專利名稱：失真補償裝置和功率放大器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及失真補償裝置和包括該失真補償裝置的功率放大器裝 置。該失真補償裝置和功率放大器裝置例如包括使得能夠有效設(shè)置具有 不同頻率特性的均衡器濾波器系數(shù)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在無線電通信系統(tǒng)中的常規(guī)發(fā)送器裝置中，對因在功率放大器中對 信號進行放大而出現(xiàn)的非線性失真進行補償，并且利用處于飽和區(qū)中的 功率放大器而增強了功率放大器的使用效率。
圖1例示了用于利用反饋回路來對包括功率放大器200的非線性電 路的特性進行補償?shù)氖д嫜a償裝置100。該失真補償裝置100包括自適應(yīng) 失真補償算法處理單元110和乘法器120。
圖2A是例示圖1中所示功率放大器200的輸入/輸出功率特性的曲 線圖。該曲線圖例示了其中輸入功率和輸出功率展示比例特性的線性區(qū) Al和其中輸出功率趨于飽和狀態(tài)的非線性區(qū)A2 (實線所示)。
自適應(yīng)失真補償算法處理單元110接收用作基準信號的發(fā)送信號 300，和功率放大器200的無線電頻率(RF)輸出信號340中用作反饋信 號350的一部分，并且通過運算自適應(yīng)算法來計算失真補償系數(shù)320，以 使這些信號之間的誤差最小化。乘法器120向功率放大器200的輸入端 子提供通過將發(fā)送信號300乘以失真補償系數(shù)320所生成的信號330。
艮P,失真補償裝置100通過預先將發(fā)送信號300乘以失真補償系數(shù) 320并接著向功率放大器200提供通過相乘所生成的信號330來補償功率 放大器200的非線性失真。結(jié)果，利用處于圖2A中所示區(qū)域"A2"中 的功率放大器200而可以增強使用效率。
圖2B例示了失真補償?shù)男ЧM軸表示頻率，而縱軸表示振幅(輻
5射功率或電壓)。失真補償之前的輻射功率的頻率特性用實線表示。在輸
入信號的頻帶C2外側(cè)的頻帶Cl和C3中生成輻射功率Bl和B2。失真 補償之后頻帶Cl和C3中的輻射功率電平(虛線)減小至輻射功率電平 B1A和B2A。
在上述常規(guī)失真補償裝置中，模擬電路的除非線性失真以外的其它 頻率特性的影響也需要減小，以便防止減弱失真補償?shù)男Ч??？梢酝ㄟ^ 利用具有包括功率放大器200在內(nèi)的模擬電路的頻率特性的反向特性的 濾波器來執(zhí)行均衡化，而將這種影響減小至某種程度。
然而，模擬電路的特性因溫度變化或隨著時間而顯著改變，由此需 要自適應(yīng)均衡器。在這點上，本申請的申請人已經(jīng)提出一種用于自適應(yīng) 地補償具有非線性失真的電路的非線性特性的失真補償裝置(日本特開
No. 2003-298362，下面稱為專利文獻1)。
圖3是例示在專利文獻1中公開的失真補償裝置100的基本構(gòu)造的 框圖。
參照圖3，失真補償裝置100包括自適應(yīng)失真補償單元100A，該自 適應(yīng)失真補償單元100A通過利用自適應(yīng)算法對功率放大器200的輸入信 號進行控制來補償非線性失真，以使作為發(fā)送信號300的基準信號與來 自功率放大器200的具有非線性失真的反饋信號350之間的誤差變小。
而且，失真補償裝置IOO包括設(shè)置在自適應(yīng)失真補償單元IOOA與功 率放大器200之間或者連接至自適應(yīng)失真補償單元100A的前級的自適應(yīng) 均衡器IOOB。
自適應(yīng)均衡器IOOB包括數(shù)字濾波器130、濾波器系數(shù)組保存存儲器 150以及自適應(yīng)均衡處理單元140，濾波器系數(shù)組保存存儲器150預先保 存其中一些要被設(shè)置給數(shù)字濾波器130的多個濾波器系數(shù)，自適應(yīng)均衡 處理單元140從所述濾波器系數(shù)組自適應(yīng)地選擇用于減小反饋信號的頻 帶外輻射功率的濾波器系數(shù)并將選擇的濾波器系數(shù)設(shè)置給數(shù)字濾波器 130。
根據(jù)專利文獻1中描述的發(fā)明，將來自功率放大器200的RF輸出信 號340的一部分作為反饋信號350輸入，通過自適應(yīng)均衡處理單元140
6測量平均頻帶外輻射功率，利用根據(jù)該測量所獲得的測量值作為地址選 擇并讀取預先保存在濾波器系數(shù)組保存存儲器(下面，簡稱為"存儲器") 150中的系數(shù)值，接著將該系數(shù)值設(shè)置給數(shù)字濾波器130。
這里，在專利文獻1中通過測量頻帶外輻射功率來選擇均衡器濾波
器的過程中，即，在選擇用于數(shù)字濾波器130的系數(shù)的方法中，執(zhí)行基 于傅里葉變換的分析，以通過自適應(yīng)均衡處理單元140測量頻帶外輻射 功率。
為此，不利的是，增加了計算次數(shù)，并且需要更長時間來選擇濾波 器系數(shù)。而且，存在對于發(fā)送信號300的功率變化較小的情況來說與差 跟蹤能力有關(guān)的未解決問題，和當出現(xiàn)頻帶變化時與需要改變頻帶外輻 射功率的測量點有關(guān)的未解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，在此討論的實施方式提供了一種失真補償裝置，該 失真補償裝置能夠縮短在該失真補償裝置中選擇濾波器系數(shù)所需的時間 并且增加針對發(fā)送信號的功率變化的耐受性，并且所述實施方式還提供 了 一種包括這種失真補償裝置的功率放大器裝置。
根據(jù)該實施方式的一個方面，提供了一種失真補償裝置，該失真補 償裝置具有自適應(yīng)失真補償單元，該自適應(yīng)失真補償單元通過利用自
適應(yīng)算法對非線性失真電路的輸入信號進行控制來補償非線性失真，以 減小基準信號與來自非線性失真電路的具有非線性失真的反饋信號之間
的誤差；和自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在自適應(yīng)失真補償單元 與非線性失真電路之間，或者連接至自適應(yīng)失真補償單元的前級，其中，
