專(zhuān)利名稱(chēng):用于控制基于冪級(jí)數(shù)的預(yù)矯正線性電路的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及對(duì)在無(wú)線電通信發(fā)射機(jī)中使用的功率放大器的線性化。
背景技術(shù):
一種對(duì)功率放大器進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)墓椒ㄊ穷A(yù)矯正方法。該預(yù)矯正方法預(yù)先將失真分量添加到輸入信號(hào)中,從而消除在功率放大器中出現(xiàn)的失真分量。在本說(shuō)明書(shū)中,通過(guò)預(yù)矯正方法添加的失真分量在下文中將被稱(chēng)為補(bǔ)償信號(hào)。理想的補(bǔ)償信號(hào)被設(shè)置為與功率放大器實(shí)際創(chuàng)建的失真分量在電平上相等但相位相差180°。通過(guò)預(yù)矯正方法對(duì)于失真的補(bǔ)償量取決于補(bǔ)償信號(hào)的振幅和相位的精度。例如,當(dāng)功率放大器的輸入-輸出特性通過(guò)冪級(jí)數(shù)模型用公式表示時(shí),為了達(dá)到30dB的補(bǔ)償,補(bǔ)償信號(hào)將每個(gè)奇數(shù)階失真分量的振幅和相位偏移分別保持在±0.28dB和±1.8°內(nèi)。
一般而言,當(dāng)功率放大器的工作點(diǎn)接近飽和功率時(shí),功率附加效率(下文稱(chēng)為效率)也隨之增長(zhǎng)。然而,飽和功率區(qū)周?chē)墓β史糯笃鞯牟僮饕鹗д娣至康脑鲩L(zhǎng)。為了達(dá)到在信號(hào)頻帶之外的預(yù)期失真衰減量(相鄰信道泄漏功率比等等),就比操作低效率區(qū)內(nèi)的功率放大器的情況需要更高的失真補(bǔ)償。
然而,飽和功率周?chē)墓β史糯笃鞯姆蔷€性特性非常復(fù)雜,以至于產(chǎn)生為每個(gè)奇數(shù)階失真分量提供上述振幅和相位偏移的補(bǔ)償信號(hào)并不容易。使非線性特性變復(fù)雜的一個(gè)因素是其自身非線性特性中的所謂記憶效應(yīng)(例如,W.Bosch和G.Gatti,“Measurement and Simulation of Memory Effects inPredistortion Linearizer,”IEEE Trans.Microwave Theory Tech.,第37卷,1885-1890頁(yè),1989年12月,在下文稱(chēng)為非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。這種記憶效應(yīng)導(dǎo)致了通過(guò)具有特定特性的帶通濾波器的失真分量的卷積,從而將頻率特性添加到功率放大器中出現(xiàn)的失真分量。由于這個(gè)原因,為了實(shí)現(xiàn)特定頻帶上的預(yù)定失真補(bǔ)償,該補(bǔ)償信號(hào)需要被設(shè)置使得整個(gè)頻帶內(nèi)的每個(gè)奇數(shù)階失真分量的振幅和相位都保持在預(yù)定的偏移范圍內(nèi)。使非線性特性變復(fù)雜的另一個(gè)因素是功率放大器輸出中不僅產(chǎn)生了3階而且產(chǎn)生了5階或更高階失真分量。為了實(shí)現(xiàn)高的失真補(bǔ)償,就要求該補(bǔ)償信號(hào)有這樣的頻率特性,使得它能補(bǔ)償由于記憶效應(yīng)造成的頻率特性,并且需要產(chǎn)生更高階的補(bǔ)償信號(hào)。
采用傳統(tǒng)的基于冪級(jí)數(shù)的預(yù)矯正線性電路,下面稱(chēng)為冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路,(例如,日本專(zhuān)利申請(qǐng)Kokai公開(kāi)2003-229727,下文稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1,和Nojima與Okamoto,“Analysis and Compensation of TWT NonlinearitiesBased on Complex Power Series Representation,”IEICE(B)雜志,第J64-B卷,第12號(hào),第1449-1456頁(yè),下文稱(chēng)為非專(zhuān)利文獻(xiàn)2),輸入信號(hào)被取冪并調(diào)整它的振幅和相位來(lái)產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)。然而,沒(méi)有預(yù)期頻率特性能夠給予該補(bǔ)償信號(hào),由于這個(gè)原因就不可能實(shí)現(xiàn)高失真補(bǔ)償。
例如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)Kokai公開(kāi)2002-64340(下文稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中和曰本專(zhuān)利申請(qǐng)Kokai公開(kāi)2002-57533(下文稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中提出了用于頻率特性補(bǔ)償?shù)念A(yù)矯正方法。特別地,在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中,來(lái)自失真產(chǎn)生器的輸出被分成基波信號(hào)的高頻和低頻分量,并且在振幅和相位上對(duì)這兩種頻率分量進(jìn)行相互獨(dú)立的調(diào)整以提供具有頻率特性的補(bǔ)償信號(hào)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中,由帶通濾波器和矢量調(diào)節(jié)器組成的振幅-頻率特性調(diào)整電路被設(shè)置在失真產(chǎn)生器之后,以添加頻率特性到該補(bǔ)償信號(hào)。
然而,專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3并沒(méi)有清楚的公開(kāi)如何獲得補(bǔ)償信號(hào)的預(yù)期頻率特性。而且,這些專(zhuān)利文獻(xiàn)暗示了用于補(bǔ)償3階和更高階失真分量的配置,但它們沒(méi)有記載關(guān)于補(bǔ)償更高階失真分量的具體方法。對(duì)于高階失真的補(bǔ)償存在著下述問(wèn)題。
