用于非线性系统的多带数字补偿器技术方案

一种准确补偿射频发射链的非线性并且施加在算术运算方面的计算要求一样少的预失真器，使用从组成所述输入信号的单独带信号导出的实值信号的不同集合。所述导出实信号通过可配置的非线性变换，其可以在操作期间适配，并且其可以使用查找表有效实现。所述非线性变换的输出用作用于复信号的集合的增益项，其是所述输入的函数，并且其叠加以计算所述预失真信号。所述复信号和导出的实信号的小集可以针对特定系统选择以匹配由所述系统展现的非线性的种类，从而提供进一步的计算节省，并且减少通过适配所述非线性变换适配所述预失真的复杂性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于非线性系统的多带数字补偿器相关申请的交叉引用本申请要求2019年2月13日提交的美国临时申请No.62/804,986、2018年10月19日提交的美国临时申请No.62/747,994以及2019年5月10日提交的PCT申请No.PCT/US2019/031714的权益，上述文献各自通过引用并入本文。就美国而言，本申请是PCT申请No.PCT/US2019/031714的部分继续(CIP)申请，该PCT申请No.PCT/US2019/031714要求2018年5月11日提交的美国临时申请No.62/747,994和美国临时申请No.62/670,315的权益。
技术介绍
本专利技术涉及对非线性电路或系统的数字补偿，例如使具有多带输入的非线性功率放大器和无线电发射器链线性化，并且特别地涉及用于数字补偿的数字预失真器的有效参数化。用于对这样的非线性电路的补偿的一种方法是对输入进行“预失真”或“预反转”。例如，理想电路输出未改变(或仅缩放或调制)的期望信号u[.]，使得y[.]＝u[.]，而实际非线性电路具有输入-输出变换y[.]＝F(u[.])，其中，注释y[.]表示离散时间信号。在非线性电路之前引入根据变换v[.]＝C(u[.])将表示期望输出的输入u[.]变换为预失真输入v[.]的补偿组件。然后，该预失真输入通过非线性电路，产生y[.]＝F(v[.])。选择指定变换C()的函数形式和可选择的参数值，使得在特定意义上(例如，使均方误差最小化)尽可能接近的y[.]≈u[.]，从而尽可能好地使预失真器和非线性电路的串联布置的操作线性化。在一些示例中，DPD通过使用延迟元件形成期望信号的延迟版本(至多为最大延迟τp)的集合并且然后使用那些延迟输入的非线性多项式函数，来执行将期望信号u[.]变换为输入y[.]。在一些示例中，非线性函数是伏尔特拉(Volterra)级数：或者在一些示例中，非线性函数使用伏尔特拉级数的缩减集或延迟多项式：y[n]＝x0+∑p∑τxp(τ)u[n-τ]|u[n-τ|(p-1)在这些情况下，特定补偿函数C由数值配置参数xp的值确定。在无线电发射器的情况下，期望输入u[.]可以是发射带的复离散时间基带信号，并且y[.]可以表示如通过表示无线电发射链的函数F()调制到无线电发射器的载波频率的发射带。即，无线电发射器可以将输入v[.]调制并且放大到(实时连续)射频信号p(.)，其中，当解调回到基带、限制到发射带并采样时，射频信号p(.)由y[.]表示。需要具有如下形式的预失真器，其准确补偿发射链的非线性，并且在待执行以使信号预失真的算术运算方面以及在配置参数的值的存储要求方面施加一样少的计算要求。还需要预失真器的形式对于参数值的变化和/或发射链的特性的变化具有鲁棒性，使得预失真的性能退化不超过可以与这样的变化的程度相称的程度。在一些系统中，无线电发射链的输入由占用不同频带的单独信道组成，其一般具有将不期望进行发射的带分离的频率区域。在这种情况下，电路(例如，功率放大器)的线性化具有改进系统的线性以搜索不同频带、以及减少带之间的不希望的发射的双重目的。例如，由互调失真导致的带之间的相互作用可能引起不希望的发射。使具有多带输入的系统线性化的一种方法是基本上忽略输入的多带性质。然而，这种方法可能需要大量计算资源，并且需要以高采样率表示输入信号和预失真信号以捕捉带之间的非线性相互作用。另一种方法是使各带独立地线性化。然而，忽略带之间的相互作用一般产生不良结果。一些方法通过基于多于一个带来适配非线性函数(例如，多项式)的系数来放宽各带的独立线性化。然而，仍然需要改进多带线性化和/或减少与这种线性化相关联的计算。
技术实现思路
在一方面中，一般地，一种准确补偿射频发射链的非线性并且在算术运算方面和存储要求方面施加一样少的计算要求预失真器，使用从输入信号(例如，从单独带信号及其组合)以及可选的输入包络和所述系统的其它相关测量导出的实值信号的不同集合。所导出的实信号通过可配置的非线性变换，可以基于感测到的所述发射链的输出在操作期间对所述非线性变换进行适配，并且其可以使用查找表来有效实现所述非线性变换。所述非线性变换的输出用作复信号的集合的增益项，其是所述输入的变换或所述输入的单独带或单独带的组合的变换。所述增益调节的复信号相加以计算传递到所述发射链的所述预失真信号。可以针对特定系统选择所述复信号和导出的实信号的小集合以匹配由所述系统展现的非线性，从而提供进一步的计算节省，并且减少通过适配所述非线性变换来适配所述预失真的复杂性。在另一方面，一般地，一种信号预失真的方法使非线性电路线性化。输入信号(u)被处理以产生多个变换信号(w)。变换信号被处理以产生多个相位不变导出信号(r)。确定这些相位不变导出信号(r)，使得各导出信号(rj)等于所述变换信号中的一个或多个变换信号的非线性函数。在变换信号的相位的变化不改变所述导出信号的值的意义上，所述导出信号是相位不变的。所述导出信号中的至少一些等于所述变换信号中的不同的一个或多个变换信号的函数。失真项然后通过累加多个项形成。各项是所述变换信号中的变换信号和时变增益的积。所述时变增益是所述相位不变导出信号中的一个或多个相位不变导出信号的函数(Φ)。所述相位不变导出信号中的一个或多个相位不变导出信号的函数可分解为所述相位不变导出信号(rj)中的、产生时变增益分量(gi)中的对应的一个时变增益分量的对应单个相位不变导出信号的一个或多个参数函数(φ)的组合。输出信号(v)是根据所述失真项确定的，并且被提供用于应用到所述非线性电路。在另一方面，一般地，一种用于使非线性电路线性化的信号预失真的方法涉及：处理包括多个单独带信号的输入信号(u)，其中各单独带信号具有在所述输入信号的输入频率范围内的单独的频率范围，并且所述输入频率范围的至少一部分不包含所述单独的频率范围中的任何频率范围。所述处理产生变换信号(w)的集合，所述变换信号包括等于多个单独带信号的组合的至少一个变换信号。将多个相位不变导出信号(r)判断为等于所述变换信号中的一个或多个变换信号的相应非线性函数。根据多个参数非线性变换(Φ)来对所述相位不变导出信号(r)进行变换以产生增益分量集(g)。通过累加多个项(由k索引)来形成失真项，其中各项是所述变换信号中的变换信号和所述增益分量集中的相应的一个或多个时变增益分量(gi,i∈Λk)的组合。提供根据所述失真项确定的输出信号(v)以应用到所述非线性电路。方面可以包括以下特征中的一个或多个。所述非线性电路包括射频部分，所述射频部分包括：射频调制器，其被配置为将所述输出信号调制到载波频率以形成调制信号；以及放大器，其用于放大所述调制信号。所述输入信号(u)包括用于经由所述射频部分发送的基带信号的正交分量。例如，所述输入信号(u)和所述变换信号(w)包括具有表示所述正交分量的复信号的实部和虚部的复值信号。所述输入信号(u)和所述变换信号(w)是复值信号。处理所述输入信号(u本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使非线性电路线性化的信号预失真的方法，所述方法包括：/n处理包括多个单独带信号

