專(zhuān)利名稱(chēng)：冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器和其失真補(bǔ)償控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器(power series digital predistorter)和其 失真補(bǔ)償控制方法。
背景技術(shù)：
在微波發(fā)射功率放大器(以下，稱(chēng)為功率放大器)中的非線(xiàn)性失真補(bǔ)償方法中有 預(yù)失真(predistortion)法。預(yù)失真法使用預(yù)失真器對(duì)功率放大器輸入信號(hào)預(yù)先附加用于 消除在功率放大器中產(chǎn)生的失真分量的失真補(bǔ)償分量。一般，通過(guò)使功率放大器在飽和輸出附近動(dòng)作，從而獲得功率放大器的高的效 率。但是，越接近飽和輸出，因功率放大器的非線(xiàn)性特性而發(fā)生的互調(diào)制失真(以下，稱(chēng) 為失真分量)越增加。除此之外，失真分量具有頻率依賴(lài)性。作為補(bǔ)償具有頻率依賴(lài)性 的失真分量的預(yù)失真器，有補(bǔ)償失真分量的頻率依賴(lài)性的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器(以下， 稱(chēng)為數(shù)字預(yù)失真器)(參照5.]\^2肚3，￥.5皿111^，5^3『31^811丨，311(1 Y. Yamao, “ A New Adjustment Method forthe Frequency-Dependent IMD Compensator of the Digital PredistortionLinearizer, " IEEE Radio and Wireless Symposium 2006,pp. 255-258, Jan. 2006.)。圖1表示數(shù)字預(yù)失真器900的以往結(jié)構(gòu)例子和其周邊裝置。該例子表示數(shù)字輸入 發(fā)送信號(hào)由I相信號(hào)和Q相信號(hào)(以下，也稱(chēng)為I/Q信號(hào))構(gòu)成的情況。該數(shù)字預(yù)失真器 900包括線(xiàn)性傳遞路徑901A、失真產(chǎn)生路徑901B、分配器902、合成器903、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換 器(DAC) 904、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 905、觀測(cè)器906、控制器907。線(xiàn)性傳遞路徑901A包括 延遲器901A1。失真產(chǎn)生路徑901B包括失真產(chǎn)生器901B1、失真矢量調(diào)整器901B2、頻率 特性補(bǔ)償器901B3。分配器902對(duì)線(xiàn)性傳遞路徑901A和失真產(chǎn)生路徑901B分配輸入發(fā)送 信號(hào)。合成器903將線(xiàn)性傳遞路徑901A的輸出和失真產(chǎn)生路徑901B的輸出進(jìn)行合成。數(shù) 字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 904將合成器903的輸出(附加了失真補(bǔ)償分量的數(shù)字I/Q信號(hào))轉(zhuǎn) 換為模擬I/Q信號(hào)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 905將放大裝置950的輸出的一部分作為反饋 信號(hào)而獲取的反饋信號(hào)生成裝置960的輸出(模擬I/Q信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字I/Q信號(hào)。失真 觀測(cè)器906從ADC905的輸出中檢測(cè)失真分量?？刂破?07基于失真觀測(cè)器906的輸出，調(diào) 整在失真矢量調(diào)整器901B2中設(shè)定的矢量系數(shù)(振幅(amplitude)和相位)和在頻率特性 補(bǔ)償器901B3中設(shè)定的一個(gè)以上的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)(振幅和相位)。放大裝置950包括對(duì)作為數(shù)字預(yù)失真器900的輸出的模擬I/Q信號(hào)進(jìn)行正交調(diào) 制的正交調(diào)制器951 ；將調(diào)制輸出的頻率變換為載波頻率的上變頻器(UpCOnVerter)952 ； 以及對(duì)頻率變換的高頻信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器953，進(jìn)行了功率放大的高頻信號(hào) 從輸出端子970例如經(jīng)由未圖示的雙工器而提供給天線(xiàn)。反饋信號(hào)生成裝置960包括將放大裝置950的輸出的一部分作為反饋信號(hào)而獲 取的定向性耦合器961 ；對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行頻率變換的下變頻器(d0wnc0nverter)962 ；以及 對(duì)進(jìn)行了向下變換的反饋信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)的正交解調(diào)器963。
