專利名稱：帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有通過預(yù)畸變(predistortion)方式進(jìn)行畸變補(bǔ)償?shù)墓δ艿姆糯笃?，特別涉及降低由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的影響的技術(shù)。
背景技術(shù)：
例如，在移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站裝置中，在發(fā)射機(jī)的放大單元中，由放大器對(duì)成為發(fā)送對(duì)象的信號(hào)進(jìn)行放大。另外，由于在放大器中根據(jù)輸入信號(hào)的電平等而發(fā)生非線性畸變，因此通過預(yù)畸變方式等對(duì)該畸變進(jìn)行補(bǔ)償。
然而，在以往的預(yù)畸變方式中，存在如下問題雖然能夠補(bǔ)償在不考慮記憶效應(yīng)的放大器中發(fā)生的畸變，但卻不能補(bǔ)償由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的影響。另外，雖然為了解決該問題進(jìn)行了各種研究(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)，但是還不充分，希望進(jìn)一步的開發(fā)。
非專利文獻(xiàn)1川口、赤巖，“對(duì)于受偶數(shù)次畸變影響的放大器的自適應(yīng)預(yù)畸變型畸變補(bǔ)償”，日本信學(xué)技報(bào)，MW2002-208(2003-03)，p.63-66發(fā)明內(nèi)容如上述以往例所示，在現(xiàn)有的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中，希望對(duì)補(bǔ)償考慮了記憶效應(yīng)的放大器中發(fā)生的畸變的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步開發(fā)。
本發(fā)明是鑒于這種以往情況而完成的，目的在于提供一種能夠降低由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的影響的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中，當(dāng)通過預(yù)畸變方式來補(bǔ)償對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大的放大器中所發(fā)生的畸變時(shí)，進(jìn)行以下這樣的處理。
即，記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元用將輸入信號(hào)偶次冪乘后的結(jié)果的時(shí)間差，補(bǔ)償由放大器的記憶效應(yīng)引起的畸變成分。
作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，在本發(fā)明的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中，采用以下這樣的結(jié)構(gòu)。
即，在記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元中，偶次冪乘單元將輸入信號(hào)偶次冪乘，偶次冪乘結(jié)果延遲單元使偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)延遲，偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元檢測(cè)偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)與偶次冪乘結(jié)果延遲單元的延遲信號(hào)的差，輸入信號(hào)乘法單元把偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)與輸入信號(hào)相乘，畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元把輸入信號(hào)乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘，畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元把輸入信號(hào)和畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)相加。
因此，例如能夠以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)降低由放大器的記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變成分的影響。
這里，作為輸入信號(hào)，還可以使用各種信號(hào)。
另外，作為偶次方的次數(shù)(即，作為偶數(shù)的n次方的“n”)，可以使用各種值。另外，作為偶次方，還可以像例如“2次方、4次方、6次方”等那樣使用多個(gè)的次數(shù)。
另外，作為將輸入信號(hào)偶次冪乘后的結(jié)果的時(shí)間差，也可以使用各種值。
另外，作為偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)的延遲時(shí)間，根據(jù)例如偶次冪乘結(jié)果中所要求的時(shí)間差，可以使用各種時(shí)間。
另外，作為畸變補(bǔ)償系數(shù)，也可以使用各種值。
另外，作為補(bǔ)償畸變成分的程度(精度)，只要在實(shí)用上是有效的，可以使用各種程度。
在本發(fā)明的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中，作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，如下所示，非線性畸變成分補(bǔ)償單元對(duì)由放大器的AM(調(diào)幅)-AM特性以及AM-PM(調(diào)相)特性的非線性引起的畸變成分進(jìn)行補(bǔ)償。
即，在非線性畸變成分補(bǔ)償單元中，偶次冪乘單元將輸入信號(hào)偶次冪乘，偶次冪乘結(jié)果乘法單元對(duì)偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)和輸入信號(hào)進(jìn)行偶次方，畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元將偶次冪乘結(jié)果乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘，畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元使輸入信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)相加。
因此，例如能夠用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低放大器的AM-AM特性和AM-PM特性產(chǎn)生的畸變成分的影響，還能夠降低放大器的記憶效應(yīng)所引起的畸變成分的影響，作為整體，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的畸變補(bǔ)償。
這里，作為偶次方的次數(shù)(即，作為偶數(shù)的n次方的“n”)，可以使用各種值。另外，作為偶次方，也可以使用多個(gè)次數(shù)。
另外，作為畸變補(bǔ)償系數(shù)，可以使用各種值。
以下，進(jìn)一步表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)例。
作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元由以下部分構(gòu)成對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行偶次方的偶次冪乘單元；使偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)延遲的偶次冪乘結(jié)果延遲單元；檢測(cè)偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)與偶次冪乘結(jié)果延遲單元的延遲信號(hào)的差的偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元；存儲(chǔ)由偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元檢測(cè)出的值與控制值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元；基于偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)內(nèi)容，根據(jù)與偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元的檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的控制值，使輸入信號(hào)發(fā)生變化的輸入信號(hào)變化單元。
