專利名稱：失真補償電路和失真補償方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種失真補償電路和失真補償方法，具體地，涉及一種用于輸出具有 預定補償?shù)男盘柕氖д嫜a償電路和失真補償方法，該具有預定補償?shù)男盘柋皇┘咏o放大 器，使得該放大器的輸出信號不發(fā)生失真。
背景技術：
在近年來的數(shù)字無線通信系統(tǒng)中，使用了通過CDMA(碼分多址)方法復用或者通 過OFDM(正交頻分復用)方法的調制。在某些通信系統(tǒng)，例如使用CDMA方法或OFDM方法的 通信系統(tǒng)中，所產生的多調制波具有包括其瞬時電功率遠大于平均電功率的波的特性。因 此，用于上述通信系統(tǒng)的傳輸?shù)墓β史糯笃餍枰３志€性，直至非常高的輸出水平(output level)。這是因為，抑制由非線性失真造成的傳輸頻譜的傳播會降低相鄰信道泄露功率。此 外，瞬時電功率用峰值因數(shù)或者振幅因數(shù)等來表達。
然而，存在這樣一個問題直至非常高的輸出水平(即，直至大的振幅分量)都具 有良好線性的功率放大器具有大的電路規(guī)模、昂貴并且功耗大。因此，通常適當?shù)厥褂迷谛?的振幅(amplitude)分量中具有良好的線性，而在大的振幅分量中具有非線性的功率放大 器。對于具有這種非線性的功率放大器來說，通過使得輸出回退(back-off)盡可能的小， 可以獲得進一步的效率提高。所述回退是用來降低平均電功率，以防止飽和等等。然而，當 回退降低時，由于輸入信號趨于進入放大器的非線性區(qū)，作為無線傳輸信號的失真分量的 相鄰信道泄露功率容易變大。
為了抑制由功率放大器的非線性失真造成的相鄰信道泄露功率，已提出了各種失 真補償技術。在這些技術中，作為近年來最常使用的失真補償技術，出現(xiàn)了數(shù)字預失真方 法。
圖5是示出包括數(shù)字預失真方法的失真補償電路的無線發(fā)射器的示例性結構框 圖。圖5的無線發(fā)射器包括傳輸數(shù)據(jù)生成單元21、D/A轉換器(數(shù)模轉換器。下文中稱為 “DAC”) 22A和22B、正交調制器23、基準信號生成器單元對、功率放大器25和失真補償電路 20。失真補償電路20包括非線性失真補償操作單元4、定向耦合器沈、正交解調器27和A/ D轉換器(模數(shù)轉換器。下文中稱為“ADC”)28A*^B、失真補償系數(shù)更新單元5A以及電 功率計算單元8。
非線性失真補償操作單元4基于事先計算的失真補償系數(shù)K和θ，通過復數(shù)乘法， 對來自傳輸數(shù)據(jù)生成單元21的數(shù)字正交基帶信號I和Q執(zhí)行失真補償操作。執(zhí)行了失真補 償操作之后的正交基帶信號I"和Q"被DAC 22Α和22Β轉換為模擬信號，并變?yōu)槟M正交 基帶信號。并且，正交調制器23使用來自基準信號生成器單元M的信號，將所述模擬正交 基帶信號轉換為正交調制信號。該正交調制信號被功率放大器25放大，并被輸出為RF(射 頻)信號。
—部分RF信號經由定向耦合器沈被饋送到正交解調器27，并利用來自基準信號 生成器單元M的信號而被解調為模擬正交基帶信號。該模擬正交基帶信號被ADC 28Α和528B轉換為數(shù)字信號，并變?yōu)榉答佌换鶐盘枽蚎b。
失真補償系數(shù)更新單元5A將所述反饋正交基帶信號Λ和Qb和來自傳輸數(shù)據(jù)生 成單元21的數(shù)字正交基帶信號I和Q進行比較，并計算出失真補償系數(shù)。該失真補償系數(shù) 更新單元5Α將失真補償系數(shù)更新為最新值并對它進行存儲。此時，失真補償系數(shù)更新單元 5Α通過使得失真補償系數(shù)與正交基帶信號I和Q的電功率相關聯(lián)，來存儲該失真補償系數(shù)。 所述正交基帶信號I和Q的電功率由電功率計算單元8來計算。
非線性失真補償操作單元4讀取與正交基帶信號I和Q的電功率相關聯(lián)的失真補 償系數(shù)，并使用所讀取的失真補償系數(shù)來執(zhí)行失真補償。通過上述的信號處理，實現(xiàn)了自適 應失真補償。
上述的數(shù)字預失真方法的失真補償電路的電路結構是一個例子。還提出了采用用 于正交調制和正交解調的數(shù)字方法的電路結構，或者使用頻率轉換器而不是直接調制的電 路結構。此外，還提出了利用與振幅相關聯(lián)的失真補償系數(shù)而不是與電功率相關聯(lián)的失真 補償系數(shù)來執(zhí)行失真補償操作的電路結構。另外，振幅與電功率的平方根成正比。因此，通 過設置計算振幅的振幅計算單元，可以基于電功率而獲得振幅。
在圖6中示出了包括有上述數(shù)字預失真方法的失真補償電路的無線發(fā)射器的輸 入/輸出特性的例子。圖6分別標識了非線性失真補償操作單元4、功率放大器25和整個 無線發(fā)射器的每輸入電平的輸入/輸出特性，通過將功率放大器25的飽和輸入電平設為1 來歸一化該輸入電平?？梢园l(fā)現(xiàn)，通過非線性失真補償操作單元4，提供具有非線性的功率 放大器25的輸入/輸出特性的相反特性，對于整個無線發(fā)射器而言，獲得了線性的輸入/ 輸出特性。
然而，如非線性失真補償操作單元4的輸入/輸出特性所指出的那樣，當進行失真 補償時，在約0. 5-0. 6的輸入電平處(其比飽和輸入電平1大約要低4dB-6dB)，失真補償操 作后的信號電平達到功率放大器25的飽和點。在沒有補償?shù)那闆r下，通常并不會出現(xiàn)下面 這種現(xiàn)象不使得功率放大器25飽和的輸入電平的范圍被限制為飽和輸入電平之下有限 的范圍。
此外，輸入電平相對于飽和輸入電平的限制量等于實際增益相對于飽和輸出點的 線性增益的減小量。換言之，輸入電平的限制量與線性增益的減小量是相等的。這意味著， 對于圖5的數(shù)字預失真方法的失真補償電路而言，保持“輸出回退=輸入回退”的關系。如 上所述，對于圖5的數(shù)字預失真方法的失真補償電路而言，為了避免在放大器的飽和區(qū)域 內出現(xiàn)削波失真(clipping distortion)，需要限制輸入電平。此外，盡管可以通過限制輸入電平來防止削波失真的出現(xiàn)，預失真方法的失真補償電路無法補償一旦出現(xiàn)的削波失真ο
與預失真方法的失真補償電路相關的上述限制同樣也適用于瞬時輸入。S卩，通過 執(zhí)行失真補償，對于比沒有補償?shù)那闆r下的飽和輸入電平低幾dB的瞬時輸入電平而言，功 率放大器的輸出也達到飽和區(qū)域。因此，存在一個問題，即削波失真增加，而失真補償效果 降低。
此外，“削波失真”是在從中心頻率偏離一定頻率的頻率處的泄露功率與在中心頻 率處的電功率的比，該削波失真是在將信號輸入到具有理想限幅器特性的理想放大器特性 的放大器時生成的。另外，“理想限幅器特性”是指振幅-振幅特性(下文中稱為“AM(振幅調制)/AM特性”)直到飽和點都為線性的這種特性。“理想放大器特性”是指具有“理想限 幅器特性”并且其振幅-相位特性(在下文中，稱為“AM/PM(相位調制)特性”)是平坦的 這種特性。
因此，通過數(shù)字預失真方法的失真補償僅僅補償了由功率放大器產生的AM/AM特 性和AM/PM特性的非線性失真。通過數(shù)字預失真方法的失真補償不能補償飽和區(qū)域內的削 波失真。如上所述，在使用CDMA方法的通信系統(tǒng)或者在使用OFDM調制的通信系統(tǒng)等中產 生的多調制波包括其瞬時功率的振幅遠大于平均電功率的波。因此，由于易出現(xiàn)削波失真， 所以限制輸入信號的瞬時最大電功率不超過用于傳輸?shù)墓β史糯笃鞯娘柡碗姽β适欠浅?重要的。
此外，在例如日本專利申請未審公開No. 2002-223171中公開了通過預失真方法 的失真補償設備。在例如日本專利申請未審公開No. 2004-064711中公開了自適應抑制振 幅的方法。