該自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器基于被設(shè)置給數(shù)字濾
波器的濾波器系數(shù)組來形成輸入信號的振幅特性和相位特性；存儲器， 該存儲器預先保存要設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組；以及控制單元， 該控制單元基于輸入信號和來自非線性失真電路的反饋信號來對從存儲 器讀取要被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組進行控制。
根據(jù)該實施方式的另一方面，提供了一種功率放大器裝置，該功率放大器裝置具有功率放大器；和連接至功率放大器的輸入側(cè)的失真補 償裝置，其中，該失真補償裝置包括自適應(yīng)失真補償單元，該自適應(yīng) 失真補償單元通過利用自適應(yīng)算法對功率放大器的輸入信號進行控制來 補償非線性失真，以減小發(fā)送信號與來自功率放大器的反饋信號之間的 誤差；和自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在自適應(yīng)失真補償單元與 功率放大器之間，或者連接至自適應(yīng)失真補償單元的前級，并且其中， 該自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器基于被設(shè)置給數(shù)字濾 波器的濾波器系數(shù)組來形成輸入信號的振幅特性和相位特性；存儲器， 該存儲器預先保存要設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組；以及控制單元， 該控制單元基于輸入信號和來自功率放大器的反饋信號來對從存儲器讀 取要被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組進行控制。
本實施方式的其它目的和優(yōu)點將在下面的描述中部分地加以闡述， 并且根據(jù)下面的描述將部分地顯見，或者可以通過本實施方式的實踐而 獲知。通過在所附權(quán)利要求中具體指出的要素和組合，將認識到并獲得 本實施方式的目的和優(yōu)點。 —
應(yīng)當明白，前述一般描述和下面的詳細描述僅是示范性和解釋性的， 而非對要求保護的本發(fā)明進行限制。


圖1例示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用反饋回路來對包括功率放大器的非 線性電路的特性進行補償?shù)氖д嫜a償裝置；
圖2A例示了圖1中所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的功率放大器的輸入/輸出 功率特性；
圖2B例示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的失真補償?shù)男Ч?圖3是例示根據(jù)作為現(xiàn)有技術(shù)的專利文獻1的失真補償裝置的基本 構(gòu)造的框圖4是例示根據(jù)第一實施方式的失真補償裝置的構(gòu)造的框圖； 圖5例示被設(shè)置了保存在存儲器中的濾波器系數(shù)組的數(shù)字濾波器的 振幅特性的示例；圖6A例示了圖4中所示的失真補償裝置中的自適應(yīng)均衡器的處理順
序；
圖6B例示了濾波器系數(shù)與誤差之間的關(guān)系；
圖7是例示根據(jù)第二實施方式的失真補償裝置的構(gòu)造的框圖8是例示根據(jù)第三實施方式的失真補償裝置的構(gòu)造的框圖9A和9B例示了在利用具有不同振幅特性的濾波器系數(shù)組和具有
不同相位特性的濾波器系數(shù)組的組合來設(shè)置具有最佳值的系數(shù)的情況下
的存儲器容量；
圖10例示了根據(jù)第四實施方式的、可應(yīng)用于圖4、 7以及8中所示 的第一到第三實施方式的計算單元的構(gòu)造；
圖11例示了根據(jù)基于第四實施方式的第五實施方式的更優(yōu)選計算單 元的構(gòu)造；
圖12例示了根據(jù)第六實施方式的、可應(yīng)用于圖4、 7以及8所示的 第一到第三實施方式的計算單元的構(gòu)造；
圖13例示了根據(jù)第六實施方式的用于輸出振幅值A(chǔ)ref與Afb之間 的誤差作為標量誤差I(lǐng)Aref-Afbl的構(gòu)造；
圖14例示了根據(jù)第七實施方式的、可應(yīng)用于圖4、 7以及8所示的 第一到第三實施方式的計算單元；
圖15例示了基于圖11所示的第五實施方式的計算單元的構(gòu)造的根 據(jù)第八實施方式的計算單元的構(gòu)造；
圖16例示了根據(jù)基于圖11所示的第五實施方式的計算單元的構(gòu)造 的第九實施方式的計算單元的構(gòu)造；
圖17例示了根據(jù)基于圖11所示的第五實施方式的計算單元的構(gòu)造 的第十實施方式的計算單元的構(gòu)造；
圖18例示了根據(jù)基于圖11所示的第五實施方式的計算單元的構(gòu)造 的第十一實施方式的計算單元的構(gòu)造；
圖19是例示與圖5所示的濾波器系數(shù)設(shè)置方法不同的根據(jù)第十二實
施方式的設(shè)置方法的處理流程圖；以及
圖20例示了在發(fā)送信號的頻帶較窄的情況下計算單元的構(gòu)造和操作。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對根據(jù)實施方式公開的失真補償裝置和功率放大 器裝置進行描述。
<第一實施方式>
圖4是根據(jù)第一實施方式的失真補償裝置100的構(gòu)造的框圖。參照 圖4，失真補償裝置100包括自適應(yīng)失真補償單元100A和自適應(yīng)均衡器 100B。
第一實施方式以自適應(yīng)均衡器100B的構(gòu)造為特征。自適應(yīng)失真補償 單元100A的功能和上述相同。因而，省略了關(guān)于自適應(yīng)失真補償單元 100A的進一步描述，而下面對自適應(yīng)均衡器100B進行描述。