這里，輸入信號(hào)變化單元，例如是把控制值和輸入信號(hào)相乘的乘法單元，或者，是根據(jù)控制值使輸入信號(hào)的振幅和相位的一方或者雙方變化的輸入信號(hào)振幅相位變化單元。
作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，具備控制單元，關(guān)于非線性畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理和記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理，進(jìn)行反饋處理或者基于輸入信號(hào)的電平的處理等。
作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，在更新非線性畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使其收斂之后，更新記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使其收斂，然后，交替地反復(fù)執(zhí)行更新非線性畸變成分偶次冪乘單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使其收斂的處理，和更新記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使其收斂的處理。
這里，作為參數(shù)，例如可以使用畸變補(bǔ)償系數(shù)、存儲(chǔ)在表中的用于控制的對(duì)應(yīng)內(nèi)容等各種參數(shù)。
作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，輸入信號(hào)是復(fù)數(shù)信號(hào)。作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，畸變補(bǔ)償系數(shù)是復(fù)數(shù)信號(hào)。作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，使復(fù)數(shù)信號(hào)相乘的乘法單元使用復(fù)乘法器構(gòu)成。
作為一個(gè)結(jié)構(gòu)例，為便攜電話系統(tǒng)或簡(jiǎn)易型便攜電話系統(tǒng)(PHS個(gè)人手持電話系統(tǒng))等的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站裝置所具有，輸入信號(hào)是成為向移動(dòng)臺(tái)裝置等無線發(fā)送的對(duì)象的信號(hào)。
如以上所說明的那樣，依據(jù)本發(fā)明的帶預(yù)畸變畸變補(bǔ)償方式的放大器，在通過預(yù)畸變方式補(bǔ)償在放大輸入信號(hào)的放大器中發(fā)生的畸變時(shí)，使用將輸入信號(hào)偶次冪乘后的結(jié)果的時(shí)間差，補(bǔ)償由放大器的記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變成分，因此例如能夠用簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，降低放大器的記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變成分的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的畸變補(bǔ)償。


圖1表示本實(shí)施例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的結(jié)構(gòu)例。
圖2表示本發(fā)明第1實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器的結(jié)構(gòu)例。
圖3表示本發(fā)明第2實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器的結(jié)構(gòu)例。
圖4表示本發(fā)明第3實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器的結(jié)構(gòu)例。
圖5表示本發(fā)明第4實(shí)施例的預(yù)畸變器的結(jié)構(gòu)例。
圖6表示本發(fā)明第5實(shí)施例的畸變補(bǔ)償系數(shù)的更新處理順序的一例。
圖7表示本發(fā)明第6實(shí)施例的畸變補(bǔ)償?shù)姆抡娼Y(jié)果的一例。
圖8表示帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的結(jié)構(gòu)例。
圖9表示考慮了記憶效應(yīng)的畸變補(bǔ)償表的圖形的一例。
圖10表示考慮了記憶效應(yīng)的放大單元的模型的一例。
具體實(shí)施例方式
參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，表示在移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站裝置所具備的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中適用了本發(fā)明的情況。在本實(shí)施例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中，由放大器把成為放大對(duì)象的多路載波信號(hào)放大，并補(bǔ)償在該放大器中發(fā)生的畸變，這時(shí)，對(duì)于由放大器的記憶效應(yīng)產(chǎn)生的影響也進(jìn)行補(bǔ)償。
首先，表示本實(shí)施例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的結(jié)構(gòu)例。
如圖1所示，本實(shí)施例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器具備為了提供補(bǔ)償AM-AM特性和AM-PM特性的非線性畸變的逆特性(預(yù)畸變)，對(duì)給放大器的輸入信號(hào)的振幅和相位進(jìn)行調(diào)制的預(yù)畸變器1；為了提供補(bǔ)償由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變的逆特性(預(yù)畸變)，對(duì)來自預(yù)畸變器1的輸出信號(hào)的振幅和相位進(jìn)行調(diào)制的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2；把作為畸變補(bǔ)償?shù)膶?duì)象的發(fā)送信號(hào)放大的放大單元3；對(duì)預(yù)畸變器1和記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2進(jìn)行自適應(yīng)控制的控制單元4。
預(yù)畸變器1例如與以往一樣，是根據(jù)瞬時(shí)電功率進(jìn)行畸變補(bǔ)償?shù)模谑褂秒姽β蕶z測(cè)單元和對(duì)照表(LUTLook Up Table)等的情況下包含它。預(yù)畸變器1用于補(bǔ)償放大單元3的放大器的AM-AM特性和AM-PM特性，在本例中，對(duì)于記憶效應(yīng)不進(jìn)行補(bǔ)償。
記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2補(bǔ)償由放大單元3的放大器的記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變。在本實(shí)施例中，記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2將輸入信號(hào)偶次冪乘，使用該偶次方后的信號(hào)和使該偶次方后的信號(hào)延遲了的信號(hào)的差信號(hào)。
這里，由AM-AM特性或AM-PM特性產(chǎn)生的畸變和由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變，由放大單元3的輸入信號(hào)決定，并不是由本實(shí)施例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的輸入信號(hào)決定的。因此，在放大單元3中產(chǎn)生的畸變，由包括用預(yù)畸變器1和記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2提供畸變的逆特性而導(dǎo)致的振幅、相位的變化的信號(hào)決定。
