專利名稱：失真補償裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及失真補償裝置和失真補償方法。本發(fā)明具體涉及一種適用于預(yù)失真放大器的技術(shù)，該技術(shù)通過基于輸入信號和輸出信號之間的差自適應(yīng)地更新針對輸入到放大器的輸入信號的失真補償系數(shù)，來補償該放大器的非線性。
背景技術(shù)：
圖7是示出了以前的數(shù)字預(yù)失真(DPD)放大器的重要部分的結(jié)構(gòu)的框圖。圖7的DPD放大器包括查找表(LUT失真補償表)110；地址產(chǎn)生器111；LMS演算器(失真補償演算單元)112；乘法器113；均衡濾波器(復(fù)數(shù)濾波器)114；數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器115；正交調(diào)制單元(QMOD)116；本機振蕩器117；放大器118；方向性耦合器(directional coupler)119；混合器(乘法器)120；本機振蕩器121；模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器122；1/M時鐘(CLK)單位延遲電路123；時鐘(CLK)單位延遲電路124；減法器125；FFT(快速傅立葉變換)演算器126；積分器127；總線128；以及CPU 129。
在具有這種結(jié)構(gòu)的DPD放大器中，由I信號和Q信號組成的復(fù)數(shù)信號X(I，Q)被輸入作為輸入信號(數(shù)字信號)。乘法器113將該復(fù)數(shù)信號X(I，Q)乘以由失真補償表110給出的失真補償系數(shù)，從而進行失真補償，然后復(fù)數(shù)信號X(I，Q)被輸入到均衡濾波器114。在該示例中，上面的復(fù)數(shù)信號X(I，Q)還被輸入到地址產(chǎn)生器111和時鐘(CLK)單位延遲電路124作為基準(zhǔn)信號，該地址產(chǎn)生器111產(chǎn)生用于失真補償表110的索引地址。
均衡濾波器114控制其內(nèi)部參數(shù)(濾波系數(shù))，從而如圖8示意性示出那樣地對輸入信號X(I，Q)的頻率特性進行逆特性濾波，以使基準(zhǔn)信號X(I，Q)的相位和放大器118輸出的反饋信號Y(I，Q)的相位(基準(zhǔn)信號X(I，Q)和反饋信號Y(I，Q)都被輸入到LMS演算器112)沒有頻率分量。結(jié)果，補償了模擬電路的線性傾斜頻率特性。在此示例中，在圖8中，輸入信號X(I，Q)是包括四個載波C1、C2、C3和C4的多載波信號。圖8示出了上述濾波能夠補償載波C1至C4的功率值的頻率偏差。
利用該方案，在基準(zhǔn)信號X(I，Q)和反饋信號Y(I，Q)之間，各載波信號分量(C1、C2、C3和C4)在頻率軸上的相位關(guān)系變得恒定，從而提高了DPD運算能力。在此示例中，雖然圖7沒有示出，但均衡濾波器114通過總線128連接到CPU 129，由CPU 129控制上述濾波系數(shù)。
其頻率特性如上所述地由均衡濾波器114進行了補償?shù)男盘柋籇/A轉(zhuǎn)換器115轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后被正交調(diào)制單元116基于本機振蕩器117的輸出進行調(diào)制(正交調(diào)制)，然后被輸入到放大器118作為射頻(RF)頻帶信號。輸入信號被放大器118放大到所需功率值(發(fā)送功率值)，然后被輸出。
輸出信號的一部分被方向性耦合器119分離并被反饋給混合器120，混合器120將分離出的信號乘以本機振蕩器121的輸出，從而對該信號進行解調(diào)(正交檢測)。解調(diào)出的信號被輸出為IF頻帶信號，然后被A/D轉(zhuǎn)換器122轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(復(fù)數(shù)信號)Y(I，Q)。之后，該信號被輸入到1/M時鐘(CLK)單位延遲電路123、FFT演算器126和積分器127。
如圖9中示意性示出的，例如，1/M時鐘單位延遲電路(數(shù)字濾波器)123延遲反饋信號Y(I，Q)，以使上面的反饋信號Y(I，Q)和基準(zhǔn)信號X(I，Q)在相同的定時輸入到減法器125。為此目的，1/M時鐘單位延遲電路123能夠通過控制其內(nèi)部參數(shù)[從0到(M-1)延遲濾波器抽頭(tap)的濾波器(抽頭)系數(shù)，M是任意的數(shù)]以1/M時鐘的精度來延遲反饋信號Y(I，Q)。1/M時鐘單位延遲電路123將反饋信號Y(I，Q)以1/M為單位延遲了期望時間Δt，并將經(jīng)延遲的信號Y輸入到減法器125?；鶞?zhǔn)信號X(I，Q)被時鐘單位延遲電路124以時鐘單位延遲，然后被輸入到減法器125。
即，為了實現(xiàn)減法器125對同一時間的信號的比較，這些延遲電路123和124分別將在時間關(guān)系上偏離的基準(zhǔn)信號X(I(t-n)，Q(t-n))和反饋信號Y(I(t-Δt)，Q(t-Δt))延遲，以使這兩個信號以良好的精度在時間軸上匹配。此時，由數(shù)字濾波器123延遲了延遲量Δt(精細(xì)調(diào)節(jié))，延遲量Δt小于時鐘頻率。在此實例中，該數(shù)字濾波器123還通過總線128連接到CPU 129，CPU 129控制數(shù)字濾波器123的內(nèi)部參數(shù)(濾波系數(shù))，從而控制延遲量。
