CN107070467B - 模拟rf预失真器和非线性分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模拟RF预失真器和非线性分离器。公开了一种使用模拟预失真的RF发射器装置。该装置包括较低带宽电路、模拟预失真器和非线性放大器链。较低带宽电路配置成生成模拟信号。模拟预失真器配置成基于经耦合的反馈信号向模拟原始信号应用非线性失真以便生成RF输出信号。非线性放大器链配置成放大RF输出信号以生成相对于模拟原始信号的传输信号。从传输信号导出经耦合的反馈信号。
Description
背景技术
通信系统通常使用集中在经定义的信道的载波频率周围的传输信号。通过利用基于幅度、相位、频率和/或其组合的调制表示信息来传送信息。通过在载波频率周围的频带上的一个或多个信号来发送信息。
射频(RF)功率放大器通常用于调制,诸如幅度调制。RF功率放大器被要求在宽范围的频率和功率水平内操作。
理想地,RF功率放大器将是线性的,并且具有作为输入的线性值的输出。然而,RF功率放大器典型地在其行为中展现出某种类型的非线性。该非线性导致输出信号相比于输入信号的非线性变化。非线性变化使通信降级并且增加功率消耗。
附图说明
图1是图示了合并模拟预失真器的RF发射器系统的图。
图2是图示了较低带宽电路的图。
图3是图示了参数发生器的图。
图4是图示了模拟IQ处理器的图。
图5是图示了样条(spline)发生器的图。
图6是图示了通过模拟IQ处理器104生成RF信号的曲线图。
图7是图示了使用样条发生器和参数发生器生成针对平方根函数的非线性函数的曲线图。
图8是描绘了具有多个存储(memory)项的存储样条发生器的框图。
图9是图示了合并模拟预失真器并且具有多个延迟的RF发射器系统的框图。
图10是图示了利用多个模拟IQ处理器的RF发射器系统的图。
图11是图示了利用多个模拟IQ处理器和多个带宽分离器的RF发射器系统的图。
图12是图示了操作模拟预失真器的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图各图来描述本发明,其中相同的参考标号自始至终用于指代相同的元件,并且其中所图示的结构和设备未必按照比例绘制。
提供合并用于功率放大器的模拟RF预失真器的系统、方法、设备和实施例。模拟预失真器通过使系统更加基本上线性并且比没有预失真器的系统更加线性来促进功率放大器的输出。
预失真系统(还被称为预失真器)是下述系统:该系统在诸如功率放大器之类的非线性设备之前,以便线性化整个系统。线性化可以增加电气效率、维持频谱纯度、满足频谱要求、维持带内信号质量等。
完成预失真和促进线性化的一个技术是利用数字预失真器,数字预失真器是实现在诸如发射器系统之类的系统的数字基带域中的非线性系统块。数字预失真器修改输入或原始信号或者对输入或原始信号进行预失真,使得非线性设备产生线性或基本上线性输出。例如,数字预失真器和非线性功率放大器的级联提供作为原始或输入信号的经线性放大的版本的输出。
使用数字预失真器的缺陷之一在于数字预失真器进一步加宽或扩展其输入信号的频谱。作为结果,系统的部件或块被要求处置高得多的带宽,诸如在一个示例中是没有原始信号的数字预失真的情况的带宽的近似5倍的带宽。较高带宽要求更昂贵的部件,诸如数字到模拟转换器、混合器等;并且导致较高的功率消耗。
此外,诸如较小基站、手持设备等之类的较小系统中的数字预失真器的使用可以消耗如此之多的功率以至于总体发射器效率经受数字预失真器功率消耗。
以下描述的系统和方法利用引入诸如在RF域中更接近非线性设备的预失真的模拟预失真器。作为结果,基带部件和模拟RF前端避免处置经加宽或扩展的频谱和随之而来的较高带宽信号。因此,部件消耗比合并数字预失真器的系统的部件更少的功率。
图1是图示了合并模拟预失真器的RF发射器系统100的图。系统100由于发生在模拟域中并且更接近非线性设备的预失真而使用比数字预失真系统更低的带宽部件。系统100可以至少部分地配置在电路和/或其它硬件部件中。此外,系统100可以是装置。
系统100包括较低带宽电路102、模拟IQ处理器、预放大器106、RF功率放大器108、样条发生器110、参数发生器112和包络检测器122。
较低带宽电路102一般包括基带处理器、数字到模拟转换器和IQ混合器。电路102操作在比其它RF发射器更低的带宽处,因为IQ混合在包括数字预失真的预失真之前完成。