另外，根據(jù)本發(fā)明者們的研究，在預(yù)畸變器1中發(fā)生變化的振幅和相位，比在記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2中發(fā)生變化的振幅和相位大，因此如本實(shí)施例這樣，在預(yù)畸變器1的后一級(jí)配置記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2，可以得到良好的特性。
另一方面，在記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的后一級(jí)配置了預(yù)畸變器1的結(jié)構(gòu)中，例如，記憶效應(yīng)預(yù)畸變器1對(duì)將帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的輸入信號(hào)輸入到放大單元3中時(shí)的記憶效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，但由于預(yù)畸變器1中的振幅、相位的變化較大，所以認(rèn)為當(dāng)初記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2預(yù)測(cè)的記憶效應(yīng)的影響和實(shí)際上發(fā)生的記憶效應(yīng)的影響的差異變大。
放大單元3由單個(gè)或多個(gè)放大器構(gòu)成，具有成為畸變補(bǔ)償對(duì)象的非線性的特性和記憶效應(yīng)的特性。一般在要用預(yù)畸變器把畸變補(bǔ)償?shù)?50～-60dBc以下時(shí)，受到記憶效應(yīng)的影響。
控制單元4設(shè)定各個(gè)預(yù)畸變器1、2的畸變補(bǔ)償表和畸變補(bǔ)償系數(shù)，以及進(jìn)行用于與環(huán)境的變化等相適應(yīng)的處理等。
其次，說明本實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2中所使用的原理。
在本實(shí)施例中，記憶效應(yīng)的發(fā)生理由是由寄生電感所產(chǎn)生的電功率引起偏置變動(dòng)，因而如以下那樣補(bǔ)償記憶效應(yīng)的影響。
即，電感發(fā)生的電動(dòng)勢(shì)、即電源電壓變動(dòng)V(t)用式1表示。這里，t表示時(shí)刻，L表示電感[H亨利]，i(t)表示電流。
另外，上述式1以Δt作為微小時(shí)間，如式2那樣表示。
V(t)＝L·{di(t)/dt}··(式1)V(t)＝L·{i(t)-i(t-Δt)}/Δt··(式2)在本實(shí)施例中，用上述式2對(duì)由在放大器中的記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變進(jìn)行近似，通過在對(duì)于放大器的輸入中預(yù)先加入消除其畸變的信號(hào)-V(t)，來補(bǔ)償記憶效應(yīng)。在本實(shí)施例的硬件中，最好把Δt作為T(＝最小時(shí)間單位的一個(gè)時(shí)鐘)來處理，但例如如果是能夠用差分來近似微分的范圍，則也不脫離本實(shí)施例。另外，在本實(shí)施例中，僅對(duì)差進(jìn)行處理，用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，即，把上述式2看作式3那樣來使用。
V(t)＝L·{i(t)-i(t-T)}··(式3)實(shí)施例1說明本發(fā)明第1實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2。
如圖2所示，本實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2具備2次方檢測(cè)器11，延遲電路12、減法器13、兩個(gè)(復(fù)數(shù))乘法器14、15，同樣地，具備4次方檢測(cè)器16、延遲電路17、減法器18、2個(gè)(復(fù)數(shù))乘法器19、20，另外，還具備加法器21。
表示本實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的動(dòng)作的一例。
輸入信號(hào)是復(fù)數(shù)矢量的I、Q數(shù)字基帶信號(hào)。在本例中，輸入信號(hào)是來自預(yù)畸變器1的輸出信號(hào)。
2次方檢測(cè)器11檢測(cè)預(yù)畸變器輸入信號(hào)的2次方值，通常，計(jì)算(I2+Q2)的值。延遲電路12使來自2次方檢測(cè)器11的輸出(檢測(cè)值)延遲T[sec]。減法器13從2次方檢測(cè)器11的輸出中減去作為延遲電路12的輸出的T[sec]前的2次方檢測(cè)器11的輸出。如果把I、Q輸入信號(hào)表示為I(t)、Q(t)，則來自減法器13的輸出信號(hào)P2由式4的2次方差來表示。
P2＝|I(t)2+Q(t)2|-|I(t-T)2+Q(t-T)2|··(式4)另外，T雖然最好是1時(shí)鐘時(shí)間，但例如如果是能夠用差分來近似微分的范圍，則不脫離本實(shí)施例。該2次方差相當(dāng)于微分系數(shù)。
乘法器14把來自減法器13的2次方差值與輸入信號(hào)相乘。該輸出相當(dāng)于把載波信號(hào)再次調(diào)制了的信號(hào)，成為3次成分，具有載頻附近的頻率成分。乘法器15將來自乘法器14的輸出與畸變補(bǔ)償系數(shù)E2相乘。
畸變補(bǔ)償系數(shù)E2表現(xiàn)為復(fù)數(shù)矢量(E2real+j·E2imag)，設(shè)定成控制單元4能夠補(bǔ)償畸變。這里，j表示虛數(shù)部分。另外，E2real表示實(shí)數(shù)成分，E2imag表示E2的虛數(shù)成分。
復(fù)數(shù)矢量E2如式5那樣表示。這里，sqrt表示平方根。另外，|Amp|是振幅成分，與上述式3的L的大小成比例，例如，相當(dāng)于提供二次畸變的振幅的固定增益。另外，Phase是相位成分，例如是輸入信號(hào)中固定的相移，作為一例，設(shè)定成作為圖10的固定相位變化器91產(chǎn)生的相位變化φ的反相而抵銷。
E2＝|Amp|·exp(j·Phase)|Amp|＝sqrt{(E2real)2+(E2imag)2}Phase＝tan-1{(E2imag)/(E2real)}··(式5)在上述中，對(duì)2次方檢測(cè)器11的信號(hào)路徑進(jìn)行了說明，而在4次方檢測(cè)器16的信號(hào)路徑中也進(jìn)行同樣的處理。
即，在4次方檢測(cè)器16中檢測(cè)出輸入信號(hào)的4次方值，在延遲電路17中使該4次方值延遲，在減法器18中檢測(cè)沒有被延遲的4次方值和被延遲了的4次方值的差，在乘法器19中把該差與輸入信號(hào)相乘，在乘法器20中把該乘法結(jié)果與畸變補(bǔ)償系數(shù)E4相乘。
作為乘法器15的乘法結(jié)果的3次成分和作為乘法器20的乘法結(jié)果的5次成分輸入到加法器21中。
加法器21把輸入信號(hào)與來自3次或5次預(yù)畸變器(乘法器15、20)的輸出相加，輸出該加法結(jié)果。在本例中，該輸出信號(hào)向放大單元3輸出。
來自本實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的輸出信號(hào)SPD2(t)如式6那樣表示。
SPD2(t)＝S2(t)+Diff2(t)·E2·S2(t)+Diff4(t)·E4·S2(t)Diffn(t)＝|S2(t)|n-|S2(t-T)|n(n＝2、4)··(式6)這里，S2(t)表示記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的輸入信號(hào)。把上述式6所示的輸出信號(hào)SPD2(t)輸入到放大單元3的放大器中后，與在該放大器中產(chǎn)生的記憶效應(yīng)的影響抵消，因此來自放大單元3的輸出信號(hào)成為沒有記憶效應(yīng)影響的信號(hào)，即，由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變被補(bǔ)償。
另外，在本例中，僅例示了2次方檢測(cè)器11的信號(hào)路徑的3次項(xiàng)和4次方檢測(cè)器16的信號(hào)路徑的5次項(xiàng)，但例如作為所使用的次數(shù)種類的數(shù)量并沒有特別限定，另外，一般地，對(duì)于其它的奇數(shù)次(7次、9次、……)，通過把2次方檢測(cè)器11和4次方檢測(cè)器16作為其它的偶次方(6次方、8次方、……)的檢測(cè)器，也能夠進(jìn)行擴(kuò)展。
如上所述，在本例的帶預(yù)畸變畸變補(bǔ)償功能的放大器中，具備對(duì)復(fù)數(shù)輸入信號(hào)進(jìn)行偶次方的功能；對(duì)該偶次方的功能的輸出信號(hào)提供延遲的延遲功能；求上述偶次方的功能的輸出信號(hào)與上述延遲功能的輸出信號(hào)的差的加法(減法)功能；使輸入信號(hào)與上述加法功能的輸出信號(hào)相乘的乘法功能；使該乘法功能的輸出信號(hào)與復(fù)數(shù)畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘的復(fù)數(shù)乘法功能；使輸入信號(hào)與上述復(fù)數(shù)乘法功能的輸出信號(hào)相加的加法功能。