然后，減法器125對同一時間的信號X(I，Q)和Y(I，Q)(它們的輸入定時由于以上延遲調(diào)節(jié)而匹配)執(zhí)行減法處理，從而檢測誤差信號。基于該誤差信號，失真補償演算器112使用例如LMS算法來更新失真補償表110中的失真補償系數(shù)。
如上所述，DPD放大器基于基準(zhǔn)信號X(I，Q)和反饋信號Y(I，Q)之間的差(誤差)，自適應(yīng)地更新在輸入信號X(I，Q)的失真補償(乘法器113)中使用的失真補償系數(shù)，并且對放大器118的非線性失真進行補償，從而提高放大效率。
這里，由CPU 129自適應(yīng)地校正均衡濾波器114和數(shù)字濾波器123的內(nèi)部參數(shù)(濾波系數(shù))。即，F(xiàn)FT演算器126對反饋信號Y(I，Q)執(zhí)行FFT處理，從而進行頻率分析。根據(jù)該結(jié)果(FFT結(jié)果數(shù)據(jù))，CPU 129獲得在3GPP標(biāo)準(zhǔn)下與ACLR(相鄰信道漏泄比)5MHz載波分離等同的數(shù)據(jù)。
例如，在獲得圖11所示的數(shù)據(jù)(頻率對功率值的數(shù)據(jù))作為FFT結(jié)果數(shù)據(jù)的情況下，CPU 129獲得由框100指示的測量點(監(jiān)控范圍)的數(shù)據(jù)，該測量點的中心頻率與由框200指示的功率值獲得點的中心頻率沿中心方向隔開5MHz。在此示例中，在圖11中，功率值獲得點200指示由積分器127通過積分運算而獲得的功率值的范圍；C1、C2、C3和C4指定已經(jīng)描述的載波信號分量。
如圖10中示意性示出的，在上述測量點100處獲得的數(shù)據(jù)之中，CPU129將高頻數(shù)據(jù)和低頻數(shù)據(jù)進行比較，并將較差的數(shù)據(jù)(在監(jiān)控范圍內(nèi)具有較大失真劣化量的數(shù)據(jù))視為失真數(shù)據(jù)。CPU 129獲得失真數(shù)據(jù)，同時改變上述參數(shù)，并校正這些參數(shù)，從而改進失真數(shù)據(jù)。這里，利用圖7所示的結(jié)構(gòu)，通過改變參數(shù)不僅改變了失真量，而且通過更新失真補償表110中的失真補償系數(shù)還可以使失真量的差變得明確。
在此示例中，積分器127對反饋信號Y(I，Q)進行積分，并通過總線128將功率值(在圖11中的功率值獲得點200處獲得的功率值)通知給CPU 129，從而使CPU 129可以檢測到異常發(fā)送功率并輸出警報。
下面的專利文獻1和2提出了上面的DPD技術(shù)的其他以前的示例。
在專利文獻1中公開的技術(shù)涉及一種失真補償裝置。當(dāng)基準(zhǔn)信號X(I，Q)或反饋信號Y(I，Q)的信號電平改變?yōu)椤?”時，或者當(dāng)由于某些原因(諸如裝置故障)從而這些信號僅包含噪聲分量時，該裝置暫停更新失真補償表。這是因為在這種情況下該失真補償裝置的各種功能不能正確運轉(zhuǎn)。采用該方案，即使上面的基準(zhǔn)信號X(I，Q)或反饋信號Y(I，Q)的信號電平為“0”或者僅具有噪聲分量，也可以確保失真補償?shù)恼_操作。
專利文獻2的技術(shù)涉及一種失真補償系統(tǒng)。在該技術(shù)中，比較發(fā)送信號和反饋信號的振幅和相位。演算估計放大器的失真，使上面的發(fā)送信號經(jīng)受預(yù)失真處理。在該失真補償系統(tǒng)中，在失真補償演算中設(shè)置有演算控制裝置，該裝置產(chǎn)生發(fā)送系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)的頻率特性的逆特性。該演算控制裝置校正發(fā)送系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)的頻率特性。利用該方案，可以消除取決于系統(tǒng)的頻率特性的信號劣化，并且可以根據(jù)正交放大器和檢測器的正交誤差，精確地執(zhí)行失真補償處理。此外，即使在發(fā)送期間也可以減少會引起失真補償劣化的接收(Rx)偏移和正交誤差。
國際專利申請公開冊第WO 03/103116號[專利文獻2]日本專利申請公報第H 10-327209號然而，在以前的技術(shù)中，當(dāng)輸出功率(電功率)太低以致沒有產(chǎn)生放大器118的失真時，僅可檢測等于或小于其中FFT演算器126可分析的范圍的失真。因此，無法檢測由于參數(shù)改變而引起的失真值的改變，從而無法進行精確的參數(shù)校正(設(shè)置)。此外，在上面的FFT結(jié)果數(shù)據(jù)的測量點100處的誤差分量(參見圖11中的標(biāo)號300)引起失真值獲得結(jié)果的誤差。結(jié)果，每次進行參數(shù)更新時，參數(shù)值會偏離最佳參數(shù)值。在這種狀態(tài)下，如果輸出功率例如由于載波數(shù)量的改變而急劇增加，則會突然引起大的失真。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上問題，本發(fā)明的目的是使得可以精確地設(shè)置與差的檢測有關(guān)的參數(shù)，該差是對失真補償裝置的均衡濾波器和延遲電路(數(shù)字濾波器)等的失真補償系數(shù)進行更新的要素。