较低带宽电路102配置成生成具有I(同相)和Q(90度偏移正交)分量作为输入信号116的混合信号,输入信号116还称为原始信号。输入信号116表示用基于幅度、相位、频率和/或其组合的调制的信息。输入信号116的频谱是尚未扩展或加宽的原始频谱。以下提供合适的较低带宽电路的附加细节。
模拟IQ处理器104配置成接收输入信号116并且在模拟域中处理输入信号116以生成RF输出信号124。模拟IQ处理器104将输入信号116划分成处理器104内的上和下正交信号。在上信号未经相移,而下信号被相移90度。处理器104配置成通过将每一个与非线性函数或泛函相乘来在幅度和相位二者中对上和下信号进行预失真。经预失真的上和下信号然后被添加,以生成包括非线性预失真的RF输出信号124。非线性预失真表示功率放大器108的非线性行为。
包络检测器122配置成接收输入信号116并且检测和提供信号116的包络126。包络检测器122可以例如使用低通滤波器后面的整流器来实现,然而设想到其它合适的实现方式。
参数发生器112配置成根据包络126和经耦合的信号118生成预失真参数。包络126由包络检测器122提供并且基于原始信号116。经耦合的信号118是由功率放大器108生成的RF输出信号128的经耦合版本。耦合器或类似的部件(未示出)在基本上不改变RF输出信号128的情况下获取经耦合的信号118。
参数发生器112使用合适的机制来生成预失真参数114。一般地,数字控制器电路(未示出)用于生成预失真参数114。在一个示例中,数字控制器电路内的表格或存储元件用于基于根据包络126和/或经耦合的信号118的条目来提供参数114。例如,可擦除可编程只读存储器(EPROM)可以用作存储元件或表格。可以在校准和或适配过程期间开发表格和相关联的参数114。
在另一示例中,参数估计算法由数字控制器电路使用来基于经耦合的信号118和包络126生成预失真参数114。要领会到,可以以诸如小于1 MHz的相对低的速度提供预失真参数114。
样条发生器110配置成向模拟IQ处理器104提供一个或多个非线性函数/泛函120,其还称为样条。样条发生器110根据原始信号116的包络126和预失真参数114生成函数120。非线性函数120模仿或表示功率放大器的或来自功率放大器108的逆向部的非线性行为。
在一个示例中,非线性函数120包括上函数和下函数。上函数可以用于上信号或同相分量,而下函数用于下信号或正交分量。
预功率放大器106向RF输出信号124应用预放大。功率放大器108然后放大RF信号124以生成RF传输信号128。功率放大器108典型地向RF传输信号128中引入非线性。然而,RF信号124在模拟域中已经被预失真。模拟预失真在没有模拟IQ处理器104的情况下导致关于输出信号128的基本上线性的传输信号128。预功率放大器106和功率放大器108还称为功率放大器链。要领会到,所述链可以在一些变型中省略预放大器106。此外,要领会到,功率放大器108可以包括变型,其包括但不限于多个输入。
作为结果,RF发射器系统100在没有模拟IQ处理器104的情况下产生关于输出信号128基本上线性的RF传输信号128。可以使用较低成本和/或复杂度电路,因为电路102操作在较低带宽上。电路102操作在较低带宽上,因为原始信号116的频谱并未扩展以计及数字预失真,如其它方案中的情况那样。
图2是图示了较低带宽电路102的图。电路102被提供为合适电路的示例。要领会到,设想到合适的变型。
较低带宽电路102生成模拟信号,该模拟信号被称为输入或原始信号116。电路102包括基带处理器202、数字到模拟转换器(DAC)204、混合器206和求和部件208以及其它可能要求的无源部件,如例如低通滤波器,其在图2中未明确示出。
基带处理器202生成上和下数字信号。上信号由上DAC 204i接收并且被转换成模拟上信号。模拟上信号由上混合器206i接收并且与振荡信号混合以生成经上混合的信号。
下信号由下DAC 204q接收并且被转换成模拟下信号。模拟下信号由下混合器206q接收并且与振荡信号混合以生成经下混合的信号。求和部件208对经上和下混合的信号进行相加或求和以生成输入信号116。
