CN102025327B - 放大器装置和预失真控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及放大器装置和预失真控制方法。所述放大器装置包括预失真单元、预失真控制单元和放大器单元，所述预失真控制单元根据从所述放大器单元反馈回的信号，对所述预失真单元进行控制，所述预失真方法包括：确定从所述放大器单元反馈回的信号的频谱的两个旁瓣中的左旁瓣的功率；确定从所述放大器单元反馈回的信号的频谱的两个旁瓣中的右旁瓣的功率；根据所述左旁瓣的功率和所述右旁瓣的功率确定代价函数；以及根据所述代价函数控制所述预失真单元。

Description

放大器装置和预失真控制方法

技术领域

本发明涉及非线性器件的数字预失真线性化，本发明尤其涉及带有记忆效应的功率放大器的线性化。

背景技术

功率放大器(PA)是电子设备中的重要组成部分，它可以对微弱的电信号实现功率放大，以满足传输、发射的需要。其中，用于放大的能量来自直流电源，即PA将直流能量转化为交流信号，使得交流信号的功率强度满足需要。这里PA转换直流能量为交流能量的能力被称作PA的效率。PA的输入输出信号功率关系可以分为线性区、非线性区和饱和区。

当输入信号的包络仅在线性区内波动时，输入的信号被理想放大。而当输入信号的包络波动至非线性区时，输出信号将被畸变。这种畸变在时域上表现为输出信号不是输入信号的理想放大，在频域上则表现为输出信号频谱的旁瓣升高，主瓣畸变。

由于物理上的原因，当输入信号的包络波动深入至非线性区时，PA的效率将会远高于输入信号的包络仅在线性区波动时的情况。而且随着新式调制方式的出现，信号包络的动态范围越来越大，因此发生非线性畸变不可避免。

基带数字预失真技术是一种有效克服PA非线性的手段。它通过模拟PA的逆特性，对基带数字信号进行预畸变，从而在PA输出端获得理想放大信号。

要实时模拟PA的逆特性，传统方法需要逐个样点比较PA的输入信号和输出反馈信号，这称作矢量法。矢量法由于要求精确的反馈信号，以及要求对输入信号和反馈信号进行准确同步，因而成本比较高。近年来兴起的标量法考察、比较反馈信号的统计特性，因此避免了上述问题。

图1示意性给出了标量法基带数字预失真装置的结构。如图1所示，这里原始信号x(n)先进入预失真器100，形成预失真信号z(n)之后经模数变换器108和上变频器109后被送入功放103。功放输出信号y(n)经耦合器104反馈回来，经衰减器105削弱，然后进入代价函数发生器106，其生成的代价函数被送入控制更新单元107，控制更新单元107控制预失真器100的工作。代价函数发生器106和控制更新单元107构成了预失真控制器110。这里预失真器100中主要包含：预失真数据生成单元101和乘法器102。预失真数据生成单元101根据原始输入信号x(n)和控制更新单元107给出的参数生成预失真数据，其与原始信号在乘法器102相乘，得到预失真信号z(n)。

在传统的预失真器中，代价函数发生器106计算带外功率，控制更新单元107根据带外功率对预失真参数进行更新。

图2给出了传统的预失真器200的示意图。如图2所示，原始信号x(n)分三路，一路进入幅度预失真数据生成单元201，一路进入相位预失真数据生成单元202，分别获取幅度预失真数据和相位预失真数据；一路与幅度预失真数据和相位预失真数据分别在乘法器203、204相乘，得预失真信号z(n)。

本发明的发明人在研究本发明的过程中发现，随着通信系统的带宽逐渐增大，PA的频率选择性(记忆效应)逐渐变得明显。但传统标量法没有考虑记忆效应。因而采用目前的预失真技术的预失真器的性能不够理想。

发明内容

本发明的实施方式鉴于现有技术的上述问题作出，用于消除或缓解现有技术的一个或更多个问题，至少提供一种有益的选择。

为了实现本发明的目的，本发明提供了以下方面。

方面1、一种放大器装置，该放大器装置包括预失真器、预失真控制器、数模转换器和放大器单元，所述预失真器对将被放大的数字信号进行预失真，所述数模转换器将经预失真后的数字信号转换成模拟信号，所述放大器单元对所述模拟信号进行放大，所述预失真控制器根据从所述放大器单元反馈的信号对所述预失真器进行控制，其特征在于，

所述预失真控制器确定从所述放大器单元反馈的信号的频谱的两个旁瓣中的左旁瓣的功率和右旁瓣的功率，根据所述两个旁瓣的功率确定代价函数，根据所述代价函数对所述预失真器进行控制，

