数字辅助射频发射器制造技术

技术编号:38810127 阅读:18 留言:0更新日期:2023-09-15 19:49
射频(RF)发射器包括模拟RF功率放大器和数字动态误差向量幅度(DEVM)校正模块。DEVM校正模块补偿RF功率放大器的瞬时增益的时间相关的变化。时间相关的变化可以是在RF功率放大器接通期间发生的变化。RF发射器可进一步包括一个或多个模拟基带电路,以及补偿模拟基带电路中的幅度调制到幅度调制(AM2AM)非线性的一个或多个相应的基带数字预失真(DPD)模块。数字DEVM校正模块和基带DPD模块可以各自包括具有由相应的校准操作确定的值的相应的查找表。有由相应的校准操作确定的值的相应的查找表。有由相应的校准操作确定的值的相应的查找表。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字辅助射频发射器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年1月5日提交的美国临时申请63/134,153的权益,其内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]现代物联网(IoT)应用需要低功耗和小硅面积消耗来实现更长的电池寿命和低成本。由于这种对低功耗和小硅面积消耗的严格要求,性能经常被牺牲作为一种权衡。在RF发射器设计中,这导致了线性的显著损害和瞬时增益变化的增加。
[0004]非线性可以被定义为取决于输入信号的增益变化。对于理想情况,每个电路和整个电路链的增益在输入信号的整个设计电平范围内是恒定的。然而,诸如功率放大器的实际模拟块的增益通常不随输入信号值的变化而恒定;在功率放大器中,这是由于功率放大器的大信号操作。
[0005]在传统的RF设计中,功率放大器一直被认为是非线性的单一主要来源,并且输入信号的数字预失真(DPD)是补偿功率放大器线性下降的一种常用而有效的解决方案,因为DPD具有简单的实现和优异的性能改进。
[0006]RF非线性包括幅度调制到幅度调制(AM2AM)非线性和幅度调制到相位调制(AM2PM)非线性。由于功率放大器的RF非线性,具有适当的频谱整形和误差向量幅度(EVM)以及降低的峰均功率比(PAPR)的调制输入信号可能导致频谱整形和EVM性能下降。调制输入信号的DPD可以补偿功率放大器的AM2AM非线性和AM2PM非线性。
[0007]然而,最近开发的用于IoT应用的RF发射器由于其低功耗设计而具有更复杂的非线性。虽然功率放大器在较旧的设计中一直是单一的主要非线性源,但在最近的设计中,不仅功率放大器,而且基带电路,诸如模拟低通滤波器(LPF)和模拟混频器电压到电流转换器,可能对低功率IoT RF发射器贡献显著的非线性。
[0008]无线RF发射器的另一个性能损害是由于发射器的动态通断开关引起的瞬时增益变化。如果发射器被打开用于信号传输,功率放大器的功耗可能导致功率放大器和与其包括在同一设备上的其他电路的温度升高。由于模拟设备的增益可能强烈依赖于温度,这可能导致功率放大器增益和发射器链增益随时间变化。在无线网络设备中,如果这种瞬时增益变化导致发送训练字段(例如,根据IEEE标准802.11系列无线网络标准之一操作的设备的长训练字段(LTF))的时段和发送数据的后续时段之间的幅度差异,则增益的变化可能导致数据星座的不准确缩放和DEVM(动态误差向量幅度)退化,这可能导致误码率的增加或传输的可达到比特率的降低。
[0009]因此,需要解决方案来补偿和校正发射器(诸如用于IoT设备的发射器)中出现的复杂非线性和瞬时增益变化,并且特别是针对这些问题的低功耗物理紧凑解决方案。