基带处理器202、数字到模拟转换器(DAC)204、混合器206和求和部件208可以利用低成本电路来实现。电路102的上和下信号在尚未扩展或加宽的原始带宽处。作为结果。电路可以由较低成本部件/电路元件组成。相比之下,与数字预失真相关的基带处理器可以要求频谱扩展或带宽增加到原来的5倍或更大。
图3是图示了参数发生器112的图。参数发生器112生成由样条发生器110使用的预失真参数114。参数发生器112出于说明目的而被提供为示例,并且要领会到,设想到合适的变型。
参数发生器112包括第一模拟到数字转换器(ADC)302、数字控制器304和第二ADC306。第一ADC 302将包络126从模拟转换到数字。混合器308将经耦合的信号118与本机振荡器信号(LO)混合,以生成经耦合的基带等效功率放大器输出信号。第二ADC 306将混合耦合的信号从模拟转换到数字。
数字控制器304接收数字耦合的基带信号和数字包络并且生成预失真参数。控制器304配置成基于数字包络和数字混合耦合的信号生成预失真参数114。
数字控制器304可以比较经预放大的信号、数字包络信号与数字混合耦合的信号。数字控制器304可以使用查找表或类似的部件来生成预失真参数。可替换地,数字控制器304可以基于数字包络信号和数字混合耦合的信号的值实现参数估计算法。
图4是图示了模拟IQ处理器104的图。处理器104被提供为示例,并且要领会到,设想到合适的变型。
模拟IQ处理器104接收模拟信号、输入信号116并且将输入信号与一个或多个非线性函数或样条120混合。经混合的信号被添加并且提供为RF信号124以用于通过预放大器106和功率放大器108进行放大。RF信号124包括基于非线性函数的非线性预失真。非线性预失真估计和/或表示功率放大器108的非线性行为。
模拟IQ处理器104包括相移部件404、上混合器406i、下混合器406q和求和部件408。相移部件404使输入信号偏移若干度。在该示例中,相移部件404是希伯特变换器(HT)并且使输入信号偏移90度。
上混合器406i接收输入信号116并且将输入信号116与上或同相非线性函数120i混合。经混合的同相信号然后由求和部件408接收。类似地,下混合器406q接收经偏移的输入信号并且将经偏移的输入信号与下或正交非线性函数120q混合。经混合的正交信号同样由求和部件408接收。求和部件408组合经混合的正交信号与经混合的同相信号以生成RF信号124。
图5是图示了样条发生器110的图。样条发生器110是可以供图1的RF发射器系统100使用的合适样条发生器的示例。要领会到,设想到样条发生器110的合适变型。
样条发生器110接收原始信号116的包络126并且生成一个或多个非线性函数120。非线性函数120还称为样条。基于包络126和来自参数发生器112的预失真参数114生成非线性函数120。
样条发生器126包括求和部件502、绝对值部件504、混合器506和求和部件508。求和部件502每一个接收包络126和不同的参数。求和部件502的输出由绝对值部件504接收,绝对值部件504生成绝对值。
混合器506组合绝对值部件504的相应输出与附加参数。经混合的输出被提供给求和部件508,其将输出组合到非线性函数120中。
组合地讨论图1-5。由较低带宽电路102生成的原始调制的RF信号116通过来表示。将原始信号116划分成模拟IQ处理器104内的两个正交信号(上信号和下信号)。未从原始信号116修改上信号。利用图4中所示的希伯特变换器404使下信号相移90°,以得到信号。作为结果,模拟IQ处理器104包括可以通过在乘法器406i和406q处将信号与非线性函数120相乘而在幅度和相位域中非线性预失真的两个正交信号。
非线性函数120通过和来表示。其中f 1表示第一非线性函数120i并且f 2表示第二非线性函数120q。项τN表示增加的时间延迟或存储。通过求和部件408对经混合的信号求和,以生成经预失真的RF信号124。预失真表示功率放大器108的非线性行为并且促进生成具有所要求的线性度和输出功率的RF传输信号128。因此,提供经预失真的RF信号124到预放大器106并且然后到功率放大器108。
如果来自(低频)基带信号的时间相关性被移除,则可以通过以下示出的公式来表示RF信号124,并且通过以下公式将RF信号124描述为幅度a的函数
该公式示出RF输出信号的幅度和相位二者与信号幅度a非线性相关。非线性函数由一般化存储样条发生器110来描述。
图6是图示了通过模拟IQ处理器104生成RF信号124的曲线图600。曲线图600被提供用于说明目的并且为了促进理解。
