[發(fā)明專利]失真補償裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910246824.6
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN101753105A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宇都宮裕一;濱田一;石川廣吉;札場伸和;長谷和男
• 申請（專利權(quán)）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施方式涉及預(yù)失真類型的失真補償技術(shù)，該技術(shù)用于通過在無線電通信中預(yù)先對進(jìn)入發(fā)射放大器的輸入信號執(zhí)行失真補償處理來抑制發(fā)射放大器輸出的非線性失真。

背景技術(shù)

通常，諸如移動基站的無線電發(fā)射裝置中使用的高效發(fā)射放大器具有較強的非線性特性。因此，當(dāng)發(fā)射高速無線電通信的調(diào)制信號時，發(fā)射放大器中的這種非線性失真導(dǎo)致發(fā)射調(diào)制信號中的頻帶外輻射功率，影響相鄰的發(fā)射信道。

作為通過發(fā)射放大器來抑制頻帶外輻射的方法，公知有如下的預(yù)失真方法：按照該方法，通過在輸入信號輸入到發(fā)射放大器之前將具有與發(fā)射放大器的非線性失真特性相反的特性的失真信號添加到輸入信號，從而補償發(fā)射放大器中的非線性失真。特別是，通過將發(fā)射放大器的輸出的反饋提供給輸入側(cè)而自適應(yīng)地進(jìn)行失真補償?shù)淖赃m應(yīng)預(yù)失真方法可以抑制頻帶外輻射。

圖12是預(yù)失真方法的原理圖。在發(fā)射放大器中，輸出通常隨著輸入功率的增加而飽和，從而可能無法響應(yīng)于輸入信號而輸出線性信號(圖12中的1201)。放大器的非線性特性具有下面描述的不利影響。

即，發(fā)射放大器的非線性特性引起信號頻帶之外的不必要頻譜的放大器輸入輻射。頻帶外輻射功率使得采用頻帶外頻率的其它系統(tǒng)的特性惡化。此外，在信號頻帶中也輻射了不必要的頻譜。這種輻射引起信號自身的特性惡化。

而且，大部分的當(dāng)前數(shù)字調(diào)制方法需要線性的放大特性，因此，當(dāng)采用具有上述飽和特性的放大器時，線性低輸入功率部分的使用是不可避免的。這導(dǎo)致發(fā)射放大器的功率效率較低。

因此，采用預(yù)失真技術(shù)，將與放大器特性相反的特性施加到發(fā)射放大器的輸入信號(圖12中的1202)。如圖12的1203所示，通過加入這種非線性放大器特性，作為得到的發(fā)射放大器輸出，可以獲得經(jīng)補償?shù)木€性特性。

作為預(yù)失真的方法，已經(jīng)提出了采用冪級數(shù)的預(yù)失真方法。這是如下的方法：如圖13所示，通過對輸入信號x進(jìn)行冪級數(shù)運算，而進(jìn)行在發(fā)射放大器之前的預(yù)失真單元1301中的補償操作。

即，圖13中的預(yù)失真單元1301通過對輸入信號x執(zhí)行冪級數(shù)操作來對發(fā)射放大器1305的失真作出補償。

D/A轉(zhuǎn)換器1302將預(yù)失真單元1301的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號，正交調(diào)制器1303基于本地振蕩器1304根據(jù)發(fā)射基站而振蕩出的信號對其進(jìn)一步進(jìn)行正交調(diào)制。

發(fā)射放大器1305對經(jīng)調(diào)制的發(fā)射模擬信號進(jìn)行功率放大，并且，經(jīng)由耦合器1306將其輸出提供給發(fā)射天線1307，之后從此發(fā)射。

此外，將發(fā)射放大器1305的輸出的反饋從耦合器1306提供到輸入側(cè)。

即，下變頻器1308基于本地振蕩器1309根據(jù)發(fā)射基站而振蕩出的信號，對耦合器1306的輸出進(jìn)行下變頻。A/D轉(zhuǎn)換器1310將下變頻器1308的輸出進(jìn)一步轉(zhuǎn)換回數(shù)字信號，之后通過解調(diào)器將其恢復(fù)到基帶。

減法器1311計算得到的反饋信號Sfb(n)與由延遲電路延遲的發(fā)射信號Sref(n)的誤差信號e(n)。

然后，系數(shù)更新單元1312基于最小均方運算，按照使得誤差信號e(n)最小的方式，更新要提供給預(yù)失真單元1301的冪級數(shù)運算系數(shù)a、b、c和d。

以此方式，冪級數(shù)運算系數(shù)逐步收斂到預(yù)定值，預(yù)失真單元1301使用已經(jīng)收斂到預(yù)定值的冪級數(shù)運算系數(shù)來進(jìn)行對輸入信號x的冪級數(shù)運算。由此，在穩(wěn)態(tài)下，精確地抑制了模擬電路單元中的非線性失真特性，同時保留了高的功率效率。于是，即使非線性失真特性由于溫度或頻率?的影響而波動，也可以由反饋信號Sfb(n)來檢測其模擬增益波動量。然后，系數(shù)更新單元1312在波動量的補償方向上更新冪級數(shù)運算系數(shù)的值，使得可以動態(tài)補償特性波動。

上述結(jié)構(gòu)實際上具有用于復(fù)數(shù)信號的結(jié)構(gòu)。

在上述傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，例如，假設(shè)將由下式表示的彼此間頻率隔開2Δf的兩個正弦波信號(雙音信號)輸入到由冪級數(shù)建模的放大器模型中：

cos2π(fc-Δf)t+cos2π(fc+Δf)t，其中fc是載波頻率。

結(jié)果，冪級數(shù)表示的輸出信號的偶數(shù)階冪項僅包括與載波頻率fc嚴(yán)重失諧并且被模擬單元的濾波器或發(fā)射放大器自身所抑制的信號分量。相反，在諸如三階冪項的fc±3Δf、五階冪項的fc±5Δf的載波頻率附近，出現(xiàn)不必要的分量。因此，發(fā)射放大器1305中的非線性失真可以由僅具有奇數(shù)階冪項的冪級數(shù)來建模。這樣，如圖13所示，由預(yù)失真單元1301處理的冪級數(shù)通常也僅由奇數(shù)階冪項構(gòu)成。