參照圖4，自適應(yīng)均衡器100B包括數(shù)字濾波器130、濾波器系數(shù)組 保存存儲器150、以及濾波器控制單元160，濾波器系數(shù)組保存存儲器150 預先保存要被設(shè)置給數(shù)字濾波器130的濾波器系數(shù)組，濾波器控制單元 160基于計算單元170的輸出從該濾波器系數(shù)組中自適應(yīng)地選擇濾波器系 數(shù)并將選擇的濾波器系數(shù)設(shè)置給數(shù)字濾波器130。
這里，計算單元170具有計算作為基準信號的發(fā)送信號330與反饋 信號350之間的誤差的功能。
濾波器控制單元160基于在計算單元170中計算出的發(fā)送信號330 與反饋信號350之間的誤差，從預先保存在存儲器150中的濾波器系數(shù) 組中自適應(yīng)地選擇用于最小化在計算單元170中計算出的誤差的濾波器 系數(shù)，并且設(shè)置作為復數(shù)濾波器的數(shù)字濾波器130的系數(shù)。
通過允許存儲器150預先保存濾波器系數(shù)組，可以減少在反向特性 計算類型均衡器中成為問題的計算量。數(shù)字濾波器130的輸出信號由D/A 轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，由調(diào)制器上變頻成無線電頻率，并且通過功 率放大器200輸出為無線電頻率(RF)輸出信號340。
圖5例示被設(shè)置了保存在存儲器150中的濾波器系數(shù)組的數(shù)字濾波 器130的振幅特性的示例。圖5中的示例具體例示了具有用于修正一次振幅偏離的振幅特性的三個濾波器的振幅特性。即，圖5例示了在發(fā)送
信號330的頻帶D2中的沒有一次斜率(例如，具有一次斜率a0)的濾 波器、具有XI dB的一次斜率(xl的濾波器，以及具有X2 dB的一次斜率 ct2的濾波器的振幅特性的示例。
這些濾波器的頻帶外振幅特性(頻帶D1和D3中)具有平緩曲線， 舉例來說，如升余弦。預先設(shè)計這些濾波器，并且將其濾波器系數(shù)保存 在存儲器150中。
振幅的頻帶內(nèi)斜率的范圍(XI dB到X2 dB)和表示斜率變化的寬 度的斜率步長(AdB)根據(jù)使用的存儲器容量和非線性失真電路(功率放 大器200)的頻率特性的變化量來確定。
例如，當斜率范圍為-2至lJ+2 dB時并且當斜率步長△ = 0.05 dB時， 保存在存儲器150中的濾波器系數(shù)的數(shù)量為81 (=(| Xl| + I X2 |)/A+ 1 )。
當數(shù)字濾波器130對包括功率放大器200的非線性失真電路的頻率 特性進行了均衡時，最小化了反饋信號350與發(fā)送信號330之間的誤差。 因此，包括功率放大器，OO的非線性失真電路的振幅偏離可以通過從濾 波器系數(shù)組中選擇用于最小化誤差的濾波器系數(shù)來接近地均衡。
圖6A例示了圖4中所示的失真補償裝置100中的自適應(yīng)均衡器 100B的處理順序。
計算單元170計算發(fā)送信號330與反饋信號350之間的誤差(步驟 Sl)并將計數(shù)器值i設(shè)置成l (步驟S2)。
濾波器控制單元160基于計算單元170計算出的誤差向存儲器150 提供選擇信號161，確定要與作為基準的頻帶內(nèi)斜率ctO相比較的Q個頻 帶內(nèi)斜率al到aQ的濾波器系數(shù)，從確定的多個濾波器系數(shù)中選擇第一 (第i)濾波器系數(shù)162，并輸出該濾波器系數(shù)162，以將它設(shè)置給數(shù)字 濾波器130 (步驟S3)。
接著，計算單元170在第i濾波器系數(shù)已設(shè)置給數(shù)字濾波器130的 情況下計算誤差Ei (步驟S4)。
如果計數(shù)器值沒有達到指定數(shù)值Q (步驟S5:否)，則處理進行至 步驟S6，在步驟S6中，濾波器控制單元160將計數(shù)器值1遞增一(1 = 1 +
ii1)。接著，處理返回至步驟S3，在步驟S3中，濾波器控制單元160設(shè)置 第(i+l)系數(shù)。這樣，濾波器控制單元160對數(shù)字濾波器130重設(shè)已更 新的系數(shù)，直到計數(shù)器值達到指定數(shù)值Q為止。
在計數(shù)器值已經(jīng)達到指定數(shù)值Q之后(步驟S5:是)，在與預定數(shù) 值Q相對應(yīng)的設(shè)置系數(shù)的相應(yīng)誤差中確定最小誤差Es (步驟S7)。
圖6B例示了濾波器系數(shù)與誤差之間的關(guān)系。橫軸表示濾波器系數(shù)， 而縱軸表示與濾波器系數(shù)相對應(yīng)的誤差的量值。誤差根據(jù)濾波器系數(shù)的 變化而變化。存在與用于設(shè)置多個濾波器系數(shù)的最小誤差Es相對應(yīng)的系 數(shù)值。
因而，濾波器控制單元160確定與步驟S7中的最小誤差相對應(yīng)的系 數(shù)，并在步驟S8中將該系數(shù)作為基準值設(shè)置給數(shù)字濾波器130。接著， 處理返回至步驟S2，并且失真補償裝置100在操作上重復上述處理。
<第二實施方式>
圖7是根據(jù)第二實施方式的失真補償裝置100的構(gòu)造的框圖。
在第一實施方式中，將自適應(yīng)均衡器100B設(shè)置在自適應(yīng)失真補償單 元100A與功率放大器200之間。在第二實施方式中，將自適應(yīng)均衡器 100B設(shè)置在自適應(yīng)失真補償單元100A的前級，如圖7所示。
根據(jù)第二實施方式的操作和上述第一實施方式中的操作相同，因此 省略了對應(yīng)描述。
<第三實施方式>