x轴描绘RF信号124的同相分量/相位的幅度,并且y轴描绘RF信号124的正交相位的幅度。通过角度601示出RF信号124的角度或相位。线602描绘RF信号124的幅度。
线602通过以下公式来获取:
角度601通过以下公式来获取:
存储样条发生器110生成非线性函数120。参照图5中所示的样条发生器110,第一非线性函数可以通过以下来获取:
并且第二非线性函数可以通过以下来获取:
其中τ0=0,K表示段的数目,β k 定义用于归一化输入信号幅度的段边界,并且M表示存储深度。存储样条发生器110使用可编程参数矢量来定义所期望的非线性函数。可编程矢量被示出为:
,并且。
可编程矢量c,d和β(还称为预失真参数114)经由数字接口从参数发生器112来获取。
图7是图示了使用样条发生器110和参数发生器112生成针对平方根函数的非线性函数的曲线图700。
线705表示由给出的平方根函数,其中,具有使用K=2段(其中,段边界)的简单样条。线701是由给出的常量。线702是由表示的公式的线性部分。分段仿射函数由线703表示并且通过给出并且得出通过组合701、702和703的线704示出的样条/非线性近似。
因此,线704表示使用两个段并且没有存储器的平方根公式的样条/非线性近似。更精确的近似可以通过增加段的数目来获取。
要领会到,功率放大器可以具有作为功率放大器的非线性行为的部分的非线性存储效果。存储项用于表示和计及这些非线性存储效果。存储项在以上被示出为。
图8是描绘了具有多个存储项的存储样条发生器的框图。多个存储项用于生成表示非线性存储效果的非线性函数120。
图8的样条发生器包括延迟元件802、统称为110的多个存储样条发生器1100,1101,……110M、以及存储求和部件808。每一个单独的样条发生器如图5中所示那样进行操作。
延迟元件802使信号或包络124延迟从1到M的延迟量。因此,每一个样条发生器110基于其输入生成变化的样条/非线性函数。例如,样条发生器1100基于零延迟或没有延迟生成样条。样条发生器1101基于延迟T1生成样条。继续,样条发生器110M基于延迟TM生成样条延迟。求和部件808添加样条发生器110的输出以提供集体非线性函数。
图9是图示了合并模拟预失真器并且具有多个延迟的RF发射器系统900的框图。多个延迟由多个模拟IQ处理器使用来生成多个RF信号。将多个RF信号组合以得出单个RF信号。诸如较低带宽电路的系统900的部分以及功率放大器被省略以促进理解。
系统900包括多个延迟元件902、多个模拟IQ处理器104和求和部件908。第一IQ处理器1040接收已经由较低带宽电路生成的输入/原始信号116。第二IQ处理器1042接收通过延迟元件T1延迟之后的输入信号116。第n个IQ处理器104N接收通过延迟元件TN延迟之后的输入信号116。
模拟IQ处理器104从样条发生器接收非线性函数120。在一个示例中,样条发生器向所有模拟IQ处理器104提供相同的非线性函数。在另一示例中,样条发生器向每一个模拟IQ处理器104提供不同的非线性函数。
多个IQ处理器104生成多个RF输出信号。这些信号由求和部件908进行组合或相加以生成RF输出信号124。
图10是图示了利用多个模拟IQ处理器的RF发射器系统1000的图。系统1000并行操作多个模拟IQ处理器以增强线性度和效率。
系统1000省略一些元件以便简化图并且促进理解。
系统1000包括多个模拟IQ处理器104、包络检测器122和样条发生器110。包络检测器122检测或获取输入/原始信号116的包络126。样条发生器110使用包络连同预失真参数114以生成多个非线性函数对。每一对包括上函数和下函数。上函数还称为同相非线性函数并且下函数还称为正交非线性函数。因此,样条发生器110生成N+1对非线性函数。
每一个IQ处理器接收相关联的非线性函数对并且从输入信号116生成RF输出。将相应RF输出相加在一起并且提供为单个RF输出信号。
图11是图示了利用多个模拟IQ处理器和多个带宽分离器的RF发射器系统1100的图。
系统1100类似于以上描述的系统100并且系统100的描述可以是用于附加描述的参考。
系统1100包括生成多个RF输出信号的多个模拟IQ处理器1104。将这些信号组合成单个RF输出信号124。