圖2表示頻率特性補(bǔ)償器901B3的結(jié)構(gòu)例子。頻率特性補(bǔ)償器901B3包括J點(diǎn) FFT單元901B31、復(fù)數(shù)乘法單元901B32、J點(diǎn)IFFT單元901B33。FFT單元901B31將頻率 特性補(bǔ)償器901B3的輸入信號(hào)變換為頻域。復(fù)數(shù)乘法單元901B32對(duì)將圖3所示的失真分 量的上側(cè)和下側(cè)頻帶分割為M個(gè)的每個(gè)頻帶乘以從控制器907提供的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù) (相位和振幅的調(diào)整)。此時(shí)，雖然未圖示，但成為被分割的頻帶以外的FFT單元901B31的 輸出直接輸入到IFFT單元901B33中。IFFT單元901B33將復(fù)數(shù)乘法單元901B32的輸出變 換為時(shí)域。圖4中表示對(duì)頻率特性補(bǔ)償器設(shè)定失真分量為最小的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)的處 理的流程圖?？刂破?07指定用于調(diào)整頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)的一個(gè)頻帶(頻帶指定處理； S900)，并調(diào)整頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)，使得在指定的頻帶中的失真分量的功率成為最小(或 者目標(biāo)值)，并將它們?cè)O(shè)定在頻率特性補(bǔ)償器中(頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)調(diào)整處理；S901、 S902)。1在指定的頻帶中的失真分量的功率成為最小且2失真分量的全部頻帶中的功 率成為最小的情況下，控制器907結(jié)束頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)的調(diào)整，將獲得的頻率特性補(bǔ) 償器系數(shù)設(shè)定在頻率特性補(bǔ)償器中(S903)。在不滿(mǎn)足1和2的條件的情況下，控制器 907返回到頻帶指定處理，重復(fù)各個(gè)處理S900、S901、S902，直到滿(mǎn)足1和2的條件為止 (S903)。按照這樣的控制流程，在全部頻帶中調(diào)整頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)，從而補(bǔ)償具有頻率 依賴(lài)性的失真分量。在失真分量的頻率依賴(lài)性較大地變動(dòng)的情況下，為了高精度地進(jìn)行失真補(bǔ)償，需 要增加頻率特性補(bǔ)償器的頻帶數(shù)。在使用圖1 圖4所示的以往的數(shù)字預(yù)失真器900來(lái)調(diào) 整頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)(相位和振幅)的情況下，每次一個(gè)頻帶按順序調(diào)整頻率特性補(bǔ)償 器系數(shù)(特別參照?qǐng)D2、圖4)，所以調(diào)整時(shí)間伴隨頻帶數(shù)的增加也增加成為課題。例如，在 將頻率特性補(bǔ)償器901B3的頻帶數(shù)從4增加2倍而增加到8的情況下，進(jìn)行一次全部頻帶 的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)的調(diào)整所需的時(shí)間與頻帶數(shù)為4的情況相比加長(zhǎng)2倍。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種可進(jìn)行頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)(相位和振幅)的 高速調(diào)整的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器和其失真補(bǔ)償控制方法。本發(fā)明的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器是，對(duì)輸入信號(hào)附加用于消除在功率放大器中產(chǎn) 生的失真分量的失真補(bǔ)償分量的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器。將N設(shè)為預(yù)定的3以上的奇數(shù)， 將M設(shè)為預(yù)定的2以上的整數(shù)。本發(fā)明的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器包括線(xiàn)性傳遞路徑，對(duì)輸 入信號(hào)進(jìn)行延遲傳遞；失真產(chǎn)生路徑，將N次頻率特性補(bǔ)償器的輸出作為失真補(bǔ)償分量而 輸出；合成器，將線(xiàn)性傳遞路徑和失真產(chǎn)生路徑的輸出進(jìn)行合成；失真觀測(cè)器，觀測(cè)在對(duì)合 成器的輸出進(jìn)行功率放大的功率放大器的輸出中包含的失真分量；以及控制器，基于失真 觀測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果，對(duì)N次頻率特性補(bǔ)償器設(shè)定各個(gè)頻帶的相位和振幅的調(diào)整量。失真產(chǎn) 生路徑包括N次失真產(chǎn)生器，產(chǎn)生輸入信號(hào)的N次失真分量；N次失真矢量調(diào)整器，調(diào)整N 次失真分量的振幅和相位；以及N次頻率特性補(bǔ)償器，將N次失真矢量調(diào)整器的輸出在頻域 中分割為M個(gè)頻帶，對(duì)每個(gè)頻帶調(diào)整相位和振幅?？刂破靼ㄏ辔辉O(shè)定單元，將各個(gè)頻帶 的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在N次頻率特性補(bǔ)償器中；振幅設(shè)定單元，將各個(gè)頻帶的振幅的 調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在N次頻率特性補(bǔ)償器中；以及處理控制單元。處理控制單元判定用于表示在功率放大器中產(chǎn)生的失真分量被消除的程度的指標(biāo)是否滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的條件，在不滿(mǎn) 足該條件的情況下，控制以再次進(jìn)行相位設(shè)定單元對(duì)相位的調(diào)整量的設(shè)定和振幅設(shè)定單元 對(duì)振幅的調(diào)整量的設(shè)定。并且，本發(fā)明的失真補(bǔ)償控制方法是冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方 法，其特征在于，包括(a)相位設(shè)定步驟，將各個(gè)頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在N次頻率 特性補(bǔ)償器中；(b)振幅設(shè)定步驟，將各個(gè)頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在N次頻率特性補(bǔ) 償器中；以及(c)處理控制步驟，判定用于表示在功率放大器中產(chǎn)生的失真分量被消除的 程度的指標(biāo)是否滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的條件，在不滿(mǎn)足該條件的情況下，控制以再次進(jìn)行相位設(shè) 定步驟和振幅設(shè)定步驟。根據(jù)本發(fā)明，由于對(duì)失真分量的全部頻帶將相位和振幅分別統(tǒng)一設(shè)定在頻率特性 補(bǔ)償器中，所以能夠進(jìn)行頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)的快速調(diào)整。


