用于并發(fā)多頻帶傳送器的低復(fù)雜性數(shù)字預(yù)失真的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求具有2013年5月22日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/826060和2013 年8月19日提交的美國專利申請(qǐng)13/969858的優(yōu)先權(quán)，申請(qǐng)的公開內(nèi)容由此通過引用結(jié)合 于本文中，就好象其全文在此陳述了 一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容涉及用于并發(fā)多頻帶傳送器的數(shù)字預(yù)失真。
【背景技術(shù)】
[0004] 在許多現(xiàn)代應(yīng)用中，希望有能夠傳送并發(fā)多頻帶信號(hào)的并發(fā)多頻帶傳送器。在本 文中使用時(shí)，并發(fā)多頻帶信號(hào)是占用多個(gè)不同頻帶的信號(hào)。更具體地說，并發(fā)多頻帶信號(hào)包 含為多個(gè)頻帶的每個(gè)頻帶占用不同連續(xù)帶寬的頻率分量。并發(fā)多頻帶信號(hào)不包含在相鄰頻 帶之間的頻率分量。并發(fā)多頻帶信號(hào)的一個(gè)示例是并發(fā)多頻帶信號(hào)。用于特別關(guān)注的并發(fā) 雙頻帶信號(hào)的一個(gè)示范應(yīng)用是多標(biāo)準(zhǔn)蜂窩通信系統(tǒng)?？梢蠖鄻?biāo)準(zhǔn)蜂窩通信系統(tǒng)中的基站 同時(shí)或并發(fā)傳送用于多個(gè)不同蜂窩通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)信號(hào)（即，傳送多頻帶信號(hào)）。類 似地，在一些情形中，可要求長期演進(jìn)（LTE)蜂窩通信協(xié)議中的基站同時(shí)在單獨(dú)的頻帶中 傳送信號(hào)。
[0005] 并發(fā)多頻帶傳送器包括用于放大要傳送到所需功率電平的并發(fā)多頻帶信號(hào)的多 頻帶功率放大器。像其單頻帶對(duì)應(yīng)物一樣，多頻帶功率放大器配置成實(shí)現(xiàn)最大效率，這導(dǎo)致 差的線性。對(duì)于單頻帶傳送器，單頻帶傳送器的數(shù)字輸入信號(hào)的數(shù)字預(yù)失真一般用于使用 功率放大器的非線性的逆模型，使數(shù)字輸入信號(hào)預(yù)失真以便由此補(bǔ)償或抵消功率放大器的 非線性。為此，線性化單頻帶傳送器的總體響應(yīng)。
[0006] 與并發(fā)多頻帶傳送器有關(guān)的一個(gè)問題是不能使用常規(guī)單頻帶數(shù)字預(yù)失真技術(shù)。具 體而言，作為示例，如圖1所示，并發(fā)雙頻帶傳送器在并發(fā)雙頻帶傳送器的輸出展示三種類 型的互調(diào)產(chǎn)物。第一類型的互調(diào)產(chǎn)物由圍繞每個(gè)載波頻率（wdP ? 2)，完全由每個(gè)頻帶內(nèi) 信號(hào)元素之間的互調(diào)造成的互調(diào)產(chǎn)物組成，每個(gè)頻帶內(nèi)信號(hào)元素之間的互調(diào)類似于在單頻 帶傳送器中存在并且稱為帶內(nèi)互調(diào)的內(nèi)容。第二類型的互調(diào)產(chǎn)物由在與帶內(nèi)互調(diào)的相同頻 率范圍中出現(xiàn)的互調(diào)產(chǎn)物組成，但卻是在兩個(gè)頻帶（即，居中在的頻帶和居中在《 2的 頻帶）中信號(hào)元素之間互調(diào)產(chǎn)物的結(jié)果。第二類型的互調(diào)產(chǎn)物稱為交叉調(diào)制。最后，第三 類型的互調(diào)產(chǎn)物由在位于遠(yuǎn)離較低和較高載波頻率的的兩個(gè)頻率中的兩個(gè)信號(hào)之間 的互調(diào)產(chǎn)物組成。第三類型的互調(diào)產(chǎn)物稱為帶外互調(diào)。