[0010]本公开的实施例涉及发射器电路,尤其涉及包括数字和模拟部件的RF发射器电
路,其中非线性和瞬时增益变化由数字部件补偿。

技术实现思路

[0011]在实施例中,射频(RF)发射器包括RF功率放大器以及动态误差向量幅度(DEVM)校正模块,RF功率放大器包括模拟电路并被配置为放大调制RF信号,DEVM校正模块包括数字电路。DEVM校正模块被配置为补偿RF功率放大器的瞬时增益的时间相关变化,并且DEVM校正模块的输出用于生成调制RF信号。
[0012]在实施例中,DEVM校正模块被配置为接收输入值,确定与RF功率放大器接通后经过的时间相对应的索引,根据索引确定增益值;并通过将输入值乘以增益值产生DEVM校正模块的输出。
[0013]在实施例中,输入值为复值,DEVM校正模块的输出为复值,根据索引确定的增益值包括根据索引确定第一增益值和根据索引确定第二增益值,以及产生DEVM校正模块的输出包括通过将输入信号的实部分量乘以第一增益值来产生输出信号的实部分量,以及通过将输入信号的虚部分量乘以第二增益值来产生输出信号的虚部分量。
[0014]在实施例中,RF发射器进一步包括第一基带路径,该第一基带路径包括模拟电路并被配置为处理使用DEVM校正模块的输出产生的复值信号的实部分量或虚部分量,混合电路被配置为通过根据第一基带路径的输出调制载波信号来产生调制的RF信号;以及第一基带数字预失真(DPD)模块,该模块包括数字电路并被配置为补偿第一基带路径的幅度调制到幅度调制(AM2AM)非线性。
[0015]在实施例中,操作包括RF功率放大器的射频(RF)发射器的方法包括确定包的传输开始和包中包括的符号的传输之间的持续时间,根据持续时间确定增益值,增益值对应于RF功率放大器的增益的瞬时变化,通过将符号的值乘以增益值来确定所述符号的补偿值,基于补偿值确定调制RF信号,在与包的开始传输相对应的时间打开RF功率放大器,并使用RF功率放大器并基于调制RF信号发送与符号相对应的信号。
[0016]在实施例中,增益值通过从增益查找表(LUT)中的多个值中选择一个值来确定。
[0017]在实施例中,确定基于补偿值的调制RF信号包括,使用补偿值,从基带非线性LUT中的多个值中选择非线性校正系数,基带非线性中的多个值对应于发射器的基带电路的幅度调制到幅度调制(AM2AM)非线性,将补偿值乘以基带电路非线性校正系数,使用基带电路处理乘法的结果,并基于基带电路的输出确定调制RF信号。
[0018]在实施例中,方法进一步包括执行第一校准操作以确定基带非线性LUT的多个值,并且在执行第一校准操作之后,执行第二校准操作以确定增益LUT的多个值。
附图说明
[0019]图1示出了根据实施例的发射器的部分。
[0020]图2示出了根据实施例的发射器中功率放大器的时间相关增益变化。
[0021]图3示出了根据实施例的由发射器发送的数据包的格式。
[0022]图4A示出了动态误差向量幅度(DEVM)退化。
[0023]图4B示出了根据实施例在发射器中实现的减小的DEVM退化。
[0024]图5示出了根据实施例的DEVM校正电路。
[0025]图6示出了根据实施例的执行DEVM校正的过程。
[0026]图7示出了根据实施例的发射器中功率放大器的时间相关增益变化的校正。
[0027]图8A示出了根据实施例的发射器的基带电路的幅度到幅度(AM2AM)非线性。
[0028]图8B示出了与图8A中所示的基带电路的AM2AM非线性相对应的输出校正系数。
[0029]图8C示出了根据实施例的基带电路的校正AM2AM非线性。
[0030]图9示出了根据实施例的用于校正发射器中基带电路的AM2AM非线性的基带数字预失真(DPD)电路。
[0031]图10示出了根据实施例的用于执行基带DPD的过程。
[0032]图11示出了根据实施例的用于在发射器中执行I

Q失配/本地振荡器泄漏(IQ/LO)补偿的电路。
[0033]图12示出了根据实施例的用于执行发射器中的电路的校准的过程。
具体实施方式
[0034本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种射频(RF)发射器,包括:RF功率放大器,包括模拟电路并被配置为放大调制RF信号;以及包括数字电路的动态误差向量幅度(DEVM)校正模块,所述DEVM校正模块被配置为补偿所述RF功率放大器的瞬时增益的时间相关变化;其中,所述DEVM校正模块的输出用于生成所述调制RF信号。2.如权利要求1所述的RF发射器,其中所述DEVM校正模块被配置为:接收输入值;确定与所述RF功率放大器接通后经过的时间相对应的索引;根据所述索引确定增益值;以及通过将所述输入值乘以所述增益值来产生所述DEVM校正模块的输出。3.如权利要求1所述的RF发射器,其中所述输入值为复值,其中,所述DEVM校正模块的输出为复值,其中,根据所述索引确定所述增益值包括根据所述索引确定第一增益值和根据所述索引确定第二增益值,以及其中产生所述DEVM校正模块的输出包括:通过将所述输入信号的实部分量乘以所述第一增益值来产生所述输出信号的实部分量;以及通过将所述输入信号的虚部分量乘以第二增益值来产生所述输出信号的虚部分量。4.如权利要求1所述的RF发射器,其中所述DEVM校正模块包括:计数器电路,被配置为响应于所述功率放大器被接通而将索引设置为初始计数值,在启用时以预定速率增加所述索引,并且在禁用时不增加所述索引;计数端检测电路,被配置为当所述索引的值小于计数结束值时启动所述计数器电路,并且当所述索引的值大于所述计数结束值时禁用所述计数器电路;增益查找表(LUT),被配置为根据所述索引产生增益值;以及乘法器电路,被配置为通过将所述DEVM校正模块接收到的输入信号乘以所述增益值来产生所述DEVM校正模块的输出。5.如权利要求4所述的RF发射器,其中所述输入信号为复值,并且所述DEVM校正模块的输出为复值;其中,所述增益值包括第一增益分量和第二增益分量,以及其中,所述乘法器电路包括:第一乘法器,被配置为通过将所述输入信号的实部分量乘以所述第一增益分量来产生所述DEVM校正模块的输出的实部分量,以及第二乘法器,被配置为通过将所述输入信号的虚部分量乘以所述第二增益分量来产生所述DEVM校正模块的输出的虚部分量。6.如权利要求4所述的RF发射器,其中根据一个或多个操作参数、一个或多个环境参数或其组合确定所述初始计数值、所述计数结束值或两者。7.如权利要求4所述的RF发射器,其中,所述DEVM校正模块包括多个LUT,并且根据一个或多个操作参数、一个或多个环境参数或其组合从所述多个LUT中选择所述增益LUT。
8.如权利要求4所述的RF发射器,其中根据校准过程确定所述增益LUT中的值。9.如权利要求1所述的RF发射器,进一步包括:第一基带路径,包括模拟电路并被配置为处理使用所述DEVM校正模块的输出生成的复值信号的实部分量;混频器电路,被配置为通过根据所述第一基带路径的输出调制载波信号来产生所述调制RF信号;第一基带数字预失真(DPD)模块,包括数字电路并被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员:明圣植金錬佑
申请(专利权)人:纽瑞科姆有限公司
类型:发明
国别省市:

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