系统1100还包括多个分离器1106。分离器基于带宽或频谱将RF输出信号分段成多个段。每一个分离器具有生成传输信号的相关联的放大器链。相关联的放大器链具有多个放大器链1108并且典型地包括预放大器和功率放大器。
多个放大器链1108生成诸如通过功率组合器组合成单个信号的多个传输信号。
图12是图示了操作模拟预失真器的方法1200的流程图。方法1200在模拟域而非数字域中应用非线性预失真。作为结果,信号的频谱被维持到原始宽度并且减少信号的所要求的带宽。非线性预失真计及功率放大器或其它部件的非线性行为。
方法在块1202处开始,在块1202中较低带宽电路的基带处理器生成数字基带信号。数字基带信号包括信息内容。
在块1204处,较低带宽电路的数字到模拟转换器和混合器转换和混合数字基带信号以生成模拟原始信号。模拟原始信号在原始频谱宽度处,因为模拟原始信号并未如在数字预失真中那样被加宽。模拟原始信号包括调制方案。
在块1206处,模拟IQ处理器向模拟原始信号应用预失真以生成RF信号。预失真基于一个或多个非线性函数。在一个示例中,IQ处理器包括将正交分量从原始信号分离的相移部件。原始信号与第一非线性函数混合以生成经混合的同相信号,并且正交分量与第二非线性函数混合以生成经混合的正交信号。经混合的同相信号和经混合的正交信号被组合以提供RF信号。
在块1208处,样条发生器基于原始信号的包络和预失真参数生成一个或多个非线性函数。在一个示例中,样条发生器生成用于上信号或同相分量的第一非线性函数和用于下信号或正交分量的第二非线性函数。包络检测器可以用于检测或生成原始信号的包络。
在块1210处,非线性功率放大器放大RF信号以生成传输信号。功率放大器具有非线性行为,其已经由一个或多个非线性函数来估计。作为结果,相比于如果将不应用线性化,传输信号被基本上线性地生成。在块1212处,参数发生器基于经耦合的反馈信号和原始信号的包络生成预失真参数。参数发生器典型地包括提供参数的数字控件。在一个示例中,预失真参数以可编程矢量的形式。
虽然以下将方法图示和描述为一系列动作或事件,但是将领会到,这样的动作或事件的所图示的次序不要以限制性含义来解释。例如,一些动作可以以不同的次序和/或与除本文所图示和/或描述的动作或事件之外的其它动作或事件并发地发生。此外,可能并不要求所有图示的动作来实现本文中的公开内容的一个或多个方面或实施例。而且,可以在一个或多个分离的动作和/或阶段中执行本文所描绘的一个或多个动作。
要领会到,所要求保护的主题可以使用标准编程和/或加工技术而被实现为方法、装置或制造品以产生软件、固件、硬件或其任何组合以控制计算机实现所公开的主题(例如,图1、2等中所示的系统、装置等是可以用于实现以上方法的非限制性示例)。如本文所使用的术语“制造品”意图涵盖从任何计算机可读设备、载体或介质可访问的计算机程序。当然,本领域技术人员将认识到可以对该配置做出许多修改而不脱离于所要求保护的主题的范围或精神。
公开了一种使用模拟预失真的RF发射器装置。该装置包括较低带宽电路、模拟预失真器和非线性放大器链。较低带宽电路配置成生成模拟信号。模拟预失真器配置成基于经耦合的反馈信号向模拟原始信号应用非线性失真以便生成RF输出信号。非线性放大器链配置成放大RF输出信号以生成相对于模拟原始信号的传输信号。从传输信号导出经耦合的反馈信号。
公开了另一RF发射器装置。该装置包括模拟IQ处理器、包络检测器、样条发生器、参数发生器和非线性功率放大器。模拟IQ处理器配置成基于非线性函数从模拟原始信号生成RF信号。包络检测器配置成获取模拟原始信号的包络。样条发生器配置成基于包络和预失真参数生成非线性函数。参数发生器配置成基于包络和经耦合的反馈信号生成预失真参数。非线性功率放大器配置成从RF信号生成传输信号。
公开了一种操作模拟预失真器的方法。数字基带信号被转换和混合以生成模拟原始信号而不增加频谱宽度。根据一个或多个非线性函数在模拟域中向模拟原始信号应用非线性预失真以生成经失真的RF信号。基于模拟原始信号的包络和预失真参数生成非线性函数。经失真的RF信号利用非线性放大器进行放大以生成传输信号。