[0007] 一般情況下，帶外互調(diào)能夠經(jīng)在功率放大器的輸出的過濾而被消除，并且因此能 夠被忽略。然而，與并發(fā)雙頻帶傳送器有關(guān)的問題是常規(guī)單頻帶數(shù)字預(yù)失真技術(shù)實(shí)際上不 能用于補(bǔ)償帶內(nèi)互調(diào)和交叉調(diào)制。具體而言，將并發(fā)雙頻帶傳送器的數(shù)字輸入信號(hào)作為單 頻帶數(shù)字輸入信號(hào)處理并且使用單數(shù)字預(yù)失真器補(bǔ)償帶內(nèi)互調(diào)和交叉調(diào)制要求觀察在并 發(fā)雙頻帶傳送器的輸出極寬的帶寬。因此，用于模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換和數(shù)字電路的要求的采樣 率對(duì)于可行實(shí)現(xiàn)太高。相反，使用兩個(gè)單獨(dú)的信號(hào)頻帶預(yù)失真器不足以獨(dú)立補(bǔ)償在每個(gè)頻 帶中的失真，這是因?yàn)榇朔桨覆谎a(bǔ)償交叉調(diào)制。
[0008] 為解決這些問題，在Bassam S.等人所著"用于并發(fā)雙頻帶傳送器的二維數(shù)字預(yù) 失真（2D-DPD)體系結(jié)構(gòu)"（"2_D Digital PredistortionQD-DH))Architecture for Concurrent Dual-Band Transmitter，" IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique，Vol.59，No. 10,0ctober 2011，pp. 2547-2553)中提議了一種雙頻帶數(shù)字預(yù)失真 技術(shù)（稱為2D-DTO)。2D-DH)技術(shù)依賴用于每個(gè)頻帶的單獨(dú)預(yù)失真器和單獨(dú)適配器。具體 而言，2D-DH)技術(shù)為單獨(dú)預(yù)失真器使用以下基帶模型：
[0009]
[0010]
[0011] 其中，yi(n)是用于頻帶i (對(duì)于并發(fā)雙頻帶傳送器，i = 1、2)的數(shù)字預(yù)失真器的 預(yù)失真的輸出信號(hào)，M表示2D-DH)基帶模型的記憶深度，N是2D-DH)基帶模型的非線性階 數(shù)（即，由數(shù)字預(yù)失真器補(bǔ)償?shù)姆蔷€性的階數(shù)），是用于頻帶i的數(shù)字預(yù)失真器的復(fù)值 預(yù)失真系數(shù)，由用于頻帶i的對(duì)應(yīng)適配器配置， Xl是用于第一頻帶的數(shù)字輸入信號(hào)，以及x 2 是用于第二頻帶的輸入信號(hào)。
[0012] 與2D-DH)技術(shù)有關(guān)的一個(gè)問題是等式和的2D-DH)基帶模型要求由對(duì)應(yīng)適配器自 適應(yīng)配置大量預(yù)失真系數(shù)具體而言，由于存在三次相加，因此，2D-DH)基帶模型要求 〇 的預(yù)失真系數(shù)的數(shù)量eg,,,為M(K+1) (K+2)。大量的預(yù)失真系數(shù)產(chǎn)生高復(fù)雜性且因此高成本 的DH)體系結(jié)構(gòu)。
[0013] 在You-Jiang Liu等人所著"使用二維修改的記憶多項(xiàng)式，用于并發(fā)雙頻帶傳送 器的數(shù)字預(yù)失真"（"Digital Predistortion for Concurrent Dual-Band Transmitters Using 2-D Modified Memory Polynomials，" IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，Vol. 61，No. 1，January 2013，pp. 281-290)和 You-Jiang Liu 等人所著 "用于并發(fā)雙頻帶功率放大器的低復(fù)雜性2D行為模型"("Low-complexity 2D behavioural model for concurrent dual-band power amplifiers，"Electronic Letters, Vol. 48, No. ll，May 2012)中，提議了降低預(yù)失真系數(shù)的數(shù)量的二維修改的記憶多項(xiàng)式（2D-MMP)基 帶模型。像2D-DH)基帶模型一樣，2D-MMP基帶模型依賴用于每個(gè)頻帶的單獨(dú)預(yù)失真器和單 獨(dú)適配器。具體而言，2D-MMP基帶模型被定義為：