當(dāng)通過(guò)預(yù)矯正線性電路添加特定階數(shù)的補(bǔ)償信號(hào)時(shí),添加的補(bǔ)償信號(hào)導(dǎo)致了在功率放大器的輸出中產(chǎn)生新的失真分量。這個(gè)新產(chǎn)生的失真分量影響了其它階失真分量的補(bǔ)償效果。結(jié)果,對(duì)其它階失真的補(bǔ)償可能不能達(dá)到最佳。因此,必須考慮不同階失真分量的補(bǔ)償效果之間的這種相互依賴(lài)。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償信號(hào)的頻率特性的用于控制冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的具體方法和設(shè)備。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種允許根據(jù)需要對(duì)高階失真進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠糜诳刂苾缂?jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的方法和設(shè)備。
該冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路控制方法是用于冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的控制方法,其中輸入信號(hào)被分離并且提供給線性信號(hào)傳輸路徑和N個(gè)奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑,N是等于或大于1的整數(shù),并且來(lái)自所述奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑的輸出被組合成用于通過(guò)功率放大器補(bǔ)償交叉調(diào)制失真的失真補(bǔ)償信號(hào),并且所述奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑的每一個(gè)中都插入有失真產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生所述輸入信號(hào)的奇數(shù)階失真,還插入有頻率特性補(bǔ)償器,用于為所述奇數(shù)階失真提供希望的頻率特性。該冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路控制方法包括步驟(a)將導(dǎo)頻信號(hào)和所述輸入信號(hào)輸入到所述冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路;(b)從來(lái)自所述功率放大器的輸出中提取出所述導(dǎo)頻信號(hào)的失真分量;(c)將所述提取的所述導(dǎo)頻信號(hào)的失真分量中的較高頻率失真分量與參考值進(jìn)行比較,并調(diào)節(jié)所述頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位的頻率特性,以使所述導(dǎo)頻信號(hào)的所述較高頻率失真分量變得小于所述參考值;并且(d)將所述提取的所述導(dǎo)頻信號(hào)的失真分量中的較低頻率失真分量與參考值進(jìn)行比較,并調(diào)節(jié)所述頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位的頻率特性,以使所述導(dǎo)頻信號(hào)的所述較低頻率失真分量變得小于所述參考值。
根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)控制上述冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的方法的控制設(shè)備包括導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生較高和較低頻率導(dǎo)頻信號(hào),并將所述較高和較低頻率導(dǎo)頻信號(hào)輸入到所述冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路;失真提取器,用于從來(lái)自所述功率放大器的輸出中提取所述較高和較低頻率導(dǎo)頻信號(hào)的奇數(shù)階失真分量;和控制器,用于控制所述頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位的頻率特性,使得所述較高和較低頻率導(dǎo)頻信號(hào)的所述奇數(shù)階失真分量變得小于參考值。
圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有控制裝置的冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的配置的方框圖;圖2A是示意性地示出了基帶表現(xiàn)中的導(dǎo)頻信號(hào)的頻譜的示意圖;圖2B是示意性地示出了功率放大器輸出中的交叉調(diào)制失真分量的頻譜的示意圖;圖2C是示意性地示出了基帶表現(xiàn)中的數(shù)字預(yù)矯正線性電路輸出中的失真補(bǔ)償信號(hào)的頻譜的示意圖;圖2D是示意性地示出了失真補(bǔ)償功率放大器輸出的頻譜的示意圖;圖3是用于獲得頻率特性補(bǔ)償器的特性的方法的流程圖;圖4是示出了用于獲得頻率特性補(bǔ)償器的特性的處理1的流程圖;圖5是示出了用于獲得頻率特性補(bǔ)償器的特性的處理2的流程圖;圖6A圖解了通過(guò)3階失真產(chǎn)生路徑施加到補(bǔ)償信號(hào)的增益的頻率特性的基本思想;圖6B圖解了通過(guò)3階失真產(chǎn)生路徑施加到補(bǔ)償信號(hào)的相位的頻率特性的基本思想;圖6C圖解了通過(guò)5階失真產(chǎn)生路徑施加到補(bǔ)償信號(hào)的增益的頻率特性的基本思想;圖6D圖解了通過(guò)5階失真產(chǎn)生路徑施加到補(bǔ)償信號(hào)的相位的頻率特性的基本思想;圖7是圖解了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的配置的方框圖;圖8是示出了用于本發(fā)明的FIR濾波器的例子的方框圖;圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的具有控制裝置的冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的方框圖;圖10是示出了對(duì)于多階失真分量的獨(dú)立控制的過(guò)程的流程圖;和圖11是示出了對(duì)于多階失真的同時(shí)控制的過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖1以方框的形式圖示了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具有控制裝置的冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的基本結(jié)構(gòu)。