圖1是表示以往的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖2是表示頻率特性補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖3是頻率特性補(bǔ)償器的頻帶分割例子。圖4是表示以往的頻率特性補(bǔ)償器的控制方法的流程圖。圖5是第1實(shí)施方式的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的方框圖。圖6是控制器的功能結(jié)構(gòu)圖。圖7是第1實(shí)施方式的處理流程圖。圖8是在第1實(shí)施方式的發(fā)送信號(hào)頻帶和失真分量頻帶的例子。圖9是表示數(shù)字預(yù)失真器和功率放大器的等效低通系統(tǒng)(low-passsystem)模型 的圖。圖10是第1實(shí)施方式的相位統(tǒng)一調(diào)整處理流程1的流程圖。圖11是第1實(shí)施方式的振幅統(tǒng)一調(diào)整處理流程1的流程圖。圖12是采用了第1實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)中的頻率特性補(bǔ)償器的頻帶分割例子。圖13A是表示以往方法的相位調(diào)整的處理流程的圖。圖13B是表示關(guān)于相位的調(diào) 整的第1實(shí)施方式的相位調(diào)整的處理流程的圖。圖14A是表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的頻譜的圖。圖14B是表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的調(diào)整時(shí)間的圖。圖15是第1實(shí)施方式的相位統(tǒng)一調(diào)整處理流程2的流程圖。圖16是第1實(shí)施方式的振幅統(tǒng)一調(diào)整處理流程2的流程圖。圖17是第2實(shí)施方式中的處理流程圖。圖18是第3實(shí)施方式中的處理流程圖。圖19是第4實(shí)施方式中的處理流程圖。圖20是第4實(shí)施方式中的相位單獨(dú)調(diào)整處理流程1的流程圖。圖21是第4實(shí)施方式中的振幅單獨(dú)調(diào)整處理流程1的流程圖。圖22是第4實(shí)施方式中的相位單獨(dú)調(diào)整處理流程2的流程圖。圖23是第4實(shí)施方式中的振幅單獨(dú)調(diào)整處理流程2的流程圖。圖24是第4實(shí)施方式的變形實(shí)施例中的處理流程圖。
圖25是第4實(shí)施方式的變形實(shí)施例中的相位/振幅單獨(dú)調(diào)整處理流程1的流程圖。圖26是第4實(shí)施方式的變形實(shí)施例中的相位/振幅單獨(dú)調(diào)整處理流程2的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖5表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器100的結(jié)構(gòu)和其周邊裝 置。圖5所示的周邊裝置是數(shù)字預(yù)失真器輸入信號(hào)產(chǎn)生裝置990、放大裝置950、以及獲取 放大裝置950的輸出的一部分并生成反饋到冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器100的信號(hào)的反饋信號(hào) 生成裝置960。放大裝置950和反饋信號(hào)生成裝置960與作為以往例子而說(shuō)明的數(shù)字預(yù)失 真器900的周邊裝置相同，所以援用該說(shuō)明并省略重復(fù)說(shuō)明。數(shù)字預(yù)失真器輸入信號(hào)產(chǎn)生裝置990包括發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生器991、導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器 992、以及切換發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生器輸出和導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器輸出的切換器993。發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生器 991輸出的數(shù)字輸入發(fā)送信號(hào)是包含期望的信息的信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器992輸出的導(dǎo)頻 信號(hào)是在決定后述的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)時(shí)使用的信號(hào)。關(guān)于導(dǎo)頻信號(hào)的頻率等沒(méi)有特別 限定。在第1實(shí)施方式中，表示數(shù)字輸入發(fā)送信號(hào)和導(dǎo)頻信號(hào)分別由I相信號(hào)和Q相信號(hào) (I/Q信號(hào))構(gòu)成的情況。