所述预失真器为以下两种结构中的一种：

结构1：所述预失真器包括滤波器单元和相位幅度预失真数据生成单元，所述相位幅度预失真数据生成单元用于产生经幅度预失真和相位预失真的数据，所述滤波器单元对输入所述相位幅度预失真数据生成单元的数据和从所述相位幅度预失真数据生成单元输出的数据这两者中的至少一个进行滤波；

结构2：所述预失真器包括n个相位幅度预失真数据生成单元、n-1个延迟单元、加法器，所述n-1个延迟单元分别对输入数据进行延迟，产生n-1个延迟过的输入数据，所述n个相位幅度预失真数据生成单元分别针对未经延迟的输入数据和所述n-1延迟过的输入数据产生进行预失真处理，产生n个经幅度预失真和相位预失真的数据，所述加法器将来自所述n个相位幅度预失真数据生成单元的所述经幅度预失真和相位预失真的数据进行相加，其中n为大于等于2的整数。

方面2、根据方面1所述的放大器装置，其特征在于，所述预失真控制器包括：

下变频单元，用于对从所述放大器单元反馈来的所述信号进行下变频；

模数转换器，用于对经下变频的数据进行模数转换；

左旁瓣功率确定单元，用于确定所述两个旁瓣中的左旁瓣的功率；

右旁瓣功率确定单元，用于确定所述两个旁瓣中的右旁瓣的功率；

代价函数确定单元，用于将所述左旁瓣的功率和右旁瓣的功率中较大的功率作为代价函数；

更新控制单元，用于根据所述代价函数对所述预失真器进行控制。

方面3、根据方面2所述的放大器装置，其特征在于，所述左旁瓣功率确定单元或所述右旁瓣功率确定单元对所述经模数转换后的数据进行数字时域滤波或者将所述经模数转换后的数据进行FFT变换后再进行频域滤波，来获得所述左旁瓣或右旁瓣的功率的大小。

方面4、根据方面1所述的放大器装置，其特征在于，所述预失真控制器包括：

功分器用于将从所述放大器单元反馈来的所述信号平均分配为功率相同的第一份信号和第二份信号；

第一带通滤波器用于对所述第一份信号进行滤波，滤出对应于所述两个旁瓣中的左旁瓣的成分；

第二带通滤波器用于对所述第二份信号进行滤波，滤出对应于所述两个旁瓣中的右旁瓣的成分；

第一功率检测器，用于检测所述左旁瓣的成分的功率；

第二功率检测器，用于检测所述右旁瓣的成分的功率；

功率比较器，比较所述左旁瓣的成分的功率和所述右旁瓣的成分的功率，将功率较大的所述左旁瓣的成分的功率或所述右旁瓣的成分的功率作为代价函数；以及

更新控制单元，用于根据该代价函数对预失真器进行控制。

方面5、根据方面1所述的放大器装置，其特征在于，所述预失真控制器包括；

下变频单元，用于对从所述放大器单元反馈来的所述信号进行下变频；

模数转换器，用于对经下变频的数据进行模数转换；

幅度特性代价函数计算单元，根据经模数转换的数据，确定与幅度特性相关的代价函数，

相位特性代价函数计算单元，根据经模数转换的数据，确定与相位特性相关的代价函数，

记忆效应代价函数计算单元，根据经模数转换的数据，确定与记忆效应相关的代价函数；以及

更新控制单元，用于分别根据所述与幅度特性相关的代价函数、所述与相位特性相关的代价函数、所述与记忆效应相关的代价函数，对所述预失真器进行控制。

方面6、根据方面5所述的放大器装置，其特征在于，所述幅度特性代价函数计算单元计算反馈信号的幅度的分布函数与信号源的幅度分布函数的差异大小，或者反馈信号的峰均功率比与信号源的峰均功率比的差异大小，作为所述与幅度特性相关的代价函数。

方面7、根据方面5或6所述的放大器装置，其特征在于，所述记忆效应代价函数计算单元计算所述两个旁瓣中的左旁瓣的功率和所述两个旁瓣中的右旁瓣的功率，将所述左旁瓣的功率和所述右旁瓣的功率的差，作为所述与记忆效应相关的代价函数。

方面8、根据方面5所述的放大器装置，其特征在于，所述与幅度特性相关的代价函数是仅与幅度特性相关的代价函数、所述与记忆效应相关的代价函数是仅与记忆效应相关的代价函数，所述与相位特性相关的代价函数是与相位特性、记忆效应、和幅度特性三者相关的代价函数，所述更新控制单元首先分别根据所述与幅度特性相关的代价函数以及所述与记忆效应相关的代价函数对所述预失真器进行控制，然后根据所述与相位特性相关的代价函数对所述预失真器进行控制。

