为非线性损伤数字预失真误差信号减去线性损伤制造技术

用以改进数字预失真调适性能的线性损伤建模系统及方法的实例性实施例包含由DPD调适引擎(620)在每一取样期间修改的DPD模块(610)。线性损伤建模模块(660)将在功率放大器中引入的线性误差与非线性误差分离。在每一取样期间使用来自输入信号及来自FB后处理模块(630)的输入来调整线性损伤模型。所述线性损伤建模模块(660)移除所述线性误差，使得所述DPD调适引擎(620)仅基于所述非线性误差而调适所述DPD模块(610)。此增加系统稳定性且允许在线性损伤建模之内校正IQ失衡，从而简化反馈后处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及射频(RF)通信，且更明确地说涉及改进射频(RF)信号的功率放大的效率。
技术介绍
现代无线通信应用需要高速数据传输。此通过多级调制技术(例如，相移键控(PSK)及正交振幅调制(QAM))而成为可能。RF放大器中的非线性效应(例如，增益压缩)会造成功率效率问题，在多级调制方案中尤其如此，由此导致折衷。存在用以补偿这些非线性效应的若干方法。在一种补偿方法中，放大器的输入功率降低，但此会导致功率效率损失。化合物半导体(例如，GaAs)也可用于RF放大器中，但其增加放大器的成本，使得其不适合于低成本及小规模集成电路实施方案。一种类型的数字调制，PSK，使用不同的相位。这些相位中的每一者表示唯一的位符号型式。经调制信号具有同相分量及正交分量。一般来说，在调制之后，符号将是复的(x+iy)。如果信号值下降超过散点图中的特定阈值，那么其将被检测为另一符号，由此导致误差。QAM既是数字方案也是模拟方案。QAM使用振幅移位键控来传递两个模拟信号或数字位流，且这些信号或位流通常为90度异相(且由此称为正交的)。RF放大器中的增益不是线性的。在较高输入电平下，增益往往会饱和。此效应称为增益压缩，且用以表示增益压缩的参数称为1dB压缩点。1dB压缩点可定义为输出比预期值小1dB时的输入功率。线性功率放大器的系统方程式可如下给出y(t)＝a1*x(t) (1)RF放大器的系统方程式可由于非线性度而一般化为：y(t)＝a1*x(t)+a2*x2(t)+a3*x3(t) (2)增益压缩导致振幅及相位两者的误差(这是因为通常呈x+iy以及x及y形式的符号是单独地被放大)。为获得高速数据速率，可使用多级调制方案。先前观察展示，RF放大器中的非线性度效应对这些调制方案造成了严重性能损失。
技术实现思路
实例性实施例提供用以改进数字预失真调适性能的线性损伤建模系统。简单来说，在架构中，除其它之外，所述系统的一个实例性实施例可如下实施：数字预失真(DPD)模块，其经配置以接收射频(RF)输入信号且应用算法来对RF输入信号进行滤波以产生经滤波RF输入信号；功率放大器，其经配置以放大经滤波RF输入信号以产生RF输出信号；反馈后处理模块，其经配置以对RF输出信号进行取样并处理经取样信号；线性损伤建模模块，其经配置以将输入信号的非线性误差与线性误差分离；及DPD调适引擎，其经配置以基于线性损伤建模模块的输出及反馈后处理模块的输出来更新DPD算法。实例性实施例还提供用以改进数字预失真调适性能的线性损伤建模方法。就此而言，除其它之外，此方法的一个实施例可由以下步骤来宽泛地概述：接收射频(RF)输入信号；对RF输入信号应用数字预失真(DPD)处理以产生DPD信号；用功率放大器来放大DPD信号以产生RF输出信号；根据RF输出信号处理反馈信号；对RF输入信号应用线性损伤模型；将经处理反馈信号与线性损伤模型的输出组合以产生DPD误差；及用DPD误差来更新DPD处理。附图说明图1是DPD系统的实例性实施例的框图。图2是图1的发射处理器的实例性实施例的框图。图3A是发射信号功率谱密度的信号图。图3B是功率放大器输出功率谱密度的信号图。图4A是系统信号的功率谱密度曲线的信号图。图4B是系统信号的功率谱密度曲线的信号图。图5是用以改进数字预失真调适性能的线性损伤建模系统的实例性实施例的框图。图6是图5的发射处理器的实例性实施例的框图。图7A是所接收反馈信号的功率谱密度曲线的信号图。图7B是在DPD调适中使用的误差的功率谱密度曲线的信号图。图8是在DPD调适之后所接收信号的功率谱密度曲线的信号图。图9是用以改进数字预失真调适性能的线性损伤建模方法的实例性实施例的流程图。具体实施方式为了对抗由包络追踪系统中的功率放大器对输入信号引入的失真，已开发出用于在放大输入信号之前将预失真信号注入到输入信号的路径中的技术。所述预失真信号包含与由功率放大器引入的失真相等及相反的分量且经设计以消除由功率放大器对输入信号引入的失真。常规线性功率放大系统包含包络检测器、耦合到所述包络检测器的追踪电力供应器、输入信号调节器设备及功率放大器(PA)。PA优选地耦合到用于无线地发射经放大输出信号的天线(或天线阵列)。所述系统还可包含延迟电路。所述包络检测器及追踪电力供应器可用于追踪输入到系统中的信号并向功率放大器提供可变供应电压。可变供应电压经设计以使功率放大器输出维持处于或接近饱和并在输入信号的宽广变化范围内增加功率放大器的效率。然而，供应到PA的供应电压的变化可导致由所述PA向经放大信号引入增益及相位失真。为了对抗由PA引入的增益及相位失真，输入信号调节器使输入信号预失真或对输入信号进行调节。所述输入信号调节器可包含非线性相位映射器、相位调整器、非线性增益映射器及增益调整器中的一者或多者。输出信号的增益及相位变化可与提供到PA的供应电压相关或以其它方式随着所述供应电压变化而出现。