圖8是根據(jù)第三實施方式的失真補償裝置100的構(gòu)造的框圖。 根據(jù)第三實施方式的失真補償裝置100與圖4所示的第一實施方式 的不同之處在于，第三實施方式包括第一數(shù)字濾波器130和第二數(shù)字濾 波器131。根據(jù)第三實施方式的失真補償裝置IOO包括級聯(lián)的兩個數(shù)字濾 波器130和131，并且利用相應(yīng)數(shù)字濾波器來補償振幅和相位的頻率偏離。 艮口，失真補償裝置100利用第一數(shù)字濾波器130補償振幅偏離，而 利用第二數(shù)字濾波器131補償相位偏離。另選的是，失真補償裝置100 利用第一數(shù)字濾波器130補償相位偏離，而利用第二數(shù)字濾波器131補 償振幅偏離。因而，濾波器系數(shù)組保存存儲器150除了保存上面參照圖5所述的
具有不同振幅特性的濾波器系數(shù)組以外，還保存具有不同相位特性的濾 波器系數(shù)組。
下面，對第三實施方式的優(yōu)點進行描述。
對于利用具有不同振幅特性的濾波器系數(shù)組和具有不同相位特性的
濾波器系數(shù)組的組合來設(shè)置具有最佳值的系數(shù)的情況來說，存儲器150 的容量不利地增加了。這個問題可以利用圖8所示的構(gòu)造來防止。
圖9A和9B例示了在利用具有不同振幅特性的濾波器系數(shù)組和具有 不同相位特性的濾波器系數(shù)組的組合來設(shè)置具有最佳值的系數(shù)的情況 下，與存儲器150的容量有關(guān)的、利用單個數(shù)字濾波器的情況與利用圖8
所示構(gòu)造的情況之間的比較。
圖9A通過將具有M個不同振幅特性的濾波器系數(shù)組和具有N個不 同相位特性的濾波器系數(shù)組的組合擴展在二維平面上而例示了在存儲器 150中保存它們的示例。在這種情況下，需要與M x N個不同組合區(qū)域 相對應(yīng)的存儲器容量。讀取MxN個不同組合區(qū)域中的組合位置P (n， m)處的系數(shù)數(shù)據(jù)，并且設(shè)置數(shù)字濾波器130的系數(shù)。
這里，因為數(shù)字濾波器130是復數(shù)濾波器，所以相應(yīng)濾波器系數(shù)具 有由實部和虛部組成的數(shù)據(jù)。而且，需要準備的系數(shù)數(shù)據(jù)的量對應(yīng)于數(shù) 字濾波器130的抽頭數(shù)。因此，在圖9A所示的構(gòu)造中，存儲器150的容 量不可避免地變大了。
另一方面，在與圖8中所示第三實施方式相對應(yīng)的圖9B所示的構(gòu)造 中，僅需要M + N個數(shù)據(jù)區(qū)，即，存儲器150存儲有由具有M個不同振 幅特性的濾波器系數(shù)組和具有N不同相位特性的濾波器系數(shù)組所組成的 數(shù)據(jù)。因此，可以縮減存儲器150的容量。
艮口，在與圖8所示的第三實施方式相對應(yīng)的圖9B所示的構(gòu)造中，濾 波器控制單元160從保存在存儲器150中的具有M個不同振幅特性的濾 波器系數(shù)組150A中讀取具有第m振幅特性的濾波器系數(shù)，并且將讀取 的濾波器系數(shù)設(shè)置給第一數(shù)字濾波器130。同時，濾波器控制單元160從 保存在存儲器150中的具有N個不同相位特性的濾波器系數(shù)組150B中讀取具有第n相位特性的濾波器系數(shù)，并且將讀取的濾波器系數(shù)設(shè)置給
第二數(shù)字濾波器131。因此，濾波器控制單元160可以設(shè)置與該組合(m， n)相對應(yīng)的振幅特性和相位特性。
在上述第一到第三實施方式中通過計算單元170計算出的誤差信號 可以具有多種形式。下面，在第四到第十一實施方式中對在計算單元170 中計算誤差的方法進行描述。
<第四實施方式>
圖10例示了根據(jù)第四實施方式的、可應(yīng)用于圖4、 7以及8中所示 的第一到第三實施方式的計算單元170的構(gòu)造。
計算單元170包括第一功率轉(zhuǎn)換器171和第二功率轉(zhuǎn)換器172，該 第一功率轉(zhuǎn)換器171用于接收作為用作基準信號的復數(shù)信號的發(fā)送信號 330，和計算發(fā)送信號330的功率值Pref-f + Q2，該第二功率轉(zhuǎn)換器172 用于接收作為復數(shù)信號的反饋信號350，和計算反饋信號350的功率值 Pfb = I2 + Q2。
而且，計算單元170包括加法器173，該加法器173用于計算發(fā)送 信號330的功率值Pref與反饋信號350的功率值Pfb之間的誤差。利用 這種構(gòu)造，計算單元170中的加法器173向濾波器控制單元160發(fā)送與 功率誤差的電平相對應(yīng)的信號IPref - Pfb!。
濾波器控制單元160基于與功率誤差的電平相對應(yīng)的信號IPref-P刑，從保存在存儲器150中的濾波器系數(shù)組中順序地讀取濾波器系數(shù)， 并且將讀取的濾波器系數(shù)設(shè)置給數(shù)字濾波器130。
<第五實施方式>
圖ll例示了根據(jù)基于第四實施方式的第五實施方式的另一優(yōu)選計算 單元170的構(gòu)造。
參照圖11，在計算單元170中，第一功率轉(zhuǎn)換器171對用作基準信 號的發(fā)送信號330執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換。因為發(fā)送信號是復數(shù)信號，所以功率 轉(zhuǎn)換值Pref由下面的表達式表示。
Pref=I2 + Q2
同樣，在計算單元170中，第二功率轉(zhuǎn)換器172對反饋信號350執(zhí)
14行功率轉(zhuǎn)換。因為反饋信號是復數(shù)信號，所以反饋信號350的功率轉(zhuǎn)換 值Pfb由下面的表達式表示。
Pfb = I2 + Q2
接著，在計算單元170中，誤差計算單元173計算發(fā)送信號330的 功率轉(zhuǎn)換值Pref與反饋信號350的功率轉(zhuǎn)換值Pfb之間的絕對誤差I(lǐng)Pref-Pfb|。接著，計算單元170的標準化電路176利用發(fā)送信號330來對誤差 計算單元173計算出的絕對誤差I(lǐng)Pref - Pfbl進行標準化，以生成標準化誤 差信號，如下面的表達式所示。
標準化誤差信號=|Pref-Pfb|/|Prefl
將該標準化誤差信號發(fā)送至濾波器控制單元160，并在濾波器控制 單元160處使用該標準化誤差信號來設(shè)置濾波器系數(shù)，如上所述。