該圖示的冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路計(jì)劃用于3階和5階失真的補(bǔ)償。預(yù)矯正線性電路20通過(guò)分配器21將輸入信號(hào)分離和分配到線性信號(hào)傳輸路徑LP、3階失真產(chǎn)生路徑DP1、和5階失真產(chǎn)生路徑DP2,并且通過(guò)加法器27將來(lái)自這些路徑LP、DP1和DP2的輸出相加以提供該預(yù)矯正線性電路20的輸出。在3階失真產(chǎn)生路徑DP1中,串聯(lián)了3階失真產(chǎn)生器231、頻率特性補(bǔ)償器241、相位調(diào)節(jié)器251和增益調(diào)節(jié)器261。類(lèi)似地,在5階失真產(chǎn)生路徑DP2中,串聯(lián)了5階失真產(chǎn)生器232、頻率特性補(bǔ)償器242、相位調(diào)節(jié)器252和增益調(diào)節(jié)器262。奇數(shù)階失真產(chǎn)生器231和232各自對(duì)到其中的輸入信號(hào)執(zhí)行奇數(shù)階操作。例如,假設(shè)用x代表輸入信號(hào),則3階失真產(chǎn)生器241執(zhí)行x3的操作。通常,本發(fā)明可應(yīng)用于提供有預(yù)期數(shù)量N(N是等于或大于1的整數(shù))的奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑的數(shù)字預(yù)矯正線性電路。
來(lái)自數(shù)字預(yù)矯正線性電路20的輸出通過(guò)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)31而轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),該模擬信號(hào)又通過(guò)由混頻器32A和本地振蕩器32B組成的變頻器32而轉(zhuǎn)換成射頻頻帶信號(hào),然后將該射頻頻帶信號(hào)施加到作為失真補(bǔ)償?shù)膶?duì)象的功率放大器33。
還提供有組成根據(jù)本發(fā)明的預(yù)矯正線性電路的控制設(shè)備的導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器13、加法器12、分配器34、失真提取器35和控制器40。導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器13產(chǎn)生頻率為f1/2和-f1/2并且振幅相等的兩個(gè)載波作為基帶的導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL,并且經(jīng)由加法器12將導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL提供給數(shù)字預(yù)矯正線性電路20。來(lái)自功率放大器33的輸出的一部分由分配器34進(jìn)行提取并被提供給失真提取器35。失真提取器35提取由于兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL的交叉調(diào)制而由功率放大器33創(chuàng)建的3階和5階失真,并且將這些失真提供給控制器40??刂破?0控制頻率特性補(bǔ)償器241、242,相位調(diào)節(jié)器251、252和增益調(diào)節(jié)器261、262,以使所提取的交叉調(diào)制失真分量低于預(yù)定的相鄰信道泄漏功率比。導(dǎo)頻信號(hào)的使用利于通過(guò)冪級(jí)數(shù)建模的奇數(shù)階失真分量的提取,也允許容易地控制冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的頻率特性補(bǔ)償器、增益調(diào)節(jié)器和相位調(diào)節(jié)器。
如虛線所示,控制器40由以下部件組成比率計(jì)算部件40A,用于使用失真提取器35所提取的各階失真分量來(lái)計(jì)算相鄰信道泄漏功率比;比較部件40B,用于將計(jì)算出的相鄰信道泄漏功率比與參考值進(jìn)行比較;和控制部件40C,用于根據(jù)比較結(jié)果而控制各階失真產(chǎn)生路徑的頻率特性補(bǔ)償器、相位調(diào)節(jié)器和增益調(diào)節(jié)器。使用該導(dǎo)頻信號(hào)的情況下的相鄰信道泄漏功率比通過(guò)功率放大器輸出中的每個(gè)失真分量與導(dǎo)頻信號(hào)的功率比來(lái)表示。假設(shè)該導(dǎo)頻信號(hào)功率是固定的,由于每個(gè)失真分量的相鄰信道泄漏功率比對(duì)應(yīng)于該失真分量的功率比,因此不需要計(jì)算導(dǎo)頻信號(hào)的功率,而是用每個(gè)失真分量的功率值與預(yù)定的參考值進(jìn)行比較,并且實(shí)現(xiàn)上述控制,以使失真分量的功率值變得小于該參考值。在這種情況下,該比率計(jì)算部件40A不是必要的。
為了解釋裝備有頻率特性補(bǔ)償器的預(yù)矯正線性電路的操作,在圖2A到2D中示意性的示出了該預(yù)矯正線性電路的各個(gè)部件的信號(hào)頻譜。導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL在基帶中產(chǎn)生,PU和PL是兩個(gè)頻率相隔f1但振幅相等的載波信號(hào)(圖2A)。該導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL在圖2A中表達(dá)為基帶信號(hào)。該導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換器32而上變頻為中頻fc,將該變頻后的信號(hào)施加到功率放大器33,其中在該功率放大器33的輸出中發(fā)生交叉調(diào)制失真(圖2B)。圖2B中所示的交叉調(diào)制失真分量是相對(duì)于中頻fc的更高和更低頻率(fc+3f1/2和fc-3f1/2)的3階失真分量和在3階失真分量之外的更高和更低頻率(fc+5f1/2和fc-5f1/2)的5階失真分量。為了消除這些交叉調(diào)制失真分量,該預(yù)矯正線性電路20向該導(dǎo)頻信號(hào)添加補(bǔ)償信號(hào)。