特别地关于由以上描述的部件或结构(组件、设备、电路、系统等)执行的各种功能,用于描述这样的部件的项(包括对“构件”的引用)意图对应于(除非另行指示)执行所描述的部件的指定功能的任何部件或结构(例如,其在功能上等效),即便在结构上不等同于执行本文所说明的本发明的示例性实现方式中的功能的所公开的结构。此外,虽然可能已经关于若干实现方式中的仅一个公开了本发明的特定特征,但是这样的特征可以如可能所期望的和对于任何给定或特定应用而言有利的那样与其它实现方式的一个或多个其它特征组合。另外,就在任一详细描述和权利要求中使用术语“包含有”、“包含”、“具有”、“有着”、“带有”或其变型而言,这样的术语意图以类似于术语“包括”的方式是包括性的。
Claims (18)
1.一种使用模拟预失真的RF发射器装置,所述装置包括:
模拟IQ处理器,配置成基于一个或多个非线性样条向模拟原始信号应用非线性失真,以生成RF输出信号;
样条发生器,配置成基于模拟原始信号的包络和一个或多个预失真参数来生成一个或多个非线性样条;
参数发生器,配置成基于包络和经耦合的反馈信号来生成一个或多个预失真参数;以及
非线性放大器链,配置成放大RF输出信号以生成相对于模拟原始信号的传输信号,其中从传输信号导出经耦合的反馈信号。
2.根据权利要求1所述的装置,进一步包括较低宽度电路,该较低宽带电路配置成生成模拟原始信号,其中较低带宽电路包括配置成生成第一数字信号和第二数字信号的基带处理器,和配置成将第一数字信号转换成第一模拟信号的第一数字到模拟转换器,以及配置成将第二数字信号转换成第二模拟信号的第二数字到模拟转换器。
3.根据权利要求1所述的装置,进一步包括较低宽度电路,该较低宽带电路配置成生成模拟原始信号,其中较低带宽电路包括:混合器,用于将第一模拟信号与振荡器信号混合以生成第一混合信号;以及求和部件,配置成将第一混合信号与第二混合信号相加以生成模拟原始信号,其中第一混合信号在原始带宽处。
4.根据权利要求1所述的装置,其中非线性放大器链包括展现出非线性行为的功率放大器。
5.根据权利要求1所述的装置,其中非线性放大器链包括串联连接的预放大器和功率放大器。
6.根据权利要求1所述的装置,其中模拟IQ处理器配置成向模拟原始信号的同相分量应用第一非线性函数并且向模拟信号的正交分量应用第二非线性函数,其中第一和第二非线性函数表示非线性放大器链的非线性行为。
7.根据权利要求6所述的装置,其中模拟IQ处理器包括配置成生成模拟原始信号的正交分量的相移部件。
8.根据权利要求1所述的装置,其中样条发生器使用段和存储器来估计非线性放大器链的非线性行为。
9.根据权利要求1所述的装置,其中参数发生器包括数字控制器,所述数字控制器配置成基于经耦合的反馈信号和模拟原始信号的包络从存储器生成参数。
10.一种使用模拟预失真的RF发射器装置,所述装置包括:
模拟IQ处理器,配置成基于一个或多个非线性样条从模拟原始信号生成RF信号;
包络检测器,配置成获取模拟原始信号的包络;
样条发生器,配置成基于包络和预失真参数生成非线性样条;
参数发生器,配置成基于包络和经耦合的反馈信号生成预失真参数;以及
非线性功率放大器,配置成从RF信号生成传输信号。
11.根据权利要求10所述的装置,还包括较低带宽电路,所述较低带宽电路配置成生成基带信号并且将基带信号转换成模拟原始信号。
12.根据权利要求10所述的装置,还包括配置成将RF信号分段成多个信号段的分离器,并且其中功率放大器具有配置成接收多个信号段的多个输入。
13.根据权利要求10所述的装置,其中模拟IQ处理器包括配置成处理模拟原始信号的经延迟版本的多个IQ处理器。
14.根据权利要求13所述的装置,其中多个IQ处理器生成被提供给功率放大器的多个输入的多个RF信号。
15.根据权利要求10所述的装置,其中样条发生器配置成使用提供合适线性化的段的数目和存储深度。
16.一种操作模拟预失真器的方法,所述方法包括:
转换和混合数字基带信号以生成模拟原始信号而不增加频谱;
根据一个或多个非线性函数在模拟域中向模拟原始信号应用非线性预失真,以生成经失真的RF信号;
基于模拟原始信号的包络和经耦合的反馈信号而生成一个或多个预失真参数;
基于模拟原始信号的包络和一个或多个预失真参数而生成一个或多个非线性函数;以及
利用非线性放大器放大经失真的RF信号以生成传输信号。
17.根据权利要求16所述的方法,其中应用非线性预失真包括将模拟原始信号分离成同相分量和正交分量,并且混合同相分量与第一非线性函数以及混合正交分量与第二非线性函数。
18.根据权利要求16所述的方法,还包括基于传输信号的经耦合的反馈信号生成一个或多个预失真参数。
