预失真类型的失真补偿放大设备制造技术

在移动通信中提供失真补偿放大设备。在预失真类型的失真补偿放大设备（９）中，信号振幅改变处理单元（１０）包括：一个奇阶部分计算单元（１４），用于抽取要发送的信号中包含的振幅值的奇阶乘幂分量，然后输出它们；一个系数信息输出单元（１５），能够根据来自外部的信号，选择众多系数信息中的一条信息，然后输出所选信息；一个乘法单元（１６），用于将奇阶部分计算单元（１４）输出的信号乘以来自系数信息输出单元（１５）的系数信息，然后输出一个衰减信号；以及一个加法单元（１７），用于从要发送的信号中减去衰减信号并输出结果，从而放大器能够在不超过其饱和区域的范围内运行，减少乱真信号，降低相邻信道功率，并且即使降低访问存储器的频率，也能进行失真补偿操作。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合用于移动通信的高频电路中使用的预失真类型的失真补偿放大设备。预失真是在将信号输入到放大器(功率放大器在下文中，有时将功率放大器简称为放大器)时，使用表示该放大器的输入输出特性的反向特性的功能，预先改变要放大的输入信号的一种方法。即，预失真是预先改变要放大的输入信号然后放大该信号的一种技术，从而经过线性化的信号出现在放大器的输出端。附图说明图18表示使用预失真的无线电收发机的示例。在图18所示的无线电收发机50中，在数字信号处理器(DSP数字信号处理器)51a中调制并预失真要传送的基带信号，其中在DSP 50a中执行失真补偿系数操作过程，以估计功率放大器50c的非线性失真。在正交调制解调部件50b中，将经过处理的基带信号升频为RF(射频)频带。在功率放大器50c中，将预定功率应用于该信号，然后通过合成器50d馈送到天线50d进行发送。另一方面，在正交调制解调部件50b中，将从功率放大器50c输出的部分信号反馈的调制信号，降频为具有失真部分的基带信号。将转换后的信号输入到数字信号处理器50a中，其中在DSP 50a中执行失真补偿系数操作过程。因此，利用以上环路处理，从天线50e输出没有失真的RF信号。在图18所示的结构中，在基带中执行预失真。以下相对于各等式，参照图19说明基带中的信号处理。图19表示公知预失真电路(也称为预修正电路)的示例。图19所示的正交调制器60执行失真补偿下述操作过程，正交调制器60包括存储器61和62，乘法器63a、63b、63c和63d，以及加法器64a和64b。通过在软件过程等中访问各自的存储器61和62(利用参考字符61a、61b、61c和61d表示的存储区域，与利用参考字符62a、62b、62c和62d表示的存储区域)，使基带信号I和Q经受失真补偿操作过程。在存储器61和62中处理过的信号，在乘法器63a-63d中进行乘法运算，在加法器64a和64b中进行加法运算，然后输出Ipd和Qpd。如等式(1)所示，当放大器的输出为Po(t)时，利用振幅函数f(t)和相位函数g(t)的乘积，表示该输出Po(t)＝f{Mi(t)}·exp[(-j·g{Mi(t)})·exp(ωt)…(1)其中，Mi(t)为调制波的振幅值，ω为中心频率，t为时间，j为虚数单位，表示j2＝-1。当正交调制器60的输入信号为I(t)和Q(t)时，利用等式(2)表示输入到放大器的调制波的振幅值x(t)(图19所示的存储区域61a和62a中的操作)X(t)=(I(t)2+Q(t)2)···(2)]]>利用等式(3)表示放大器输出的调制波部分的振幅值y(t)，其中G为增益y(t)＝G·x(t)…(3)图12表示放大器的输入输出特性的示例。图12中B1所示部分为不饱和区域，而B2所示部分为饱和区域。由于放大器的饱和特性，输入输出特性在字符A所示位置改变其特性，它是一个具有上极限的函数。为了补偿等式(3)表示的经过放大的输出信号的失真，在正交调制器60内使用振幅函数f(t)的逆函数f1(t)执行失真补偿。利用等式(4)表示经受失真补偿的放大器的输出Ppd(t) Ppd(t)＝f-1(y)·exp·exp(ωt)…(4)即，分别利用等式(5)和(6)表示作为I(t)和Q(T)之变形的Ipd(t)和Qpd(T)(以下分别缩写为Ipd和Qpd)Ipd＝{f-1(y)/x}·-Qsin]…(5)Qpd＝{f-1(y)/x}·-Isin]…(6)其中，将x(t)和y(t)缩写为x和y。