在日本專利申請未審公開No. 2001-251148(在下文中，稱為“專利文獻1”)和日 本專利申請未審公開No. 2003-168931(在下文中，稱為“專利文獻2”)中公開了用于抑制 非常大的瞬時振幅的失真補償電路，該非常大的瞬時振幅在包封上出現(xiàn)，并且成為上述問 題的一個因素。
在專利文獻1公開的失真補償電路中，通過對在圖5的失真補償系數(shù)更新單元5A 中所計算的失真補償系數(shù)設定限制，解決了上述問題。圖7是示出在專利文獻1中公開的 失真補償系數(shù)更新單元的示例性結構的框圖。
如圖7所示，失真補償系數(shù)更新單元5B包括失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7、失真補償 系數(shù)計算單元6、限制值設定單元16、失真補償系數(shù)校正單元12和系數(shù)限制確定單元13。 此外，在圖7中，相將同的標號賦予與圖5所示的元件相同的那些元件。同樣，在圖7中，在 專利文獻1中公開的附圖中的元件的部分名稱被修正或簡化。
失真補償系數(shù)計算單元6在極坐標上對正交基帶信號I和Q與反饋正交基帶信號 Ib和Qb進行比較、計算振幅差和相位差并且基于它們計算失真補償系數(shù)h。系數(shù)限制確定 單元13利用在失真補償系數(shù)計算單元6中所計算的失真補償系數(shù)h，計算在對所輸入的正 交基帶信號I和Q進行了失真補償操作之后的信號的電功率χ。通過將該電功率χ和對限 制值設定單元16事先設置的上限電功率Pmax進行比較，判定是否對失真補償系數(shù)進行限 制。并且，該判定結果和所計算的失真補償操作之后的電功率χ被輸出到失真補償系數(shù)校 正單元12。
在失真補償操作之后的電功率χ不大于上限電功率Pmax的情況下，不對失真補償 系數(shù)h進行限制。在這種情況下，失真補償系數(shù)校正單元12將在失真補償系數(shù)計算單元6 中所計算的失真補償系數(shù)h原樣地輸出到失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7。
另一方面，當失真補償操作之后的電功率χ大于上限電功率Pmax時，對失真補償 系數(shù)h進行限制。在這種情況下，在進行校正(該校正使得在失真補償系數(shù)計算單元6中 所計算的失真補償系數(shù)h變?yōu)?/m倍)之后，失真補償系數(shù)校正單元12將其輸出到失真補 償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7。這里，m是振幅限制系數(shù)，并且使用下面的公式來計算
m = (x/Pmax)1/2
失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7通過將失真補償系數(shù)h與來自電功率計算單元8的正交基帶信號I和Q的電功率相關聯(lián)，來存儲該失真補償系數(shù)h。
這里，通過使用如圖7所示的包括失真補償系數(shù)更新單元5B的失真補償電路，可 以校正振幅補償系數(shù)的大小，同時保持輸入信號的相位，并限制失真補償操作之后的信號 振幅。
在專利文獻1所描述的技術中，由于對振幅補償系數(shù)自身進行限制，來自功率放 大器25(參照圖5)的反饋正交基帶信號Λ和Qb的振幅被限制。然而，正交基帶信號I和 Q的振幅并未被限制。即，在失真補償系數(shù)計算單元6中，通過正交基帶輸入信號I和Q (其 振幅未被限制)和反饋正交基帶信號讓和Qb(其振幅被限制)之間的比較操作，計算失真 補償系數(shù)。因此，不能正確地獲得反饋正交基帶信號讓和Qb之間和正交基帶輸入信號I 和Q之間的振幅差和相位差。因此，存在不能實現(xiàn)高度精確的失真補償?shù)膯栴}。
作為該問題的解決方法，在專利文獻2中公開了一種方法。專利文獻2的這種方 法利用了這樣一個現(xiàn)象當輸入振幅不超過非線性失真補償操作單元4的失真可補償?shù)纳?限輸入振幅(在圖6的例子中，大約該上限輸入振幅的0. 5-0.6倍)時，失真補償操作之后 的振幅不會超過功率放大器的飽和輸入振幅。換言之，專利文獻2所公開的方法是一種基 于“輸出回退=輸入回退”的關系，限制振幅的最大值的方法。即，在其中進行失真補償操 作的電路之前的部分中，振幅的最大值被限制為輸入振幅是輸出回退加上一有效值這樣一 個水平。
圖8是示出在專利文獻2中描述的無線發(fā)射器的一個示例性結構的框圖。此外， 在圖8中，對與圖5中示出的元件相同的元件賦予相同的標號。圖8的失真補償電路30在 非線性失真補償操作單元4之前的部分中，包括電功率計算單元1、系數(shù)計算單元14、限制 值設定單元15和振幅限制單元3，其他元件與圖5的相同。此外，在圖8中，在專利文獻2 中公開的附圖中的元件的部分名稱被修正或簡化。
電功率計算單元1計算正交基帶信號I和Q的電功率P，并將該電功率P輸出到系 數(shù)計算單元14。該系數(shù)計算單元14將該電功率P和事先對限制值設定單元15設置的電功 率限制值Pth進行比較。在電功率P不大于電功率限制值Pth的情況下，該系數(shù)計算單元 14判定不進行振幅限制，并輸出1作為乘法系數(shù)(multiplier coefficient)。另一方面， 在電功率P大于電功率限制值Pth的情況下，該系數(shù)計算單元14判定執(zhí)行振幅限制，并輸 出(Pth/P)"2作為乘法系數(shù)。另外，執(zhí)行振幅限制時的乘法系數(shù)并不限制于這個值，而是使 得正交基帶信號I和Q的電功率P不大于限制值Pth的任何值都可以。
振幅限制單元3通過將來自系數(shù)計算單元14的乘法系數(shù)乘以來自傳輸數(shù)據(jù) 生成單元21的正交基帶信號的I分量和Q分量的每一個，通過“環(huán)形削波(circular clipping) ”來執(zhí)行振幅限制。該“環(huán)形削波”是這樣一種削波，其中作為I分量和Q分量被 合成的結果的振幅被限制為對于所有相位都不超過一固定值。非線性失真補償操作單元4 通過基于失真補償系數(shù)的復數(shù)乘法，對執(zhí)行了信號的振幅限制之后的正交基帶信號Γ和 Q'執(zhí)行失真補償。失真補償系數(shù)的更新方法和失真補償系數(shù)的參照方法與上述的例子相 似。
因此，在專利文獻2公開的失真補償電路中，在執(zhí)行了正交基帶傳輸信號的振幅 限制之后，通過在正交坐標系上的環(huán)形削波，來執(zhí)行非線性失真補償。相應地，在專利文獻 2中公開的失真補償電路在獲得振幅差和相位差、抑制削波失真分量的操作中不會失誤，并8且能夠實質地改進非線性失真補償效果。 發(fā)明內容
技術問題
然而，上述技術分別具有下面的問題。在專利文獻2描述的技術中，當功率放大器 25的特性總是恒定時，將不會出現(xiàn)有關失真補償?shù)膯栴}。然而，在由于老化或溫度變化而導 致功率放大器25的飽和輸出電平降低(輸出回退降低)的情況下，或者在功率放大器25 發(fā)生故障的情況下，不能確保優(yōu)異的失真補償操作。
例如，當功率放大器25的飽和輸出電平降低時，圖6中所示的非線性失真補償操 作單元4的失真可補償上限輸入電平也降低。此時，由于限制值設定單元15的電功率限制 值Pth沒有改變，振幅限制之后的信號電平超過非線性失真補償操作單元4的失真可補償 上限輸入電平。并且，由于對于失真補償操作之后的信號的振幅沒有進行限制，因此發(fā)生削 波失真。同樣，當功率放大器25的飽和輸出電平進一步降低，并且失真補償系數(shù)已經偏離 時，存在非常大的信號振幅被輸入給功率放大器，并且功率放大器發(fā)生故障的風險。