在圖2C中,在DAC 31的輸出中,將較高的3階補(bǔ)償失真(增益G3U和相位P3U)、較低的3階補(bǔ)償失真(增益G3L和相位P3L)、較高的5階補(bǔ)償失真(增益G5U和相位P5U)和較低的5階補(bǔ)償失真(增益G5L和相位P5L)表示為基帶信號(hào)。然而,在圖2C中沒(méi)有示出相位調(diào)節(jié)器251、252和增益調(diào)節(jié)器261、262在相位和增益上的變化。來(lái)自DAC 31的輸出信號(hào)通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換器32進(jìn)行上變頻,并且輸入到功率放大器33。來(lái)自功率放大器33的輸出信號(hào)是由數(shù)字預(yù)矯正線性電路20補(bǔ)償后的信號(hào)(圖2D)。控制增益調(diào)節(jié)器251、252、相位調(diào)節(jié)器261、262和頻率特性補(bǔ)償器241、242以便消除在功率放大器輸出中創(chuàng)建的交叉調(diào)制失真。順便提及,假定該增益調(diào)節(jié)器261和262在頻率上提供固定的增益,并且該相位調(diào)節(jié)器251和252在頻率上提供固定的相位變化。
接下來(lái)轉(zhuǎn)到圖3,將給出如何獲得該頻率特性補(bǔ)償器的特性的描述。由于對(duì)特定階失真的補(bǔ)償會(huì)對(duì)其它階失真的補(bǔ)償施加影響,所以對(duì)多階失真的補(bǔ)償需要依次重復(fù)直到該失真滿(mǎn)足相鄰信道泄漏功率比小于預(yù)定值這一條件為止。在這樣的情況下,假設(shè)低階失真補(bǔ)償對(duì)高階失真補(bǔ)償?shù)挠绊懘笥诤笳邔?duì)前者的影響;因此,為了減小直到滿(mǎn)足上述條件為止的重復(fù)失真補(bǔ)償?shù)墓ぷ髁?,在?duì)3階失真進(jìn)行補(bǔ)償之后執(zhí)行對(duì)5次失真的補(bǔ)償。
首先,失真提取器35從功率放大器33的輸出信號(hào)中提取出3階和5階交叉調(diào)制失真分量,然后在控制器40的比率計(jì)算部件40A中計(jì)算相應(yīng)的失真分量的相鄰信道泄漏功率比,并且在比較部件40B中將該比率與預(yù)定的參考值進(jìn)行比較,來(lái)檢查是否3階和5階的較高和較低交叉調(diào)制失真都滿(mǎn)足以下條件它們的相鄰信道泄漏功率比低于該參考值(步驟S1)。
當(dāng)3階失真或者3階和5階失真都不滿(mǎn)足該條件時(shí),將增益調(diào)節(jié)器261的增益G3和相位調(diào)節(jié)器251的相位P3設(shè)置為首先對(duì)3階失真進(jìn)行補(bǔ)償(步驟S2)。這些值可任意設(shè)置,但它們可最好設(shè)置為使相鄰信道泄漏功率比變得相對(duì)低。在這之后,再次執(zhí)行檢查來(lái)確定是否較高和較低的3階交叉調(diào)制失真分量各自都符合上述關(guān)于相鄰信道泄漏功率比的條件(步驟S3)。當(dāng)較低的失真分量不符合該條件時(shí)(步驟S4),改變?cè)陬l率fc-3f1/2處的頻率特性補(bǔ)償器241的增益G3L和相位P3L(步驟S5)以滿(mǎn)足該條件(步驟S6)。當(dāng)較高的或者較高和較低的3階失真分量都不符合該條件時(shí)(步驟S7),改變?cè)陬l率fc+3f1/2處的頻率特性補(bǔ)償器241的增益G3U和相位P3U(步驟S8)以滿(mǎn)足該條件(步驟S9)。
在較高的和較低的失真分量都不滿(mǎn)足該條件的情況下,改變與較高和較低失真分量中的任一個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位以滿(mǎn)足該條件(圖3的步驟S8示出了改變較高失真分量的增益G3U和相位P3U的情況)。重復(fù)該操作直到較高和較低交叉調(diào)制失真中的任一個(gè)滿(mǎn)足該條件為止。這里,頻率特性補(bǔ)償器241的增益G3U和G3L表示與增益調(diào)節(jié)器261的增益G3不同,并且相位P3U和P3L表示為與相位調(diào)節(jié)器251的相位改變P3不同。
當(dāng)5階交叉調(diào)制失真不滿(mǎn)足相鄰信道泄漏功率比低于預(yù)定的參考值這一條件時(shí),該增益調(diào)節(jié)器262的增益和該相位調(diào)節(jié)器252的相位被分別設(shè)置為G5和P5(S12)。這些值可任意設(shè)置,但它們最好設(shè)置為使相鄰信道泄漏功率比變得相對(duì)低。然后,執(zhí)行檢查以確定是否較高和較低的5階交叉調(diào)制失真分量各自都滿(mǎn)足關(guān)于相鄰信道泄漏功率比的預(yù)定條件(步驟S13)。當(dāng)較低的失真分量不滿(mǎn)足該條件時(shí)(步驟S14),改變?cè)陬l率fc-5f1/2處的頻率特性補(bǔ)償器241的增益G5L和相位P5L(步驟S15)以滿(mǎn)足該條件(步驟S16)。當(dāng)較高的或較高和較低的5階失真分量都不滿(mǎn)足該條件時(shí)(步驟S17),改變?cè)陬l率fc+5f1/2處的頻率特性補(bǔ)償器241的增益G5U和相位P5U(步驟S18)以滿(mǎn)足該條件(步驟S19)。
在較高和較低的失真分量都不滿(mǎn)足該條件的情況下,就改變與較高和較低的失真分量中的任一個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位以提供預(yù)定的相鄰信道泄漏功率比(圖3的步驟S18示出了改變較高失真分量的增益G5U和相位P5U的情況)。重復(fù)該操作直到較高和較低交叉調(diào)制失真中的任一個(gè)滿(mǎn)足關(guān)于相鄰信道泄漏功率比的預(yù)定條件為止。這里,頻率特性補(bǔ)償器242的增益G5U和G5L表現(xiàn)為與增益調(diào)節(jié)器262的增益G5不同,并且相位P5U和P5L表現(xiàn)為與相位調(diào)節(jié)器252的相位改變P5不同。