為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種失真補償裝置，其通過基于放大器的輸入信號和輸出信號之間的差自適應(yīng)地更新針對輸入到所述放大器的輸入信號的失真補償系數(shù)，來補償所述放大器的非線性，所述裝置包括失真量檢測裝置，檢測所述放大器的輸出信號的失真量；參數(shù)保持裝置，在其中保持有所設(shè)置的參數(shù)，所述參數(shù)保持裝置能夠根據(jù)設(shè)置在其中的所述參數(shù)來改變所述差；參數(shù)校正裝置，按使由所述失真量檢測裝置檢測到的所述失真量被改進的方式來校正在所述參數(shù)保持裝置中保持的所述參數(shù)；功率監(jiān)控裝置，監(jiān)控所述放大器的所述輸出信號的功率值或者所述功率值的變化要素；和參數(shù)校正控制裝置，如果所述功率監(jiān)控裝置得到的監(jiān)控結(jié)果小于指定閾值，則所述參數(shù)校正控制裝置暫停所述參數(shù)校正裝置所執(zhí)行的參數(shù)校正。
作為一優(yōu)選特征，所述參數(shù)保持裝置包括均衡器，所述均衡器根據(jù)設(shè)置在其中的參數(shù)補償輸入到所述放大器的輸入信號的頻率特性。
作為另一優(yōu)選特征，所述參數(shù)保持裝置包括定時調(diào)節(jié)單元，所述定時調(diào)節(jié)單元根據(jù)設(shè)置在其中的參數(shù)調(diào)節(jié)用于檢測所述差的對所述輸入信號和所述輸出信號進行比較的比較定時。
作為又一優(yōu)選特征，所述參數(shù)校正裝置包括失真量校正裝置，所述失真量校正裝置根據(jù)檢測誤差按將由所述失真量檢測裝置檢測到的失真量減少偏移量的方式來校正所述失真量。
作為一般特征，提供了一種失真補償方法，用于通過基于放大器的輸入信號和輸出信號之間的差自適應(yīng)地更新針對輸入到所述放大器的輸入信號的失真補償系數(shù)來補償所述放大器的非線性，所述方法包括(a)檢測所述放大器的輸出信號的失真量；(b)校正保持在參數(shù)保持裝置中的參數(shù)，所述參數(shù)保持裝置能夠根據(jù)設(shè)置在其中的所述參數(shù)按使在所述步驟(a)中檢測到的所述失真量被改進的方式來改變所述差；(c)監(jiān)控所述放大器的所述輸出信號的功率值或者所述功率值的變化要素；以及(d)如果在所述步驟(c)中獲得的監(jiān)控結(jié)果小于指定閾值，則暫停在所述步驟(b)中執(zhí)行的參數(shù)校正。
上述發(fā)明保證了以下效果和優(yōu)點中的至少一個。
(1)在改變(校正)參數(shù)前監(jiān)控放大器的輸出功率值。如果該功率值太小以致從不發(fā)生失真，則暫停參數(shù)校正操作。因此，防止了由于失真測量誤差的影響而錯誤地設(shè)置參數(shù)從而使參數(shù)偏離最佳值。
(2)從失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中減去與誤差分量等同的偏移值。這使得可以可靠地防止由于失真測量誤差的影響而設(shè)置異常參數(shù)。
通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他目的和另外的特征將會明顯。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的數(shù)字預(yù)失真(DPD)放大器(失真補償裝置)的重要部分的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是描述圖1所示的CPU的操作(失真校正執(zhí)行判斷)的流程圖；圖3是描述圖1所示的CPU的操作(ACLR型失真校正)的流程圖；圖4是描述圖1所示的CPU的操作(失真偏移校正)的流程圖；圖5是描述圖4所示的失真偏移校正的效果的示意圖；圖6是描述圖1所示的CPU的操作(失真校正執(zhí)行判斷的變型例)的流程圖；圖7是示出了以前的數(shù)字預(yù)失真(DPD)放大器的重要部分的結(jié)構(gòu)的框圖；圖8是描述圖7所示的均衡濾波器的功能的示意圖；圖9是描述圖7所示的延遲電路的功能的圖；圖10是描述圖7所示的CPU獲取失真數(shù)據(jù)的示意圖；以及圖11是示出了由圖7所示的FFT演算器獲得的演算結(jié)果(FFT結(jié)果數(shù)據(jù))的示例的圖。
