为通过执行直接学习来更新所述次级信号生成系数。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述直接学习包括：将所述输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定所述输入信号和输出信号之间的差；以及应用逆建模来更新所述初级信号生成系数或次级信号生成系数，以便降低所述输入信号和输出信号之间的差。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述间接学习包括：将所述输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定误差信号；将所述误差信号分解成非线性项；以及应用自适应模型学习以通过从所述次级预失真信号(U
out
)中减去所述误差信号的非线性项来更新所述初级信号生成系数。5.一种方法，包括：由次级数字预失真(DPD)层的信号特性估计模块基于将输入信号(S
in
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新次级信号生成系数；由所述次级DPD层的次级失真补偿处理模块基于所述输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成次级预失真信号(U
out
)；由初级DPD层的DPD系数估计模块基于将所述次级预失真信号(U
out
)与所述检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新初级信号生成系数，以及由所述初级DPD层的初级失真补偿处理模块基于所述次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过执行直接学习或间接学习来更新所述初级信号生成系数，并且通过执行间接学习来更新所述次级信号生成系数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述直接学习通过以下来执行：将所述输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定所述输入信号和输出信号之间的差；以及应用逆建模来更新所述初级信号生成系数或次级信号生成系数，以便降低所述输入信
号和输出信号之间的差。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述间接学习通过以下来执行：将所述输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定误差信号；将所述误差信号分解成非线性项；以及应用自适应模型学习以通过从所述次级预失真信号(U
out
)中减去所述误差信号的非线性项来更新所述初级信号生成系数。9.一种非暂时性计算机可读介质，其中存储指令，当所述指令在处理器上运行时使得所述处理器：基于将输入信号(S
in
)与检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新次级数字预失真(DPD)层的次级信号生成系数；基于所述输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成次级预失真信号(U
out
)；基于将所述次级预失真信号(U
out
)与所述检测到的反馈信号(Y
out
)进行比较来更新初级DPD层的初级信号生成系数；以及基于所述次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)。10.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中，通过执行直接学习或间接学习来更新所述初级信号生成系数，并且通过执行间接学习来更新所述次级信号生成系数。11.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步使得所述处理器通过以下来执行所述直接学习：将所述输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定所述输入信号和输出信号之间的差；以及应用逆建模来更新所述初级信号生成系数或次级信号生成系数，以便降低所述输入信号和输出信号之间的差。12.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步使得所述处理器通过以下来执行所述间接学习：将所述输入信号(S
in
)与来自放大器的输出信号(S
out
)进行比较以确定误差信号；将所述误差信号分解成非线性项；以及应用自适应模型学习以通过从所述次级预失真信号(U
out
)中减去所述误差信号的非线性项来更新所述初级信号生成系数。13.一种发射器系统，包括：互调失真滤波器模块，所述互调失真滤波器模块被配置为对检测到的反馈信号(Y
in
)进行滤波来生成目标滤波信号(Y
out
)；初级数字预失真(DPD)层，包括：DPD系数估计模块，所述DPD系数估计模块被配置为基于将次级预失真信号(U
out
)与目标滤波信号(Y
out
)进行比较来更新初级信号生成系数，以及初级失真补偿处理模块，所述初级失真补偿处理模板被配置为基于所述次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)；以及次级DPD层，包括：信号特性估计模块，所述信号特性估计模块被配置为基于将输入信号(S
in
)与目标滤波
信号(Y
out
)进行比较来更新次级信号生成系数，以及次级失真补偿处理模块，所述次级失真补偿处理模板被配置为基于所述输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成所述次级预失真信号(U