通常，在存储器61和62中存储等式(5)和(6)的输入输出关系，作为图12所示特性的反向特性。按照数字信号的采样时间间隔，频繁引用I(t)和Q(T)的值，得到输出Ipd和Qpd。即，根据图19所示的存储区域61b中的数据确定y，然后根据y以及存储区域61c中的数据，计算等式(5)和(6)中的f-1(y)/x。另外，根据存储区域62b中的数据，计算并输出等式(5)中的{f-1(y)/x}·I和等式(6)中的{f1(y)/x}·Q。同样，根据存储区域62b中的数据确定y，然后根据y以及存储区域62c中的数据，计算等式(5)和(6)中的g{f-1(y)}。另外，根据存储区域62d中的数据，计算并输出等式(5)中的cos和等式(6)中的sin。在乘法器63a-63d中计算这些输出的和，然后，在加法器64a和64b中计算其和，并输出变形后的Ipd和Qpd。这样，通过使用预失真电路作为正交调制器60，执行失真补偿，从而使放大器的放大特性大致为线性。附带地，作为补偿放大器的偏压电路和电源电路(未示出)以及匹配电路的高次谐波附近的频率特性的方法，推荐采用以下方法，即根据输入信号的振幅值的微分值或积分值确定一个系数，然后利用该系数乘以原始信号以得到预失真信号。图20表示使用输入信号的微分值或积分值的预失真电路的示例。在图20所示的预失真电路70中，在振幅计算单元70a中相对于输入信号I和Q计算解调波的振幅值，在逆函数计算单元70b中计算f-1(y)，在微分/积分系数信息加法单元70c中计算输入信号的振幅值的微分值或积分值，在系数表70d中获得正确系数，分别在乘法器70e和70f中乘以该系数，然后输出Ipd和Qpd。然而，当在图19和图20所示的电路中执行等式(3)表示的线性化时，失真增大。图23表示线性化放大器的输入输出特性。如图23所示，由于输入输出特性在某个位置(称为位置A)不连续，其中输出在该位置变为饱和区域，所以当输入信号进入该区域时，失真增大，这是一个问题。以下参照图21(a)、21(b)、22(a)和22(b)说明以上失真。图21(a)表示输入具有相等振幅的两个波时信号波的示例。图21(b)表示图21(a)所示信号的频谱。正如图21(b)所示，该信号只有频率f1和f2部分。图22(a)表示利用具有图23所示的输入输出特性的放大器放大图21(a)所示的信号时，信号波形的示例。图22(b)表示图22(a)所示信号的频谱。正如图22(b)所示，其问题是在很宽的频率范围内，生成乱真信号。另外，由于访问存储器的频率等于该信号的采样频率，所以当信号高速改变时，存储器访问赶不上信号，因此难以应用于高速信号。另一个问题是，当由于温度改变或放大器随时间改变而引起特性改变时，图19所示的预失真电路生成的要引用的系数有误差。根据上述问题，本专利技术提供预失真类型的失真补偿放大设备，该装置不需要诸如前馈放大器之类的具有线性放大特性的外部RF电路，通过向输入信号添加一个奇次幂部分，以使放大器在不超过该放大器之饱和区域的范围内运行，能够减少乱真信号，通过将输入信号的奇次幂部分乘以某个系数(系数信息)，然后将该结果添加到输入信号中，能够降低相邻信道功率，并且即使降低存储器的访问频率，也能够执行失真补偿操作。本专利技术的内容根据本专利技术的预失真类型的失真补偿放大设备包括一个放大器，用于放大要发送的信号；和一个信号处理单元，其中在放大器的前端提供该部件，以执行系数改变过程，从而改变要发送的信号中包含的振幅数值的乘幂分量的系数信息，并且该部件能够输出处理后的信号。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预失真类型的失真补偿放大设备，包括：一个放大器（１２），用于放大要发送的信号；以及一个信号处理单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ、３０、３１），它被设置在放大器（１２）的前端，以执行系数改变处理，从而改变所述要发送的信号中包含的振幅数值的乘幂分量的系数信息，并用于输出处理后的信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马庭透，长谷川刚，河崎义博，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]