因此，如果使用本例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2，則在用放大器放大輸入信號(hào)時(shí)，能夠補(bǔ)償由在放大器中發(fā)生的記憶效應(yīng)所產(chǎn)生的畸變成分的影響，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰信道的漏功耗和寄生的降低，能夠增加電功率效率。另外，例如能夠使電路規(guī)模較小。
實(shí)施例2說明本發(fā)明的第2實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2。
如圖3所示，本例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2具備2次方檢測(cè)器31、延遲電路32、減法器33、對(duì)照表(LUT)34、(復(fù)數(shù))乘法器35。這里，2次方檢測(cè)器31、延遲電路32和減法器33的動(dòng)作與例如上述圖2所示的11、12和13相同。
在LUT34中保存著控制單元4使之自動(dòng)收斂的記憶效應(yīng)補(bǔ)償用的表。LUT34把來自減法器33的輸出作為表參考變量。
然后，由乘法器35把保存在表34中的畸變補(bǔ)償用的復(fù)數(shù)矢量與輸入信號(hào)相乘，把該乘法結(jié)果作為向放大單元3的輸出信號(hào)。
把來自本例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的輸出信號(hào)輸入到放大單元3的放大器中后，該放大器的輸出成為沒有記憶效應(yīng)影響的信號(hào)。另外，由于本例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的輸入信號(hào)是來自預(yù)畸變器1的輸出信號(hào)，因此來自放大單元3的放大器的輸出成為沒有畸變的信號(hào)。
另外，在本例中僅例示了3次的情況，而與在上述第1實(shí)施例中敘述過的一樣，對(duì)于其它的奇數(shù)次也能夠進(jìn)行擴(kuò)展。
如上所述，在本例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2中具備對(duì)復(fù)數(shù)輸入信號(hào)進(jìn)行偶次方的功能；對(duì)進(jìn)行該偶次方的功能的輸出信號(hào)提供延遲的延遲功能；求上述進(jìn)行偶次方的功能的輸出信號(hào)與上述延遲功能的輸出信號(hào)的差的加法(減法)功能；保存畸變補(bǔ)償用的控制值的對(duì)照表的存儲(chǔ)器功能；使輸入信號(hào)與上述存儲(chǔ)器的輸出信號(hào)相乘的復(fù)數(shù)乘法功能。在本實(shí)施例中，也能夠得到與上述第1實(shí)施例的情況相同的效果。
實(shí)施例3說明本發(fā)明第3實(shí)施例的作為RF預(yù)畸變器的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2。
如圖4(a)所示，本實(shí)施例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2具備由2次方電路構(gòu)成的2次方檢測(cè)器41、由延遲元件構(gòu)成的延遲電路42、由運(yùn)算放大器等硬件構(gòu)成的減法器43、進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器49a、對(duì)照表(LUT)44、2個(gè)D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器45、46、電壓可變衰減器47、電壓可變移相器48。這里，2次方檢測(cè)器41、延遲電路42、減法器43和LUT44的動(dòng)作與例如上述圖3所示的31、32、33和34相同。作為其它的結(jié)構(gòu)例，在圖4(b)的結(jié)構(gòu)中，不具備上述圖4(a)所示的A/D轉(zhuǎn)換器49a，而在2次方檢測(cè)器41的后面具備A/D轉(zhuǎn)換器49b，另外，延遲電路42和減法器43與例如上述圖3所示的延遲電路32和減法器33相同，由數(shù)字電路或數(shù)字信號(hào)處理構(gòu)成。
各D/A轉(zhuǎn)換器45、46把保存在表44中的控制值通過D/A轉(zhuǎn)換，變換為電壓控制信號(hào)。從表44向一方的D/A轉(zhuǎn)換器45輸入用于控制電壓可變衰減器47的控制值，從表44向另一方的D/A轉(zhuǎn)換器46輸入用于控制電壓可變移相器48的控制值。
電壓可變衰減器47和電壓可變移相器48由來自各D/A轉(zhuǎn)換器45、46的輸出信號(hào)進(jìn)行控制，用這兩個(gè)器件起到復(fù)數(shù)乘法器(例如，上述圖3所示的復(fù)數(shù)乘法器35)的作用。這一點(diǎn)在帶畸變補(bǔ)償功能的放大器的與外部的接口是RF信號(hào)的情況下特別有效。
另外，在本例中，僅例示了3次的情況，與在上述第1實(shí)施例中敘述過的一樣，對(duì)于其它的奇數(shù)次也能夠進(jìn)行擴(kuò)展。
如上所述，在本例的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2中，具備對(duì)復(fù)數(shù)輸入信號(hào)進(jìn)行偶次方的功能；對(duì)進(jìn)行該偶次方的功能的輸出信號(hào)提供延遲的延遲功能；求上述進(jìn)行偶次方的功能的輸出信號(hào)與上述延遲功能的輸出信號(hào)的差的加法(減法)功能；保存畸變補(bǔ)償用的控制值的對(duì)照表的存儲(chǔ)器功能；把該存儲(chǔ)器功能的輸出變換為模擬信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換功能；根據(jù)上述D/A轉(zhuǎn)換功能的輸出信號(hào)，使輸入信號(hào)的衰減量可變的衰減器；根據(jù)上述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)，使輸入信號(hào)的移相量可變的移相器。在本實(shí)施例中，也能夠得到與上述第1實(shí)施例的情況相同的效果。
實(shí)施例4說明本發(fā)明第4實(shí)施例的預(yù)畸變器1。
在圖5(a)中表示預(yù)畸變器1的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。
本例的預(yù)畸變器1具備包絡(luò)(envelope)檢測(cè)電路51、對(duì)照表(LUT)52、(復(fù)數(shù))乘法器53。
包絡(luò)檢測(cè)電路51檢測(cè)輸入信號(hào)的包絡(luò)電壓或電功率，該輸出(檢測(cè)值)相當(dāng)于輸入信號(hào)的瞬時(shí)電功率。以該輸出作為參考變量，使用保存在畸變補(bǔ)償表52中的畸變補(bǔ)償系數(shù)，由復(fù)數(shù)乘法器53對(duì)畸變補(bǔ)償系數(shù)與輸入信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘，由此，對(duì)輸入信號(hào)提供AM-AM特性或者AM-PM特性的逆特性。被提供了該逆特性的信號(hào)輸出到記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2。
圖5(b)中表示預(yù)畸變器1的另一個(gè)結(jié)構(gòu)例，是進(jìn)行模擬預(yù)畸變時(shí)的例子。
本例的預(yù)畸變器1具備包絡(luò)檢測(cè)電路61、進(jìn)行A/D變換的A/D轉(zhuǎn)換器65、對(duì)照表(LUT)62、進(jìn)行D/A變換的2個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器66、67、電壓可變衰減器63、電壓可變移相器64。輸入信號(hào)是RF信號(hào)。
包絡(luò)檢測(cè)電路61檢測(cè)輸入信號(hào)的包絡(luò)電壓或電功率。由A/D轉(zhuǎn)換器65對(duì)該輸出(檢測(cè)值)進(jìn)行A/D變換，作為參考變量，用D/A轉(zhuǎn)換器66、67輸出保存在畸變補(bǔ)償表62中的振幅控制值和相位控制值，根據(jù)各控制值來控制電壓可變衰減器63、電壓可變移相器64，由此對(duì)輸入信號(hào)提供AM-AM特性或AM-PM特性的逆特性。被提供了該逆特性的信號(hào)輸出到記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2。
圖5(c)表示預(yù)畸變器1的另一個(gè)結(jié)構(gòu)例。
本例的預(yù)畸變器1具備2次方檢測(cè)器71和2個(gè)(復(fù)數(shù))乘法器72、73，同樣地，具備4次方檢測(cè)器74和2個(gè)(復(fù)數(shù))乘法器75、76，另外，還具備加法器77。輸入信號(hào)是復(fù)數(shù)的I、Q基帶數(shù)字信號(hào)。