第1實(shí)施方式的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器100包括線(xiàn)性傳遞路徑101A、N次失 真產(chǎn)生路徑101B、分配器102、合成器103、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 104、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (ADC) 105、失真觀測(cè)器106、控制器107。線(xiàn)性傳遞路徑IOlA包括延遲器101A1。N次失真 產(chǎn)生路徑IOlB包括N次失真產(chǎn)生器101B1、N次失真矢量調(diào)整器101B2、以及N次頻率特性 補(bǔ)償器101B3。分配器102將I相信號(hào)和Q相信號(hào)分別分配給線(xiàn)性傳遞路徑IOlA和N次失 真產(chǎn)生路徑101B。合成器103對(duì)I相信號(hào)和Q相信號(hào)分別合成線(xiàn)性傳遞路徑IOlA的輸出 和N次失真產(chǎn)生路徑IOlB的輸出。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 104對(duì)I相信號(hào)和Q相信號(hào)分別 將合成器103的輸出(附加了失真補(bǔ)償信號(hào)的數(shù)字I/Q信號(hào))轉(zhuǎn)換為模擬I/Q信號(hào)。模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 105將放大裝置950的輸出的一部分作為反饋信號(hào)而獲取的反饋信號(hào)生 成裝置960的輸出(模擬I/Q信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字I/Q信號(hào)。失真觀測(cè)器106從ADC105的 輸出(數(shù)字I/Q信號(hào))中分別測(cè)定發(fā)送信號(hào)頻帶內(nèi)的功率和在N次頻率特性補(bǔ)償器101B3 分割的頻帶內(nèi)通過(guò)放大裝置950產(chǎn)生的N次失真分量的功率。控制器107基于失真觀測(cè)器 106的輸出，調(diào)整在N次失真矢量調(diào)整器101B2中設(shè)定的矢量系數(shù)(振幅和相位)和在N次 頻率特性補(bǔ)償器101B3中設(shè)定的1個(gè)以上的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)(振幅和相位)。N是預(yù) 定的3以上的奇數(shù)。在該例子中，設(shè)為N = 3?？刂破?07包括相位設(shè)定單元1071、振幅設(shè)定單元1072、處理控制單元1073 (參 照?qǐng)D6)。相位設(shè)定單元1071將M個(gè)失真分量頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在3次頻率特 性補(bǔ)償器101B3中。振幅設(shè)定單元1072將M個(gè)失真分量頻帶(M是預(yù)定的2以上的整數(shù)) 的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在3次頻率特性補(bǔ)償器101B3中。處理控制單元1073判定表示 在功率放大器953中產(chǎn)生的失真分量被消除的程度的指標(biāo)(如后所述，例如為ACLR)是否 滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的條件(小于目標(biāo)值或者目標(biāo)值以下)，在不滿(mǎn)足該條件的情況下，控制以再次進(jìn)行通過(guò)相位設(shè)定單元1071對(duì)相位的調(diào)整量的設(shè)定和通過(guò)振幅設(shè)定單元1072對(duì)振幅的 調(diào)整量的設(shè)定。另外，在第1實(shí)施方式中，僅將3次失真分量作為失真補(bǔ)償?shù)膶?duì)象，但也可以通過(guò) 構(gòu)成為將一個(gè)以上的不同的W(w是5以上的奇數(shù))次失真產(chǎn)生路徑并聯(lián)連接到3次失真產(chǎn) 生路徑IOlB中，從而將多個(gè)奇數(shù)次失真分量設(shè)為失真補(bǔ)償?shù)膶?duì)象。3次頻率特性補(bǔ)償器101B3將3次失真矢量調(diào)整期101B2的輸出變換為頻域，且 如圖3所示對(duì)3次失真分量上側(cè)/下側(cè)的頻帶進(jìn)行M分割。3次頻率特性補(bǔ)償器101B3包 括串并變換器(S/P) 101B31、快速傅里葉變換器(FFT) 101B32、復(fù)數(shù)乘法器(C. Μ.) 101B33、 快速傅里葉逆變換器(IFFT) 101B34、并串變換器(P/S) 101B35。S/P101B31對(duì)3次失真矢量 調(diào)整器101B2的輸出進(jìn)行串并變換。FFT101B32將S/P101B31的輸出變換為頻域。復(fù)數(shù)乘 法器101B33通過(guò)對(duì)被M分割的每個(gè)頻帶乘以從控制器107提供的頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)，從 而調(diào)整相位和振幅。IFFT101B34將復(fù)數(shù)乘法器101B33的輸出變換為時(shí)域。P/S101B35對(duì) IFFT101B34的輸出進(jìn)行并串變換。這樣，3次頻率特性補(bǔ)償器101B3使用通過(guò)控制器107 設(shè)定的頻率特性補(bǔ)償系數(shù)(相位和振幅)，對(duì)被M分割的每個(gè)頻帶調(diào)整相位和振幅。數(shù)字預(yù)失真器100直到將3次失真分量最小化(3次失真分量成為目標(biāo)值以下) 為止，將輸入信號(hào)設(shè)為導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生器992的輸出(導(dǎo)頻信號(hào))，在將3次失真分量最小化 之后(3次失真分量成為目標(biāo)值以下之后)，通過(guò)切換器993的切換，將輸入信號(hào)設(shè)為發(fā)送信 號(hào)產(chǎn)生器991的輸出(發(fā)送信號(hào))。參照?qǐng)D7說(shuō)明控制器107執(zhí)行的、將對(duì)于M個(gè)頻帶的每個(gè)頻帶的相位的調(diào)整量和 振幅的調(diào)整量設(shè)定在3次頻率特性補(bǔ)償器101B3中的處理的流程。