在圖11所示的第五實施方式中，利用發(fā)送信號330對誤差信號進行 標準化，由此可以在不依賴發(fā)送信號330的電平的情況下生成誤差信號。 因此，根據(jù)第五實施方式的失真補償裝置100，因為利用發(fā)送信號對控制 中使用的誤差信號進行了標準化，所以可以執(zhí)行對發(fā)送信號的功率變化 具有耐受性的調(diào)節(jié)操作。
<第六實施方式>
圖12例示了根據(jù)第六實施方式的、可應(yīng)用于圖4、 7以及8中所示 的第一到第三實施方式的計算單元170的構(gòu)造。
在根據(jù)第六實施方式的計算單元170中，第一振幅轉(zhuǎn)換器171和第 二振幅轉(zhuǎn)換器172分別計算發(fā)送信號330和反饋信號350的振幅，接著 輸出其間的誤差。
在計算單元170中，第一振幅轉(zhuǎn)換器171計算發(fā)送信號330的振幅 值A(chǔ)ref = V (I2 + Q2)，而第二振幅轉(zhuǎn)換器172計算反饋信號350的振幅 值A(chǔ)ft" (I2 + Q2)，
接著，如圖13所示，計算單元170利用加法器173輸出振幅值A(chǔ)ref 與Afb之間的誤差作為標量誤差I(lǐng)Aref - Afb|,以將該標量(scalar)誤差 發(fā)送至濾波器控制單元160。
<第七實施方式>圖14例示了根據(jù)第七實施方式的、可應(yīng)用于圖4、 7以及8中所示的第一到第三實施方式的計算單元170。
在第七實施方式中，發(fā)送信號330和反饋信號350中的每一個都是復數(shù)信號，因此計算單元170將其間的誤差計算為矢量誤差。
發(fā)送信號330的矢量為Iref + jQref，而反饋信號350的矢量為la + jQfb。
因此，其間的矢量誤差如下所述。
(W-Ifb)+j(Qref畫Qfb)
基于該矢量誤差，濾波器控制單元160從存儲器150讀取濾波器系數(shù)，并將它設(shè)置給數(shù)字濾波器130。<第八實施方式>
圖15例示了根據(jù)第八實施方式的計算單元170的構(gòu)造。第八實施方式基于根據(jù)圖11所示的第五實施方式的計算單元170的構(gòu)造。
艮P，如上參照圖ll所述，計算單元170的標準化電路176計算利用發(fā)送信號330標準化的誤差信號。根據(jù)第八實施方式的計算單元170包括功能單元177，該功能單元177用于對特定數(shù)量的標準化誤差信號進行采樣，并且計算這些誤差信號的平均值或累積值。
因為濾波器控制單元160基于誤差的平均值或累積值來設(shè)置系數(shù)值，所以可以更準確地設(shè)置濾波器系數(shù)。
<第九實施方式>
圖16例示了根據(jù)第九實施方式的計算單元170的構(gòu)造。第九實施方式基于根據(jù)圖11所示的第五實施方式的計算單元170的構(gòu)造。而且，根據(jù)第九實施方式的計算單元170包括功能單元178，來代替在圖15中所示的第八實施方式所述的功能單元177，該功能單元178計算特定數(shù)量的采樣誤差的中值。
在根據(jù)第九實施方式的計算單元170中，濾波器控制單元160基于從功能單元178獲得的誤差的中值來設(shè)置數(shù)字濾波器130的系數(shù)值。
<第十實施方式>
圖17例示了根據(jù)第十實施方式的計算單元170的構(gòu)造。第十實施方式基于根據(jù)圖15所示的第八實施方式的計算單元170的構(gòu)造。根據(jù)第十實施方式的計算單元170包括功能單元177A和功能單元 177B，來代替在圖15中所示的第八實施方式中在標準化之后執(zhí)行平均/ 累積處理的功能單元177，該功能單元177A用于在標準化之前對發(fā)送信 號執(zhí)行平均/累積處理，而該功能單元177B用于在標準化之前對誤差信 號執(zhí)行平均/累積處理。
<第十一實施方式>
圖18例示了根據(jù)第十一實施方式的計算單元170的構(gòu)造。第十一實 施方式基于根據(jù)圖16所示的第九實施方式的計算單元170的構(gòu)造。
根據(jù)第十一實施方式的計算單元170包括功能單元178A和功能單元 178B，來代替在圖16中所示的第九實施方式中在標準化之后計算中值的 功能單元178，該功能單元178A用于在標準化之前計算發(fā)送信號的中值， 而該功能單元178B用于在標準化之前計算誤差信號的中值。
<第十二實施方式>
圖19是例示根據(jù)第十二實施方式的與圖5所示的濾波器系數(shù)設(shè)置方 法不同的設(shè)置方法的流程圖。
參照圖19，失真補償裝置100將計數(shù)器值N設(shè)置成NQ，作為基準 (步驟SIO)。接著，失真補償裝置100的濾波器控制單元160將基準系 數(shù)s設(shè)置給數(shù)字濾波器130，并且計算單元170計算在設(shè)置了這個系數(shù)時 的誤差Eo (步驟Sll)。
接著，失真補償裝置100設(shè)置濾波器系數(shù)(s-N)，即，與基準系數(shù) s相差達量N的濾波器系數(shù)，以使基準濾波器系數(shù)s成為中心，接著失真 補償裝置IOO計算誤差E,(步驟S12)。
而且，失真補償裝置100設(shè)置系數(shù)(s + N)，即，在相反方向上與基 準系數(shù)s相差達量N的濾波器系數(shù)，接著失真補償裝置100計算誤差E2 (步驟S13)。
接著，失真補償裝置100在設(shè)置了與基準濾波器系數(shù)s相差達量+N 和-N的濾波器系數(shù)(s-N)和(s + N)時確定給出最小誤差Es的第s系 數(shù)(步驟S14)。
接著，失真補償裝置100將確定的第s系數(shù)設(shè)置為基準(EQ = Es)(步
17驟S15)。
失真補償裝置100重復上述步驟Sll到S15作為一個循環(huán)。這時，失真補償裝置100在每一個循環(huán)從基準濾波器系數(shù)s減小比率N。換句話說，失真補償裝置100在每一個循環(huán)將N乘以1/M (步驟S16)。
