[发明专利]动态调节查找表间距以将功率放大器线性化的装置与方法

说明书

技术领域

本发明关于放大器线性化，特别是关于一种动态调节查找表(look-uptable，LUT)间距(spacing)，以将功率放大器(power amplifier，PA)线性化的装置与方法。

背景技术

功率放大器的功率效率(power efficiency)在无线通信系统中是一个决定性的因素。一个孤立的(stand alone)A-级(class-A)功率放大器会遇到低功率效率的问题。另一方面，一个孤立的高功率效率的功率放大器，如AB-级(class-AB)或B-级(class-B)的功率放大器，通常是高度非线性(highlynonlinear)。当非常数调制(non-constant-evelope modulation)方式经过非线性功率放大器，就会出现交互调制失真(Intermodulation distortion，IMD)，这不但扭曲调制的信号而且导致调制的信号功率频谱散开到相邻通道。结果，这两者在附近的通道之中的干扰严重降低通信质量。为了维持功率效率并且降低交互调制失真，一个常见的做法是采用一个高功率效率但为非线性的功率放大器。

目前已有一些将功率放大器线性化的方法，如前馈(feed-forward)法、反馈(feedback)法以及预失真(predistortion)法。这些方法不是模拟式就是数字式方法。一般来说，前馈法成本较为昂贵，而反馈法较为限制在窄频(narrow band)应用上，而模拟式则较无弹性。因此，以成本效率来考虑，数字预失真(digitalpredistortion)方法是优于其它方法的。

图1是一个方块示意图，说明一个数字预失真器(predistortor，PD)的线性化。此数字预失真器101预失真已调制的输入信号(modulated inputsignal)v_m，以得到由功率放大器107引起的非线性失真。特别地，一个使用以增益为基础的查找表101a的数字适应性预失真器(digital adaptive PD，DAPD)更具有吸引力，因为在适应性算法(adaptive algorithm)中有弹性，并且在非线性补偿时有着高准确度。如图1所示，载有负载数据的复数基频(baseband)调制输入信号v_m被馈入串联的预失真器101和射频(radiofrequency，RF)连接(link)中。此预失真器101使调制输入信号v_m失真，以产生预失真信号v_d。此射频连接接收此预失真信号v_d，并通过数字至模拟(digital-to-analog，D/A)转换器103作转换、通过正交调制器(quadaturemodulator)105将频率上转换(up-conversion)以及通过功率放大器107将功率放大，来产生传输信号(transmission signal)v_a。

由于功率放大器的特性可能因温度而改变，而且可能经由老化而受影响。所以在DAPD-LUT技术中，需要适应性算法来更新查找表的元素内的数值。并且，如果查找表的元素个数加倍的话，则DAPD-LUT技术的线性化准确度，就交互调制失真而言，将改善6dB。然而，使用更多的查找表的元素，查找表的收敛速度则会随之愈低。

一些以增益为基础的查找表技术已被分析或实现出来。图2是传统以增益为基础的DAPD-LUT技术的一个方块示意图，其中大小为N的查找表的元素是以均匀间距(uniformly spacing)来编入索引(indexing)，其中一个功率放大器的归一化的未饱和(unsaturated)输入振幅范围为[0，1]，并且查找表的间距d_i等于1/N。然而，无线网络的向上连接(uplink)或是向下连接(downlink)中，大多数的传送信号不占据整个功率放大器的输入振幅范围。有些查找表的元素从未被选用。所以，急需一个使用非均匀(non-uniform)的查找表间距的技术，以避免浪费查找表的元素。