2次方檢測(cè)器71計(jì)算輸入信號(hào)的2次方值。乘法器72使該2次方值與輸入信號(hào)相乘，在該輸出(該乘法結(jié)果)中，輸入的振幅成為3次方，相位保持不變。乘法器73使來自乘法器72的輸出信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)O3復(fù)數(shù)相乘。
同樣地，4次方檢測(cè)器74計(jì)算輸入信號(hào)的4次方值。乘法器75使該4次方值與輸入信號(hào)相乘，在該輸出(該乘法結(jié)果)中，輸入的振幅成為5次方，相位保持不變。乘法器76使來自乘法器75的輸出信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)O5復(fù)數(shù)相乘。
另外，畸變補(bǔ)償系數(shù)O3表示為復(fù)數(shù)矢量(O3real+j·O3imag)，設(shè)定成控制單元4能夠補(bǔ)償畸變。這里，O3real表示O3的實(shí)數(shù)成分，O3imag表示O3的虛數(shù)成分。
復(fù)數(shù)矢量O3如式7那樣表示。這里，|Amp|是振幅成分，Phase是相位成分。
另外，關(guān)于畸變補(bǔ)償系數(shù)O5也是一樣。
O3＝|Amp|·exp(j·Phase)|Amp|＝sqrt{(O3real)2+(O3imag)2}Phase＝tan-1{(O3imag)/(O3real)}··(式7)加法器77把輸入信號(hào)、從乘法器73輸入的3次的復(fù)數(shù)乘法結(jié)果和從乘法器76輸入的5次的復(fù)數(shù)乘法結(jié)果相加，把該相加結(jié)果輸入到記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2。這樣，加法器77在輸入信號(hào)上加入奇數(shù)次(例如，3次、5次、7次、……)的信號(hào)，提供AM-AM特性、AM-PM特性的逆特性。
來自本例的預(yù)畸變器1的輸出信號(hào)SPD1(t)如式8那樣表示。
SPD1(t)＝S1(t)+O3·S1’3(t)+O5·S1’5(t)S1’n(t)＝|S1(t)|n-1·S1(t)(n＝3、5)··(式8)這里，S1(t)是本例的預(yù)畸變器1的輸入信號(hào)。在本例中，由于把基波的系數(shù)固定為(1+j·0)，因此在預(yù)畸變器1中使輸入信號(hào)的增益和相位保持恒定。
另外，來自本例的預(yù)畸變器1的輸出信號(hào)的預(yù)畸變成分輸入到放大單元3的放大器中后，由于與在該放大器中發(fā)生的AM-AM特性或者AM-PM特性的影響相互抵消，因此來自放大單元3的輸出信號(hào)成為沒有畸變的信號(hào)，即，補(bǔ)償了畸變。
另外，在本例中，僅例示了3次和5次的情況，但與在上述第1實(shí)施例中敘述過的一樣，關(guān)于其它的奇數(shù)次，也能夠進(jìn)行擴(kuò)展。在本例這樣的結(jié)構(gòu)中，還有可以不具備存儲(chǔ)器(LUT)的優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，在本例的預(yù)畸變器1中，具備對(duì)復(fù)數(shù)輸入信號(hào)進(jìn)行偶次方的功能；使輸入信號(hào)與上述偶次方功能的輸出信號(hào)相乘的乘法功能；使上述乘法功能的輸出信號(hào)與復(fù)數(shù)畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘的復(fù)數(shù)乘法功能；使輸入信號(hào)與上述復(fù)數(shù)乘法功能的輸出信號(hào)相加的加法功能。
實(shí)施例5說明本發(fā)明第5實(shí)施例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器的收斂算法。
在本例中，作為預(yù)畸變器1和記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2，可以分別使用各種結(jié)構(gòu)的裝置。
圖6表示本例的收斂算法的處理流程的一例。
即，開始畸變補(bǔ)償系數(shù)的更新處理后(步驟S1)，首先更新預(yù)畸變器1的畸變補(bǔ)償系數(shù)O3、O5、…(或者LUT)(步驟S2)，使之收斂到最能夠補(bǔ)償畸變的最佳值(步驟S3)，接著，更新記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的畸變補(bǔ)償系數(shù)E2、E4、…(或者LUT)(步驟S4)，使之收斂到最能夠補(bǔ)償畸變的最佳值(步驟S5)，然后，在第1次收斂以后，不結(jié)束畸變補(bǔ)償系數(shù)的更新，進(jìn)入到隨后的過程，交替地更新預(yù)畸變器1和記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的畸變補(bǔ)償系數(shù)(步驟S6、步驟S7)，適應(yīng)于由溫度或者經(jīng)過年份等引起的各種變化。
這里，通常，由AM-AM特性和AM-PM特性產(chǎn)生的畸變與由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的畸變相比較，是極大地支配性的，因此如本例這樣，在更新預(yù)畸變器1的畸變補(bǔ)償系數(shù)并使之收斂以后，更新記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的畸變補(bǔ)償系數(shù)并使之收斂的處理順序與其相反的處理順序相比較，能夠縮短收斂時(shí)間(即，加快收斂)。
作為收斂的方法，例如，如上述式5或上述式7所示那樣，也可以把復(fù)數(shù)系數(shù)分為振幅|Amp|和相位Phase并使之收斂。另外，作為其他方法，也可以分為復(fù)數(shù)的實(shí)數(shù)、虛數(shù)并使之收斂，另外，還可以使2個(gè)變量都收斂。另外，在使用LUT的情況下，例如還可以使用代表點(diǎn)使之收斂，或者使用按樣條(spline)法等一起生成的方法。另外，還可以使用MMSE(最小均方差)等，使預(yù)畸變器1的畸變補(bǔ)償系數(shù)和記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的畸變補(bǔ)償系數(shù)一起收斂。
另外，在更新預(yù)畸變器1和記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的畸變補(bǔ)償系數(shù)(或者LUT)的控制中，例如能夠?qū)姆糯髥卧?輸出的信號(hào)作為反饋信號(hào)來使用。
作為一例，作為反饋信號(hào)，用混頻器(mixer)進(jìn)行頻率變換，用帶通濾波器除去載波等不需要的波，只檢測(cè)出畸變電功率。另外，為了通過DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)等評(píng)價(jià)IMD3+或者IMD3-這樣的不同頻率的畸變電功率，而控制振蕩器。在算法中使用例如擾動(dòng)法，更新系數(shù)等使得檢測(cè)出的畸變電功率減小。該算法具有能夠簡(jiǎn)單而且廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。作為其他例子，也可以使用解調(diào)有畸變的信號(hào)，抽取出與輸入信號(hào)的誤差的方法，但這樣的方法要求高速性，價(jià)格容易變高。
在算法中，例如，先僅把預(yù)畸變器1的3次的增益更新被賦予的次數(shù)，接著對(duì)3次的相位進(jìn)行更新。按照5次、7次、…所需要的順序進(jìn)行該處理。然后，如果預(yù)畸變器1的全部系數(shù)收斂，則同樣對(duì)記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的系數(shù)進(jìn)行更新。然后，即使全部系數(shù)收斂，DSP等也繼續(xù)進(jìn)行更新，適應(yīng)性地跟隨因溫度或老化而變化的環(huán)境。
如上所述，在本例的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器中，作為用于使畸變補(bǔ)償控制的系數(shù)和表等收斂的自適應(yīng)控制方法，使用了首先使預(yù)畸變器1的系數(shù)收斂，接著使記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的系數(shù)收斂，然后，交替地反復(fù)進(jìn)行更新的自適應(yīng)控制方法。
實(shí)施例6說明本發(fā)明第6實(shí)施例的仿真結(jié)果的一例。
圖7(a)中表示了使用上述圖5(c)所示的預(yù)畸變器1，而不具備記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2，假設(shè)沒有放大器的記憶效應(yīng)時(shí)的仿真結(jié)果的一例。圖7(a)、(b)、(c)的曲線圖的橫軸表示頻率[MHz]，縱軸表示電功率譜密度[dB]。在曲線圖中，表示了沒有預(yù)畸變器1的情況(“沒有預(yù)畸變器”)和預(yù)畸變器1僅有3次的電路(“O(3)”)、以及具有3次和5次的電路的情況(“O(3，5)”)等。