如上所述，為了進行優(yōu)異的失真補償，僅僅通過專利文獻2所描述的技術來對正 交基帶信號進行振幅限制是不夠的。因此，由于需要與對失真補償之后的信號電平進行限 制或者對失真補償系數(shù)自身進行限制的技術(例如，對比文獻1中描述的技術)并用，沒有 解決無法計算高度精確的失真補償系數(shù)的問題。
鑒于上述現(xiàn)有技術中的問題而做出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種失真補償電 路和失真補償方法，其限制失真補償之后的信號的信號電平，并提高失真補償效果。
技術方案
本發(fā)明的失真補償電路包括輸入電平限制裝置，其將來自外部的輸入信號的信 號電平限制為不高于第一限制值，并輸出失真補償之前的信號；失真補償裝置，其基于失真 補償系數(shù)，對所述失真補償之前的信號執(zhí)行失真補償處理，并輸出失真補償之后的信號；失 真補償系數(shù)計算裝置，其基于放大所述失真補償之后的信號的放大器的部分輸出信號和所 述失真補償之前的信號之間的差，計算用于補償所述放大器的輸出信號的失真的系數(shù)，作 為失真補償系數(shù)；存儲裝置，其通過將所述失真補償系數(shù)與所述失真補償之前的信號的信 號電平相關聯(lián)，存儲該失真補償系數(shù)；以及限制值計算裝置，當在基于存儲在所述存儲裝置 中的失真補償系數(shù)執(zhí)行失真補償處理的時候的信號電平不高于第二限制值時，計算所述失 真補償之前的信號的信號電平作為所述第一限制值，其中該第二限制值是放大器的輸入信 號的信號電平的限制值。
本發(fā)明的失真補償方法包括將來自外部的輸入信號的信號電平限制為不高于第 一限制值，并輸出失真補償之前的信號的步驟；基于失真補償系數(shù)，對所述失真補償之前的 信號執(zhí)行失真補償處理，并輸出失真補償之后的信號的步驟；基于放大所述失真補償之后 的信號的放大器的部分輸出信號和所述失真補償之前的信號之間的差，計算用于補償所述 放大器的輸出信號的失真的系數(shù)作為失真補償系數(shù)的步驟；通過將所述失真補償系數(shù)與所 述失真補償之前的信號的信號電平相關聯(lián)，存儲該失真補償系數(shù)的步驟；以及當在基于存 儲在所述存儲裝置中的失真補償系數(shù)執(zhí)行所述失真補償處理的時候的信號電平不高于第 二限制值時，計算所述失真補償之前的信號的信號電平作為所述第一限制值的步驟，其中9該第二限制值是放大器的輸入信號的信號電平的限制值。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的失真補償電路和失真補償方法具有改進失真補償效果的功效。


圖1是本發(fā)明的第一實施例的失真補償電路的示意性框圖。
圖2是示出本發(fā)明的第二示例性實施例的失真補償電路的結構的框圖。
圖3是示出本發(fā)明的第三示例性實施例的失真補償電路的結構的框圖。
圖4是示出本發(fā)明的第四示例性實施例的失真補償電路的結構的框圖。
圖5是示出包括了數(shù)字預失真方法的失真補償電路的無線發(fā)射器的示例性結構 的框圖。
圖6是示出數(shù)字預失真方法的失真補償電路的說明圖。
圖7是示出在專利文獻1中描述的失真補償系數(shù)更新單元的示例性結構的框圖。
圖8是示出在專利文獻2中描述的無線發(fā)射器的示例性結構的框圖。
具體實施方式
(第一示例性實施例)
將參照

本發(fā)明的第一示例性實施例。圖1是本發(fā)明的第一示例性實施例 的失真補償電路的示意性框圖。該示例性實施例指出了本發(fā)明的原理，以幫助本發(fā)明的理解。
圖1示出的失真補償電路是這樣一種失真補償電路為了抑制在放大正交基帶傳 輸信號I和Q的放大器中發(fā)生失真，對所述正交基帶傳輸信號I和Q執(zhí)行預定的補償處理。 該失真補償電路包括系數(shù)計算裝置201、振幅限制裝置202、失真補償操作裝置203、失真補 償系數(shù)計算裝置204、存儲裝置205和限制值計算裝置206。
系數(shù)計算裝置201通過比較正交基帶傳輸信號I和Q的電功率值和下面將要說明 的補償之前的電功率限制值，判定是否執(zhí)行所述正交基帶傳輸信號I和Q的振幅限制。并 且，當確定要執(zhí)行振幅限制時，該系數(shù)計算裝置201輸出使得所述正交基帶傳輸信號I和Q 的電功率不大于補償之前的電功率限制值的系數(shù)，作為乘法系數(shù)。
振幅限制裝置202通過使將自系數(shù)計算裝置201的乘法系數(shù)乘以正交基帶傳輸信 號I和Q，執(zhí)行振幅限制。
失真補償系數(shù)計算裝置204獲得振幅限制裝置202的輸出信號I'和Q'與反饋 正交基帶信號Λ和Qb之間的振幅差和相位差，并計算出振幅補償系數(shù)K和相位補償系數(shù) θ，其中該反饋正交基帶信號Λ和Qb是反饋的放大器輸出信號的一部分。
可以通過例如專利文獻1公開的使用LMS (最小均方)算法的自適應信號處理，來 獲得失真補償系數(shù)。即，通過比較失真補償之前的信號和由放大器放大的失真補償之后的 信號，計算出振幅補償系數(shù)K和相位補償系數(shù)θ，使得所比較的信號之間的差為零。失真補 償之前的信號對應于振幅限制裝置202的輸出信號I'和Q'，而由放大器放大的失真補償 之后的信號對應于反饋正交基帶信號讓和恥。此外，失真補償系數(shù)的計算方法不局限于使 用LMS算法的方法。簡言之，失真補償系數(shù)的計算方法可以是計算失真補償系數(shù)以最小化失真補償之前的信號和由放大器放大的失真補償之后的信號之間的差異的方法。
存儲裝置205通過將振幅補償系數(shù)K和相位補償系數(shù)θ與振幅限制裝置202的 輸出信號Γ和Q'的電功率或振幅相關聯(lián)，來存儲該振幅補償系數(shù)K和相位補償系數(shù)θ。 例如，使得輸出信號I'和Q'的電功率或振幅的值成為在存儲裝置205中建立的存儲區(qū)域 的地址。并且作為數(shù)據(jù)，對應于輸出信號Γ和Q'的振幅補償系數(shù)K和相位補償系數(shù)θ 被存儲在所述存儲區(qū)域的該地址上。
失真補償操作裝置203基于振幅補償系數(shù)K和相位補償系數(shù)θ，對振幅限制裝置 202的輸出信號I'和Q'執(zhí)行失真補償。
在由失真補償操作裝置203執(zhí)行對輸出信號I'和Q'的失真補償操作的情況下， 限制值計算裝置206查閱存儲裝置205的存儲內容，并獲得電功率。并且，當該電功率變?yōu)?基本等于補償之后的電功率限制值時，計算輸出信號Γ和Q'的電功率，作為上述的補償 之前的電功率限制值。
換言之，當對輸出信號I'和Q'(它們是失真補償操作之前的信號)執(zhí)行失真補 償操作時，獲取失真補償操作之后的信號的電功率。此時，輸出信號I"和Q"實際上并非 輸出自失真補償操作裝置203，而是，當假設通過失真補償操作裝置203執(zhí)行了失真補償操 作時，獲取失真補償操作之后的信號的電功率。并且，將輸出信號Γ和Q'的電功率設置 為補償之前的電功率限制值，對于該輸出信號Γ和Q'，失真補償操作之后的信號電功率 變?yōu)榛镜扔谑д嫜a償操作之后的電功率限制值。因此，當執(zhí)行失真補償操作時，補償之前 的電功率限制值是用于限制輸出信號Γ和Q'的電功率的限制值，使得失真補償操作之 后的信號的電功率不會大于補償之后的電功率限制值。
因此，限制值計算裝置206基于存儲裝置205的存儲內容，計算在系數(shù)計算裝置 201中的用于執(zhí)行振幅限制的第一限制值。由此，自適應地執(zhí)行對正交基帶傳輸信號I和Q 的振幅限制，并且失真補償操作之后的信號的振幅被限制為不大于第二限制值。
