[发明专利]预失真设备和预失真方法

说明书

技术领域

本文所讨论的实施方式的特定方面涉及一种用于补偿由放大器从输 入到输出特征中的非线性特性引起的失真的预失真系统的技术。

背景技术

通常，在诸如可移动主体基站等无线发送装置中使用的高效发送放 大器具有很强的非线性特性。因此，当发送高速无线通信调制信号时， 这种发送放大器中的非线性失真导致发送调制信号的带外辐射功率，并 且相邻发送信道受到影响。

作为用于限制发送放大器所引起的带外辐射的系统，已知一种预失 真系统，该系统通过将具有与发送放大器的非线性失真特性相反的特性 的失真信号添加到输入信号中并且输入到发送放大器中来补偿发送放大 器中的非线性失真。特别地，一种通过在输入端反馈发送放大器的输出 而自适应地执行失真补偿的自适应预失真系统可以明显地抑制带外辐 射。

图10是该预失真系统的原理图。通常，在发送放大器中，输出饱和， 从而随着输入功率变得更大，不容易输出相对于输入信号的线性信号， (图10中的1001)。放大器的非线性特性导致了如下所述的不利影响。

图11是例示了由发送放大器的非线性特性导致的频谱特性劣化的示 例图。

如图11所示，发送放大器的非线性特性针对放大器输入1101在信 号频带1102的外部辐射不需要的频谱1103。带外辐射功率劣化了使用带 外频率的另一个系统的特性。

此外，虽然被图11中的信号特性遮掩，但不需要的频谱还辐射到信 号频带1102中。这导致了信号本身的特性的劣化。

此外，由于当前的许多数字调制系统需要线性放大器特性，因此当 使用具有上述饱和特性的放大器时，不可避免地使用线性低输入功率部 分。这导致了发送放大器功率效率的劣化。

因此，通过使用预失真技术，对发送放大器的输入信号应用了放大 器特性的相反特性(图12中的1002)。通过向其添加非线性放大器特性， 可以在发送放大器的输出端获得补偿后的线性特性作为结果，如图10的 1003所示。

常规上提出了使用幂级数的预失真系统作为预失真的系统。如图12 所示，在这种系统中，通过对输入信号x进行幂级数计算来在发送放大 器的前置级处的预失真单元1201中执行补偿运算。

也就是说，在图12中，预失真单元1201通过对输入信号x执行幂 级数计算来执行对发送放大器1205的失真补偿。

在D/A转换器1201中将预失真单元1201的输出转换为模拟信号， 并且还在正交调制器1203中按照本机振荡器1204根据发送基站而发生 的信号对该模拟信号进行正交调制。

在发送放大器1205中对调制后的发送模拟信号进行功率放大，并且 通过耦合器1206将输出提供给发送天线1207，并且从该发送天线发送。 此外，将发送放大器1205的输出经由耦合器1206反馈回输入端。

也就是说，按照本机振荡器1209根据发送基站而发生的信号对耦合 器1206的输出进行下变频。此外，通过A/D转换器1210将该输出恢复 为数字信号，之后通过解调器(未具体示出)将其恢复到基带。

关于作为结果而获得的反馈信号S_fb(n)，在减法器1211中计算该 反馈信号S_fb(n)与经过延迟电路(未具体示出)延迟的发送信号S_ref(n) 之间的误差信号e(n)。

然后，通过系数更新单元1212对提供给预失真单元1201的幂级数 计算系数a、b、c、d等进行更新，使得基于最小均方误差(最小均方) 的计算将误差信号e(n)减到最小。

通过这种方式，逐渐地将幂级数计算系数收敛到预定数值，并且通 过使用收敛到预定数值的幂级数计算系数在预失真单元1201中对输入信 号x进行幂级数计算。由此，在稳定状态中，高精度地抑制了模拟电路 单元的非线性特性，同时保持了高功率效率。然后，即使在由于温度或 频率的影响而导致非线性特性改变时，也可以通过反馈信号S_fb(n)检测 到模拟增益变化。然后，在系数更新单元1212中，在该方向对幂级数计 算系数的数值进行更新以补偿变化，从而特性的变化可以得到动态的补 偿。

注意，上述结构实际上具有针对复数信号的结构。

例如，在上述的传统技术结构中，假设将频率相差2Δf的两个正弦 波信号(两个单音信号)输入到按照幂级数而建模的放大器模型中。