在3階和5階交叉調(diào)制失真都不滿(mǎn)足相鄰信道泄漏功率比低于預(yù)定參考值這一條件的情況下,采用與上述相同的方法調(diào)節(jié)3階和5階失真中的任一個(gè)以滿(mǎn)足該條件。(圖3中的步驟S2示出了調(diào)節(jié)3階失真的情況)。
圖4和圖5詳細(xì)地示出了獲得頻率特性補(bǔ)償器241和242的增益和相位(G3L和P3L、G3U和P3U、G5L和P5L、以及G5U和P5U)的步驟(在圖3中用符號(hào)“*”表示的S5、S8、S15和S18)。作為示例,下面將描述G3U和P3U的調(diào)節(jié)(圖3中的步驟8)。采用與步驟S8的情況相同的方式執(zhí)行其它步驟。
首先,執(zhí)行檢查以確定該交叉調(diào)制失真是否滿(mǎn)足相鄰信道泄漏功率比低于預(yù)定值這一條件(步驟S8-1)。當(dāng)滿(mǎn)足該條件時(shí),該處理結(jié)束。如果不滿(mǎn)足該條件,則記錄此刻在頻率fc+3f1/2處出現(xiàn)的交叉調(diào)制失真的功率值WA(步驟S8-2)。然后增益G3U被添加特定步長(zhǎng)ΔG(步驟S8-3),并且記錄此刻在頻率fc+3f1/2處出現(xiàn)的交叉調(diào)制失真的功率值WB(步驟S8-4)。然后從增益G3U中減去該步長(zhǎng)ΔG(步驟S8-5),并且記錄此刻在頻率fc+3f1/2處出現(xiàn)的交叉調(diào)制失真的功率值WC(步驟S8-6)。可用任意值設(shè)置該步長(zhǎng)。
將由此記錄的功率值WA、WB和WC進(jìn)行比較(步驟S8-7),并且如果其中功率值WA最小,則該過(guò)程轉(zhuǎn)移到對(duì)相位P3U的處理(步驟S8-8)。當(dāng)功率值WB或WC最小時(shí)(步驟S8-9、S8-10),就重復(fù)執(zhí)行加或減(步驟S8-91、S8-101)直到出現(xiàn)在頻率fc+3f1/2處的交叉調(diào)制失真不再減小為止(步驟S8-92、S8-102)。當(dāng)交叉調(diào)制失真不再減小時(shí),該過(guò)程轉(zhuǎn)移到對(duì)相位P3U的處理(圖5中描述的處理2)。也可通過(guò)增益G3U的相同過(guò)程執(zhí)行對(duì)相位P3U的處理。
最后,當(dāng)出現(xiàn)在頻率fc+3f1/2處的交叉調(diào)制失真不再減小時(shí),執(zhí)行檢查以確定G3U和P3U是否已經(jīng)與它們的初始值發(fā)生了改變(步驟S8-11)。如果它們已經(jīng)發(fā)生了改變,該過(guò)程轉(zhuǎn)移到如圖4所示的處理1對(duì)增益G3U進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。如果它們沒(méi)有發(fā)生改變,則步長(zhǎng)ΔG和ΔP被分別減去α和β(正常數(shù))(步驟S8-12),在該步驟之后再次執(zhí)行圖4的處理1。盡管圖4和5中的調(diào)節(jié)以G3U開(kāi)始,但也可以以P3U開(kāi)始。
重復(fù)圖4和5中所示的處理直到該3階和5階交叉調(diào)制失真的每一個(gè)都滿(mǎn)足相鄰信道泄漏功率比低于預(yù)定值這一條件為止。最終在失真產(chǎn)生路徑DP1中被添加到該失真補(bǔ)償信號(hào)的頻率特性是通過(guò)增益調(diào)節(jié)器261、相位調(diào)節(jié)器251和頻率特性補(bǔ)償器241的頻率特性的組合版本(version),例如其示出為圖6A和6B中的增益和相位的頻率特性。類(lèi)似地,最終在失真產(chǎn)生路徑DP2中被添加到失真補(bǔ)償信號(hào)中的頻率特性是通過(guò)增益調(diào)節(jié)器262、相位調(diào)節(jié)器252和頻率特性補(bǔ)償器242的頻率特性的組合版本,例如其示出為圖6C和6D中的增益和相位的頻率特性。
已經(jīng)給出了僅對(duì)3階和5階失真進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ囊陨厦枋?,但是如果需要,該方法也可?yīng)用于對(duì)7階和更高階失真的補(bǔ)償。該3階和5階失真已被描述為單獨(dú)地進(jìn)行補(bǔ)償,但它們也可以同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。
上述方法使獲得3階和5階失真補(bǔ)償信號(hào)的頻率特性成為可能,并允許對(duì)該3階和5階失真進(jìn)行補(bǔ)償。
實(shí)施例2圖7以方框的形式圖示了本發(fā)明的第二實(shí)施例。
在該實(shí)施例中,增加了7階失真產(chǎn)生路徑DP3作為圖1實(shí)施例中的數(shù)字預(yù)矯正線性電路20的另一個(gè)失真產(chǎn)生路徑,并且每個(gè)失真產(chǎn)生路徑中的頻率特性補(bǔ)償器由FIR濾波器組成。來(lái)自各個(gè)失真產(chǎn)生路徑DP1、DP2和DP3的輸出被加法器271和272相加在一起,并且該相加后的輸出由加法器27添加到線性信號(hào)傳輸路徑LP的輸出中。還提供了低通濾波器31F和帶通濾波器32C,該低通濾波器31F用于從DAC 31輸出中去除混疊(aliasing),該帶通濾波器32C用于從形成頻率轉(zhuǎn)換器32的混頻器32A的輸出中去除帶外信號(hào)。該分配器34由定向耦合器34A和帶通濾波器34B組成。來(lái)自分配器34的輸出在形成頻率轉(zhuǎn)換器36的混頻器36A中通過(guò)來(lái)自本地振蕩器32B的頻率fc的載波而進(jìn)行下變頻,并且該下變頻信號(hào)被施加到帶通濾波器36B以提供例如基帶信號(hào)。該基帶信號(hào)由放大器37進(jìn)行放大,并且該放大的信號(hào)通過(guò)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)38而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),該數(shù)字信號(hào)被提供給失真提取器35。
該失真提取器35由3階失真提取帶通濾波器351、5階失真提取帶通濾波器352和7階失真提取帶通濾波器353組成。控制器40由3階失真分量控制器421、5階失真分量控制器422和7階失真分量控制器423組成,它們被提供有提取出的3階、5階和7階失真分量以控制與各階對(duì)應(yīng)的頻率特性補(bǔ)償器241、242、243,相位調(diào)節(jié)器251、252、253和增益調(diào)節(jié)器261、262、263。