此外，系數(shù)計算裝置201可以通過將正交基帶傳輸信號I和Q的振幅與振幅限制 值(而不是與正交基帶傳輸信號I和Q的電功率)進行比較，來判定是否執(zhí)行振幅限制，其 中該振幅限制值是對振幅的限制值。當決定限制振幅時，系數(shù)計算裝置201輸出用于使得 正交基帶傳輸信號I和Q的振幅不大于該振幅限制值的系數(shù)，作為乘法系數(shù)。
限制值計算裝置206查閱存儲在存儲裝置205中的失真補償系數(shù)，并計算輸出信 號Γ和Q'的振幅作為振幅限制值，使得在對振幅限制裝置202的輸出信號I'和Q'執(zhí) 行失真補償操作的時候的振幅變?yōu)榛旧系扔谘a償之后的振幅限制值。
如上所述，在第一示例性實施例的失真補償電路中，基于電功率限制值或者振幅 限制值來做出是否限制輸入信號的振幅的判定。根據(jù)補償之后的信號電平限制值，決定所 述電功率限制值或者振幅限制值。因此，失真補償操作之后的信號的電功率或振幅被限制 為不大于補償之后的信號電平限制值。由此，由于輸入到放大器的信號的電功率或振幅被 限制為不大于預設的限制值，因此具有了能夠提高失真補償?shù)男Ч墓πА?br> (第二示例性實施例)
接下來，將說明具有使本發(fā)明得以實現(xiàn)的重要部件的第二示例性實施例。圖2是 示出本發(fā)明的第二示例性實施例的失真補償電路的結構的框圖。如所示，該示例性實施例 的失真補償電路就是從第一示例性實施例的失真補償電路中除去了系數(shù)計算裝置201。同11樣，第一示例性實施例中的正交基帶傳輸信號I和Q被概括為單一系統(tǒng)的單一信號。
該示例性實施例的失真補償電路提前對輸出信號(即，放大器的輸入信號)執(zhí)行 預定的失真補償處理，從而抑制放大某些輸入信號的放大器的輸出信號的失真。該失真補 償方法就是上面所述的預失真方法。
該失真補償電路包括輸入電平限制裝置301、失真補償裝置302、失真補償系數(shù)計 算裝置303、存儲裝置304和輸入電平限制值計算裝置305。
輸入電平限制裝置301是廣義的振幅限制裝置202。輸入電平限制裝置301通過 預定的方法將輸入信號306的輸入電平限制為不超過下述的輸入電平限制值。例如，通過 將輸入信號306乘以預定的系數(shù)來限制輸入電平。此外，與第一示例性實施例相似，僅僅當 輸入信號306的輸入電平不小于所述輸入電平限制值時，才限制該輸入電平。
此外，對輸入信號的限制不僅僅是像第一示例性實施例那樣對振幅的限制，還可 以是對廣義“信號電平”的限制?！靶盘栯娖健笔潜硎拘盘柕拇笮〉牧?，其用由伏特來度量的 振幅或者是來由瓦特或dBm來度量的電功率等等表示。
輸入電平限制裝置301限制輸入信號306的信號電平并將失真補償之前的信號 307輸入給失真補償裝置302。下面將說明限制信號電平的條件和限制信號電平的程度。
失真補償裝置302是廣義的失真補償操作裝置203。失真補償裝置302使用稍后 說明的失真補償系數(shù)，對所述失真補償之前的信號307執(zhí)行失真補償。對該失真補償之前 的信號307執(zhí)行的用于失真補償?shù)膶嶋H的信號處理方法并不僅僅限于對該失真補償之前 的信號307乘以失真補償系數(shù)。例如，可以采用使用參照表的表查找方法等等，其中該參 照表將輸入信號與失真補償之后的信號相關聯(lián)。失真補償裝置302將失真補償之后的信號 308輸出到外部放大器(未示出)。該外部放大器放大該失真補償之后的信號308并輸出 放大器輸出信號。
失真補償系數(shù)計算裝置303執(zhí)行與失真補償系數(shù)計算裝置204相似的操作。艮口， 失真補償系數(shù)計算裝置303獲得失真補償之前的信號307與反饋信號309(其為所反饋的 放大器輸出信號的一部分)之間的差異，并基于該差異計算失真補償系數(shù)。例如，所述差異 是振幅差或相位差。
存儲裝置304也執(zhí)行與存儲裝置205相似的操作。即，存儲裝置304通過將失真 補償系數(shù)與失真補償之前的信號307的信號電平相關聯(lián)，來存儲該失真補償系數(shù)。
輸入電平限制值計算裝置305是廣義的限制值計算裝置206。即，該輸入電平限制 值計算裝置305基于存儲在存儲裝置304中的失真補償系數(shù)，改變輸入電平限制值，用來在 輸入電平限制裝置301中限制輸入電平。當假設所述失真補償之前的信號307被失真補償 裝置302失真補償時，輸入電平限制值計算裝置305查閱存儲在存儲裝置304中的失真補 償系數(shù)，并獲得信號電平。為了使該信號電平不大于對失真補償之后的信號308所設置的 補償之后的信號電平限制值，獲得應施加給輸入信號306的輸入電平限制值，即上述的輸 入電平限制值。所述補償之后的信號電平限制值例如是失真補償之后的信號308的信號電 平，其不會使放大器的輸出信號飽和。
此外，當輸入電平限制值計算裝置305計算輸入電平限制值時，失真補償之后的 信號308不被輸出?？傃灾?，當假設失真補償之前的信號307被失真補償?shù)臅r候，獲得失真 補償之后的信號的信號電平，并且基于該信號電平，獲得輸入電平的限制值。
如上所述，在第二示例性實施例的失真補償電路中，基于輸入電平限制值，確定是 否限制輸入信號的信號電平。根據(jù)補償之后的信號電平限制值，來決定輸入電平限制值。因 此，失真補償之后的信號的信號電平被限制為不大于該補償之后的信號電平限制值。由此， 因為輸入給放大器的信號的信號電平被限制為不大于該補償之后的信號電平限制值，因此 獲得了在輸出信號中不出現(xiàn)削波失真以及能夠改進失真補償效果的技術效果。
(第三示例性實施例)
下面，將參照

本發(fā)明的第三示例性實施例。圖3是示出本發(fā)明的第三示 例性實施例的失真補償電路的結構的框圖。對于圖3中那些與圖5和圖8的元件相等同的 元件，賦予同樣的標號。本示例性實施例的失真補償電路用于無線發(fā)射器(例如，無線通信 系統(tǒng)中的基站)，并且是用于補償在放大裝置(例如，功率放大器)中出現(xiàn)的失真的失真補 償電路。該失真補償電路包括電功率計算單元1、系數(shù)計算單元2、振幅限制單元3、非線性 失真補償操作單元4、失真補償系數(shù)更新單元5A、電功率計算單元8、輸入電功率限制值決 定單元9、限制值設定單元10和補償上限輸入電功率計算單元11。失真補償系數(shù)更新單元 5A包括失真補償系數(shù)計算單元6和失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7。
本示例性實施例的失真補償電路基于對數(shù)字正交基帶信號I和Q自適應地決定的 限制值來限制振幅。作為振幅限制方法，可以采用例如通過環(huán)形削波的振幅限定方法或者 使用窗口函數(shù)的振幅限制方法。
在通過環(huán)形削波的振幅限定方法中，計算正交基帶信號I和Q的電功率，對于超過 電功率限制值的信號，限制振幅而保留信號的相位。盡管通過環(huán)形削波的振幅限定方法是 一種簡單的方法，僅僅對超過限制值的那部分執(zhí)行限制處理。因此，在限制點之前和之后的 處理結果中出現(xiàn)不連續(xù)。
另一方面，在使用窗口函數(shù)的振幅限制方法中，當正交基帶信號I和Q的電功率χ 大于電功率限制值y時，生成用于將電功率χ限制為不超過電功率限制值y的窗口函數(shù)。窗 口函數(shù)是這樣一種函數(shù)，其在特定的限制區(qū)間之外的函數(shù)值為0。將具有固定時間間隔的 窗口函數(shù)乘以具有超過電功率限制值y的電功率的信號和具有在電功率限制值y附近的電 功率的信號。作為窗口函數(shù)，可以使用公知的漢寧窗(Harming window)或凱斯窗(Kaisar window) 0盡管該處理是復雜的，但卻不會出現(xiàn)不連續(xù)?？梢允褂蒙鲜稣穹拗品椒ǖ娜魏?一種。下面，將描述使用通過環(huán)形削波的振幅限定方法的情況。