具體實施例方式第一實施例圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的數(shù)字預(yù)失真放大器(失真補償裝置)的重要部分的結(jié)構(gòu)的框圖。圖1的DPD放大器也包括查找表(LUT失真補償表)10；地址產(chǎn)生器11；LMS演算器(失真補償演算單元)12；乘法器13；均衡濾波器(復(fù)數(shù)濾波器)14；數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器15；正交調(diào)制單元(QMOD)16；本機振蕩器17；放大器18；方向性耦合器19；混合器(乘法器)20；本機振蕩器21；模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器22；1/M時鐘(CLK)單位延遲電路23；時鐘(CLK)單位延遲電路24；減法器25；FFT演算器26；積分器27；總線28；以及CPU 29。在此示例中，DPD放大器例如可應(yīng)用于基站裝置的發(fā)射器系統(tǒng)。此外，假設(shè)輸入信號(即，發(fā)送信號)是多載波信號。
這里，失真補償表10存儲失真補償系數(shù)，這些系數(shù)用于預(yù)先補償當(dāng)放大器18放大數(shù)字信號的輸入信號(復(fù)數(shù)信號)X(I，Q)(在下文中也簡稱為X)時會引起的失真。這些系數(shù)是例如針對輸入信號X的功率值而分立地存儲的。由地址產(chǎn)生器11基于輸入信號X的功率值而產(chǎn)生和指定的地址的失真補償系數(shù)被提供給乘法器13。根據(jù)由失真補償演算器12獲得的演算結(jié)果，自適應(yīng)地更新失真補償系數(shù)。
地址產(chǎn)生器11接收作為基準(zhǔn)信號的輸入信號X，并根據(jù)該輸入信號的功率值來產(chǎn)生失真補償表10的索引地址。失真補償演算器12基于由減法器25獲得的基準(zhǔn)信號X和反饋信號(復(fù)數(shù)信號；在下面詳述)Y(I，Q)(在下文中也簡稱為Y)之間的差(誤差信號)，自適應(yīng)地更新失真補償表10中的失真補償系數(shù)。
乘法器(失真補償單元)13將輸入信號X乘以來自失真補償表10的失真補償系數(shù)，從而預(yù)先補償在放大器18放大輸入信號X時會引起的失真。均衡濾波器(復(fù)數(shù)濾波器)14是其中保持有設(shè)定的參數(shù)的參數(shù)保持裝置。均衡濾波器14(其例如由數(shù)字濾波器形成)可以根據(jù)其中設(shè)定的參數(shù)[濾波(抽頭)系數(shù)]來改變由減法器25檢測到的差。如已參照圖8所描述的，均衡濾波器14的上述內(nèi)部參數(shù)被控制為使均衡濾波器14對輸入信號X的頻率特性進行逆特性濾波，以補償模擬電路的線性傾斜頻率特性(各載波信號分量的頻率偏差)，從而使各載波信號分量的相位關(guān)系恒定。
在此示例中，均衡濾波器14例如具有幾十個抽頭系數(shù)，并且能夠補償在待放大的信號頻帶(例如，幾十MHz寬)中會發(fā)生的幾dB的線性傾斜特性。此外，均衡濾波器14通過總線28連接到CPU 29(這在圖1中未示出)，并且上述參數(shù)處于CPU 29的控制下。
D/A轉(zhuǎn)換器15將均衡濾波器14的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。正交調(diào)制單元16利用來自本機振蕩器17的頻率信號對該模擬信號進行調(diào)制(正交調(diào)制)。放大器18放大通過上面的調(diào)制而獲得的調(diào)制信號以使該調(diào)制信號具有期望的發(fā)送功率值。
方向性耦合器19將放大器18的一部分輸出分離出來，以將其反饋給混合器20?；旌掀?0將來自方向性耦合器19的反饋信號乘以來自本機振蕩器21的頻率信號，從而對該反饋信號進行解調(diào)(正交檢測)以產(chǎn)生IF頻帶的解調(diào)信號。A/D轉(zhuǎn)換器22將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而獲得反饋信號Y(I，Q)，Y(I，Q)是復(fù)數(shù)數(shù)字信號。
1/M時鐘單位延遲電路23是數(shù)字濾波器電路(M是任意值，并且備有0到(M-1)的延遲濾波抽頭)，1/M時鐘單位延遲電路23能夠以1/M時鐘的精度延遲反饋信號Y，以使反饋信號Y的輸入定時與基準(zhǔn)信號X的輸入定時相匹配。1/M時鐘單位延遲電路23以1/M時鐘單位的精度將反饋信號Y延遲所需時間Δt，并將經(jīng)延遲的信號輸入到減法器25。時鐘單位延遲電路24(其例如由一個或更多個觸發(fā)器(FF)形成)以時鐘單位延遲基準(zhǔn)信號X，并將延遲信號輸入到減法器25。
即，如已參照圖9所描述的，為了實現(xiàn)由減法器25對同一時間的信號進行比較，延遲電路23和24用作延遲調(diào)節(jié)單元(對減法器25處的比較定時進行調(diào)節(jié)的定時調(diào)節(jié)單元)，其分別延遲其間具有時延的基準(zhǔn)信號X(I(t-n)，Q(t-n))和反饋信號Y(I(t-Δt)，Q(t-Δt))，以使得這兩個信號在時間軸上以良好的精度彼此匹配。此時，通過控制1/M時鐘單位延遲電路23的內(nèi)部參數(shù)[濾波(抽頭)系數(shù)]，延遲了Δt的延遲(精細(xì)調(diào)節(jié))，該Δt的延遲小于時鐘頻率。
換言之，1/M時鐘單位延遲電路(數(shù)字濾波器)23也是能夠根據(jù)其中設(shè)置的參數(shù)而改變由減法器25檢測到的差的參數(shù)保持裝置。在此示例中，數(shù)字濾波器23也通過總線28連接到混合器CPU 29，該CPU 29控制1/M時鐘單位延遲電路23的內(nèi)部參數(shù)(濾波系數(shù))，從而控制1/M時鐘單位延遲電路23的延遲量。