接著，將OFDM信號(hào)用作 發(fā)送信號(hào)的情況為例具體說(shuō)明。OFDM信號(hào)具有帶寬為3. 84MHz且路徑滾降率(route roll off rate)為0. 22的64個(gè)副載波。各個(gè)副載波的調(diào)制方式是QPSK調(diào)制。其中，可任意地設(shè) 定帶寬、路徑滾降率、副載波數(shù)、各個(gè)副載波的調(diào)制方式等。此外，也可以是WCDMA信號(hào)或基 于其他方式的信號(hào)等，根據(jù)想要在放大裝置950中放大的信號(hào)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定發(fā)送信號(hào)。作 為失真補(bǔ)償?shù)呐卸ㄖ笜?biāo)(即，表示在功率放大器中產(chǎn)生的失真分量被消除的程度的指標(biāo)) 而使用了 ACLR(Adjacent Channel Leakage PowerRatio，相鄰信道泄露功率比)。如圖8 所示，這里的ACLR設(shè)為在偏離中心頻率士5MHz的失調(diào)點(diǎn)中的3次失真分量上側(cè)/下側(cè)頻 帶(3. 84MHz帶寬)內(nèi)功率和發(fā)送信號(hào)頻帶(3. 84MHz帶寬)內(nèi)功率之比。也可以根據(jù)發(fā)送 信號(hào)的帶寬而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定離中心頻率的失調(diào)點(diǎn)和3次失真分量頻帶。在第1實(shí)施方式中， 作為失真補(bǔ)償?shù)呐卸ㄖ笜?biāo)而使用了 ACLR，但也可以作為上側(cè)/下側(cè)各自的3次失真分量頻 帶內(nèi)的功率。此外，設(shè)為通過(guò)已知的方法已經(jīng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了 3次失真矢量調(diào)整器101B2的相位 和振幅的各個(gè)調(diào)整量。例如，在將3次失真分量頻帶的功率設(shè)為指標(biāo)的情況下，控制器107 在3次失真矢量調(diào)整器101B2中設(shè)定相位和振幅的各個(gè)調(diào)整量，使得上側(cè)/下側(cè)的任一個(gè) 3次失真分量頻帶的功率成為最小(達(dá)到目標(biāo)值)。作為決定相位和振幅的各個(gè)調(diào)整量的 方法的一個(gè)例子，有攝動(dòng)法(perturbation method)(參照野島俊雄，岡本栄晴，大山徹，”
^夕口波SSB-AM方式用^J fM ；^卜一 * 3 >非線(xiàn)形 楠償回路，，，電子通信學(xué)會(huì)論 文誌，Vol. J67-B, No. 1，Jan. 1984.)。在使用了攝動(dòng)法的相位調(diào)整量的決定中，測(cè)定在最初 設(shè)定的相位的調(diào)整量的前后的3次失真分量頻帶的功率，并將相位的調(diào)整量向3次失真分量頻帶的功率減少的方向變更偏移量，并測(cè)定3次失真分量頻帶的功率。通過(guò)重復(fù)相位的 調(diào)整量的變更和3次失真分量頻帶的功率測(cè)定，從而求出3次失真分量頻帶的功率成為最 小的相位的調(diào)整量。對(duì)于振幅也是相同的。另外，控制器107具有用于在3次失真矢量調(diào) 整器101B2中設(shè)定相位和振幅的各個(gè)調(diào)整量的功能要素，但對(duì)于3次失真矢量調(diào)整器101B2 的相位和振幅的各個(gè)調(diào)整量的設(shè)定處理相對(duì)于對(duì)于3次頻率特性補(bǔ)償器101B3的相位和振 幅的各個(gè)調(diào)整量的設(shè)定處理獨(dú)立且前置來(lái)進(jìn)行，所以沒(méi)有圖示該功能要素。用于控制相位和振幅的調(diào)整量的處理流程首先，控制器107的相位設(shè)定單元1071將M個(gè)失真分量頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一 設(shè)定在3次頻率特性補(bǔ)償器101B3中(相位統(tǒng)一調(diào)整處理；S101)?？刂破?07的振幅設(shè)定 單元1072將M個(gè)失真分量頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在3次頻率特性補(bǔ)償器101B3中 (振幅統(tǒng)一調(diào)整處理；S102)。失真觀測(cè)器106測(cè)定發(fā)送信號(hào)頻帶內(nèi)的功率和M個(gè)失真分量 頻帶的功率而求出ACLR(ACLR測(cè)定處理；S103)。控制器107的處理控制單元1073依次重 復(fù)SlOl S103，直到測(cè)定的ACLR小于目標(biāo)值為止(ACLR判定處理；S104)。這里，在將M個(gè) 失真分量頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定之后，將M個(gè)失真分量頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè) 定。這是因?yàn)椋鄬?duì)于相位的變化量的失真分量的增減量一般比相對(duì)于振幅的變化量的失 真分量的增減量大。但是，根據(jù)功率放大器953的性質(zhì)，也有相對(duì)于振幅的變化量的失真分 量的增減量比相對(duì)于相位的變化量的失真分量的增減量大的情況。在這樣的情況下，優(yōu)選 在將M個(gè)失真分量頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定之后，將M個(gè)失真分量頻帶的相位的調(diào)整 量統(tǒng)一設(shè)定。說(shuō)明控制器107的相位統(tǒng)一調(diào)整處理(將本處理設(shè)為相位統(tǒng)一調(diào)整處理流程1)。 以下，對(duì)3次頻率特性補(bǔ)償器101B3的被M分割的頻帶分別設(shè)定的相位的調(diào)整量設(shè)為Xm(0