電功率計算單元1計算正交基帶信號I和Q的電功率P ( = I2+Q2)，并將其輸出到 系數(shù)計算單元2。該系數(shù)計算單元2將來自電功率計算單元1的電功率P和給自輸入電功 率限制值決定單元9的電功率限制值Pth進行比較。在電功率P不超過電功率限制值Pth 的情況下，系數(shù)計算單元2確定不執(zhí)行振幅限制，并輸出1作為乘法系數(shù)，從而不限制正交 基帶信號I和Q。另一方面，在電功率P大于電功率限制值Pth的情況下，系數(shù)計算單元2 確定執(zhí)行振幅限制，并輸出(Pth/P)"2作為乘法系數(shù)。此外，執(zhí)行振幅限制時的乘法系數(shù)并 不限制于這個值，而是例如使得正交基帶信號I和Q的電功率P不超過電功率限制值Pth 的任何值都可以。
振幅限制單元3通過使來自系數(shù)計算單元2的乘法系數(shù)乘以正交基帶信號的I分 量和Q分量的每一個，通過環(huán)形削波來執(zhí)行振幅限制。非線性失真補償操作單元4基于來 自失真補償系數(shù)更新單元5A的失真補償系數(shù)K和θ，通過復數(shù)乘法，對進行了振幅限制的13正交基帶信號Γ和Q'執(zhí)行失真補償。在執(zhí)行了失真補償之后，非線性失真補償操作單元 4將正交基帶信號I"和Q"輸出到模擬信號處理單元。該模擬信號處理單元例如是包括圖 5中的DAC 22Α和22Β、正交調制器23和功率放大器25的電路。
失真補償系數(shù)計算單元6在極坐標上對正交基帶信號I'和Q'與反饋正交基帶 信號Λ和Qb進行比較，并計算振幅差和相位差，并且基于該振幅差和相位差計算失真補償 系數(shù)K和θ。失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7將由失真補償系數(shù)計算單元6計算的失真補償系 數(shù)K和θ與由電功率計算單元8計算的正交基帶信號I'和Q'的電功率P'相關聯(lián)，并存 儲該失真補償系數(shù)K和θ。
此外，基于作為功率放大器的部分輸出信號的這樣一個信號來生成所述反饋正交 基帶信號Λ和Qb，該功率放大器位于失真補償電路的下一級，并且所述信號經由定向耦合 器26而被反饋到正交解調器27。反饋到正交解調器27的信號通過來自基準信號生成器單 元M的信號而被解調制為模擬正交基帶信號，然后被轉換為數(shù)字信號并且變?yōu)檎换鶐?信號Ib和Qb (參照圖5和圖8)。
電功率計算單元8計算正交基帶信號I'和Q'(對它們進行了振幅限制)的電 功率P' (= I' 2+Q' 2)，并將該電功率P'輸出到失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7。此外，不 使用正交基帶信號Γ和Q'的電功率P'，而是可以使用與該電功率P'的平方根成正比 的振幅。在這種情況下，失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7通過將失真補償系數(shù)K和θ與振幅相 關聯(lián)而存儲該失真補償系數(shù)K和θ。
輸入電功率限制值決定單元9通過使用由補償上限輸入電功率計算單元11所計 算的失真可補償上限輸入電功率Plim并遵循下面的條件，來判定電功率限制值Pth，該電 功率限制值Pth給出了正交基帶信號的振幅限制最大值。
⑴如果Plim = Pth,則不改變電功率限制值Pth ；
(ii)如果Plim < Pth，則將電功率限制值Pth改變?yōu)樯舷掭斎腚姽β蔖lim;
(iii)如果Plim > Pth，則將電功率限制值Pth改變?yōu)樯舷掭斎腚姽β蔖lim。
輸入電功率限制值決定單元9將所判定的電功率限制值Pth輸出給系數(shù)計算單元 2。同樣，通過獲得多個電功率限制值Pth，可以獲取它們的平均值并將其輸出給系數(shù)計算單 元2。即，輸入電功率限制值決定單元9可以按時間順序地計算合適數(shù)目的電功率限制值 Pth，存儲它們，取多個所計算的Pth的均值Pth (ave)，并將其輸出給系數(shù)計算單元2。
在限制值設定單元10中設定預先確定的上限電功率Pmax。期望的是，將該上限電 功率Pmax的值設置為使得功率放大器的輸出飽和的這樣一個輸入電平，S卩，等于飽和輸入 電平的值。
此外，并非必須將該上限電功率Pmax設置為等于飽和輸入電平的值。例如，考慮 到功耗的降低和設備壽命的延長等等，可以將輸入給放大器的電平設置為低于飽和輸入電 平。在這種情況下，可以將該上限電功率Pmax的值設置為小于所述飽和輸入電平的值。
補償上限輸入電功率計算單元11查閱失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7，并計算輸入電 功率Plim，使得失真補償操作之后的正交基帶信號的電功率變?yōu)橛上拗浦翟O定單元10設 置的上限電功率Pmax(飽和輸入電平)。換言之，如果對輸入電功率Plim的振幅補償系數(shù) K為α，那么計算輸入電功率Plim，對于該電功率Plim適用公式Pmax = αχ Plim0以此 方式計算的輸入電功率Plim是失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β?。由于失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7通過將失真補償系數(shù)與輸入電功率相關聯(lián)而存儲該失真補償系數(shù)，因此可以容易地 獲得αχ Plim0由此，也可以容易地獲得使得αχ Plim變?yōu)镻max的輸入電功率Plim。
接下來，將參照圖3說明本發(fā)明的第三實施例的失真補償電路的操作。系數(shù)計算 單元2通過將在電功率計算單元1中計算的正交基帶信號I和Q的電功率P與給自輸入電 功率限制值決定單元9的電功率限制值Pth做比較，判定是否執(zhí)行振幅限制。在電功率P 不大于該電功率限制值Pth的情況下，系數(shù)計算單元2判定不執(zhí)行振幅限制，并將1輸出給 振幅限制單元3作為乘法系數(shù)。另一方面，在電功率P大于該電功率限制值Pth的情況下， 系數(shù)計算單元2判定執(zhí)行振幅限制，并將(Pth/P)1/2輸出給振幅限制單元3作為乘法系數(shù)。
振幅限制單元3通過將來自系數(shù)計算單元2的乘法系數(shù)乘以正交基帶信號的I分 量和Q分量的每一個，通過環(huán)形削波來執(zhí)行振幅限制。這里，取代環(huán)形削波，也可以應用使 用窗函數(shù)的振幅限制方法。在此情況下，當電功率P大于該電功率限制值Pth時，系數(shù)計算 單元2生成(Pth/P)1/2為頂點的窗函數(shù)凸形杯。振幅限制單元3將具有固定時間間隔的上 述窗函數(shù)乘以超過正交基帶信號I和Q的限制值的電功率點以及其附近的電功率點。
執(zhí)行了振幅限制的正交基帶信號Γ和Q'被輸入給非線性失真補償操作單元4。 非線性失真補償操作單元4查詢對應于正交基帶信號I'和Q'的電功率P'的失真補償系 數(shù)K和θ。例如，將值I'和Q'作為地址，從失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7中讀取失真補償 系數(shù)K和θ。并且，非線性失真補償操作單元4基于所讀取的失真補償系數(shù)K和θ，通過復 數(shù)乘法對正交基帶信號Γ和Q'執(zhí)行失真補償操作，并將它們輸出給模擬信號處理單元。 該模擬信號處理單元例如是包括圖5中的DAC 22Α和22Β、正交調制器23和功率放大器25 的電路。