圖7(b)中，表示了使用上述圖5(c)所示的預(yù)畸變器1，不具備記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2，假設(shè)有放大器的記憶效應(yīng)時(shí)的仿真結(jié)果的一例。如從曲線圖觀察到的那樣，由于記憶效應(yīng)的影響，僅能夠補(bǔ)償5dB左右的畸變。
圖7(c)中，表示了使用上述圖5(c)所示的預(yù)畸變器1和上述圖2所示的記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2，假設(shè)有放大器的記憶效應(yīng)時(shí)的仿真結(jié)果的一例。例如，“O(3，5，7)E(2)”表示使用了預(yù)畸變器1的3次(O3)、5次(O5)和7次(O7)，以及記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的3次(E2)的情況，其他也是一樣。如從曲線圖觀看到的那樣，根據(jù)記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的效果，能夠把畸變補(bǔ)償20dB以上。作為一例，如果把預(yù)畸變器1采用到7次(O(3，5，7))，把記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2采用到5次(E(2，4))，則能夠達(dá)到-60dB，比較理想。
這里，在上述的實(shí)施例中，根據(jù)預(yù)畸變器1的功能構(gòu)成非線性畸變成分補(bǔ)償單元。
作為一例，在上述圖5所示的結(jié)構(gòu)中，通過2次方檢測(cè)器71的功能和4次方檢測(cè)器74的功能構(gòu)成偶次冪乘單元，通過乘法器72的功能和乘法器75的功能構(gòu)成偶次冪乘結(jié)果乘法單元，通過乘法器73的功能或者乘法器76的功能構(gòu)成畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元，通過加法器77的功能構(gòu)成畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元。
另外，在以上的實(shí)施例中，通過記憶效應(yīng)預(yù)畸變器2的功能構(gòu)成記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元。
作為一例，在上述圖2所示的結(jié)構(gòu)中，通過2次方檢測(cè)器11的功能和4次方檢測(cè)器16的功能構(gòu)成偶次冪乘單元，通過延遲電路12的功能和延遲電路17的功能構(gòu)成偶次冪乘結(jié)果延遲單元，通過減法器13的功能和減法器18的功能構(gòu)成偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元，通過乘法器14的功能和乘法器19的功能構(gòu)成輸入信號(hào)乘法單元，通過乘法器15的功能和乘法器20的功能構(gòu)成畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元，通過加法器21的功能構(gòu)成畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元。
作為其它的例子，在上述圖3和上述圖4所示的結(jié)構(gòu)中，通過2次方檢測(cè)器31、41的功能構(gòu)成偶次冪乘單元，通過延遲電路32、42的功能構(gòu)成偶次冪乘結(jié)果延遲單元，通過減法器33、43的功能構(gòu)成偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元，通過對(duì)照表(LUT)34、44的功能構(gòu)成偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元。另外，在上述圖3中，根據(jù)乘法器35的功能構(gòu)成輸入信號(hào)變化單元(乘法單元)。另外，在上述圖4中，通過電壓可變衰減器47的功能和電壓可變移相器48的功能構(gòu)成輸入信號(hào)變化單元(輸入信號(hào)振幅相位變化單元)。
以下，表示與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)背景。另外，這里記述的事項(xiàng)并不限定為全部都是以往技術(shù)。
例如，在采用寬帶碼分復(fù)用(W-CDMA寬帶碼分復(fù)用)方式作為移動(dòng)通信方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站裝置中，由于需要使無線信號(hào)到達(dá)物理上遠(yuǎn)離的移動(dòng)臺(tái)裝置的地方，所以需要用電功率放大器(PA)等放大器大幅度地放大多載波等的信號(hào)。
然而，由于放大器是模擬設(shè)備，其輸入輸出特性成為非線性的函數(shù)。特別地，在稱為飽和點(diǎn)的放大臨界以后，即使輸入到放大器中的電功率增大，輸出電功率也幾乎一定。而且，由于該非線性輸出而產(chǎn)生非線性畸變。放大前的發(fā)送信號(hào)由帶阻濾波器把所希望的信號(hào)頻帶外的信號(hào)成分抑制為低電平，但是在通過放大器后的信號(hào)中發(fā)生非線性畸變，信號(hào)成分向所希望的信號(hào)頻帶外(相鄰信道)漏泄。
例如，在基站裝置中，如上述那樣發(fā)送電功率較高，因此這種向相鄰信道的泄漏電功率的大小被嚴(yán)格規(guī)定，如何削減這種相鄰信道漏泄電功率成為很大的問題。因此，作為畸變補(bǔ)償方式之一有預(yù)畸變方式，近年來由于重視放大效率，因此取代前饋方式而成為主流。預(yù)畸變方式是通過把作為放大器的非線性特性的AM-AM變換、AM-PM變換的逆特性預(yù)先提供到放大器的輸入信號(hào)中，來補(bǔ)償放大器的輸出信號(hào)的畸變的方式。
圖8中表示使用預(yù)畸變方式的放大器的功能塊的構(gòu)成例，表示其動(dòng)作例。
輸入信號(hào)被輸入到電功率檢測(cè)單元81，檢測(cè)輸入信號(hào)的電功率或振幅，該檢測(cè)結(jié)果作為由存儲(chǔ)器等構(gòu)成的畸變補(bǔ)償表82的參考變量而建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。在畸變補(bǔ)償表82中，保存用于以預(yù)畸變方式進(jìn)行畸變補(bǔ)償?shù)谋怼?br> 在畸變補(bǔ)償表82的表中，反映了成為補(bǔ)償對(duì)象的放大器(放大單元84)的非線性特性的逆特性，一般，使用以輸入信號(hào)的電電功率或振幅為指標(biāo)的AM-AM變換(振幅)、AM-PM變換(相位)。預(yù)畸變器83按照畸變補(bǔ)償表82的參照結(jié)果控制輸入信號(hào)的振幅和相位。由放大單元84放大以預(yù)畸變方式預(yù)先提供了畸變的信號(hào)，輸出信號(hào)成為沒有畸變的信號(hào)。控制單元85為了與溫度變化的環(huán)境相適應(yīng)，根據(jù)輸入信號(hào)和放大單元84的輸出信號(hào)更新畸變補(bǔ)償表85。
然而，在放大器的畸變產(chǎn)生機(jī)理中，不僅是時(shí)瞬電功率的AM-AM特性、AM-PM特性，還有當(dāng)前狀態(tài)根據(jù)以記憶效應(yīng)為代表的過去狀態(tài)而發(fā)生變化的情況。在以往的方法中，由于用于參照畸變補(bǔ)償表的指標(biāo)只是瞬時(shí)電功率，因此存在著不能夠補(bǔ)償由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的非線性畸變的問題。
具體地講，記憶效應(yīng)在AM-AM特性、AM-PM特性中作為滯后而作用，其影響生成不平衡的互調(diào)制畸變(IMD)，限制了以往的基于輸入信號(hào)的瞬時(shí)電功率的預(yù)畸變器的性能。為此，在以往的預(yù)畸變器中，不能夠生成正確的非線性的逆特性。
這里，作為解決記憶效應(yīng)的影響的方法的一例，考慮具有以當(dāng)前的瞬時(shí)電功率和一個(gè)單位時(shí)刻(例如一個(gè)抽樣)前的瞬時(shí)電功率為參考變量的畸變補(bǔ)償表。
圖9中表示了考慮了這種記憶效應(yīng)的畸變補(bǔ)償表的圖形的一例。橫軸表示瞬時(shí)電功率，縱軸表示畸變補(bǔ)償控制值，表示每一單位時(shí)刻的變化。即，在通常的畸變補(bǔ)償表中增加了一單位時(shí)刻前的瞬時(shí)電功率的維。
作為一例，在瞬時(shí)電功率的分辨率為10比特的情況下，以往那樣的通常的表需要1024張(即，10比特量)。然而，如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，雖然能夠補(bǔ)償畸變，但是存儲(chǔ)量變得巨大，且表的生成和用于適應(yīng)環(huán)境的學(xué)習(xí)非常困難，在實(shí)際中不能夠得到。