接著，失真補償裝置100重復上述循環(huán)，直到N變?yōu)樾∮?為止。當N小于1時，將N重置成1并且繼續(xù)控制操作(步驟S18)。通過執(zhí)行圖19所示的處理，可以更快速地計算出用于最小化誤差的系數(shù)。
下面，作為第十二實施方式的實施例，對用于處理發(fā)送信號的窄頻帶的措施進行描述。圖20例示了在發(fā)送信號的頻帶較窄的情況下基于根據(jù)圖4和10所示的第一和第四實施方式的計算單元170的構(gòu)造和操作。
艮P，根據(jù)圖20所示的第十二實施方式的構(gòu)造是用于調(diào)節(jié)反饋信號的構(gòu)造。首先，第一功率轉(zhuǎn)換器171和第二功率轉(zhuǎn)換器172分別對發(fā)送信號330和反饋信號350執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換。接著，誤差計算單元173利用發(fā)送信號330和通過乘法器182將反饋信號350乘以決定電路181基于信號的頻率信息180而決定的增益所生成的信號來計算誤差。將計算出的誤差輸入至濾波器控制單元160。
將預先設(shè)計的濾波器系數(shù)存儲在濾波器系數(shù)組保存存儲器150中。例如，假定其中存儲了以圖20所示的寬頻帶信號I為目標的系數(shù)的情況(圖20中的I)。即使濾波器特性的斜率因均衡器的修正而改變，該頻帶中的平均功率也不改變。
然而，如果將信號改變成窄頻帶(圖20中的II:其中信號的中心頻率改變)，則當信號的中心頻率改變時，反饋信號的平均功率也改變。這是因為，使用了具有針對寬頻帶信號的中心頻率(圖20中的點A)的一次斜率的濾波器系數(shù)。
艮P，均衡器使用發(fā)送信號與反饋信號之間的誤差，由此因變化的反饋信號的功率被視為誤差而出錯。
另一方面，在第十二實施方式中，計算單元170的特征在于，在調(diào)節(jié)發(fā)送信號330或來自非線性失真電路的反饋信號350的量值之后執(zhí)行誤差計算。
18在圖20所示的實施例中，乘法器182將反饋信號350乘以增益，以 將反饋信號350修正成和發(fā)送信號330相同的平均功率。因此，在不依 賴于信號的中心頻率的情況下，可以生成誤差信號。
如上所述，在根據(jù)第一到第十二實施方式的失真補償裝置100中， 計算單元170計算發(fā)送信號與反饋信號之間的誤差，并且濾波器控制單 元160執(zhí)行控制以選擇用于最小化該誤差的濾波器系數(shù)。因此，失真補 償裝置100使得能夠顯著縮減用于選擇濾波器系數(shù)的計算次數(shù)和時間。 而且，在根據(jù)第一到第十二實施方式的失真補償裝置100中，計算單元 170被設(shè)置成，直接比較發(fā)送信號與反饋信號。利用這種構(gòu)造，不會出現(xiàn) 因信號類型而造成構(gòu)造上的變化，并且可以獲得通用構(gòu)造。
在此陳述的全部實施例和條件化語言都出于教導目的，以幫助讀者 理解本發(fā)明的原理和本發(fā)明人為促進本領(lǐng)域而貢獻的概念，并且應(yīng)視為 不限于這些具體陳述的實施例和條件，在說明書中組織這種實施例也不 涉及示出本發(fā)明的優(yōu)劣。盡管已經(jīng)詳細描述了實施方式，但應(yīng)當明白在 不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施方式進行各種改 變、替代以及更改。
關(guān)于上述實施方式1到12，公開了下列附加描述。
附加描述1
一種失真補償裝置，其包括自適應(yīng)失真補償單元，該自適應(yīng)失真 補償單元通過利用自適應(yīng)算法對非線性失真電路的輸入信號進行控制來 補償非線性失真，以減小基準信號與來自非線性失真電路的具有非線性 失真的反饋信號之間的誤差；和自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在 自適應(yīng)失真補償單元與非線性失真電路之間，或者連接至自適應(yīng)失真補 償單元的前級，其中，該自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波 器用于基于被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組來形成輸入信號的振幅 特性和相位特性；存儲器，該存儲器預先保存要設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾 波器系數(shù)組；以及控制單元，該控制單元基于輸入信號和來自非線性失 真電路的反饋信號來對從存儲器讀取要被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系 數(shù)組進行控制。附加描述2
根據(jù)附加描述1所述的失真補償裝置，其還包括計算單元，該計 算單元計算輸入信號與來自非線性失真電路的反饋信號之間的誤差，其
中，控制單元對根據(jù)計算單元計算出的輸入信號與來自非線性失真電路 的反饋信號之間的誤差從存儲器讀取、接著設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器 系數(shù)組進行控制。 附加描述3
根據(jù)附加描述2所述的失真補償裝置，其中，計算單元計算輸入信 號與來自非線性失真電路的反饋信號之間的功率差，作為輸入信號與來
自非線性失真電路的反饋信號之間的誤差。 附加描述4
根據(jù)附加描述2所述的失真補償裝置，其中，計算單元計算輸入信 號與來自非線性失真電路的反饋信號之間的振幅差，作為輸入信號與來
自非線性失真電路的反饋信號之間的誤差。
附加描述5
根據(jù)附加描述2所述的失真補償裝置，其中，計算單元計算輸入信
號與來自非線性失真電路的反饋信號之間的復矢量差，作為輸入信號與 來自非線性失真電路的反饋信號之間的誤差。
附加描述6
根據(jù)附加描述2所述的失真補償裝置，其中，計算單元利用輸入信 號對計算出的誤差進行標準化。 附加描述7
根據(jù)附加描述2所述的失真補償裝置，其中，計算單元在調(diào)節(jié)輸入 信號和來自非線性失真電路的反饋信號中的任一個的量值之后計算誤 差。
附加描述8