包括在模擬信號處理單元中的功率放大器的部分輸出被轉換為數(shù)字信號，并反饋 給失真補償系數(shù)計算單元6作為反饋正交基帶信號Λ和Qb。該失真補償系數(shù)計算單元6 在極坐標上對反饋正交基帶信號Λ和Qb和正交基帶輸入信號Γ和Q'進行比較，并計算 振幅差和相位差。然后，失真補償系數(shù)計算單元6基于該振幅差和相位差計算失真補償系 數(shù)K和θ，并通過將該失真補償系數(shù)K和θ與在電功率計算單元8中計算的電功率P'相 關聯(lián)，更新失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7的值。非線性失真補償操作單元4通過基于該更新 的失真補償系數(shù)執(zhí)行失真補償，而執(zhí)行自適應失真補償。
補償上限輸入電功率計算單元11計算輸入電功率Plim，使得失真補償操作之后 的正交基帶信號I"和Q"的電功率變?yōu)榛镜扔谟上拗浦翟O定單元10事先設定的補償后 上限電功率Pmax。該補償后上限電功率Pmax例如是使得功率放大器變飽和的最小輸入電 平。這個處理是，如果對輸入電功率Plim的振幅補償系數(shù)K為α，則計算Plim，對于該Plim 適用公式Pmax= αχ Plim0當在執(zhí)行了失真補償操作之后，具有超過輸入電功率Plim的 輸入電功率的信號被輸入給功率放大器時，在該功率放大器的飽和區(qū)域中發(fā)生削波失真。 因此，不能執(zhí)行優(yōu)異的失真補償。由此，通過采用輸入電功率Plim作為功率放大器的輸入 電功率的失真可補償上限值，可以避免出現(xiàn)削波失真。
通過上述的處理，根據(jù)功率放大器的特性，獲得了上限輸入電功率Plim，該上限輸 入電功率Plim給出失真補償之后的正交基帶信號I"和Q"的上限電功率Pmax。同樣，當 輸入信號被限制為不超過上限輸入電功率Plim時，可以抑制功率放大器的削波失真。
因此，在輸入電功率限制值決定單元9中，通過使用由補償上限輸入電功率計算單元11所獲得的失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim并遵循下面的條件，確定電功率限制 值Pth，該電功率限制值Pth給出正交基帶信號的振幅限制最大值的。
⑴如果Plim = Pth,則不改變電功率限制值Pth ；
(ii)如果Plim < Pth，則將電功率限制值Pth改變?yōu)樯舷掭斎腚姽β蔖lim;
(iii)如果Plim > Pth，則將電功率限制值Pth改變?yōu)樯舷掭斎腚姽β蔖lim。
在上述每種情況下的操作的細節(jié)和效果如下。在(i)的情況下，由于失真可補償 的上限輸入電功率Plim與電功率限制值Pth相等，因此判定如所期待的那樣進行了控制， 并且沒有執(zhí)行電功率限制值Pth的改變。
在(ii)的情況下，失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim小于電功率限制值Pth。這 意味著功率放大器的特性波動，并且給出功率放大器的飽和輸出電平的輸入電平(即，失 真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim)下降。換言之，存在功率放大器的線性降低的可能性。因 此，需要將電功率限制值Pth降低為失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim。即，需要使得輸入 振幅最大值為較小。通過使得電功率限制值Pth為較小，可以防止大的信號振幅被輸入到 功率放大器，并抑制了削波失真。
在(iii)的情況下，失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim大于電功率限制值Pth。 這意味著功率放大器的特性波動，并且給出功率放大器的飽和輸出電平的輸入電平(即， 失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim)上升。換言之，存在功率放大器的線性降低的可能性。 因此，需要將電功率限制值Pth提升為失真可補償?shù)纳舷掭斎腚姽β蔖lim。即，需要使得輸 入振幅為較大。通過使得電功率限制值Pth為較大，在抑制EVM(誤差向量振幅)降低的同 時，可以最大限度地利用功率放大器的特性。
輸入電功率限制值決定單元9將如上所述獲得的電功率限制值Pth輸出給系數(shù)計 算單元2。此時，通過獲得多個電功率限制值Pth，可以取它們的平均值并將其輸出給系數(shù) 計算單元2。即，輸入電功率限制值決定單元9按時間順序地計算合適數(shù)目的電功率限制值 Pth,存儲它們，取多個所計算的Pth的均值Pth (ave)，并將其輸出給系數(shù)計算單元2。
如上所述，在本發(fā)明的第三示例性實施例的失真補償電路中，基于電功率限制值 Pth做出是否執(zhí)行振幅限制的判定。根據(jù)功率放大器的特性確定該電功率限制值Pth。因 此，可以自適應地執(zhí)行正交基帶傳輸信號的振幅限制，并可以改進失真補償效果。
同樣，同時使用對失真補償之后的信號振幅施加限制或者對失真補償系數(shù)自身施 加限制的技術(例如，在專利文獻1中描述的技術)是不需要的。因此，可以計算高度精確 的失真補償系數(shù)。
(第四示例性實施例)
下面，將參照

本發(fā)明的第四示例性實施例的失真補償電路。根據(jù)本發(fā)明 的第三實施例，基于電功率上限值Pth做出是否執(zhí)行振幅限制的判定。而根據(jù)本發(fā)明的第 四實施例，基于振幅限制值做出是否執(zhí)行振幅限制的判定。圖4是示出本發(fā)明的第四示例 性實施例的失真補償電路的結構的框圖。對于圖4中的與圖3的元件相同的那些元件，給 予相同的標號。
如圖4所示，第四示例性實施例的失真補償電路用振幅計算單元101、系數(shù)計算單 元102、輸入振幅限制值決定單元109、限制值設定單元110和補償上限輸入振幅計算單元 111來替換圖3中的電功率計算單元1、系數(shù)計算單元2、輸入電功率限制值決定單元9、限制值設定單元10和補償上限輸入電功率計算單元11。
振幅計算單元101計算正交基帶信號I和Q的振幅V，并將其輸出給系數(shù)計算單 元102。振幅V與電功率P的平方根成正比。因此，在這里通過忽略掉單位并使用公式V = (I2+Q2)1/2來獲得振幅V。
系數(shù)計算單元102將來自振幅計算單元101的振幅V和給自輸入振幅限制值決定 單元109的振幅限制值Vth做比較。在振幅V不超過振幅限制值Vth的情況下，系數(shù)計算 單元102確定不執(zhí)行振幅限制，并輸出1作為乘法系數(shù)，從而不限制正交基帶信號I和Q的 振幅。另一方面，在振幅V大于振幅限制值Vth的情況下，系數(shù)計算單元102確定執(zhí)行振幅 限制，并輸出Vth/V作為乘法系數(shù)。另外，執(zhí)行振幅限制時的乘法系數(shù)并不限制于這個值， 而是可以使用使得正交基帶信號I和Q的振幅V不大于振幅限制值Vth的任何值。
輸入振幅限制值決定單元109通過使用由補償上限輸入振幅計算單元111計算的 失真可補償上限輸入振幅Vlim并且遵循下面的條件，確定振幅限制值Vth，該振幅限制值 Vth給出正交基帶信號的振幅限制最大值。
⑴如果Vlim = Vth，則不改變振幅限制值Vth ；
(ii)如果Vlim < Vth，則將振幅限制值Vth改變?yōu)樯舷掭斎胝穹鵙lim ；
(iii)如果Vlim > Vth，則將振幅限制值Vth改變?yōu)樯舷掭斎胝穹鵙lim。
輸入振幅限制值決定單元109將所確定的振幅限制值Vth輸出給系數(shù)計算單元 102。同樣，通過獲得多個振幅限制值Vth，可以取它們的均值并將其輸出給系數(shù)計算單元 102。即，輸入振幅限制值決定單元109按時間順序地計算合適數(shù)目的振幅限制值Vth，存儲 它們，取多個計算的Vth的均值Vth (ave)，并將其輸出給系數(shù)計算單元102。