另外，為了避免這些問題，考慮求出之前一個(gè)時(shí)刻的微分系數(shù)，參照修正表，修正以往的對(duì)照表(LUT)的值的方法。但是，在該方法中，即使微分系數(shù)相同，由于適宜的修正量根據(jù)瞬時(shí)電功率而不同，因此在修正表中必然包含著誤差。為此，減少存儲(chǔ)器量的弊端作為特性的惡化而出現(xiàn)，不能夠完全補(bǔ)償畸變。
其次，詳細(xì)說明記憶效應(yīng)。
圖10表示考慮了記憶效應(yīng)產(chǎn)生的影響的放大單元的模型的一例(例如，參照非專利文件1)。在該模型中產(chǎn)生的畸變不能夠用作為預(yù)畸變?cè)淼腁M-AM特性、AM-PM特性的逆特性來進(jìn)行補(bǔ)償。
另外，在該模型中，上述圖10所示結(jié)構(gòu)的整體相當(dāng)于放大單元，由于是模型，因此實(shí)際上各個(gè)處理部分91～96不一定原樣存在于放大單元的內(nèi)部。
放大器95表示僅具有AM-AM特性和AM-PM特性的放大部分，即沒有考慮記憶效應(yīng)的放大部分，表示用預(yù)畸變?cè)砟軌蛲耆a(bǔ)償畸變的部分。
這里，最好電功率放大器(PA)的電源電壓是恒定的，如以下所述，由于引起電源電壓的變動(dòng)而產(chǎn)生記憶效應(yīng)。
一般，奇數(shù)次畸變作為IMD(IMD3，IMD5)而出現(xiàn)在載波的附近。
另一方面，非線性的偶數(shù)次成分的頻譜具有基帶和輸入信號(hào)的2倍以上的頻率成分。其中，具有在基帶中產(chǎn)生的偶數(shù)次畸變成分的電流流入漏極偏置電路，電流由存在于晶體管(例如FET)的偏置電路或者輸出匹配電路中的寄生電感變換為電壓信號(hào)。
例如，如W-CDMA方式那樣使用寬帶信號(hào)的情況下，由于偶數(shù)次畸變的頻帶變高，所以偶數(shù)次畸變的電壓升高，引起漏極偏置變動(dòng)。因該漏極偏置變動(dòng)，載波信號(hào)被再次調(diào)制，在載波的附近產(chǎn)生新的畸變。
在把受到互調(diào)制畸變影響的放大器模型化了的情況下，表示通過電感器的記憶效應(yīng)，對(duì)于一個(gè)輸入出現(xiàn)多個(gè)輸出電壓、相位的所謂滯后特性。
用上述圖10所示的模型進(jìn)行說明。
2次方檢測(cè)器(2次方電路)92檢測(cè)在基帶中產(chǎn)生的放大器95的輸入信號(hào)的2次畸變成分，在本模型中假定為電流源。
電感93相當(dāng)于包含在放大器95的偏置電路和輸出匹配電路中的寄生成分。例如，在如W-CDMA方式等那樣處理寬帶信號(hào)的情況下，比基帶的2次畸變成分的頻帶寬，電感93由于成為高阻抗，因此產(chǎn)生電壓，使偏置電路的電壓變動(dòng)。
另外，輸入信號(hào)在固定相位變化器91中受到恒定的(固定值的)相位變動(dòng)，按上述偏置電路的電壓變動(dòng)進(jìn)行再調(diào)制。由乘法器94進(jìn)行這種再調(diào)制。而且，乘法器94的乘法結(jié)果的信號(hào)作為記憶效應(yīng)成分，由加法器96加入到來自以往的放大器模型(放大器95)的輸出信號(hào)中。
這樣，通過用電感93的電壓信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅，產(chǎn)生新的3次畸變。而且，由加法器96把來自2個(gè)部分的信號(hào)合成，生成包含了記憶效應(yīng)影響的放大器輸出信號(hào)。
另外，這里，作為記憶效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理的說明，僅考慮了2次畸變成分，而一般由于在基帶中產(chǎn)生4次、6次等這樣的偶數(shù)次畸變成分，因此同樣產(chǎn)生偏置成分。這種情況下，相當(dāng)于2次方檢測(cè)器92的部分分別成為4次方、6次方等，與上述的2次的情況相同，來自相當(dāng)于乘法器94的部分的輸出被加入到來自以往的放大器模型(放大器95)的輸出信號(hào)上。這種記憶效應(yīng)在以往那樣僅把瞬時(shí)電功率作為參考變量的預(yù)畸變器中不能夠進(jìn)行補(bǔ)償。
這里，作為本發(fā)明的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器、放大裝置、發(fā)射機(jī)、基站裝置等的結(jié)構(gòu)，不一定限于以上所示的結(jié)構(gòu)，還可以使用各種結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明例如能夠提供實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的處理的方法或者方式、實(shí)現(xiàn)這種方法或者方式的程序、記錄該程序的記錄介質(zhì)等，另外，還能夠作為各種裝置和系統(tǒng)來提供。
另外，作為本發(fā)明的適用領(lǐng)域，并不一定限于以上所示的領(lǐng)域，本發(fā)明能夠適用于各種領(lǐng)域。
另外，本發(fā)明能夠在各種預(yù)畸變方式中適用。
例如，作為預(yù)畸變方式，有頻帶是基帶(BB)的，或者是中頻帶(IF)的，或者是無線頻帶(RF)的，另外，有以數(shù)字進(jìn)行處理的，也有以模擬進(jìn)行處理的，雖然根據(jù)這些處理而被分類，但可以適用于任一種類。
另外，在上述圖1和上述圖8中，表示了帶預(yù)畸變方式的畸變補(bǔ)償功能的放大器的一例，但是并不限于此，還可以根據(jù)所使用的方式的種類，使用所需的D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器、正交調(diào)制器(或者正交調(diào)制單元)、升變頻器、濾波器等。另外，在上述圖1和上述圖8中，為了適應(yīng)環(huán)境變化，關(guān)于從放大單元3、84向控制單元4、85傳送的反饋信號(hào)的存在等，也沒有特別限制，既可以使用也可以不使用。另外，為了使用這種反饋信號(hào)，可以使用降變頻器、振蕩器、濾波器、正交解調(diào)器(或者正交解調(diào)單元)，A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器等。另外，為了檢測(cè)畸變，可以使用輸入信號(hào)。
另外，作為本發(fā)明的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器、放大裝置、發(fā)射機(jī)、基站裝置等中進(jìn)行的各種處理，可以使用例如在具備了處理器和存儲(chǔ)器等的硬件資源中通過處理器執(zhí)行保存在ROM(只讀存儲(chǔ)器)中的控制程序來進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)，另外，例如用于執(zhí)行該處理的各功能單元也可以作為獨(dú)立的硬件電路來構(gòu)成。
另外，本發(fā)明還能夠作為保存了上述控制程序的軟盤(Floppy注冊(cè)商標(biāo))或CD(Compact Disc)-ROM等計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)或該程序(自身)來實(shí)現(xiàn)，通過從該記錄介質(zhì)把該控制程序輸入到計(jì)算機(jī)中使處理器執(zhí)行，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的處理。
權(quán)利要求
1.一種帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，通過預(yù)畸變方式補(bǔ)償在放大輸入信號(hào)的放大器中產(chǎn)生的畸變，其特征在于具有記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元，用將輸入信號(hào)偶次冪乘后的結(jié)果的時(shí)間差，補(bǔ)償由放大器的記憶效應(yīng)引發(fā)的畸變成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于上述記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元包括將輸入信號(hào)偶次冪乘的偶次冪乘單元，使偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)延遲的偶次冪乘結(jié)果延遲單元，檢測(cè)偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)與偶次冪乘結(jié)果延遲單元的延遲信號(hào)的差的偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元，使偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)與輸入信號(hào)相乘的輸入信號(hào)乘法單元，使輸入信號(hào)乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘的畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