方面9、根据方面1所述的放大器装置，其特征在于，所述相位幅度预失真数据生成单元包括：

地址发生器，根据输入所述相位幅度预失真数据生成单元的信号幅值或相位获得幅值地址和相位地址；

初始值获取单元，根据所述幅值地址确定初始预失真幅值，根据相位地址获得初始预失真相位；

幅值预失真单元，用于根据所述幅值地址以及由关键幅值地址所确定的幅值地址区间确定经幅值预失真的数据；

相位预失真单元，用于根据所述相位地址以及由关键相位地址所确定的相位地址区间确定经相位预失真的数据；

乘法单元，用于将所述经幅值预失真的数据和经相位预失真的数据相乘。

方面10、根据方面9所述的放大器装置，其特征在于，所述幅值预失真单元包括：

幅值预失真第一选择单元，用于根据所述幅值地址以及由关键幅值地址所确定的幅值地址区间，选择参照预失真幅值；

减法器，用于将所述幅值预失真第一选择单元所选择出的幅度预失真幅值从所述初始预失真幅值中减去；

幅值预失真第二选择单元，用于根据所述幅值地址以及由所述关键幅值地址所确定的幅值地址区间，选择预失真幅值系数；

乘法器，用于将所述减法器的输出预所述预失真幅值系数相乘；

加法器，将所述乘法器的输出与所述参照预失真幅值相加；以及

反馈控制单元，用于在所述述幅值地址与参照预失真幅值所对应的地址相同时，用所述加法器的输出更新所述参照预失真幅值。

方面11、根据方面9所述的放大器装置，其特征在于，所述相位预失真单元包括：

相位预失真第一选择单元，用于根据所述相位地址以及由关键相位地址所确定的相位地址区间，选择参照预失真幅值；

减法器，用于将所述相位预失真第一选择单元所选择出的相位预失真幅值从所述初始预失真相位中减去；

相位预失真第二选择单元，用于根据所述相位地址以及由所述关键相位地址所确定的相位地址区间，选择预失真相位系数；

乘法器，用于将所述减法器的输出预所述预失真相位系数相乘；

加法器，将所述乘法器的输出与所述参照预失真相位相加；以及

反馈控制单元，用于在所述幅值地址与参照预失真幅值所对应的地址相同时，用所述加法器的输出更新所述参照预失真相位。

方面12、一种预失真方法，用于放大器装置，所述放大器装置包括预失真单元、预失真控制单元和放大器单元，所述预失真控制单元根据从所述放大器单元反馈回的信号，对所述预失真单元进行控制，所述预失真控制方法包括：

确定从所述放大器单元反馈回的信号的频谱的两个旁瓣中的左旁瓣的功率；

确定从所述放大器单元反馈回的信号的频谱的两个旁瓣中的右旁瓣的功率；

根据所述左旁瓣的功率和所述右旁瓣的功率确定代价函数；以及

根据所述代价函数控制所述预失真单元。

方面13、一种放大器装置，该放大器装置包括预失真器、预失真控制器、数模转换器和放大器单元，所述预失真器对将被放大的数字信号进行预失真，所述数模转换器将经预失真后的数字信号转换成模拟信号，所述放大器单元对所述模拟信号进行放大，所述预失真控制器根据从所述放大器单元反馈的信号对所述预失真器进行控制，其特征在于，

所述预失真控制器确定从所述放大器单元反馈的信号的频谱的两个旁瓣中的左旁瓣的功率和右旁瓣的功率，根据所述两个旁瓣的功率确定代价函数，根据所述代价函数对所述预失真器进行控制。

本发明的实施方式提出了两种可以对抗记忆效应的标量法预失真器结构，可以有效克服PA的非线性和记忆效应。

本发明的实施方式考虑到PA的幅度、相位和记忆特性都有与之相关的独立代价函数，提出了通过处理数字域反馈信号，生成多个代价函数，逐一优化预失真器中的各个子功能模块，从而实现加速算法收敛的目的。

本发明的实施方式的放大器装置可以在标量法链路结构下，克服记忆效应，从而提高性能。

参照后文的说明和附图，本发明的这些和进一步的方面和特征将变得更加清楚。在所述的说明和附图中，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1给出了标量法基带数字预失真装置的结构。

图2给出了传统的预失真器的示意图。

图3示意性地示出了在功率放大器中记忆效应在时域上的表现。

图4示意性地示出了在功率放大器中记忆效应在频域上的表现。

图5给出了依据本发明一种实施方式的预失真器。

图6示出了依据本发明另一种实施方式的预失真器。

图7示意性示出了依据本发明一种实施方式的幅度预失真器。

图8示意性示出了依据本发明一种实施方式的相位预失真器。

图9给出了依据本发明实施方式的标量法基带数字预失真装置的结构。

图10示出了依据本发明的一种实施方式的预失真控制器。

图11示出了依据本发明的一种实施方式的预失真控制器。

图12示出了依据本发明的再一种实施方式的预失真控制器。

图13示出了依据本发明的一种实施方式的预失真控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

本发明人在进行本发明的过程中对记忆效应进行了研究。图3示意性地示出了在功率放大器中记忆效应在时域上的表现。其中横轴为PA输入信号的电压，纵轴为输出信号的电压。从图中可以看出，此曲线“很胖”，即多个输入信号幅度(电压)对应一个输出信号幅度(电压)。这是由于PA的当前输出值不仅与当前输入值有关，还与之前的输入值有关。