減法器(差檢測單元)25對輸入定時通過上述延遲調(diào)節(jié)而匹配的同一時間的基準(zhǔn)信號X和反饋信號Y執(zhí)行減法處理，從而檢測到其間的差(誤差信號)?；谠摬?，失真補償演算器12例如使用LMS算法來更新失真補償表10中的失真補償系數(shù)。
FFT演算器26通過總線28接收來自CPU 29的FFT執(zhí)行指令，并對反饋信號Y執(zhí)行FFT處理以進行頻率分析。CPU 29可通過總線28獲得分析結(jié)果(FFT結(jié)果數(shù)據(jù)；例如參見圖11)。積分器(功率監(jiān)控裝置)27對反饋信號Y積分指定時段，從而檢測(監(jiān)控)到功率值(例如，在圖11中的功率值獲得點200處的功率值)，CPU 29可通過總線28獲得該檢測結(jié)果。
此外，CPU 29從由FFT演算器26獲得的FFT結(jié)果數(shù)據(jù)中獲取與3GPP標(biāo)準(zhǔn)下的ACLR 5MHz載波分離相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。CPU 29將失真劣化量大的數(shù)據(jù)視為失真數(shù)據(jù)，并且在改變上述參數(shù)的同時獲得失真數(shù)據(jù)，并校正該參數(shù)從而改進失真數(shù)據(jù)。
即，本示例的CPU 29實現(xiàn)了以下功能(1)作為失真量檢測裝置291的功能，失真量檢測裝置291用于檢測放大器18的輸出信號的失真量；以及(ii)作為參數(shù)校正裝置292的功能，參數(shù)校正裝置292用于校正均衡濾波器14和1/M時鐘單位延遲電路23的參數(shù)，從而改進這樣檢測到的失真量。
更具體地說，如圖11所示，CPU 29獲得由框100指示的測量點(監(jiān)控范圍)的數(shù)據(jù)，所述測量點的中心頻率與由框200指示的功率值獲得點的中心頻率在中心方向上相距5MHz。將所獲得的頻率較高的數(shù)據(jù)與所獲得的頻率較低的數(shù)據(jù)進行比較。如已參照圖10所描述的，較差的數(shù)據(jù)(監(jiān)控范圍內(nèi)具有較大失真劣化量的數(shù)據(jù))被視為失真數(shù)據(jù)，CPU 29在改變上述參數(shù)的同時獲得該失真數(shù)據(jù)，并校正該失真數(shù)據(jù)從而改進該失真數(shù)據(jù)。這里，在本實施例中，同樣，失真量不是僅通過改變參數(shù)而被顯著改變的，通過更新失真補償表10中的失真補償系數(shù)，使失真量的差變得明確。
此外，本實施例的CPU 29還執(zhí)行以下功能(1)判斷功能293，獲取由積分器27獲得的功率值，并評價該功率值是否大于包含的指定閾值；(2)參數(shù)校正控制功能294，(i)當(dāng)上面的判斷得出肯定結(jié)果時，照常校正上面的參數(shù)；(ii)當(dāng)上面的判斷得出否定結(jié)果時，暫停參數(shù)校正；(3)失真數(shù)據(jù)(失真量)校正功能295，根據(jù)誤差分量(測量誤差)對在上述測量點100處獲得的失真數(shù)據(jù)(失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù))進行校正(減偏移)，從而將失真數(shù)據(jù)變小偏移量那么多。
在此示例中，上述功率值(發(fā)送功率值)的閾值主要是根據(jù)FFT演算器26的分析能力進行設(shè)置的，并且被存儲在CPU 29可適當(dāng)訪問的存儲器等中。
即，本實施例的DPD放大器(失真補償裝置)在發(fā)送功率值小于指定功率值時(這表明了這樣的狀態(tài)僅發(fā)生了小于FFT演算器26可分析的范圍的失真)暫停參數(shù)校正。此外，本實施例的DPD放大器根據(jù)其誤差分量來校正通過FFT處理而獲得的失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而使得可以防止因失真值的測量誤差而設(shè)置異常的參數(shù)值。
現(xiàn)在，將在下面詳細(xì)描述本實施例的具有上述結(jié)構(gòu)的失真補償裝置的操作。
(A1)整個裝置的基本操作首先，乘法器13將輸入信號X乘以由失真補償表10提供的失真補償系數(shù)，從而補償其失真。在失真補償之后，將輸入信號X輸入到均衡濾波器14。如已描述的，由CPU 29控制均衡濾波器14的內(nèi)部參數(shù)(濾波系數(shù))，均衡濾波器14以輸入信號X的頻率特性的逆特性進行濾波，從而補償模擬電路的線性傾斜頻率特性。
對其執(zhí)行了上面的補償后的信號被D/A轉(zhuǎn)換器15轉(zhuǎn)換為模擬信號，并被正交調(diào)制單元16基于本機振蕩器17的輸出進行調(diào)制(正交調(diào)制)，然后被輸入到放大器18作為射頻(RF)頻帶的信號。之后，放大器18將該信號放大到期望的功率值(發(fā)送功率值)，然后將該信號輸出。
輸出信號的一部分被方向性耦合器19分離出來并反饋給混合器20，混合器20將該分離出的信號乘以本機振蕩器21的輸出，從而對該信號進行解調(diào)(正交檢測)。經(jīng)解調(diào)的信號被輸出為IF頻帶的信號，并被A/D轉(zhuǎn)換器22轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(復(fù)數(shù)信號)Y，然后被輸入到1/M時鐘單位延遲電路23、FFT演算器26和積分器27。