[0014]
[0015]
[0016] 其中，球\是在&與x 2之間預(yù)計(jì)算的（k+1)階包絡(luò)耦合因子。
[0017] 雖然2D-MMP基帶模型導(dǎo)致預(yù)失真系數(shù)的數(shù)量降低，但希望有用于雙頻帶或更普 遍地說多頻帶的數(shù)字預(yù)失真，進(jìn)一步降低了預(yù)失真系數(shù)的數(shù)量且因此進(jìn)一步降低了復(fù)雜性 的基帶模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本公開內(nèi)容涉及用于并發(fā)多頻帶傳送器的數(shù)字預(yù)失真，并發(fā)多頻帶傳送器利用單 一適配器和相同的預(yù)失真系數(shù)集配置用于每個(gè)頻帶的單獨(dú)數(shù)字預(yù)失真器。在一個(gè)實(shí)施例 中，單一適配器配置成基于具有用于每個(gè)數(shù)字預(yù)失真器的相同預(yù)失真系數(shù)集的數(shù)字預(yù)失真 器的記憶多項(xiàng)式數(shù)字基帶模型，自適應(yīng)配置預(yù)失真系數(shù)集。通過為用于每個(gè)頻帶的單獨(dú)數(shù) 字預(yù)失真器使用相同預(yù)失真系數(shù)集，大幅降低了數(shù)字預(yù)失真器的復(fù)雜性。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，并發(fā)多頻帶傳送器包括數(shù)字預(yù)失真子系統(tǒng)、功率放大器電路和 單一適配器。數(shù)字預(yù)失真子系統(tǒng)包括配置成處理用于并發(fā)多頻帶信號(hào)的多個(gè)頻帶的多個(gè)數(shù) 字輸入信號(hào)以提供預(yù)失真的數(shù)字輸入信號(hào)的多個(gè)數(shù)字預(yù)失真器。每個(gè)數(shù)字預(yù)失真器配置成 基于預(yù)失真系數(shù)集處理數(shù)字輸入信號(hào)，以便為并發(fā)多頻帶信號(hào)的頻帶的一個(gè)不同頻帶提供 預(yù)失真的數(shù)字輸入信號(hào)。并發(fā)多頻帶傳送器也包括配置成處理預(yù)失真的數(shù)字輸入信號(hào)以提 供預(yù)失真的并發(fā)多頻帶信號(hào)的電路。功率放大器電路配置成放大預(yù)失真的并發(fā)多頻帶信號(hào) 以提供并發(fā)多頻帶信號(hào)。單一適配器配置成基于具有用于每個(gè)數(shù)字預(yù)失真器的相同預(yù)失真 系數(shù)集的數(shù)字預(yù)失真器的記憶多項(xiàng)式數(shù)字基帶模型，自適應(yīng)配置用于多個(gè)數(shù)字預(yù)失真器的 每個(gè)數(shù)字預(yù)失真器的預(yù)失真系數(shù)集。這樣，記憶多項(xiàng)式基帶模型要求的預(yù)失真系數(shù)的數(shù)量 及因此并發(fā)多頻帶傳送器的復(fù)雜性得以大幅降低。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，并發(fā)多頻帶傳送器的數(shù)字輸入信號(hào)是數(shù)字基帶輸入信號(hào)，并且 并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成組合數(shù)字基帶輸入信號(hào)以便為單一適配器提供組合的參考 信號(hào)的組合器電路，使得在組合的參考信號(hào)中，數(shù)字基帶輸入信號(hào)的頻帶重疊。此外，在一 個(gè)實(shí)施例中，并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成處理功率放大器電路輸出的并發(fā)多頻帶信號(hào)以 提供組合的反饋信號(hào)的觀察接收器，其中，并發(fā)多頻帶信號(hào)的每個(gè)頻帶被下變頻到基帶。因 此，在組合的反饋信號(hào)中，并發(fā)多頻帶信號(hào)的頻帶重疊。這樣，組合的反饋信號(hào)的帶寬大幅 小于功率放大器電路輸出的并發(fā)多頻帶信號(hào)的帶寬，并且因此，用于模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換的采 樣率要求得以大幅降低。單一適配器基于組合的參考信號(hào)和組合的反饋信號(hào)，配置預(yù)失真 系數(shù)集。