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181019 US 62/747,994;20190213 US 62/804,986;20191.一种用于使非线性电路线性化的信号预失真的方法，所述方法包括：
处理包括多个单独带信号的输入信号(u)，各单独带信号具有在所述输入信号的输入频率范围内的单独的频率范围，所述输入频率范围的至少一部分不包含所述单独的频率范围中的任何频率范围，所述处理产生多个变换信号(w)，所述变换信号包括等于多个单独带信号的组合的至少一个变换信号；
将多个相位不变导出信号(r)判断为等于所述变换信号中的一个或多个变换信号的相应非线性函数；
根据多个参数非线性变换(Φ)来对所述多个相位不变导出信号(r)进行变换以产生多个增益分量(g)；
通过累加多个项(k)来形成失真项，各项是所述多个变换信号中的变换信号和所述多个增益分量中的相应的一个或多个时变增益分量(gi,i∈Λk)的组合；以及
提供根据所述失真项确定的输出信号(v)以应用到所述非线性电路。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括根据所述非线性电路的测量特性来适配所述多个参数非线性变换。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个变换信号包括所述单独带信号的1次组合。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个变换信号还包括所述单独带信号的至少一个2次组合或至少一个0次组合。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，多个导出信号中的各导出信号(rj)等于所述变换信号中的一个或多个变换信号的相应子集的非线性函数，所述导出信号中的至少一些导出信号等于所述变换信号中的不同的一个或多个变换信号的函数。