图4示意性地示出了在功率放大器中记忆效应在频域上的表现。在图4中纵轴为规一化后的功率频谱密度，横轴为频率。也就是说，在频域上，记忆效应表现为频率选择性，其旁瓣的功率不同。

图5给出了依据本发明一种实施方式的预失真器500。

如图5所示，原始信号x(n)先进入第一滤波器205，其输出p(n)分成三路，一路进入幅度预失真数据生成单元201获得幅度预失真数据，一路进入相位预失真数据生成单元202，获得相位预失真数据；一路与幅度预失真数据在乘法器203相乘，并进而在乘法器204和相位预失真数据相乘，得到数据q(n)。q(n)再进入第二滤波器206，最后得到预失真信号z(n)。应该注意，图中的第一滤波器205和第二滤波器206可以同时使用，也可以只保留其中一个。

用数学公式描述上述过程，则是

z(n)＝F2{q(n)}                  (1)

q(n)＝p(n)*AM{p(n)}*PM{p(n)}    (2)

p(n)＝F1{x(n)}                  (3)

这里F1{·}，F2{·}分别代表两个滤波器的功能，AM{·}和PM{·}分别代表幅度、相位预失真数据生成单元的功能。

具体实施时第一滤波器205、第二滤波器206可以采用FIR(有限冲击响应)滤波器、IIR(无限冲击响应)滤波器等数字滤波器；幅度预失真数据生成单元201和相位预失真数据生成单元202可以采用多项式、分段线、关键点插值等方式进行预失真操作。与幅度预失真数据生成单元201和相位预失真数据生成单元202所采用的方式相对应，控制更新单元需要控制更新的将分别是滤波器的抽头系数、多项式的系数、分段点的位置等。

图6示出了依据本发明另一种实施方式的预失真器600。

如图6所示，原始信号x(n)分为两支。一支x1(n)进入子预失真器200_1，另一支先进入延时器207，从延时器207出来的信号x2(n)再进入子预失真器200_2。第一支信号x1(n)在子预失真器200_1里面分成三路，一路进入幅度预失真数据生成单元201_1，一路进入相位预失真数据生成单元202_1，分别获取幅度预失真数据和相位预失真数据；一路与幅度预失真数据在乘法器203_1处相乘，并进而在乘法器204_1处和相位预失真数据相乘，得到预失真信号z1(n)。x2(n)则进入子预失真器200_2，在子预失真器200_2里面分成三路，一路进入幅度预失真数据生成单元201_2，一路进入相位预失真数据生成单元202_2，分别获取幅度预失真数据和相位预失真数据；一路与幅度预失真数据在乘法器203_2处相乘，并进而乘法器204_2处和相位预失真数据相乘，得到预失真信号z2(n)。两个预失真子信号z1(n)和z2(n)在加法器208相加获得预失真信号z(n)。这里可以增加更多的子预失真器。子预失真器也称相位幅度预失真数据产生单元。在有多个子预失真器的情况下，各子预失真器前的延迟单元的延迟时间可以相同，也可以不同。

用数学公式描述上述过程，则是

z(n)＝z1(n)+z2(n)+......              (4)

z1(n)＝x1(n)*AM1{x1(n)}*PM1{x1(n)}    (5)

z2(n)＝x2(n)*AM2{x2(n)}*PM2{x2(n)}    (6)

AM1{·}、PM1{·}和AM2{·}、PM2{·}分别代表两个子预失真器的幅度、相位预失真数据生成单元的功能。子预失真器的幅度预失真数据生成单元和相位预失真数据生成单元可以采用多项式、分段、关键点插值等方式来实现其功能。

在本发明的实施方式中，可以采用本领域所熟知的任何幅度预失真数据生成单元(幅度预失真器)201和相位预失真器(相位预失真器)202。在另选的实施方式中，可以使用图7示意性示出的幅度预失真器和图8示意性示出的相位预失真器。

图7示意性示出了依据本发明一种实施方式的幅度预失真器。

如图7所示，首先，输入信号(x1(n)、x2(n)、或P(n)等)先进入地址发生器401，地址发生器401获得查询表地址。根据该查询表地址，初始值获取单元402从查找表中查找初始值。假定幅度预失器的初始值(幅度预失真器初始值)可以表示为LA＝[LA(1)，LA(2)，...LA(k)，...，LA(M)]，这里M为查找表的长度，LA(k)表示地址k所对应的幅度预失真器初始值。幅度预失真器初始值存储在查询表(LUT)中。