在限制值設定單元110中設定預先確定的上限振幅Vmax。期望的是，將該上限振 幅Vmax的值設置為使得功率放大器的輸出飽和這樣一個輸入振幅，即，等于飽和輸入電平 的平方根，從而充分利用功率放大器的性能。此外，并非必須將該上限振幅Vmax設置為飽 和輸入電平的平方根，而是可以將其設置為小于該平方根的值。
補償上限輸入振幅計算單元111查詢失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7，并計算輸入振 幅Vlim，使得失真補償操作之后的正交基帶信號的振幅(正交基帶信號的電功率的平方 根)變?yōu)橛上拗浦翟O定單元110設置的上限振幅Vmax。換言之，如果對表示為輸入振幅 Vlim的平方的輸入電功率的振幅補償系數(shù)K為α，那么補償上限輸入振幅計算單元111計 算振幅Vl im，使得保持公式Vmax2= αχ Vlim2。振幅Vlim是失真可補償?shù)纳舷掭斎胝穹?由于失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7通過將失真補償系數(shù)與輸入電功率相關聯(lián)而存儲該失真 補償系數(shù)，因此可以容易地獲得ax Vlim2。由此，也可以容易地獲得使得αχ Vlim2變?yōu)?等于Vmax2的輸入振幅Vlim2。
圖4的其他元件的操作類似于圖3的每個相應的元件。此外，在圖4中，可以使用 與電功率P'的平方根成正比的振幅，而不使用正交基帶信號Γ和Q'的電功率P'。在 這種情況下，失真補償系數(shù)數(shù)據(jù)存儲器7通過將失真補償系數(shù)K和θ與該振幅相關聯(lián)而存 儲該失真補償系數(shù)K和θ。
如上所述，在本發(fā)明的第四示例性實施例的失真補償電路中，基于振幅限制值Vth 做出是否執(zhí)行振幅限制的判定。根據(jù)功率放大器的特性來決定該振幅限制值Vth。因此，可 以適應性地執(zhí)行正交基帶傳輸信號的振幅限制，并可改進失真補償效果。17
同樣，同事使用對失真補償之后的信號振幅施加限制或者對失真補償系數(shù)自身施 加限制的技術(例如，在專利文獻1中描述的技術)是不需要的。因此，可以計算高度精確 的失真補償系數(shù)。
如上，使用附圖詳細地說明了本發(fā)明的第一至第四示例性實施例。本發(fā)明的實際 結構并不限制于第一示例性實施例，在不超過本發(fā)明的范圍的限度之內所做的設計變化仍 包括于本發(fā)明中。同樣，第一至第四實施例可以互相結合。
(第五和第六示例性實施例)
本發(fā)明的第五示例性實施例的失真補償電路是用于補償出現(xiàn)于用來放大正交基 帶信號的放大器中的失真的失真補償電路，并包括如下的元件。即，該失真補償電路包括 系數(shù)計算裝置，該系數(shù)計算裝置通過比較正交基帶傳輸信號的電功率和輸入的限制值，確 定是否執(zhí)行正交基帶傳輸信號的振幅限制，并且當確定執(zhí)行振幅補償?shù)臅r候，該系數(shù)計算 裝置輸出一系數(shù)作為乘法系數(shù)，該系數(shù)用來使得正交基帶傳輸信號的電功率不超過輸入的 限制值；振幅限制裝置，該振幅限制裝置通過將所述乘法系數(shù)乘以正交基帶傳輸信號，來執(zhí) 行振幅限制；失真補償系數(shù)計算裝置，其通過執(zhí)行操作以獲得振幅限制裝置的輸出信號和 反饋信號(其是放大器的輸出信號的反饋部分)之間的差，來計算相位補償系數(shù)；存儲裝 置，其通過將所述相位補償系數(shù)與所述振幅限制裝置的輸出信號的電功率或振幅相關聯(lián)， 來存儲該相位補償系數(shù)；失真補償操作裝置，其基于該相位補償系數(shù)，對振幅限制裝置的輸 出信號執(zhí)行失真補償；以及限制值計算裝置，其通過查詢所述存儲裝置的所存儲內容，當失 真補償操作裝置的失真補償操作之后的振幅限制裝置的輸出信號的電功率基本等于預定 的限制值時，計算失真補償操作之前的振幅限制裝置的輸出信號，作為所述輸入的限制值。
本發(fā)明第六示例性實施例的失真補償方法是用于補償出現(xiàn)于用來放大正交基帶 信號的放大器中的失真的失真補償電路的失真補償方法，該失真補償方法包括如下的步 驟。即，該失真補償方法包括系數(shù)計算步驟，其通過比較正交基帶傳輸信號的電功率和輸 入的限制值，確定是否執(zhí)行正交基帶傳輸信號的振幅限制，并且當確定執(zhí)行振幅補償?shù)臅r 候，該其輸出一系數(shù)作為乘法系數(shù)，該系數(shù)用來使得正交基帶傳輸信號的電功率不超過輸 入的限制值；振幅限制步驟，其通過將所述乘法系數(shù)乘以正交基帶傳輸信號，來執(zhí)行振幅限 制；失真補償系數(shù)計算步驟，其通過執(zhí)行操作以獲得振幅限制之后的正交基帶傳輸信號和 反饋信號(其是放大器的輸出信號的反饋部分)之間的差，來計算相位補償系數(shù)；失真補償 操作步驟，其基于該相位補償系數(shù)，對振幅限制之后的正交基帶傳輸信號執(zhí)行失真補償；以 及限制值計算步驟，其通過查詢存儲裝置的所存儲內容，當失真補償操作裝置的失真補償 操作之后的正交基帶傳輸信號的電功率基本等于預定的限制值時，計算失真補償操作之前 的振幅限制裝置的輸出信號，作為所述輸入的限制值，其中該存儲裝置通過將所述相位補 償系數(shù)與所述振幅限制之后的正交基帶傳輸信號的電功率或振幅相關聯(lián)，來存儲該相位補 償系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第五和第六示例性實施例，通過適應性地執(zhí)行正交基帶傳輸信號的 振幅限制，獲得了改進失真補償效果的技術效果。
盡管已經參照上述示例性實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限制于上述示例性 實施例。在不超出本申請的范圍的限度內，可以對本發(fā)明的結構或細節(jié)進行本領域技術人 員可以理解的各種變化。
本申請要求基于2008年5月28日提交的日本專利申請No. 2008-138817的優(yōu)先 權，在此引用其全部公開內容。
權利要求
1.一種失真補償電路，其包括輸入電平限制裝置，其將來自外部的輸入信號的信號電平限制為不高于第一限制值， 并輸出失真補償之前的信號；失真補償裝置，其基于失真補償系數(shù)，對所述失真補償之前的信號執(zhí)行失真補償處理， 并輸出失真補償之后的信號；失真補償系數(shù)計算裝置，其基于放大所述失真補償之后的信號的放大器的部分輸出信 號和所述失真補償之前的信號之間的差，計算用于補償所述放大器的輸出信號的失真的系 數(shù)作為所述失真補償系數(shù)；存儲裝置，其通過將所述失真補償系數(shù)與所述失真補償之前的信號的信號電平相關 聯(lián)，存儲該失真補償系數(shù)；以及限制值計算裝置，當在基于存儲在所述存儲裝置中的所述失真補償系數(shù)執(zhí)行所述失真 補償處理的時候的信號電平不高于第二限制值時，該限制值計算裝置計算所述失真補償之 前的信號的信號電平作為所述第一限制值，其中該第二限制值是所述放大器的輸入信號的 信號電平的限制值。
2.如權利要求1所述的失真補償電路，其中所述失真補償裝置基于對應于所述失真補 償之前的信號的信號電平的所述失真補償系數(shù)，執(zhí)行所述失真補償處理。
3.如權利要求2所述的失真補償電路，其中所述存儲裝置通過將所述失真補償系數(shù)與 所述失真補償之前的信號的電功率相關聯(lián)，來存儲該失真補償系數(shù)；以及所述失真補償裝置基于對應于所述失真補償之前的信號的電功率的所述失真補償系 數(shù)，來執(zhí)行所述失真補償處理。