根據(jù)附加描述2所述的失真補償裝置，其中，控制單元設(shè)置多個濾 波器系數(shù)，比較針對設(shè)置的各個濾波器系數(shù)的輸入信號與來自非線性失 真電路的反饋信號之間的誤差，確定用于最小化誤差的濾波器系數(shù)，并且向數(shù)字濾波器設(shè)置確定的濾波器系數(shù)。 附加描述9
根據(jù)附加描述8所述的失真補償裝置，其中，控制單元在設(shè)置多個 濾波器系數(shù)時執(zhí)行多個比較，設(shè)置與該比較中的基準濾波器系數(shù)相差指 定系數(shù)值的系數(shù)，并且根據(jù)比較的次數(shù)將系數(shù)改變以該指定系數(shù)值。
附加描述10
根據(jù)附加描述6所述的失真補償裝置，其中，計算單元向控制單元 輸出利用輸入信號而標準化的誤差的平均值。 附加描述11
根據(jù)附加描述6所述的失真補償裝置，其中，計算單元向控制單元 輸出利用輸入信號而標準化的誤差的中值。 附加描述12
根據(jù)附加描述6所述的失真補償裝置，其中，計算單元計算所計算 出的誤差的平均值，并且利用輸入信號對計算出的平均值進行標準化。 附加描述13
根據(jù)附加描述6所述的失真補償裝置，其中，計算單元計算所計算 出的誤差的中值，并且利用輸入信號對計算出的中值進行標準化。 附加描述14
一種功率放大器裝置，其包括功率放大器；和連接至功率放大器 的輸入側(cè)的失真補償裝置，其中，該失真補償裝置包括自適應(yīng)失真補 償單元，該自適應(yīng)失真補償單元通過利用自適應(yīng)算法對功率放大器的輸 入信號進行控制來補償非線性失真，以減小發(fā)送信號與來自功率放大器 的反饋信號之間的誤差；和自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在自適 應(yīng)失真補償單元與功率放大器之間，或者連接至自適應(yīng)失真補償單元的 前級，并且其中，該自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器基
于被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組來形成輸入信號的振幅特性和相
位特性；存儲器，該存儲器預先保存要設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)
組；以及控制單元，該控制單元基于輸入信號和來自功率放大器的反饋 信號來對從存儲器讀取要被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組進行控制。
附加描述15
根據(jù)附加描述14所述的功率放大器裝置，其還包括計算單元，該 計算單元計算輸入信號與來自功率放大器的反饋信號之間的誤差，其中， 控制單元對根據(jù)計算單元計算出的輸入信號與來自功率放大器的反饋信 號之間的誤差從存儲器讀取、接著設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組進 行控制。
本申請基于并要求2008年1月28日提交的在先日本專利申請No. 2008-15897的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該在先日本專利申請的全部內(nèi)容并入 于此。
2權(quán)利要求
1、一種失真補償裝置，該失真補償裝置包括自適應(yīng)失真補償單元，該自適應(yīng)失真補償單元通過利用自適應(yīng)算法對非線性失真電路的輸入信號進行控制來補償非線性失真，以減小基準信號與來自所述非線性失真電路的具有所述非線性失真的反饋信號之間的誤差；和自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在所述自適應(yīng)失真補償單元與所述非線性失真電路之間，或者連接至所述自適應(yīng)失真補償單元的前級，其中，所述自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器基于設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組來形成所述輸入信號的振幅特性和相位特性；存儲器，該存儲器預先保存要設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的所述濾波器系數(shù)組；以及控制單元，該控制單元基于所述輸入信號和來自所述非線性失真電路的所述反饋信號來對從所述存儲器讀取要設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的所述濾波器系數(shù)組進行控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補償裝置，該失真補償裝置還包括 計算單元，該計算單元計算所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間的誤差，其中，所述控制單元對根據(jù)所述計算單元計算出的所述輸入信號與 來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間的所述誤差從所述存儲器 讀取的、接著設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的所述濾波器系數(shù)控制組進行控制。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元計算 所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間的功率 差，作為所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間 的所述誤差。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元計算 所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間的振幅差，作為所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間 的所述誤差。