[0021] 在另一實(shí)施例中，并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成將每個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)調(diào)諧到不同 中間頻率的調(diào)諧電路和配置成組合調(diào)諧的數(shù)字輸入信號(hào)以提供組合的參考信號(hào)的組合器 電路。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，并發(fā)多頻帶傳送器包括配置成處理功率放大器電路輸出的并 發(fā)多頻帶信號(hào)以提供組合的反饋信號(hào)的觀察接收器，其中，并發(fā)多頻帶信號(hào)的每個(gè)頻帶被 調(diào)諧到與組合的參考信號(hào)中數(shù)字輸入信號(hào)的一個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)相同的中間頻率。在一個(gè)實(shí)施例 中，選擇中間頻率，使得在中間頻率中存在具有充足的分隔，以便對(duì)于數(shù)字預(yù)失真器補(bǔ)償?shù)?至少高達(dá)預(yù)定義最大階的非線性，避免組合的反饋信號(hào)中并發(fā)多頻帶信號(hào)的頻帶的重疊， 同時(shí)與并發(fā)多頻帶信號(hào)的帶寬相比，也降低組合的反饋信號(hào)的帶寬。單一適配器基于組合 的參考信號(hào)和組合的反饋信號(hào)，配置預(yù)失真系數(shù)集。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字預(yù)失真子系統(tǒng)包括補(bǔ)償三階互調(diào)（IM3)頻帶的多個(gè)另外的 數(shù)字預(yù)失真器。記憶多項(xiàng)式基帶模型被進(jìn)一步定義，使得每個(gè)另外的預(yù)失真器也配置有與 數(shù)字預(yù)失真器相同的預(yù)失真系數(shù)集。
[0023] 在與附圖相關(guān)聯(lián)閱讀以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)本 公開內(nèi)容的范圍，并認(rèn)識(shí)到其另外的方面。
【附圖說明】
[0024] 并入并形成此說明書一部分的附圖示出本公開內(nèi)容的幾個(gè)方面，并且與描述一起 用于解釋本公開內(nèi)容的原理。
[0025] 圖1示出在并發(fā)雙頻帶傳送器中的互調(diào)和交叉調(diào)制；
[0026] 圖2示出使用常規(guī)二維數(shù)字預(yù)失真（2D-DPD)基帶模型，執(zhí)行雙頻帶數(shù)字預(yù)失真的 并發(fā)雙頻帶傳送器；
[0027] 圖3示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的并發(fā)雙頻帶傳送器，并發(fā)雙頻帶傳送器 具有用于每個(gè)頻帶的單獨(dú)數(shù)字預(yù)失真器以及單獨(dú)適配器，其基于數(shù)字預(yù)失真器的雙頻帶記 憶多項(xiàng)式基帶模型，使用相同預(yù)失真系數(shù)集自適應(yīng)配置每個(gè)數(shù)字預(yù)失真器，對(duì)于每個(gè)數(shù)字 預(yù)失真器，模型利用相同預(yù)失真系數(shù)集；
[0028] 圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例，由圖3的適配器利用的組合的觀察信號(hào)的