6.根据权利要求3所述的方法，还包括根据相应的一个或多个参数非线性变换(φi,j)来对所述多个相位不变导出信号中的一个或多个导出信号(rj)进行变换以产生多个增益分量(g)中的时变增益分量(gi)。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参数非线性变换(Φ)各自能分解为所述导出信号(rj)中的对应的单个导出信号的一个或多个参数函数(φ)的组合。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述输入信号(u)进行滤波以形成所述多个单独带信号


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述单独带信号各自以与所述输入信号相同的采样率表示。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述输入信号(u)以产生多个变换信号(w)包括：将所述变换信号中的至少一些变换信号形成为所述单独带信号或从所述单独带信号导出的信号的子集的组合。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述单独带信号或从所述单独带信号导出的信号的子集的组合使用对所述单独带信号的延迟运算、乘法运算和复共轭运算。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非线性电路包括射频部分，所述射频部分包括：射频调制器，其被配置为将所述输出信号调制到载波频率以形成调制信号；以及放大器，用于放大所述调制信号。


13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述输入信号(u)包括用于经由所述射频部分发送的基带信号的正交分量。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述输入信号(u)和所述多个变换信号(w)包括复值信号。


15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，处理所述输入信号(u)以产生所述多个变换信号(w)包括：根据所述输入信号的总功率(r0)来对单独带信号的幅度进行缩放。


16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，处理所述输入信号(u)以产生所述多个变换信号(w)包括：使单独带信号的幅度升高至第一指数(α)并根据不等于所述第一指数的第二指数(β)来使所述单独带信号的相位旋转。


17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，处理所述输入信号(u)以产生所述多个变换信号(w)包括：将所述变换信号中的至少一个变换信号形成为所述单独带信号中的一个单独带信号(ua)与所述单独带信号中的另一单独带信号(ub)的延迟版本的乘法组合。


18.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述变换信号中的至少一个变换信号形成为线性组合包括：利用至少一个虚多输入信号或至少一个复多输入信号或所述输入信号的延迟版本来形成线性组合。


19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述变换信号中的至少一个变换信号wk形成为Dαwa+jdwb的倍数，其中，wa和wb是所述变换信号中的各自仅取决于所述单独带信号中的单个单独带信号的其它变换信号，以及Dα表示以α延迟，以及d是0至3之间的整数。


20.根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述变换信号中的至少一个变换信号包括：对所述输入信号进行时间滤波以形成所述变换信号。


21.根据权利要求20所述的方法，其中，对所述输入信号进行时间滤波包括：将有限冲激响应滤波器即FIR滤波器应用到所述输入信号。


22.根据权利要求20所述的方法，其中，对所述输入信号进行时间滤波包括：将无限冲激响应滤波器即IIR滤波器应用到所述输入信号。


23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个变换信号(w)包括所述单独带信号(ui)的非线性函数。


24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述单独带信号(ui)的非线性函数包括至少一个以下形式的函数：
ui|uj|2,i≠j，或者
ui|uiuj|,i≠j。


25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定多个相位不变导出信号(r)包括：确定实值导出信号。


26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定多个相位不变导出信号(r)包括：处理所述变换信号(w)以产生多个相位不变导出信号(r)。


27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述导出信号各自等于所述变换信号中的一个变换信号的函数。


28.根据权利要求26所述的方法，其中，处理所述变换信号(w)以产生多个相位不变导出信号包括：针对至少一个导出信号(rp)，
通过首先计算所述变换信号中的一个变换信号(wk)的相位不变非线性函数以产生第一导出信号、然后计算所述第一导出信号和所述第一导出信号的延迟版本的线性组合以确定至少一个导出信号，来计算所述导出信号。


29.根据权利要求28所述的方法，其中，计算所述变换信号中的一个变换信号(wk)的相位不变非线性函数包括：针对整数幂p≥1计算所述变换信号中的该一个变换信号的幅度的幂(|wk|p)。


30.根据权利要求29所述的方法，其中，p＝1或p＝2。


31.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·梅格雷特斯基，庄舜杰，李琰，Z·马哈茂德，H·H·金姆，
申请(专利权)人：纳诺塞米有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US