[发明专利]非线性设备的数字预失真

说明书

技术领域

本发明涉及非线性设备的数字预失真。具体地，本发明涉及在处理突发业务的、诸如基站这样的网络节点中的功率放大器的数字预失真。

背景技术

在如今的移动通信中，频谱效率越来越重要。在很多2.5G和3G无线系统中使用的非恒定包络(高峰均比)数字调制方案使得RF功率放大器(PA)的线性和效率成为重要的设计问题。通常，线性是通过降低效率或者通过使用线性化技术来实现的。对于类别A的PA，简单地“回退(backing off)”输入可以改善线性，但是这降低了功率效率并且增加了热耗散。当考虑到无线运营商需要管理的大量基站时，增加功耗消耗实际上是不现实的，并且因此需要线性化技术。

对于诸如基站功率放大器和混频器这样的非线性设备来说，数字预失真(DPD)已经成为最重要的线性化技术。预失真器的基本原理在于计算非线性设备的逆非线性函数。对在调制、上变频和由PA进行的放大之前的基带信号应用预失真，以便减少互调(IM)。非线性表达可以通过多项式或查找表(LUT)来实现。非线性函数通常是简化的沃尔特拉级数(Volterra series)，该简化的沃尔特拉级数的特征在于用于更好的线性化性能的设备的输入以及“记忆效应”。当利用具有低平均功率变化的信号激励PA时，DPD的学习可以达到非常好的精度。不幸的是，在实践中，就功率而言，信号很少是连续的。依赖于不同的功率方案，信号在每个时隙中改变。每当施加功率时(即，存在功率的瞬变(transient))，DPD和PA将会一起生成残余互调，其是预失真器频谱与PA频谱的失配结果。瞬变IM的量取决于在平均状态和瞬变状态之间的PA特性的差异。

例如，考虑以时分双工(TDD)进行操作的基站中的PA。在TDD操作中，当不进行传输时，PA将被关断以减少接收机中的噪声和不必要的功耗。该过程意味着，在整个TX传送时段期间，PA将处于转换状态。这在图1中被示出，这是对用于这样的随时间变化的PA的典型功率输出的表示。信号1类似于方波，其中被施加功率2a，然后保持处于高值达短时间段3a(用于TX传输)并且然后被切断4a。TX传输时段3a对于将达到的稳态来说过短，因此在TX传输突发3a的时段中任何DPD都需要改变。需要对每个TX突发3b、3c重复该过程。一种解决该问题的方式在于使系统的很多特性依赖于温度、电流、输入功率等。

现有方法通常关注静态DPD。该DPD与传送突发3a中的某个位置的采样相适配，其对于后续的TX突发3b、3c来说可能是错误的。存在对于类似问题的其他解决方案，如DPD参数的多维集合或等价物。线性化方案将不可避免地变得非常复杂和高成本，而性能取决于这些时间变化常数的准确度。

替代地，DPD参数可以从一个突发4a的结束开始被记忆，并且应用于下一突发2b的开始处。这是对于PA的高功率特性的补偿，但是PA已经在其间经历了关断。换言之，PA可能在PA被关断4a之前已经达到温度、电流等的稳态。当重新被激活2b时，作为中间关断的结果，这些条件将不同，并且该校正并不足以减少整个IM。然后，在DPD被更新或者PA行为改变回适配的状态之前瞬变IM一直保持。

这可以参考图2来理解，图2图示了如何通过各个突发3a、3b、3c的过程来减少IM。如果从前一突发的结束开始记忆DPD的状态(即，LUT中的值或者多项式中的参数)，则在下一突发的开始处的瞬变IM将再次变大，因为该突发的开始处的状况与前一突发的结束处的状况不同。

期望设计一种减少每个突发的开始处的瞬变IM的DPD方案。

发明内容

本发明的目的在于解决或至少减轻上述问题。