第一选择单元403判断k所处的区间，并将所处区间的较小地址所对应的预失真幅度值输入到减法器406。具体地，在图7所示的示例中，第一选择单元403将输入信号的地址k与来自预失真控制单元的关键地址ku进行比较，如果小于ku，则将所处区间([0，ku-1])的较小地址(0)所对应的值LA(0)输入到减法器406，否则将所处区间((ku-1，M))的较小地址(ku-1)所对应的值LA1(ku-1)输入到减法器406。减法器406从LA(k)中将从第一选择单元403输入的值减去，并将相减的结果输出到乘法器407。

第二选择单元404判断k所处的区间，并将来自预失真控制单元的与该所处区间对应的系数u传递给乘法器407。具体地，在图中所示出的实施例中，第二选择单元404将输入信号的地址k与来自预失真控制单元的关键地址ku进行比较，如果小于ku，则将来自预失真控制单元的与该所处区间对应的第一系数u1传递给乘法器407。如果地址k不小于ku，则将来自预失真控制单元的与所处区间对应的第二系数u2传递给乘法器407。乘法器407将来自减法器406的相减结果与来自第二选择单元404的系数(u1或u2等)相乘，并将相乘结果传送给加法器408。

第三选择单元405判断k所处的区间，并将所处区间的较小地址所对应的预失真幅度值输入到加法器408。具体地，在图7所示的示例中，将输入信号的地址k与来自预失真控制单元的关键地址ku进行比较，如果小于ku，则将第一值LA(0)输入到加法器408，否则将第二值LA1(ku-1)输入到加法器408。加法器408将来自第三选择单元405的值和来自乘法器407的值相加，并将相加的结果输出，作为幅度预失真数据生成单元的输出LA1(k)。

此输出信号有一支反馈信号输入到选择器413。

这里存储器410中预先存有和查询表402中地址0和地址ku-1相同的内容。对应地址ku-1的内容会根据选择器413的输出而更新。选择器413根据地址信息k，判断其是否等于ku-1，是则导通，输出数据p(n)；否则不导通。

存储器410和查询表402可以存储在一起。另外，可以省略存储器410，而直接获取和更新查询表402中的与地址ku-1对应的预失真幅度。

以上的操作用公式表达即为：

LA1(k)＝(LA(k)-LA(0))*u1+LA(0)k＜ku              (7)

LA1(k)＝(LA(k)-LA1(ku-1))*u2+LA1(ku-1)k＞＝ku    (8)

k＝1，......，M

预失真控制单元通过更改系数u(u1、u2)以及关键地址ku，可以对幅度预失真器的工作进行控制。上面的说明只是示例性的，预失真控制单元可以提供更多的u和更多的ku。

图8示意性示出了依据本发明一种实施方式的相位预失真器。

如图8所示，首先，输入信号(x1(n)、x2(n)、或P(n)等)先进入地址发生器401′，地址发生器401′获得查询表地址。根据该查询表地址，初始值获取单元402′从查找表中查找初始值。假定相位预失真数据生成单元的初始值(相位预失真器初始值)可以表示为LP＝[LP(1)，LP(2)，...LP(k)，...，LP(M)]，这里M为查找表的长度，LP(k)表示地址k所对应的相位预失真器初始值。相位预失真器的初始值(相位预失真器初始值)存储在查询表(LUT)中。

第一选择单元403判断k所处的区间，并将所处区间的较小地址所对应的预失真相位值输入到减法器406。具体地，在图8所示的示例中，第一选择单元403将输入信号的地址k与来自预失真控制单元的关键地址kv进行比较，如果小于kv，则将所处区间([0-kv-1])的较小地址(0)所对应的值LP(0)输入到减法器406，否则将所处区间((kv-1，M))的较小地址(kv-1)所对应的值LP1(kv-1)输入到减法器406。减法器406从LP(k)中将从第一选择单元403输入的值减去，并将相减的结果输出到乘法器407。

第二选择单元404判断k所处的区间，并将来自预失真控制单元的与该所处区间对应的系数v传递给乘法器407。具体地，在图中所示出的实施例中，第二选择单元404将输入信号的地址k与来自预失真控制单元的关键地址kv进行比较，如果小于kv，则将来自预失真控制单元的与该所处区间对应的第一系数v1传递给乘法器407。如果地址k不小于kv，则将来自预失真控制单元的与所处区间对应的第二系数v2传递给乘法器407。乘法器407将来自减法器406的相减结果与v1相乘，并将相乘结果传送给加法器408。