可依据供应电压来校准或以其它方式经验性地确定输出信号的增益及相位变化，以形成分别在非线性相位映射器及非线性增益映射器中实施的非线性相位映射及增益映射。所述非线性相位映射器及非线性增益映射器可接着分别用于基于提供到PA的供应电压而调整相位调整器及增益调整器的传递函数。通过调整所述相位调整器及增益调整器的传递函数，可调整输入信号的相位及增益以对抗由PA在变化的供应电压下对输入信号引入的增益及相位失真。在用以改进数字预失真(DPD)调适性能的线性损伤建模系统及方法的实例性实施例中，使用反馈线性建模来增加DPD调适的性能及稳定性。通过使用性能及稳定性DPD抑制RF功率放大器非线性频率再增长来改进PA效率。为增加PA效率，本文中所揭示的系统及方法使用RF反馈环路建模来移除线性误差且仅使用非线性误差来调适DPD。在实例性实施方案中，蜂窝式网络系统部署RF PA以将RF信号从基站发射到移动电话。数字预失真系统可通过使用预失真模块抑制因功率放大器饱和产生的频谱再增长而改进RF放大器效率。RF损伤存在于发射路径及反馈路径两者中且将影响DPD性能。带内误差比非线性度更加快地随着时间而漂移，且所述漂移的一部分是由于相位及增益随着时间的变化而引起。先前方法已使用联合线性与非线性误差来执行调适并使用反馈均衡器来使信道频率相依响应特性均衡。在先前系统中，DPD性能已受带内误差的限制。由于功率放大器非线性信号与线性信号展示出有限相关性而出现稳定性问题。为满足规定的参数，这些问题也会使PA效率受损。实例性实施例实施线性损伤模型以有效地将非线性误差与线性误差分离，此会优化DPD性能并增加系统稳定性。线性损伤起因于模拟滤波器分量频率响应特性及IQ失衡。参考图1，线性损伤通过使复均衡器的输出与放大器反馈之间的误差最小化而使用业务信号X及反馈来训练所述均衡器。DPD将使用被移除了线性带内误差的误差以专注于非线性校正，此会改进DPD性能。在减去线性损伤之后，用于DPD调适的误差仅含有非线性误差。在本文中所揭示的系统及方法中，线性损伤模型在DPD调适被执行之前移除线性误差。实例性实施例实施线性损伤模型以移除线性误差，因此DPD模型可专注于非线性校正，此优化DPD性能并以减少的成本增加系统稳定性。可将此种技术扩展为在DPD不具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：接收数字输入信号；对所述输入信号应用数字预失真DPD处理以产生DPD信号；用功率放大器来放大所述DPD信号以产生RF输出信号；依据所述RF输出信号处理反馈信号；对RF输入信号应用线性损伤模型；将所述经处理反馈信号与所述线性损伤模型的输出组合以产生DPD误差；及用所述DPD误差来更新所述DPD处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.20 US 14/185,8881.一种方法，其包括：接收数字输入信号；对所述输入信号应用数字预失真DPD处理以产生DPD信号；用功率放大器来放大所述DPD信号以产生RF输出信号；依据所述RF输出信号处理反馈信号；对RF输入信号应用线性损伤模型；将所述经处理反馈信号与所述线性损伤模型的输出组合以产生DPD误差；及用所述DPD误差来更新所述DPD处理。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括用所述经处理反馈信号来更新所述线性损伤模型。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述线性损伤模型建构系统中的线性误差，使得所述DPD处理仅基于非线性误差而进行处理。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述线性模型建构反馈路径中的IQ失衡，使得所述DPD处理仅基于所述非线性误差而进行处理。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述线性损伤模型建构混叠高阶非线性度，使得所述DPD处理以较低取样率运行。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈信号处理仅处理所述反馈信号中的所述线性误差，且忽略所述反馈路径中的IQ失衡失真。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括对所述RF输入信号上的结构化噪声进行建模且基于所述结构化噪声模型而补偿所述DPD处理。8.一种系统，其包括：数字预失真DPD模块，其经配置以接收数字输入信号并应用算法来对输入信号进行滤波以产生经滤波输入信号；功率放大器，其经配置以放大所述经滤波输入信号以产生RF输出信号；反馈后处理模块，其经配置以对所述RF输出信号进行取样并处理所述经取样信号；线性损伤建模模块，其经配置以将所述输入信号的非线性误差与线性误差分离；及DPD调适引擎，其经配置以基于所述线性损伤建模模块的输出及所述反馈后处理模块的输出而更新DPD算法。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述DPD模块、所述反馈后处理模块、所述线...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏志，陈晓涵，杨子刚，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US