這些失真分量控制器每一個(gè)都具有與圖1實(shí)施例一樣的比率計(jì)算部件、比較部件和控制部件,但沒(méi)有示出它們。該控制器40進(jìn)一步提供有控制部件41,用于控制失真分量控制器421、422和423的操作。
該數(shù)字預(yù)矯正線性電路被示出為具有用于處理3階、5階和7階失真的結(jié)構(gòu),但階數(shù)可以按照希望進(jìn)行改變。
如圖8所示,形成每個(gè)頻率特性補(bǔ)償器241、242和243的FIR濾波器包括K個(gè)級(jí)聯(lián)的延遲元件24D1到24DK、用于將延遲元件的輸入和輸出端的信號(hào)分別乘以預(yù)置的抽頭系數(shù)a0到aK的乘法器24M0到24MK、和用于將來(lái)自乘法器的輸出相加的加法器24S1到24SK??梢源_定抽頭系數(shù)a0到aK的值以使該FIR濾波器241、242和243可以具有希望的頻率特性。
作為具有頻率間隔f1且具有相同振幅的兩個(gè)載波的導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL被輸入到該數(shù)字預(yù)矯正線性電路20中。來(lái)自數(shù)字預(yù)矯正線性電路20的輸出信號(hào)是已經(jīng)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)PU和PL添加了補(bǔ)償信號(hào)的信號(hào)。該輸出信號(hào)被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),該模擬信號(hào)被執(zhí)行上變頻,以使中心頻率成為fc,之后它被輸入到功率放大器33中。在這種情況下,由數(shù)字預(yù)矯正線性電路20產(chǎn)生的補(bǔ)償信號(hào)被設(shè)置為執(zhí)行全部傳送路徑中的失真補(bǔ)償。因此,向功率放大器33的輸入信號(hào)中的補(bǔ)償信號(hào)可以與從數(shù)字預(yù)矯正線性電路20輸出的信號(hào)中的補(bǔ)償信號(hào)不同。
由定向耦合器34A和帶通濾波器34B形成的分配器34提取該交叉調(diào)制失真,所提取出的失真通過(guò)由混頻器36A和帶通濾波器36B組成的頻率轉(zhuǎn)換器進(jìn)行下變頻。下變頻的信號(hào)通過(guò)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)38而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),該數(shù)字信號(hào)被輸入到失真提取器35。形成該失真提取器35的3階、5階和7階失真分量提取帶通濾波器351、352和353各自通過(guò)較高和較低帶通濾波器(失真分量提取BPF)而提取相應(yīng)階的較高和較低交叉調(diào)制失真信號(hào)。該3階、5階和7階失真分量控制器421、422和423每一個(gè)都使用提取出的信號(hào),以通過(guò)增益調(diào)節(jié)器26、相位調(diào)節(jié)器25和頻率特性補(bǔ)償器24來(lái)改變來(lái)自失真產(chǎn)生器23的輸出的振幅和相位,直到達(dá)到相鄰信道泄漏功率比下降到小于預(yù)定值的失真補(bǔ)償量為止。獲得這種失真補(bǔ)償量的方法與先前描述過(guò)的方法相同。這樣獲得的頻率特性被設(shè)置為FIR濾波器241、242和243(頻率特性補(bǔ)償器)的抽頭系數(shù)。該FIR濾波器241、242和243可被設(shè)置在奇數(shù)階失真產(chǎn)生器23的輸入側(cè)。
實(shí)施例3圖9以方框形式圖示了本發(fā)明的第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中,采用24n表示在第(2n+1)階失真補(bǔ)償路徑中的頻率特性補(bǔ)償器,其中n=1,2和3,采用一組快速傅立葉變換(FFT)24An、頻率特性調(diào)節(jié)器24Bn和快速逆傅立葉變換(IFFT)24Cn來(lái)代替在圖7實(shí)施例中的形成相應(yīng)第(2n+1)階的失真產(chǎn)生路徑DPn的頻率特性補(bǔ)償器24n的FIR濾波器。采用這種對(duì)頻率特性控制的配置,通過(guò)FFT 24An將來(lái)自失真產(chǎn)生器23n的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào),然后通過(guò)頻率特性調(diào)節(jié)器24Bn將該信號(hào)乘以希望的頻率特性的系數(shù),并通過(guò)IFFT 24Cn將該相乘后的信號(hào)反向轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)。
控制器40的3階失真補(bǔ)償控制器421控制該3階失真產(chǎn)生路徑DP1的增益調(diào)節(jié)器261、相位調(diào)節(jié)器251和頻率特性調(diào)節(jié)器24B1的相乘系數(shù),以使在來(lái)自功率放大器33的輸出中的3階失真分量滿(mǎn)足相鄰信道泄漏功率比小于預(yù)定值這一條件。使用與在第一實(shí)施例中相同的方法,通過(guò)使用導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)設(shè)置頻率特性調(diào)節(jié)器24B1的系數(shù)。同樣的方法可以應(yīng)用于5階和7階失真產(chǎn)生路徑DP2和DP3。該FFT和IFFT可以設(shè)置在每個(gè)奇數(shù)階失真產(chǎn)生器23的輸入側(cè)。該3階、5階和7階失真產(chǎn)生路徑DP1、DP2和DP3的增益調(diào)節(jié)器、相位調(diào)節(jié)器和頻率特性調(diào)節(jié)器采用與第一實(shí)施例中的相同方式進(jìn)行控制。