第三选择单元405判断k所处的区间，并将所处区间的较小地址所对应的值输入到加法器408。具体地，在图8所示的示例中，将输入信号的地址k与来自预失真控制单元的关键地址kv进行比较，如果小于kv，则将第一值LP(0)输入到加法器408，否则将第二值LP1(kv-1)输入到加法器408。加法器408将来自第三选择单元405的值和来自乘法器407的值相加，并将相加的结果输出，作为相位预失真数据生成单元的输出LP1(k)。

上面的操作通过公式表示，即为：

LP1(k)＝(LP(k)-LP(0))*v1+LP(0)k＜kv            (9)

LP1(k)＝(LP(k)-LP1(kv-1))*v2+LP1(kv-1)k＞＝kv  (10)

k＝1，......，M

预失真控制单元通过更改系数v(v1、v2)以及关键地址kv，可以对幅度预失真器的工作进行控制。上面的说明只是示例性的，预失真控制单元可以提供更多的v和更多的kv。

虽然在上面的说明中，将初始值获取单元402和初始值获取单元402′分别描述，但很显然，它们可以由相同的单元来实现，在这种情况下，查询表中与地址相对应地存储幅度预失真值和相位预失真值。同样地址发生器401和401′也可以有单个的单元实现。

应该注意，图7和图8所示的电路只是示意性的，不是对本发明的限制，可以根据以上的公式构思出其它的电路。例如，以上的第一选择单元至第三选择单元可以合并为一个选择单元。此外，可以由具有存储器的逻辑部件实现公式中的算法，或由逻辑部件采用相应的软件来实现公式所示的算法。

图9示意性示出了依据本发明一种实施方式的放大器装置的结构。如图9所示，根据本发明该实施方式的放大器装置包括预失真器100′、数模转换器108、上变频器109、放大器103、耦合器104、衰减器105以及预失真控制器110′。其中，预失真器100′以及预失真控制器110′与图1所示的现有技术的不同。

预失真器100′可以由前面介绍的预失真器500和预失真器600来实现。下面介绍预失真控制器110′的实现。

图10示出了依据本发明的一种实施方式的预失真控制器。如图10所示，根据本发明的一种实施方式的预失真控制器110′包括下变频器1001、模/数转换器1002、左旁瓣功率计算单元1003、右旁瓣功率计算单元1004、代价函数计算单元1005以及控制更新单元1006。

从衰减器105反馈回来的信号进入下变频器1001，输出的频率较低的模拟信号被送入模/数转换器(ADC)1002，其输出的数字信号被分别送入左旁瓣功率获取单元1003和右旁瓣功率获取单元1004，由左旁瓣功率获取单元1003和右旁瓣功率获取单元1004分别获取信号频谱的左旁瓣的功率和右旁瓣的功率。然后在代价函数生成单元1005对这两个功率进行比较，将两个功率中较大的一个作为代价函数送给更新控制单元1006。更新控制单元1006根据该代价函数对失真器进行控制。

左旁瓣功率获取单元1003和右旁瓣功率获取单元1004可以通过对输入的信号进行数字时域滤波或者FFT变换后进行频域滤波，来获得反馈信号频谱的两个旁瓣功率的大小。

图11示出了依据本发明的另一种实施方式的预失真控制器。如图11所示，根据本发明的该种实施方式的预失真控制器包括功分器1101、带通滤波器1102和1103、功率检测器1104和1105、功率比较器1106以及控制更新单元1107。

这里从衰减器105反馈回来的信号进入功分器1101，被平均分配为相同的两份信号，它们分别进入带通滤波器1102和1103，滤出对应着反馈信号两个旁瓣的信号成分。它们再被分别送入功率检测器1104和1105，获得其功率大小。这两个功率值被送入功率比较器1106。在功率比较器中，两个功率值中较大的那个将被作为代价函数。之后该代价函数被送入控制更新单元1107，更新控制单元1107根据该代价函数对失真器进行控制。

在以上的实施方式中，代价函数是单个代价函数，更新控制单元1107、1006根据针对上述两种预失真器，通过调整预失真器的参数来优化代价函数，从而获得最优的预失真器。更新过程可以公式化为

针对预失真器500

和

针对预失真器600

具体实施时，可以按照以下顺序，逐一优化各个子单元(的参数)

AM{·}→PM{·}→F1{·}→F2{·}→AM{·}→......反复，和

AM1{·}→PM1{·}→AM2{·}→PM2{·}→AM1{·}→......反复

此时，单一代价函数J(如两旁瓣功率中较大者)与AM{·}、PM{·}、F1{·}等等都有关，因此可能需要反复多次优化，才能获得最优值。

图12示出了依据本发明的再一种实施方式的预失真控制器。如图12所示，根据本发明的一种实施方式的预失真控制器包括下变频器1201、模/数转换器1202、幅度代价函数计算单元1203、相位代价函数计算单元1204、记忆效应代价函数计算单元1205以及控制更新单元1206。