Μ)，將在被分割的頻帶內(nèi)的失真分量的功率設(shè)為Dm。參 照 J. Ohkawara, Y. Suzuki, and S. Narahashi, ” Fast Calculation Scheme forFrequency Characteristic Compensator of Digital Predistortion Linearizer， 〃 IEEEVehicular Technology Conference Spring 2009， proceedings， April 2009，分別說(shuō)明提供給3次頻率特性補(bǔ)償器的相位的調(diào)整量和失真分量的關(guān)系以及 提供給3次頻率特性補(bǔ)償器的振幅的調(diào)整量和失真分量的關(guān)系。圖9表示數(shù)字預(yù)失真器和 功率放大器的等效低通系統(tǒng)模型。功率放大器由放大路徑和3次失真產(chǎn)生路徑構(gòu)成。這 里，將s(t)設(shè)為數(shù)字預(yù)失真器的輸入信號(hào)，將α、β分別設(shè)為在數(shù)字預(yù)失真器中的3次失 真矢量調(diào)整器的振幅和相位，將g(t)設(shè)為在數(shù)字預(yù)失真器中的3次頻率特性補(bǔ)償器的脈沖 響應(yīng)，將^設(shè)為在功率放大器中的放大路徑的增益，將r3、θ分別設(shè)為在功率放大器中的3 次失真產(chǎn)生路徑的增益和相位，將h (t)設(shè)為表示在功率放大器中的3次失真分量的頻率依 賴(lài)性的脈沖響應(yīng)。功率放大器輸出信號(hào)ζ (t)表示為z(t) = T1 (s (t) + α eJ 0 g (t) *s3 (t)) +r3eJ θ h (t) * (s (t) + α eJ 0 g (t) *s3 (t))3 (1)，其中，*表示卷積。在式(1)中，若僅著眼于3次失真分量，則失真分量e(t)表示為e (t) = r3eJ θ h (t) *s3 (t) +Γ! α eJ 0 g (t) *s3 (t) (2)。若將式(2)變換為頻域，則成為
11
E (f) = (r,eJ θH(f) +r, α eJ0G (f)) S, (f) ⑶ 這里，E(f)、H(f)、G(f)、S3(f)分別是“仏?。、砒Q⑴乂⑴的L點(diǎn)離散傅里葉 變換。將3次頻率特性補(bǔ)償器的被分割的頻帶m中的失真分量的頻率特性Hm設(shè)為
權(quán)利要求
1.一種冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器，對(duì)輸入信號(hào)附加用于消除在功率放大器中產(chǎn)生的失真 分量的失真補(bǔ)償分量，其中，所述冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器將N設(shè)為預(yù)定的3以上的奇數(shù)，將M設(shè)為預(yù)定的2以上的 整數(shù)，且包括線(xiàn)性傳遞路徑，對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行延遲傳遞；失真產(chǎn)生路徑，包括N次失真產(chǎn)生器，產(chǎn)生所述輸入信號(hào)的N次失真分量；N次失真矢 量調(diào)整器，調(diào)整所述N次失真分量的振幅和相位；以及N次頻率特性補(bǔ)償器，將所述N次失 真矢量調(diào)整器的輸出在頻域中分割為M個(gè)頻帶，對(duì)每個(gè)頻帶調(diào)整相位和振幅，該失真產(chǎn)生 路徑將所述N次頻率特性補(bǔ)償器的輸出作為所述失真補(bǔ)償分量而輸出， 合成器，將所述線(xiàn)性傳遞路徑和所述失真產(chǎn)生路徑的輸出進(jìn)行合成； 失真觀測(cè)器，觀測(cè)在對(duì)所述合成器的輸出進(jìn)行放大的所述功率放大器的輸出中包含的 失真分量；以及控制器，基于所述失真觀測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果，對(duì)所述N次頻率特性補(bǔ)償器設(shè)定各個(gè)所述 頻帶的相位和振幅的調(diào)整量， 所述控制器包括相位設(shè)定單元，將各個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中；振幅設(shè)定單元，將各個(gè)所述頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器 中；以及處理控制單元，判定用于表示在所述功率放大器中產(chǎn)生的失真分量被消除的程度的指 標(biāo)是否滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的條件，在不滿(mǎn)足該條件的情況下，控制以再次進(jìn)行所述相位設(shè)定單 元對(duì)相位的調(diào)整量的設(shè)定和所述振幅設(shè)定單元對(duì)振幅的調(diào)整量的設(shè)定。
2.一種冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方法，其中，所述冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器將N設(shè)為預(yù)定的3以上的奇數(shù)，將M設(shè)為預(yù)定的2以上的 整數(shù)，且包括線(xiàn)性傳遞路徑，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行延遲傳遞；失真產(chǎn)生路徑，包括N次失真產(chǎn)生器，產(chǎn)生所述輸入信號(hào)的N次失真分量；N次失真矢 量調(diào)整器，調(diào)整所述N次失真分量的振幅和相位；以及N次頻率特性補(bǔ)償器，將所述N次失 真矢量調(diào)整器的輸出在頻域中分割為M個(gè)頻帶，對(duì)每個(gè)頻帶調(diào)整相位和振幅，該失真產(chǎn)生 路徑將所述N次頻率特性補(bǔ)償器的輸出作為所述失真補(bǔ)償分量而輸出， 合成器，將所述線(xiàn)性傳遞路徑和所述失真產(chǎn)生路徑的輸出進(jìn)行合成； 失真觀測(cè)器，觀測(cè)在對(duì)所述合成器的輸出進(jìn)行放大的所述功率放大器的輸出中包含的 失真分量；以及控制器，基于所述失真觀測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果，對(duì)所述N次頻率特性補(bǔ)償器設(shè)定各個(gè)所述 