元，使輸入信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)相加的畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于具備非線性畸變成分補(bǔ)償單元，補(bǔ)償由放大器的AM-AM特性和AM-PM特性的非線性引發(fā)的畸變成分，上述非線性畸變成分補(bǔ)償單元包括將輸入信號(hào)偶次冪乘的偶次冪乘單元，使偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)與輸入信號(hào)相乘的偶次冪乘結(jié)果乘法單元，使偶次冪乘結(jié)果乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘的畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元，使輸入信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元的乘法結(jié)果的信號(hào)相加的畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于具備非線性畸變成分補(bǔ)償單元，補(bǔ)償由放大器的AM-AM特性和AM-PM特性的非線性引發(fā)的畸變成分，上述非線性畸變成分補(bǔ)償單元包括檢測(cè)輸入信號(hào)的包絡(luò)電壓或包絡(luò)電功率的包絡(luò)檢測(cè)單元，存儲(chǔ)包絡(luò)電壓或包絡(luò)電功率與畸變補(bǔ)償系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的包絡(luò)畸變補(bǔ)償系數(shù)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元，根據(jù)包絡(luò)畸變補(bǔ)償系數(shù)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)內(nèi)容使與包絡(luò)檢測(cè)單元的檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的畸變補(bǔ)償系數(shù)與輸入信號(hào)相乘的輸入信號(hào)畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于具備非線性畸變成分補(bǔ)償單元，補(bǔ)償由放大器的AM-AM特性和AM-PM特性的非線性引發(fā)的畸變成分，上述非線性畸變成分補(bǔ)償單元包括檢測(cè)輸入信號(hào)的包絡(luò)電壓或包絡(luò)電功率的包絡(luò)檢測(cè)單元；存儲(chǔ)包絡(luò)電壓或包絡(luò)電功率與控制值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的包絡(luò)控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元；基于包絡(luò)控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)內(nèi)容，根據(jù)與包絡(luò)檢測(cè)單元的檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的控制值，使輸入信號(hào)變化的輸入信號(hào)變化單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于上述記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元包括將輸入信號(hào)偶次冪乘的偶次冪乘單元；使偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)延遲的偶次冪乘結(jié)果延遲單元；檢測(cè)偶次冪乘單元的偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)與偶次冪乘結(jié)果延遲單元的延遲信號(hào)的差的偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元；存儲(chǔ)由偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元檢測(cè)出的值與控制值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元；基于偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差控制值對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)內(nèi)容，根據(jù)與偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元的檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的控制值，使輸入信號(hào)變化的輸入信號(hào)變化單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于上述輸入信號(hào)變化單元是使控制值與輸入信號(hào)相乘的乘法單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于上述輸入信號(hào)變化單元是根據(jù)控制值使輸入信號(hào)的振幅和相位的一方或者雙方變化的輸入信號(hào)振幅相位變化單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至權(quán)利要求5的任一項(xiàng)所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于具備控制單元，對(duì)于由非線性畸變成分補(bǔ)償單元實(shí)施的畸變補(bǔ)償處理和由記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元實(shí)施的畸變補(bǔ)償處理，進(jìn)行反饋處理和基于輸入信號(hào)的電平的處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至權(quán)利要求5的任一項(xiàng)所述的帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，其特征在于具備控制單元，在更新非線性畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使之收斂以后，更新記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使之收斂，然后，交替地反復(fù)執(zhí)行更新非線性畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使之收斂的處理，和更新記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元的畸變補(bǔ)償處理的參數(shù)并使之收斂的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶預(yù)畸變方式畸變補(bǔ)償功能的放大器，通過預(yù)畸變方式補(bǔ)償放大輸入信號(hào)的放大器所產(chǎn)生的畸變，降低放大器的記憶效應(yīng)的影響。記憶效應(yīng)畸變成分補(bǔ)償單元用將輸入信號(hào)偶次冪乘后的結(jié)果的時(shí)間差補(bǔ)償由放大器的記憶效應(yīng)引發(fā)的畸變成分。作為一例，包括將輸入信號(hào)偶次冪乘的偶次冪乘單元，使偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)延遲的偶次冪乘結(jié)果延遲單元，檢測(cè)偶次冪乘結(jié)果的信號(hào)與延遲信號(hào)的差的偶次冪乘結(jié)果時(shí)間差檢測(cè)單元，使檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)與輸入信號(hào)相乘的輸入信號(hào)乘法單元，使該乘法結(jié)果的信號(hào)與畸變補(bǔ)償系數(shù)相乘的畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法單元，使輸入信號(hào)與該乘法結(jié)果的信號(hào)相加的畸變補(bǔ)償系數(shù)乘法結(jié)果加法單元。
文檔編號(hào)H03F1/32GK1601892SQ200410077810
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者本江直樹, 宮谷徹彥, 赤巖芳彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立國(guó)際電氣