1/M時鐘單位延遲電路(數(shù)字濾波器)23以1/M時鐘為單位將反饋信號Y延遲期望的時間Δt，以使反饋信號Y和基準(zhǔn)信號X到減法器25的輸入定時彼此匹配?；鶞?zhǔn)信號X被時鐘單位延遲電路以時鐘為單位延遲，然后被輸入到減法器25。
減法器25對輸入定時通過上述延遲調(diào)制而匹配的同一時間的基準(zhǔn)信號X和反饋信號Y執(zhí)行減法處理，從而檢測到誤差信號?；谠撜`差信號，失真補償演算器12例如使用LMS算法來更新失真補償表10中的失真補償系數(shù)。
如迄今所描述的，根據(jù)本實施例的DPD放大器，同樣基于基準(zhǔn)信號X和反饋信號Y之間的差(誤差)而自適應(yīng)地更新在對輸入信號X的失真補償(乘法器13)中使用的系數(shù)，由此補償了放大器18的非線性失真，從而提高了放大效率。
(A2)CPU 29的操作(第一部分)這里，由CPU 29自適應(yīng)地校正均衡濾波器14和1/M時鐘單位延遲電路23的內(nèi)部參數(shù)(濾波系數(shù))。本示例的CPU 29例如按照圖2至圖4的流程圖進行操作。
即，如圖2所示，CPU 29通過總線28獲得通過由積分器27進行積分而獲得的針對指定時段(例如，100ms的部分)的積分值(功率值)(步驟S1)，并評價該功率值是否大于所含的指定閾值(功率監(jiān)控步驟；步驟S2)。反饋信號Y的功率值越大，則積分值越大。結(jié)果，如果積分值大于所含的閾值，則CPU 29執(zhí)行如圖3所示的ACLR型失真校正處理。
即，CPU 29通過總線28將FFT執(zhí)行指令給予FFT演算器26，從而激活FFT演算器26，并使FFT演算器26對反饋信號Y執(zhí)行FFT處理。CPU 29獲得FFT處理的結(jié)果(FFT結(jié)果數(shù)據(jù))，然后如上所述地從該FFT結(jié)果數(shù)據(jù)中獲得失真數(shù)據(jù)(失真量檢測步驟；步驟S31和S32)。
然后，CPU 29使用所獲得的失真數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)失真數(shù)據(jù)，執(zhí)行失真偏移校正處理(步驟S32)。更具體地說，如圖4所示，例如，CPU 29計算偏移值(步驟S321)。然后CPU 29從上述失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)(也稱為失真基準(zhǔn)值)中減去該偏移值，以執(zhí)行校正(從而使失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)變小)(失真量校正步驟；步驟S322)。
這里，作為偏移值計算方法的具體示例，存在以下的方法(a)至(c)。
(a)通過誤差學(xué)習(xí)的偏移值計算FFT演算器26在ACLR型校正執(zhí)行時間以外的時間被激活，來執(zhí)行FFT演算?；谧鳛閳?zhí)行幾次到幾十次FFT演算的結(jié)果而獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)，獲得測量誤差。將這樣獲得的測量誤差用作偏移值。
(b)利用線性等式的偏移值計算如下面的等式(1)所示，計算與由積分器27測得的功率值(積分值)相對應(yīng)的偏移值。當(dāng)使用固定的偏移值時，當(dāng)功率值小時，偏移值看起來相對較大。對測得的功率值進行的校正使得誤差分量值對功率值的功率值比恒定。
偏移量＝功率積分值×α+β...(1)(c)根據(jù)位寬限制的偏移值計算預(yù)先確定有效位寬，將其他值判定為誤差值。在失真基準(zhǔn)值的位轉(zhuǎn)換之后，從最低位減去固定值(例如1)，由此獲得具有恒定功率值比的偏移值。例如，假設(shè)失真基準(zhǔn)值為3FFF(十六進制)并且有效位寬為7，則獲得3F00(十六進制)。此外，從最低位減去“1”，獲得3E00(十六進制)，這是進行了偏移校正之后的失真基準(zhǔn)值。
即，在上面的(b)和(c)的情況下，偏移量是根據(jù)功率監(jiān)控結(jié)果的變量(功率值比恒定)。
自適應(yīng)地執(zhí)行上面的偏移值計算方法(a)至(c)以更新偏移值，從而使得可以獲得當(dāng)前發(fā)送狀態(tài)下的最佳偏移值。
作為如上所述的失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正(減偏移)的結(jié)果，如圖5中示意性示出的，例如，可以防止如下現(xiàn)象的發(fā)生由于因為測量誤差而使失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)顯得小于實際獲得的數(shù)據(jù)，所以看起來改進了失真，但是失真實際上劣化了。因此，可以可靠地防止由測量誤差的影響而導(dǎo)致各參數(shù)的異常設(shè)置。在此示例中，即使偏移校正前的失真基準(zhǔn)值是相當(dāng)?shù)偷闹?，如圖5所示，因為在減去偏移值之后失真基準(zhǔn)值的范圍具有下限，并且失真基準(zhǔn)值無法落在該下限之下，所以也可以防止對參數(shù)的錯誤設(shè)置。