頻帶的相位和振幅的調(diào)整量，所述失真補(bǔ)償控制方法包括相位設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中；振幅設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中；以及處理控制步驟，判定用于表示在所述功率放大器中產(chǎn)生的失真分量被消除的程度的指 標(biāo)是否滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的條件，在不滿(mǎn)足該條件的情況下，控制以再次進(jìn)行所述相位設(shè)定步 驟和所述振幅設(shè)定步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方法，其特征在于， 將Ll作為預(yù)定的3以上的整數(shù)，所述相位設(shè)定步驟包括初始相位設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的相位的初始調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特 性補(bǔ)償器中；相位記錄步驟，對(duì)每個(gè)所述頻帶，將對(duì)所述N次頻率特性補(bǔ)償器設(shè)定的各個(gè)所述頻帶 的相位的調(diào)整量，和在通過(guò)所述N次頻率特性補(bǔ)償器進(jìn)行了基于該調(diào)整量的相位的調(diào)整 時(shí)、在所述觀測(cè)器觀測(cè)到的每個(gè)所述頻帶的失真分量組合而記錄相位調(diào)整量變更步驟，對(duì)每個(gè)所述頻帶，將各個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量變更預(yù)先設(shè) 定的偏移量；重復(fù)步驟，將所述相位記錄步驟和所述相位調(diào)整量變更步驟重復(fù)Ll次； 相位近似處理步驟，使用對(duì)每個(gè)所述頻帶、在所述相位記錄步驟中記錄的所述組合， 對(duì)每個(gè)所述頻帶求出表示相位的調(diào)整量χ和失真分量d之間的關(guān)系的2次函數(shù)即d = a2x2+a1x+a0 ^MWi a2> B1 > a0 ；相位計(jì)算步驟，使用在上述相位近似處理步驟中求出的系數(shù)，對(duì)每個(gè)所述頻帶求出提 供上述2次函數(shù)的最小值的相位的調(diào)整量-Ei1/ (2a2)；以及最終相位設(shè)定步驟，將在上述相位計(jì)算步驟中求出的每個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng) 一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中。
4.如權(quán)利要求2所述的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方法，其特征在于， 將Ll作為預(yù)定的3以上的整數(shù)，所述相位設(shè)定步驟包括初始相位設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的相位的初始調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特 性補(bǔ)償器中；相位記錄步驟，對(duì)每個(gè)所述頻帶，將在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中設(shè)定的各個(gè)所述頻 帶的相位的調(diào)整量，和在通過(guò)所述N次頻率特性補(bǔ)償器進(jìn)行了基于該調(diào)整量的相位的調(diào)整 時(shí)、在所述觀測(cè)器觀測(cè)到的每個(gè)所述頻帶的失真分量組合而記錄；相位調(diào)整量變更步驟，對(duì)每個(gè)所述頻帶，將各個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量變更預(yù)先設(shè) 定的偏移量；重復(fù)步驟，將所述相位記錄步驟和所述相位調(diào)整量變更步驟重復(fù)Ll次； 余弦函數(shù)導(dǎo)出處理步驟，使用對(duì)每個(gè)所述頻帶、在所述相位記錄步驟中記錄的所述組 合，對(duì)每個(gè)所述頻帶求出表示相位的調(diào)整量χ和失真分量d之間的關(guān)系的余弦函數(shù)即d =C2COS (C1-X)+C0 的系數(shù) C2> C” C0 ；相位計(jì)算步驟，作為以弧度表現(xiàn)相位的調(diào)整量的單位，使用在上述余弦函數(shù)導(dǎo)出處 理步驟中求出的系數(shù)，對(duì)每個(gè)所述頻帶求出提供上述余弦函數(shù)的最小值的相位的調(diào)整量 C1-^ ；以及最終相位設(shè)定步驟，將在上述相位計(jì)算步驟中求出的每個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng) 一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中。
5.如權(quán)利要求2所述的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方法，其特征在于， 所述相位設(shè)定步驟包括初始相位設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的相位的初始調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特 性補(bǔ)償器中；相位判定步驟，判定在由所述N次頻率特性補(bǔ)償器進(jìn)行了基于在所述N次頻率特性補(bǔ) 償器中設(shè)定的各個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量的相位的調(diào)整時(shí)、在所述觀測(cè)器觀測(cè)到的每個(gè) 所述頻帶的各個(gè)失真分量是否為關(guān)于失真分量的當(dāng)前的記錄值以下或者小于記錄值；相位更新步驟，在通過(guò)上述相位判定步驟的判定，觀測(cè)到的失真分量為當(dāng)前的記錄值 以下或者小于記錄值的所述頻帶即不良頻帶存在一個(gè)以上的情況下，對(duì)各個(gè)所述不良頻帶 進(jìn)行如下處理將關(guān)于相位的調(diào)整量的當(dāng)前的記錄值改寫(xiě)為當(dāng)前在所述N次頻率特性補(bǔ)償 器中設(shè)定的該不良頻帶的相位的調(diào)整量，將關(guān)于失真分量的當(dāng)前的記錄值改寫(xiě)為觀測(cè)到的 失真分量，進(jìn)而將該不良頻帶的相位的調(diào)整量變更預(yù)先設(shè)定的偏移量；以及最終相位設(shè)定步驟，在通過(guò)上述相位判定步驟的判定，不良頻帶一個(gè)都不存在的情況 下，將當(dāng)前記錄的每個(gè)所述頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中。