在上述實(shí)施例中,數(shù)字預(yù)矯正線性電路20的3階、5階和7階失真產(chǎn)生路徑DP1、DP2和DP3可以如圖10所示相互獨(dú)立地進(jìn)行控制。例如,在步驟S1中,3階失真產(chǎn)生路徑DP1的增益調(diào)節(jié)器261、相位調(diào)節(jié)器251和頻率特性補(bǔ)償器241采用與第一實(shí)施例相同的方式進(jìn)行控制。也就是說(shuō),實(shí)現(xiàn)該控制,使得監(jiān)控的導(dǎo)頻信號(hào)的3階失真分量在來(lái)自功率放大器33的輸出中被最小化。一旦完成這個(gè)控制操作,就停止3階失真產(chǎn)生路徑DP1的控制,在步驟S2中,以類(lèi)似的方法控制5階失真產(chǎn)生路徑DP2的增益調(diào)節(jié)器262、相位調(diào)節(jié)器252和頻率特性補(bǔ)償器242,使得監(jiān)控的導(dǎo)頻信號(hào)的5階失真分量在來(lái)自功率放大器33的輸出中減到最小。在步驟S3中,以類(lèi)似的方法控制7階失真產(chǎn)生路徑DP3的增益調(diào)節(jié)器263、相位調(diào)節(jié)器253和頻率特性補(bǔ)償器243,使得監(jiān)控的導(dǎo)頻信號(hào)的7階失真分量在來(lái)自功率放大器33的輸出中減到最小。以這種方式,3階、5階和7階失真產(chǎn)生路徑被獨(dú)立地控制。重復(fù)以上控制,直到該3階、5階和7階失真分量減到最小為止。
在第二實(shí)施例中,控制目標(biāo)值被描述為最小值,但可以實(shí)現(xiàn)該控制使得該目標(biāo)值小于先前描述的參考值。如果合適,該參考值可以根據(jù)例如相鄰信道泄漏功率比等的功率放大器的設(shè)計(jì)條件和無(wú)線電波環(huán)境而改變。對(duì)于3階、5階和7階失真產(chǎn)生路徑可以使用不同的參考值。該參考值可以在控制操作的過(guò)程中改變。例如,在3階失真產(chǎn)生路徑DP1的第一控制中,使用特定的參考值直到該目標(biāo)值變得小于該參考值為止。在完成了對(duì)5階和7階失真產(chǎn)生路徑DP2和DP3的控制之后再次對(duì)3階失真產(chǎn)生路徑DP1進(jìn)行控制的情況下,該參考值可以改變?yōu)檩^小的值。對(duì)其它階的失真產(chǎn)生路徑可以使用相同的方法。
通過(guò)圖10中的步驟S1、S2和S3的數(shù)字預(yù)矯正線性電路20的3階、5階和7階失真產(chǎn)生路徑DP1、DP2和DP3的控制操作可以如圖11所示被同時(shí)執(zhí)行。
例如,重復(fù)控制3階、5階和7階失真產(chǎn)生路徑DP1、DP2和DP3的增益調(diào)節(jié)器、相位調(diào)節(jié)器和頻率特性補(bǔ)償器,直到在步驟S4中監(jiān)控的導(dǎo)頻信號(hào)的3階、5階和7階失真分量在來(lái)自功率放大器33的輸出中同時(shí)減到最小為止,正如第一實(shí)施例的情況??商鎿Q地,可以實(shí)現(xiàn)該控制直到3階、5階和7階失真分量各自都變得小于參考值為止。
本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,較高和較低頻率的導(dǎo)頻信號(hào)的奇數(shù)階失真分量通過(guò)在各個(gè)奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑中設(shè)置的頻率特性補(bǔ)償器而被單獨(dú)控制,通過(guò)這種方法,有可能實(shí)現(xiàn)具有高精度的失真補(bǔ)償。此外,由于預(yù)矯正線性電路通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行配置,因此與專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3中闡述的由模擬元件形成的那些預(yù)矯正線性電路相比,該預(yù)矯正線性電路的配置可更加簡(jiǎn)化。
權(quán)利要求
1.一種用于冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路的控制方法,其中輸入信號(hào)被分離并且提供給線性信號(hào)傳輸路徑和N個(gè)奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑,N是等于或大于1的整數(shù),來(lái)自所述奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑的輸出被組合成用于補(bǔ)償通過(guò)功率放大器的交叉調(diào)制失真的失真補(bǔ)償信號(hào),并且所述奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑的每一個(gè)中都插入有失真產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生所述輸入信號(hào)的奇數(shù)階失真,還插入有頻率特性補(bǔ)償器,用于為所述奇數(shù)階失真提供希望的頻率特性,所述方法包括步驟(a)將導(dǎo)頻信號(hào)和所述輸入信號(hào)輸入到所述冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路;(b)從來(lái)自所述功率放大器的輸出中提取出所述導(dǎo)頻信號(hào)的失真分量;(c)將所述提取的所述導(dǎo)頻信號(hào)的失真分量中的較高頻率失真分量與參考值進(jìn)行比較,并調(diào)節(jié)所述頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位的頻率特性,以使所述導(dǎo)頻信號(hào)的所述較高頻率失真分量變得小于所述參考值;并且(d)將所述提取的所述導(dǎo)頻信號(hào)的失真分量中的較低頻率失真分量與參考值進(jìn)行比較,并調(diào)節(jié)所述頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位的頻率特性,以使所述導(dǎo)頻信號(hào)的所述較低頻率失真分量變得小于所述參考值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述導(dǎo)頻信號(hào)是具有相同振幅但頻率不同的雙載波信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,進(jìn)一步包括交替兩次或更多次重復(fù)所述步驟(c)和(d)的步驟。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法,其中所述N是等于或大于2的整數(shù),并且根據(jù)與所述奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑對(duì)應(yīng)的提取出的不同奇數(shù)階失真分量,而對(duì)不同奇數(shù)階的所述失真產(chǎn)生路徑分別執(zhí)行通過(guò)所述步驟(c)和(d)的所述調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其中重復(fù)執(zhí)行對(duì)所述N個(gè)失真產(chǎn)生路徑的每個(gè)的所述調(diào)節(jié),直到每個(gè)奇數(shù)階失真分量變得小于所述參考值為止。
