[发明专利]失真补偿电路和失真补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种失真补偿电路和失真补偿方法，具体地，涉及一种用于输出具有预定补偿的信号的失真补偿电路和失真补偿方法，该具有预定补偿的信号被施加给放大器，使得该放大器的输出信号不发生失真。

背景技术

在近年来的数字无线通信系统中，使用了通过CDMA(码分多址)方法复用或者通过OFDM(正交频分复用)方法的调制。在某些通信系统，例如使用CDMA方法或OFDM方法的通信系统中，所产生的多调制波具有包括其瞬时电功率远大于平均电功率的波的特性。因此，用于上述通信系统的传输的功率放大器需要保持线性，直至非常高的输出水平(output level)。这是因为，抑制由非线性失真造成的传输频谱的传播会降低相邻信道泄露功率。此外，瞬时电功率用峰值因数或者振幅因数等来表达。

然而，存在这样一个问题：直至非常高的输出水平(即，直至大的振幅分量)都具有良好线性的功率放大器具有大的电路规模、昂贵并且功耗大。因此，通常适当地使用在小的振幅(amplitude)分量中具有良好的线性，而在大的振幅分量中具有非线性的功率放大器。对于具有这种非线性的功率放大器来说，通过使得输出回退(back-off)尽可能的小，可以获得进一步的效率提高。所述回退是用来降低平均电功率，以防止饱和等等。然而，当回退降低时，由于输入信号趋于进入放大器的非线性区，作为无线传输信号的失真分量的相邻信道泄露功率容易变大。

为了抑制由功率放大器的非线性失真造成的相邻信道泄露功率，已提出了各种失真补偿技术。在这些技术中，作为近年来最常使用的失真补偿技术，出现了数字预失真方法。

图5是示出包括数字预失真方法的失真补偿电路的无线发射器的示例性结构框图。图5的无线发射器包括传输数据生成单元21、D/A转换器(数模转换器。下文中称为“DAC”)22A和22B、正交调制器23、基准信号生成器单元24、功率放大器25和失真补偿电路20。失真补偿电路20包括非线性失真补偿操作单元4、定向耦合器26、正交解调器27和A/D转换器(模数转换器。下文中称为“ADC”)28A和28B、失真补偿系数更新单元5A以及电功率计算单元8。

非线性失真补偿操作单元4基于事先计算的失真补偿系数K和θ，通过复数乘法，对来自传输数据生成单元21的数字正交基带信号I和Q执行失真补偿操作。执行了失真补偿操作之后的正交基带信号I″和Q″被DAC 22A和22B转换为模拟信号，并变为模拟正交基带信号。并且，正交调制器23使用来自基准信号生成器单元24的信号，将所述模拟正交基带信号转换为正交调制信号。该正交调制信号被功率放大器25放大，并被输出为RF(射频)信号。

一部分RF信号经由定向耦合器26被馈送到正交解调器27，并利用来自基准信号生成器单元24的信号而被解调为模拟正交基带信号。该模拟正交基带信号被ADC 28A和28B转换为数字信号，并变为反馈正交基带信号Ib和Qb。

失真补偿系数更新单元5A将所述反馈正交基带信号Ib和Qb和来自传输数据生成单元21的数字正交基带信号I和Q进行比较，并计算出失真补偿系数。该失真补偿系数更新单元5A将失真补偿系数更新为最新值并对它进行存储。此时，失真补偿系数更新单元5A通过使得失真补偿系数与正交基带信号I和Q的电功率相关联，来存储该失真补偿系数。所述正交基带信号I和Q的电功率由电功率计算单元8来计算。

非线性失真补偿操作单元4读取与正交基带信号I和Q的电功率相关联的失真补偿系数，并使用所读取的失真补偿系数来执行失真补偿。通过上述的信号处理，实现了自适应失真补偿。

上述的数字预失真方法的失真补偿电路的电路结构是一个例子。还提出了采用用于正交调制和正交解调的数字方法的电路结构，或者使用频率转换器而不是直接调制的电路结构。此外，还提出了利用与振幅相关联的失真补偿系数而不是与电功率相关联的失真补偿系数来执行失真补偿操作的电路结构。另外，振幅与电功率的平方根成正比。因此，通过设置计算振幅的振幅计算单元，可以基于电功率而获得振幅。

在图6中示出了包括有上述数字预失真方法的失真补偿电路的无线发射器的输入/输出特性的例子。图6分别标识了非线性失真补偿操作单元4、功率放大器25和整个无线发射器的每输入电平的输入/输出特性，通过将功率放大器25的饱和输入电平设为1来归一化该输入电平。可以发现，通过非线性失真补偿操作单元4，提供具有非线性的功率放大器25的输入/输出特性的相反特性，对于整个无线发射器而言，获得了线性的输入/输出特性。