這里，不需要一定執(zhí)行上述對失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的偏移校正處理(圖4的步驟S321和S322)，可以選擇性地執(zhí)行該處理。
接著，如圖3所示，CPU 29以指定的更新步長等更新(改變)上述參數(shù)，從而更新失真補償表10中的失真補償系數(shù)(參數(shù)校正步驟步驟S33和S34)。在更新了失真補償系數(shù)之后，CPU 29以與上面相似的方式獲得失真數(shù)據(jù)(更新后的失真數(shù)據(jù))(步驟S35)。
隨后，CPU 29評價上面更新后的失真數(shù)據(jù)是否等于或小于在更新失真補償系數(shù)(參數(shù))之前獲得的更新前的失真數(shù)據(jù)(步驟S36)。如果更新后的失真數(shù)據(jù)超過更新前的失真數(shù)據(jù)，則這意味著上面的更新增加(劣化)了失真量。因此，CPU 29恢復(fù)更新前的參數(shù)(從步驟S36的“否”路徑到達步驟S37)。相反，如果上面的更新后的失真數(shù)據(jù)等于或小于更新前的失真數(shù)據(jù)，則這意味著改進或保持了失真量。CPU 29因而保持更新后的參數(shù)值，然后使處理結(jié)束(步驟S36的“是”路徑)。CPU 29以指定時間間隔激活并執(zhí)行上面的ACLR型失真校正處理。
另一方面，如果由積分器27獲得的功率值小于上述閾值，則即使在應(yīng)該激活A(yù)CLR型失真補償處理的定時處，CPU 29也結(jié)束處理而不激活上面的處理(FFT演算器26)(圖2的步驟S2的“否”路徑)。采用該布置，上面的參數(shù)校正被暫停(參數(shù)校正控制步驟)，并且在參數(shù)校正被暫停(參數(shù)校正控制步驟)、發(fā)送功率值小于指定功率值、并且僅發(fā)生小于可由FFT演算器26分析的范圍的失真的狀態(tài)下，可以防止由于失真數(shù)據(jù)的測量誤差而設(shè)置異常參數(shù)值。
(A3)CPU 29的操作(第二部分)即使采用不包括積分器27的結(jié)構(gòu)，CPU 29也可對由FFT演算器26獲得的FFT結(jié)果數(shù)據(jù)進行積分，從而實現(xiàn)與已參照圖2所描述的閾值判斷等同的判斷。
即，如圖6所示，CPU 29激活FFT演算器26以使其對反饋信號Y執(zhí)行FFT處理(步驟S5)，獲得處理結(jié)果(FFT結(jié)果數(shù)據(jù))，并對例如圖11的功率值獲得點200的范圍(包含載波信號分量C1、C2、C3和C4)的數(shù)據(jù)進行積分，從而獲得功率值(步驟S6)。
然后，CPU 29對這樣獲得的功率值和上述閾值進行比較，以評價所獲得的功率值是否大于所含的閾值(步驟S7)。如果評價結(jié)果為肯定，則CPU 29執(zhí)行圖3的步驟S32的過程以及隨后的過程，從而執(zhí)行ACLR型失真校正處理(步驟S7的“是”路徑)。如果評價結(jié)果為否定，則CPU 29不執(zhí)行步驟S32及隨后的處理，并結(jié)束處理(步驟S7的“否”路徑)。
如迄今所描述的，根據(jù)本發(fā)明，在改變參數(shù)(失真補償系數(shù))前獲得發(fā)送功率值。如果發(fā)送功率值太低以致沒有產(chǎn)生失真，則暫停參數(shù)校正操作，或者從失真基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中減去與誤差分量相對應(yīng)的偏移值，由此可以防止由于測量誤差的影響而設(shè)置異常參數(shù)。
此外，本發(fā)明絕對不應(yīng)限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，可以提出各種改變或變型。
例如，在上面的示例中，在發(fā)送功率監(jiān)控下暫停參數(shù)校正，并且還執(zhí)行失真數(shù)據(jù)偏移校正處理。然而，可以僅執(zhí)行以上步驟之一來防止由于測量誤差的影響而設(shè)置了異常參數(shù)。
此外，上面的參數(shù)校正暫停處理是通過直接監(jiān)控發(fā)送功率值而執(zhí)行的。然而，還可監(jiān)控發(fā)送功率值的變化要素，諸如發(fā)送載波的數(shù)量。在此情況下，當(dāng)載波的數(shù)量等于或大于閾值時，應(yīng)該暫停參數(shù)校正。
如迄今所描述的，根據(jù)本發(fā)明，可以在用于對放大器的非線性進行補償?shù)氖д嫜a償裝置中防止由于失真測量誤差的影響而設(shè)置異常參數(shù)。因此，本技術(shù)在采用放大器的通信技術(shù)領(lǐng)域(諸如移動通信技術(shù)領(lǐng)域)中十分有用。