6.如權(quán)利要求5所述的方法,其中在每一輪重復(fù)中按順序執(zhí)行對(duì)所述N個(gè)失真產(chǎn)生路徑的調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法,其中在每一輪重復(fù)中同時(shí)執(zhí)行對(duì)所述N個(gè)失真產(chǎn)生路徑的調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求4或5所述的方法,其中對(duì)于每一輪的重復(fù),所述參考值被改變?yōu)楦〉闹怠?br>
9.如權(quán)利要求2、3和4中的任一個(gè)所述的方法,其中所述每個(gè)失真產(chǎn)生路徑中還插入有相位調(diào)節(jié)器和增益調(diào)節(jié)器,該方法進(jìn)一步包括,在所述步驟(c)和(d)之前的控制所述相位調(diào)節(jié)器和所述增益調(diào)節(jié)器的步驟,以使通過(guò)所述步驟(b)提取出的所述失真分量的功率變得小于預(yù)定值。
10.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1的所述控制方法的控制設(shè)備,所述設(shè)備包括導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生導(dǎo)頻信號(hào),并將其輸入到所述冪級(jí)數(shù)預(yù)矯正線性電路;失真提取器,用于從來(lái)自所述功率放大器的輸出中提取所述導(dǎo)頻信號(hào)的奇數(shù)階失真分量;和控制器,用于控制所述頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位的頻率特性,使得所述提取出的所述導(dǎo)頻信號(hào)的奇數(shù)階失真分量中的較高和較低頻率失真分量。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備,其中所述導(dǎo)頻信號(hào)是具有相同振幅但頻率不同的雙載波信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備,其中所述N是等于或大于2的整數(shù),并且所述控制器根據(jù)與所述奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑對(duì)應(yīng)的所提取的不同奇數(shù)階失真分量,而分別調(diào)節(jié)不同奇數(shù)階的所述失真產(chǎn)生路徑的所述頻率特性補(bǔ)償器。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備,其中所述控制器對(duì)所述N個(gè)失真產(chǎn)生路徑的每個(gè)重復(fù)執(zhí)行調(diào)節(jié),直到每個(gè)奇數(shù)階失真分量變得小于所述參考值為止。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備,其中在每一輪重復(fù)中所述控制器按順序執(zhí)行對(duì)所述N個(gè)失真產(chǎn)生路徑的調(diào)節(jié)。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備,其中在每一輪重復(fù)中所述控制器同時(shí)執(zhí)行對(duì)所述N個(gè)失真產(chǎn)生路徑的調(diào)節(jié)。
16.如權(quán)利要求13或14所述的設(shè)備,其中對(duì)于每一輪的重復(fù),所述控制器將所述參考值改變?yōu)楦〉闹怠?br>
17.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備,其中在每個(gè)奇數(shù)階失真產(chǎn)生路徑上的所述頻率特性補(bǔ)償器是FIR濾波器,并且所述控制器控制所述FIR濾波器的抽頭系數(shù)。
18.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備,其中所述頻率特性補(bǔ)償器由將信號(hào)變換為頻域信號(hào)的FFT、調(diào)節(jié)所述頻域信號(hào)的增益和相位的頻率特性調(diào)節(jié)器、和將所述頻域信號(hào)逆變換為時(shí)域信號(hào)的IFFT構(gòu)成,并且所述控制器控制所述頻率特性調(diào)節(jié)器的增益和相位。
19.如權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備,其中所述每個(gè)失真產(chǎn)生路徑進(jìn)一步在其中插入有相位調(diào)節(jié)器和增益調(diào)節(jié)器,并且所述控制器控制所述相位調(diào)節(jié)器和所述增益調(diào)節(jié)器,使得所述提取出的失真分量的功率變得小于預(yù)定值。
全文摘要
設(shè)置失真產(chǎn)生路徑的增益調(diào)節(jié)器和相位調(diào)節(jié)器,使得提取出的失真分量與參考值相比變小。當(dāng)導(dǎo)頻信號(hào)的較高頻率失真分量大于該參考值時(shí),控制該失真產(chǎn)生路徑的頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位,以使該導(dǎo)頻信號(hào)的較高頻率失真分量變得小于在該控制器中預(yù)置的值。當(dāng)該導(dǎo)頻信號(hào)的較低頻率失真分量大于參考值時(shí),控制該失真產(chǎn)生路徑的頻率特性補(bǔ)償器的增益和相位,以使導(dǎo)頻信號(hào)的較低頻率失真分量變得小于在該控制器中預(yù)置的值。
文檔編號(hào)H03F3/24GK1738192SQ20051006977
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者水田信治, 鈴木恭宜 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