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元計算 所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間的復矢量 差，作為所述輸入信號與來自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間 的所述誤差。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元利用 所述輸入信號對計算出的所述誤差進行標準化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元在調(diào) 節(jié)所述輸入信號和來自所述非線性失真電路的所述反饋信號中的任一個 的量值之后計算所述誤差。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的失真補償裝置，其中，所述控制單元設(shè)置 多個濾波器系數(shù)，比較針對設(shè)置的各個濾波器系數(shù)的所述輸入信號與來 自所述非線性失真電路的所述反饋信號之間的所述誤差，確定用于最小 化所述誤差的所述濾波器系數(shù)，并且向所述數(shù)字濾波器設(shè)置確定的所述 濾波器系數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的失真補償裝置，其中，所述控制單元在設(shè) 置所述多個濾波器系數(shù)時執(zhí)行多個比較，設(shè)置與所述比較中的基準濾波 器系數(shù)相差指定系數(shù)值的系數(shù)，并且根據(jù)比較的次數(shù)將所述系數(shù)改變所 述指定系數(shù)值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元向 所述控制單元輸出利用所述輸入信號而標準化的所述誤差的平均值。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元向 所述控制單元輸出利用所述輸入信號而標準化的所述誤差的中值。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元計 算所計算出的所述誤差的平均值，并且利用所述輸入信號對計算出的所 述平均值進行標準化。
13、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的失真補償裝置，其中，所述計算單元計 算所計算出的所述誤差的中值，并且利用所述輸入信號對計算出的所述中值進行標準化。
14、 一種功率放大器裝置，該功率放大器裝置包括功率放大器；和連接至所述功率放大器的輸入側(cè)的失真補償裝置，其中，所述失真補償裝置包括自適應(yīng)失真補償單元，該自適應(yīng)失真補償單元通過利用自適 應(yīng)算法對所述功率放大器的輸入信號進行控制來補償非線性失 真，以減小發(fā)送信號與來自所述功率放大器的反饋信號之間的誤 差；禾口自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在所述自適應(yīng)失真補償 單元與所述功率放大器之間，或者連接至所述自適應(yīng)失真補償單 元的前級，并且 其中，所述自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器基于被設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的 濾波器系數(shù)組來形成所述輸入信號的振幅特性和相位特性；存儲器，該存儲器預先保存要設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的所述 濾波器系數(shù)組；以及控制單元，該控制單元基于所述輸入信號和來自所述功率放 大器的所述反饋信號來對從所述存儲器讀取要被設(shè)置給所述數(shù)字 濾波器的所述濾波器系數(shù)組進行控制。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率放大器裝置，該功率放大器裝置還包括計算單元，該計算單元計算所述輸入信號與來自所述功率放大器的 所述反饋信號之間的誤差，其中，所述控制單元對根據(jù)所述計算單元計算出的所述輸入信號與 來自所述功率放大器的所述反饋信號之間的所述誤差從所述存儲器讀取 的、接著設(shè)置給所述數(shù)字濾波器的所述濾波器系數(shù)組進行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及失真補償裝置和功率放大器裝置。該失真補償裝置具有自適應(yīng)失真補償單元，該自適應(yīng)失真補償單元通過利用自適應(yīng)算法對非線性失真電路的輸入信號進行控制來補償非線性失真，以減小基準信號與來自非線性失真電路的反饋信號之間的誤差；和自適應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器連接在自適應(yīng)失真補償單元與非線性失真電路之間，或者設(shè)置在自適應(yīng)失真補償單元的前級。該自適應(yīng)均衡器包括數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器基于被設(shè)置給數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)組來形成輸入信號的振幅特性和相位特性；存儲器，該存儲器預先保存濾波器系數(shù)組；以及控制單元，該控制單元基于輸入信號和反饋信號來對從存儲器讀取濾波器系數(shù)組進行控制。
文檔編號H03F1/34GK101499781SQ200910002658
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者宇都宮裕一, 札場伸和, 濱田一, 石川廣吉, 長谷和男 申請人:富士通株式會社