out
)。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述初级DPD层被配置为通过执行直接学习或间接学习来更新所述初级信号生成系数，并且所述次级DPD层被配置为通过执行间接学习来更新所述次级信号生成系数。15.一种方法，包括：由互调失真滤波器模块对检测到的反馈信号(Y
in
)进行滤波，以生成目标滤波信号(Y
out
)；由次级数字预失真(DPD)层的信号特性估计模块基于将输入信号(S
in
)与所述目标滤波信号(Y
out
)进行比较来更新次级信号生成系数；由所述次级DPD层的次级失真补偿处理模块基于所述输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成次级预失真信号(U
out
)；由初级DPD层的DPD系数估计模块基于将所述次级预失真信号(U
out
)与所述目标滤波信号(Y
out
)进行比较来更新初级信号生成系数，以及由所述初级DPD层的初级失真补偿处理模块基于所述次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)。16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过执行直接学习或间接学习来更新所述初级信号生成系数，并且通过执行间接学习来更新所述次级信号生成系数。17.一种非暂时性计算机可读介质，其中存储指令，当所述指令在处理器上运行时使得所述处理器：对检测到的反馈信号(Y
in
)进行滤波以生成目标滤波信号(Y
out
)；基于将输入信号(S
in
)与所述目标滤波信号(Y
out
)进行比较来更新次级数字预失真(DPD)层的次级信号生成系数；基于所述输入信号(S
in
)使用更新的次级信号生成系数来生成次级预失真信号(U
out
)；基于将所述次级预失真信号(U
out
)与所述目标滤波信号(Y
out
)进行比较来更新初级DPD层的初级信号生成系数，以及基于所述次级预失真信号(U
out
)使用更新的初级信号生成系数来生成初级预失真信号(U
out
’
)。18.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其中，通过执行直接学习或间接学习来更新所述初级信号生成系数，并且通过执行间接学习来更新所述次级信号生成系数。19.一种发射器系统，包括：信号分解模块，所述信号分解模块被配置为从输入信号(S
in
)中提取低频输入信号(S
lo
)和高频输入信号(S
hi
)；低频初级数字预失真(DPD)层，包括：低频DPD系数估计模块，所述低频DPD系数估计模块被配置为基于低频次级预失真信号(U
lo
)、高频次级预失真信号(U
hi
)和低频检测到的反馈信号(Y
lo
)来更新低频初级信号生成系数，以及低频初级失真补偿处理模块，所述低频初级失真补偿处理模块被配置为基于所述低频
次级预失真信号(U
lo
)和高频次级预失真信号(U
hi
)使用更新的低频初级信号生成系数来生成低频初级预失真信号(U
lo
’
)；高频初级DPD层，包括：高频DPD系数估计模块，所述高频DPD系数估计模块被配置为基于所述低频次级预失真信号(U
lo
)、所述高频次级预失真信号(U
hi
)和高频检测到的反馈信号(Y
hi
)来更新高频初级信号生成系数，以及高频初级失真补偿处理模块，所述高频初级失真补偿处理模块被配置为基于所述低频次级预失真信号(U
lo
)和所述高频次级预失真信号(U
hi
)使用更新的高频初级信号生成系数来生成高频初级预失真信号(U
hi
’
)；信号组合模块，所述信号组合模块被配置为组合所述低频初级预失真信号(U
lo
’
)和所述高频初级预失真信号(U
hi
’
)；低频次级DPD层，包括：低频信号特性估计模块，所述低频信号特性估计模块被配置为基于所述低频输入信号(S
lo
)、所述高频输入信号(S
hi
)和所述检测到的低频反馈信号(Y
lo
)来更新低频次级信号生成系数，以及低频次级失真补偿处理模块，所述低频次级失真补偿处理模块被配置为基于所述低频输入信号(S
lo
)和所述高频输入信号(S
hi
)使用更新的低频次级信号生成系数来生成所述低频次级预失真信号(U
lo
)；高频次级DPD层，包括：高频信号特性估计模块，所述高频信号特性估计模块被配置为基于所述低频输入信号(S
lo
)、所述高频输入信号(S
hi
)和所述检测到的高频反馈信号(Y
hi
)来更新高频次级信号生成系数，以及高频次级失真补偿处理模块，所述高频次级失真补偿处理模块被配置为基于所述低频输入信号(S
lo
)和所述高频输入信号(S
hi
)使用更新的高频次级信号生成系数来生成所述高频次级预失真信号(U
hi
)。20.一种方法，包括：由信号分解模块从输入信号(S
in
)中提取低频输入信号(S
lo
)和高频输入信号(S
hi
)；由低频次级数字预失真(DPD)层的低频信号特性估计模块基于所述低频输入信号(S
lo
)、所述高频输入信号(S
hi
)和低频检测到的反馈信号(Y
lo
)来更新低频次级信号生成系数；由所述低频次级DPD层的低频次级失真补偿处理模块基于所述低频输入信号(S
lo
)和所述高频输入信号(S
hi
)使用更新的低频次级信号生成系数来生成低频次级预失真信号(U
lo
)；由高频次级DPD层的高频信号特性估计模块基于所述低频输入信号(S
lo
)、所述高频输入信号(S
hi
)和高频检测到的反馈信号(Y
hi
)来更新高频次级信号生成系数；由所述高频次级DPD层的高频次级失真补偿处理模块基于所述低频输入信号(S
lo

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞康，迈克尔，
申请(专利权)人：住友电工光电子器件创新株式会社，
类型：发明
国别省市：