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---|---|---|---|---|
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CN110351218B (zh) * | 2018-04-08 | 2021-08-20 | 华为技术有限公司 | 一种预失真处理方法、装置和通信设备 |
CN109217828B (zh) * | 2018-11-12 | 2024-03-22 | 京信网络系统股份有限公司 | 一种模拟预失真电路及模拟预失真时分对消方法 |
DE102018220089A1 (de) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | Infineon Technologies Ag | Digitale Vorverzerrungstechnik für eine Schaltungsanordnung mit einem Leistungsverstärker |
CN112182892B (zh) * | 2020-09-30 | 2024-01-02 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于分段仿射的功率放大器行为建模方法及装置 |
EP4033667A1 (en) * | 2021-01-22 | 2022-07-27 | Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | Phase-shifted sampling module and method for determining filter coefficients |
CN113612454B (zh) * | 2021-08-12 | 2023-09-08 | 东南大学 | 一种基于带限幅度选择仿射函数模型的功放数字预失真装置及方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1285089A (zh) * | 1997-12-22 | 2001-02-21 | 艾利森电话股份有限公司 | 宽带预失真线性化的方法和装置 |
CN1518209A (zh) * | 2003-01-15 | 2004-08-04 | 3 | 一种非相关的自适应前置补偿器 |
US7869543B2 (en) * | 2007-03-13 | 2011-01-11 | Pine Valley Investments, Inc. | System and method for synchronization, power control, calibration, and modulation in communication transmitters |
CN102075469A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-05-25 | 北京邮电大学 | 用于数字预失真系统的信号延迟时间的估计方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5420536A (en) | 1993-03-16 | 1995-05-30 | Victoria University Of Technology | Linearized power amplifier |
US6600792B2 (en) * | 1998-06-26 | 2003-07-29 | Qualcomm Incorporated | Predistortion technique for high power amplifiers |
US6477477B1 (en) * | 2000-06-12 | 2002-11-05 | Motorola, Inc. | Extended base band multicarrier system |
US6801086B1 (en) * | 2002-04-03 | 2004-10-05 | Andrew Corporation | Adaptive digital pre-distortion using amplifier model that incorporates frequency-dependent non-linearities |