从衰减器105反馈回来的信号进入下变频器1201，输出的频率较低的模拟信号被送入模/数转换器(ADC)1202，其输出的数字信号被分别送入幅度特性代价函数计算单元1203、相位特性代价函数计算单元1204、记忆效应代价函数计算单元1205，由幅度特性代价函数计算单元1203、相位特性代价函数计算单元1204、记忆效应代价函数计算单元1205分别获取幅度代价函数、相位代价函数和记忆效应代价函数。

记忆效应代价函数计算单元1205可以计算反馈信号频谱的左右两个旁瓣的差异值，作为代价函数。对于OFDM等特定格式信号，则可以比较CP与原始信号的差异，作为代价函数。它们只与记忆效应有关。

幅度特性代价函数计算单元1203可以计算反馈信号的幅度的分布函数(CDF或PDF)与信号源的幅度分布函数的差异大小，或者反馈信号的峰均功率比与信号源的峰均功率比的差异大小，它们都只与功放的幅度特性有关。将这差异大小作为代价函数。

相位特性代价函数计算单元1204则可以计算反应相位特性的量(例如反馈信号的相位的分布函数与信号源的相位分布函数的差异大小)，作为代价函数。另外，原则上J_AM，J_PM，J_ME是分别只与功放幅度特性，相位特性和记忆效应这三项特性有关的代价函数，用于分别优化AM{·}、PM{·}、{·}，但是若这三个函数中的任意两个已经完成优化，则第三个代价函数不必只与其对应的特性有关，而可以如上所述的利用两个旁瓣功率中较大的一个功率作为代价函数。

上面所示的预失真控制器可以和图5所示的预失真器500配合使用。

图13示出了依据本发明的一种实施方式的预失真控制方法的流程图。如图13所示，首先，在步骤1301，确定从放大器反馈回来的信号的两个旁瓣中的左旁瓣的功率。然后，在步骤1302，确定从放大器反馈回来的信号的两个旁瓣中的右旁瓣的功率。例如可以采用上面参照图10、图11描述的装置和方法来确定左旁瓣的功率和右旁瓣的功率。然后，在步骤1303，根据左旁瓣的功率和右旁瓣的功率来确定代价函数。可以如10和图11所示的装置所采用的方法那样，将左旁瓣的功率和右旁瓣的功率中功率较大者作为代价函数。也可以如12所示的装置所采用的方法那样，将左旁瓣的功率和右旁瓣的功率中功率差作为用于记忆效应的代价函数，并同时采用其它的方法(如本领域技术人员所知的各种方法)，来确定幅度特性代价函数和相位特性代价函数。最后，在步骤1304，根据代价函数对预失真单元进行控制。

以上对本发明实施方式的说明只是示例性的，目的是为了使本领域的技术人员对本发明的实施方式的实现有清楚的了解，在文中没有描述那些对实现本发明实施方式所涉及的装置(如放大器)工作所必须但对于本领域技术人员来说都清楚的其它部件。

本发明实施方式以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种放大器装置，该放大器装置包括预失真器、预失真控制器、数模转换器和放大器单元，所述预失真器对将被放大的数字信号进行预失真，所述数模转换器将经预失真后的数字信号转换成模拟信号，所述放大器单元对所述模拟信号进行放大，所述预失真控制器根据从所述放大器单元反馈的信号对所述预失真器进行控制，其特征在于，

所述预失真控制器确定从所述放大器单元反馈的信号的频谱的两个旁瓣中的左旁瓣的功率和右旁瓣的功率，根据所述两个旁瓣的功率确定代价函数，根据所述代价函数对所述预失真器进行控制，

所述预失真器为以下两种结构中的一种：

结构1：所述预失真器包括滤波器单元和相位幅度预失真数据生成单元，所述相位幅度预失真数据生成单元用于产生经幅度预失真和相位预失真的数据，所述滤波器单元对输入所述相位幅度预失真数据生成单元的数据和从所述相位幅度预失真数据生成单元输出的数据这两者中的至少一个进行滤波；

结构2：所述预失真器包括n个相位幅度预失真数据生成单元、n－1个延迟单元、加法器，所述n－1个延迟单元分别对输入数据进行延迟，产生n－1个延迟过的输入数据，所述n个相位幅度预失真数据生成单元分别针对未经延迟的输入数据和所述n－1延迟过的输入数据产生进行预失真处理，产生n个经幅度预失真和相位预失真的数据，所述加法器将来自所述n个相位幅度预失真数据生成单元的所述经幅度预失真和相位预失真的数据进行相加，其中n为大于等于2的整数。