4.如權利要求2所述的失真補償電路，其中所述存儲裝置通過將所述失真補償系數(shù)與 所述失真補償之前的信號的振幅相關聯(lián)，來存儲該失真補償系數(shù)；以及所述失真補償裝置基于對應于所述失真補償之前的信號的振幅的所述失真補償系數(shù)， 來執(zhí)行所述失真補償處理。
5.如權利要求1至4的任何一項所述的失真補償電路，其中所述第二限制值是限制所 述放大器的輸入信號的電功率的限制值，以及當在基于存儲在所述存儲裝置中的所述失真補償系數(shù)執(zhí)行所述失真補償處理的時候 的電功率不高于所述第二限制值時，所述限制值計算裝置計算所述失真補償之前的信號的 電功率作為所述第一限制值。
6.如權利要求1至4的任何一項所述的失真補償電路，其中所述第二限制值是限制所 述放大器的輸入信號的振幅的限制值，以及當在基于存儲在所述存儲裝置中的所述失真補償系數(shù)執(zhí)行所述失真補償處理的時候 的振幅不高于所述第二限制值時，所述限制值計算裝置計算所述失真補償之前的信號的振 幅作為所述第一限制值。
7.如權利要求1至6的任何一項所述的失真補償電路，其中所述輸入電平限制裝置包 括系數(shù)計算裝置，該系數(shù)計算裝置計算輸入電平限制系數(shù)，通過將該輸入電平限制系數(shù)乘 以所述輸入信號，將所述失真補償之前的信號的信號電平限制為不大于所述第一限制值； 以及將所述輸入電平限制系數(shù)乘以所述輸入信號。
8.如權利要求7所述的失真補償電路，其中所述系數(shù)計算裝置通過將所述輸入信號的 信號電平和所述第一限制值做比較，判定是否限制所述輸入信號的信號電平，并且所述系 數(shù)計算裝置基于該判定的結果來計算所述輸入電平限制系數(shù)。
9.如權利要求1至6的任何一項所述的失真補償電路，其中所述輸入電平限制裝置包 括系數(shù)計算裝置，該系數(shù)計算裝置生成窗函數(shù)，通過將該窗函數(shù)乘以所述輸入信號，將所述 失真補償之前的信號的信號電平限制為不大于所述第一限制值；以及將所述窗函數(shù)乘以所述輸入信號。
10.如權利要求9所述的失真補償電路，其中所述系數(shù)計算裝置通過將所述輸入信號 的信號電平和所述第一限制值做比較，判定是否限制所述輸入信號的信號電平，并且所述 系數(shù)計算裝置基于該判定的結果來生成所述窗函數(shù)。
11.如權利要求7至10的任何一項所述的失真補償電路，其中所述第一限制值是限制 所述輸入信號的電功率的限制值；以及所述系數(shù)計算裝置比較所述輸入信號的電功率和所述第一限制值，并判定是否限制所 述輸入信號的信號電平。
12.如權利要求7至10的任何一項所述的失真補償電路，其中所述第一限制值是限制 所述輸入信號的振幅的限制值；以及所述系數(shù)計算裝置比較所述輸入信號的振幅和所述第一限制值，并判定是否限制所述 輸入信號的信號電平。
13.如權利要求1至12的任何一項所述的失真補償電路，其中所述第二限制值是使得 所述放大器的輸出飽和的飽和輸入信號電平。
14.如權利要求13所述的失真補償電路，其中所述第二限制值是使得所述放大器的輸 出飽和的飽和輸入電功率。
15.如權利要求13所述的失真補償電路，其中所述第二限制值是使得所述放大器的輸 出飽和的飽和輸入振幅。
16.如權利要求13所述的失真補償電路，其中所述第二限制值是使得所述放大器的輸 出飽和的飽和輸入電功率的平方根。
17.如權利要求1至16的任何一項所述的失真補償電路，其中所述失真補償系數(shù)計算 裝置計算所述失真補償系數(shù)，使得所述放大器的部分輸出信號與所述失真補償之前的信號 之間的差變?yōu)樽钚　?br> 18.如權利要求1至17的任何一項所述的失真補償電路，其中所述失真補償系數(shù)包括 補償所述放大器的輸出信號的振幅的振幅補償系數(shù)和補償所述放大器的輸出信號的相位 的相位補償系數(shù)。
19.一種失真補償電路，包括系數(shù)計算裝置，該系數(shù)計算裝置通過將輸入自外部的傳輸信號的信號電平和第一限制 值做比較，判定是否限制所述傳輸信號的信號電平，并且當判定限制所述傳輸信號的信號 電平時，該系數(shù)計算裝置輸出一系數(shù)，該系數(shù)將所述傳輸信號的信號電平限制為不大于所 述第一限制值；信號電平限制裝置，其通過將所述系數(shù)乘以所述傳輸信號，限制所述傳輸信號的信號 電平；失真補償系數(shù)計算裝置，其獲得補償之前的信號與反饋信號之間的差，并計算振幅補 償系數(shù)和相位補償系數(shù)，其中所述補償之前的信號是所述信號電平限制裝置的輸出信號， 所述反饋信號是放大器的輸出信號的反饋部分，并且該放大器用于放大對所述失真補償之 前的信號執(zhí)行失真補償處理所獲得的失真補償之后的信號；存儲裝置，其通過將所述振幅補償系數(shù)和所述相位補償系數(shù)與所述補償之前的信號的 電功率或振幅相關聯(lián)而存儲該振幅補償系數(shù)和相位補償系數(shù)；失真補償操作裝置，其基于所述振幅補償系數(shù)和所述相位補償系數(shù)，對所述補償之前 的信號執(zhí)行所述失真補償處理，并輸出所述失真補償之后的信號；以及限制值計算裝置，當在基于存儲在所述存儲裝置中的所述振幅補償系數(shù)和所述相位補 償系數(shù)執(zhí)行所述失真補償處理的時候的信號電平不高于第二限制值時，該限制值計算裝置 計算所述失真補償之前的信號的信號電平作為所述第一限制值，其中該第二限制值是所述 放大器的輸入信號的信號電平的限制值。
20. 一種失真補償方法，包括將來自外部的輸入信號的信號電平限制為不高于第一限制值，并輸出失真補償之前的 信號的步驟；基于失真補償系數(shù)，對所述失真補償之前的信號執(zhí)行失真補償處理，并輸出失真補償 之后的信號的步驟；基于放大所述失真補償之后的信號的放大器的部分輸出信號和所述失真補償之前的 信號之間的差，計算用于補償所述放大器的輸出信號的失真的系數(shù)作為所述失真補償系數(shù) 的步驟；通過將所述失真補償系數(shù)與所述失真補償之前的信號的信號電平相關聯(lián)，存儲該失真 補償系數(shù)的步驟；以及當在基于存儲在所述存儲裝置中的所述失真補償系數(shù)執(zhí)行所述失真補償處理的時候 的信號電平不高于第二限制值時，計算所述失真補償之前的信號的信號電平為所述第一限 制值的步驟，其中該第二限制值是所述放大器的輸入信號的信號電平的限制值。
全文摘要
提供了一種失真補償電路和一種失真補償方法，其限制失真補償之后的信號的信號電平，并且能夠改進失真補償效果。本發(fā)明的失真補償電路包括輸入電平限制裝置，其將來自外部的輸入信號的信號電平限制為不高于第一限制值，并輸出失真補償之前的信號；失真補償裝置，其基于失真補償系數(shù)，對所述失真補償之前的信號執(zhí)行失真補償處理，并輸出失真補償之后的信號；失真補償系數(shù)計算裝置，其基于放大所述失真補償之后的信號的放大器的部分輸出信號和所述失真補償之前的信號之間的差，計算用于補償所述放大器的輸出信號的失真的系數(shù)作為失真補償系數(shù)；存儲裝置，其通過將所述失真補償系數(shù)與所述失真補償之前的信號的信號電平相關聯(lián)，存儲該失真補償系數(shù)；以及限制值計算裝置，當在基于存儲在所述存儲裝置中的失真補償系數(shù)執(zhí)行所述失真補償處理的時候的信號電平不高于第二限制值時，計算所述失真補償之前的信號的信號電平作為所述第一限制值，其中該第二限制值是放大器的輸入信號的信號電平的限制值。
文檔編號H04J11/00GK102037699SQ200980118179
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權日2008年5月28日
發(fā)明者蘆田順也 申請人:日本電氣株式會社