CN1255938C (zh) | 2002-12-10 | 2006-05-10 | 株式会社Ntt都科摩 | 线性功率放大方法和线性功率放大器 |
US7035601B2 (en) | 2003-02-27 | 2006-04-25 | Nokia Corporation | Data transmission method, base station and transmitter for compensating for non-linearities in a transmission chain |
JPWO2006051776A1 (ja) | 2004-11-11 | 2008-05-29 | 松下電器産業株式会社 | 増幅回路、無線通信回路、無線基地局装置、および無線端末装置 |
US7844014B2 (en) * | 2006-07-07 | 2010-11-30 | Scintera Networks, Inc. | Pre-distortion apparatus |
US8265572B2 (en) * | 2009-12-21 | 2012-09-11 | Ubidyne, Inc. | Multiple envelope tracking system for an active antenna array |
US8351543B2 (en) | 2009-12-21 | 2013-01-08 | Ubidyne, Inc. | Active antenna array with modulator-based pre-distortion |
US9298260B2 (en) * | 2010-03-12 | 2016-03-29 | Broadcom Corporation | Tactile communication system with communications based on capabilities of a remote system |
US8331487B2 (en) | 2010-11-03 | 2012-12-11 | Scintera Networks, Inc. | Analog signal processor for nonlinear predistortion of radio-frequency signals |
US8908797B2 (en) | 2012-03-07 | 2014-12-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for time alignment of an envelope tracking power amplifier |
-
2015
- 2015-11-03 US US14/931,195 patent/US10382073B2/en active Active
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1285089A (zh) * | 1997-12-22 | 2001-02-21 | 艾利森电话股份有限公司 | 宽带预失真线性化的方法和装置 |
CN1518209A (zh) * | 2003-01-15 | 2004-08-04 | 3 | 一种非相关的自适应前置补偿器 |
US7869543B2 (en) * | 2007-03-13 | 2011-01-11 | Pine Valley Investments, Inc. | System and method for synchronization, power control, calibration, and modulation in communication transmitters |
CN102075469A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-05-25 | 北京邮电大学 | 用于数字预失真系统的信号延迟时间的估计方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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