2.根据权利要求1所述的放大器装置，其特征在于，所述预失真控制器包括：

下变频单元，用于对从所述放大器单元反馈来的所述信号进行下变频；

模数转换器，用于对经下变频的数据进行模数转换；

左旁瓣功率确定单元，用于确定所述两个旁瓣中的左旁瓣的功率；

右旁瓣功率确定单元，用于确定所述两个旁瓣中的右旁瓣的功率；

代价函数确定单元，用于将所述左旁瓣的功率和右旁瓣的功率中较大的功率作为代价函数；

更新控制单元，用于根据所述代价函数对所述预失真器进行控制。

3.根据权利要求2所述的放大器装置，其特征在于，所述左旁瓣功率确定单元或所述右旁瓣功率确定单元对所述经模数转换后的数据进行数字时域滤波或者将所述经模数转换后的数据进行FFT变换后再进行频域滤波，来获得所述左旁瓣或右旁瓣的功率的大小。

4.根据权利要求1所述的放大器装置，其特征在于，所述预失真控制器包括：

功分器用于将从所述放大器单元反馈来的所述信号平均分配为功率相同的第一份信号和第二份信号；

第一带通滤波器用于对所述第一份信号进行滤波，滤出对应于所述左旁瓣的成分；

第二带通滤波器用于对所述第二份信号进行滤波，滤出对应于所述右旁瓣的成分；

第一功率检测器，用于检测所述左旁瓣的成分的功率；

第二功率检测器，用于检测所述右旁瓣的成分的功率；

功率比较器，比较所述左旁瓣的成分的功率和所述右旁瓣的成分的功率，将功率较大的所述左旁瓣的成分的功率或所述右旁瓣的成分的功率作为代价函数；以及

更新控制单元，用于根据该代价函数对预失真器进行控制。

5.根据权利要求1所述的放大器装置，其特征在于，所述预失真控制器包括；

下变频单元，用于对从所述放大器单元反馈来的所述信号进行下变频；

模数转换器，用于对经下变频的数据进行模数转换；

幅度特性代价函数计算单元，根据经模数转换的数据，确定与幅度特性相关的代价函数，

相位特性代价函数计算单元，根据经模数转换的数据，确定与相位特性相关的代价函数，

记忆效应代价函数计算单元，根据经模数转换的数据，确定与记忆效应相关的代价函数；以及

更新控制单元，用于分别根据所述与幅度特性相关的代价函数、所述与相位特性相关的代价函数、所述与记忆效应相关的代价函数，对所述预失真器进行控制。

6.根据权利要求5所述的放大器装置，其特征在于，所述幅度特性代价函数计算单元计算反馈信号的幅度的分布函数与信号源的幅度分布函数的差异大小，作为所述与幅度特性相关的代价函数，或者计算反馈信号的峰均功率比与信号源的峰均功率比的差异大小，作为所述与幅度特性相关的代价函数。

7.根据权利要求5所述的放大器装置，其特征在于，所述记忆效应代价函数计算单元计算所述左旁瓣的功率和所述右旁瓣的功率，将所述左旁瓣的功率和所述右旁瓣的功率的差，作为所述与记忆效应相关的代价函数。

8.根据权利要求5所述的放大器装置，其特征在于，所述与幅度特性相关的代价函数是仅与幅度特性相关的代价函数、所述与记忆效应相关的代价函数是仅与记忆效应相关的代价函数，所述与相位特性相关的代价函数是与相位特性、记忆效应、和幅度特性三者相关的代价函数，所述更新控制单元首先分别根据所述与幅度特性相关的代价函数以及所述与记忆效应相关的代价函数对所述预失真器进行控制，然后根据所述与相位特性相关的代价函数对所述预失真器进行控制。

9.根据权利要求1所述的放大器装置，其特征在于，所述相位幅度预失真数据生成单元包括：

地址发生器，根据输入所述相位幅度预失真数据生成单元的信号幅值或相位获得幅值地址和相位地址；

初始值获取单元，根据所述幅值地址确定初始预失真幅值，根据相位地址获得初始预失真相位；

幅值预失真单元，用于根据所述幅值地址以及由关键幅值地址所确定的幅值地址区间确定经幅值预失真的数据；

相位预失真单元，用于根据所述相位地址以及由关键相位地址所确定的相位地址区间确定经相位预失真的数据；

乘法单元，用于将所述经幅值预失真的数据和经相位预失真的数据相乘。

10.一种预失真控制方法，用于放大器装置，所述放大器装置包括预失真单元、预失真控制单元和放大器单元，所述预失真控制单元根据从所述放大器单元反馈回的信号，对所述预失真单元进行控制，所述预失真控制方法包括：

确定从所述放大器单元反馈回的信号的频谱的两个旁瓣中的左旁瓣的功率；

确定从所述放大器单元反馈回的信号的频谱的两个旁瓣中的右旁瓣的功率；

根据所述左旁瓣的功率和所述右旁瓣的功率确定代价函数；以及

根据所述代价函数控制所述预失真单元。

Images