6.如權(quán)利要求2至5的任一項(xiàng)所述的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方法，其 特征在于，將L2作為預(yù)定的3以上的整數(shù)， 所述振幅設(shè)定步驟包括初始振幅設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的振幅的初始調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特 性補(bǔ)償器中；振幅記錄步驟，對(duì)每個(gè)所述頻帶，將在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中設(shè)定的各個(gè)所述頻 帶的振幅的調(diào)整量，和在通過(guò)所述N次頻率特性補(bǔ)償器進(jìn)行了基于該調(diào)整量的振幅的調(diào)整 時(shí)、在所述觀測(cè)器觀測(cè)到的每個(gè)所述頻帶的失真分量組合而記錄；振幅調(diào)整量變更步驟，對(duì)每個(gè)所述頻帶，將各個(gè)所述頻帶的振幅的調(diào)整量變更預(yù)先設(shè) 定的偏移量；重復(fù)步驟，將所述振幅記錄步驟和所述振幅調(diào)整量變更步驟重復(fù)L2次； 振幅近似處理步驟，使用對(duì)每個(gè)所述頻帶、在所述振幅記錄步驟中記錄的所述組合， 對(duì)每個(gè)所述頻帶求出表示振幅的調(diào)整量y和失真分量d之間的關(guān)系的2次函數(shù)即d = b2y2+biy+b0 的系數(shù) Ivb^b0 ；振幅計(jì)算步驟，使用在上述振幅近似處理步驟中求出的系數(shù)，對(duì)每個(gè)所述頻帶求出提 供上述2次函數(shù)的最小值的振幅的調(diào)整量-Id1/ (2b2)；以及最終振幅設(shè)定步驟，將在上述振幅計(jì)算步驟中求出的每個(gè)所述頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng) 一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中。
7.如權(quán)利要求2至5的任一項(xiàng)所述的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的失真補(bǔ)償控制方法，其 特征在于，所述振幅設(shè)定步驟包括初始振幅設(shè)定步驟，將各個(gè)所述頻帶的振幅的初始調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中；振幅判定步驟，判定在由所述N次頻率特性補(bǔ)償器進(jìn)行了基于在所述N次頻率特性補(bǔ) 償器中設(shè)定的各個(gè)所述頻帶的振幅的調(diào)整量的振幅的調(diào)整時(shí)、在所述觀測(cè)器觀測(cè)到的每個(gè) 所述頻帶的各個(gè)失真分量是否為關(guān)于失真分量的當(dāng)前的記錄值以下或者小于記錄值；振幅更新步驟，在通過(guò)上述振幅判定步驟的判定，觀測(cè)到的失真分量為當(dāng)前的記錄值 以下或者小于記錄值的所述頻帶即不良頻帶存在一個(gè)以上的情況下，對(duì)各個(gè)所述不良頻帶 進(jìn)行如下處理將關(guān)于振幅的調(diào)整量的當(dāng)前的記錄值改寫(xiě)為當(dāng)前在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中設(shè)定 的該不良頻帶的振幅的調(diào)整量，將關(guān)于失真分量的當(dāng)前的記錄值改寫(xiě)為觀測(cè)到的失真分 量，進(jìn)而將該不良頻帶的振幅的調(diào)整量變更預(yù)先設(shè)定的偏移量；以及最終振幅設(shè)定步驟，在通過(guò)上述振幅判定步驟的判定，不良頻帶一個(gè)都不存在的情況 下，將當(dāng)前記錄的每個(gè)所述頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在所述N次頻率特性補(bǔ)償器中。
全文摘要
提供一種能夠高速調(diào)整頻率特性補(bǔ)償器系數(shù)的冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器和其失真補(bǔ)償控制方法。冪級(jí)數(shù)型數(shù)字預(yù)失真器的控制器如下控制將各個(gè)頻帶的相位的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在N次頻率特性補(bǔ)償器中，將各個(gè)頻帶的振幅的調(diào)整量統(tǒng)一設(shè)定在N次頻率特性補(bǔ)償器中，判定用于表示在功率放大器中產(chǎn)生的失真分量被消除的程度的指標(biāo)是否滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的條件，在不滿(mǎn)足該條件的情況下，再次進(jìn)行相位的調(diào)整量的設(shè)定和振幅的調(diào)整量的設(shè)定。
文檔編號(hào)H03F1/32GK102006013SQ20101026737
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者大河原純?cè)? 楢橋祥一, 鈴木恭宜 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