本申請基于并在此要求于2006年2月14日在日本提交的第2006-36798號日本申請的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1.一種失真補償裝置，其通過基于放大器(18)的輸入信號和輸出信號之間的差針對輸入到所述放大器(18)的輸入信號自適應(yīng)地更新失真補償系數(shù)，來補償所述放大器(18)的非線性，所述裝置包括失真量檢測裝置(291)，檢測所述放大器(18)的輸出信號的失真量；參數(shù)保持裝置(14和/或23)，在其中保持有所設(shè)置的參數(shù)，所述參數(shù)保持裝置能夠根據(jù)設(shè)置在其中的所述參數(shù)來改變所述差；參數(shù)校正裝置(292)，按使由所述失真量檢測裝置(291)檢測到的所述失真量被改進的方式來校正在所述參數(shù)保持裝置(14和/或23)中保持的所述參數(shù)；功率監(jiān)控裝置(27)，監(jiān)控所述放大器(18)的所述輸出信號的功率值或者所述功率值的變化因素；和參數(shù)校正控制裝置(294)，如果所述功率監(jiān)控裝置(27)得到的監(jiān)控結(jié)果小于指定閾值，則所述參數(shù)校正控制裝置(294)暫停所述參數(shù)校正裝置(292)所執(zhí)行的參數(shù)校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失真補償裝置，其中，所述參數(shù)保持裝置(14)包括均衡器，所述均衡器根據(jù)設(shè)置在其中的參數(shù)對輸入到所述放大器(18)的輸入信號的頻率特性進行補償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的失真補償裝置，其中，所述參數(shù)保持裝置(23)包括定時調(diào)節(jié)單元，所述定時調(diào)節(jié)單元根據(jù)設(shè)置在其中的參數(shù)調(diào)節(jié)比較定時，在所述比較定時對所述輸入信號和所述輸出信號進行比較以檢測所述差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的失真補償裝置，其中，所述參數(shù)校正裝置(292)包括失真量校正裝置(295)，所述失真量校正裝置(295)根據(jù)檢測誤差按將由所述失真量檢測裝置(291)檢測到的失真量減少一偏移量的方式來校正所述失真量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的失真補償裝置，其中，基于由所述失真量檢測裝置(291)多次獲得的所述失真量而獲得所述偏移量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的失真補償裝置，其中，所述偏移量是根據(jù)由所述功率監(jiān)控裝置(27)獲得的監(jiān)控結(jié)果的可變量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的失真補償裝置，其中，所述偏移量是根據(jù)由所述失真量檢測裝置(291)檢測到的失真量的可變量。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的失真補償裝置，該裝置還包括通過自適應(yīng)地更新所述偏移量而根據(jù)當(dāng)前發(fā)送狀態(tài)來實現(xiàn)最佳偏移量的裝置。
9.一種失真補償方法，用于通過基于放大器(18)的輸入信號和輸出信號之間的差針對輸入到所述放大器(18)的輸入信號自適應(yīng)地更新失真補償系數(shù)來補償所述放大器(18)的非線性，所述方法包括(a)檢測(S32)所述放大器(18)的輸出信號的失真量；(b)校正(S33)保持在參數(shù)保持裝置(14和/或23)中的參數(shù)，所述參數(shù)保持裝置(14和/或23)能夠根據(jù)設(shè)置在其中的所述參數(shù)按使在所述步驟(a)(S32)中檢測到的所述失真量被改進的方式來改變所述差；(c)監(jiān)控(S1和S2)所述放大器(18)的所述輸出信號的功率值或者所述功率值的變化因素；以及(d)如果在所述步驟(c)(S1和S2)中獲得的監(jiān)控結(jié)果小于指定閾值，則暫停(S2中的“否”路徑)在所述步驟(b)(S33)中執(zhí)行的參數(shù)校正。
全文摘要
本發(fā)明提供了失真補償裝置和方法。該失真補償裝置基于放大器(18)的輸入信號和輸出信號之間的差自適應(yīng)地更新放大器(18)的失真補償系數(shù)，該裝置包括失真量檢測器(291)，檢測放大器(18)的輸出信號的失真量；參數(shù)保持器(14和/或23)，在其中保持有所設(shè)置的參數(shù)；參數(shù)校正器(292)，按使由所述檢測器(291)檢測到的失真量被改進的方式來校正所述參數(shù)；功率監(jiān)控器(27)，監(jiān)控放大器(18)的輸出功率或者所述功率的變化要素；和控制器(294)，如果功率監(jiān)控器(27)得到的監(jiān)控結(jié)果小于指定閾值，則所述控制器(294)暫停參數(shù)校正。此布置使得可以精確地設(shè)置與差檢測有關(guān)的參數(shù)，所述差檢測是更新該失真補償裝置的失真補償系數(shù)的要素。
文檔編號H03F1/32GK101022276SQ20071000439
公開日2007年8月22日 申請日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者車古英治, 舟生康人, 大庭健 申請人:富士通株式會社