[发明专利]数字预失真系统和用于放大信号的方法

说明书

公开了数字预失真系统和用于放大信号的方法。一种多频带数字预失真系统包括：多频带输入信号，其中，各频带以间隔开的频率为中心，并且每个频带的带宽基本小于频带之间的频率间隔；至少一个功率放大器，用于提供包括失真特性的放大输出；输入混叠逻辑，用于产生每个频带的混叠图像，其中，第一频带的混叠图像处于一个奈奎斯特区中，并且第二频带的混叠图像处于另一个奈奎斯特区中，该一个奈奎斯特区和该另一个奈奎斯特区中的每一个均具有输入信号的采样率的一半的宽度；从放大输出导出的反馈信号，其包括失真特性的至少一部分的表示；以及对混叠图像做出响应的预失真逻辑，其用于生成使功率放大器的输出线性化的预失真系数。

本申请是申请日为2010年12月21日、申请号为“201080064338.3”(国际阶段申请号为PCT/IB2010/003448)、发明名称为“多频带宽带功率放大器数字预失真系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求以下申请的权益：

2009年12月21日递交的、申请号为61/288,838、发明名称为“MULTI-BANDWIDEBAND POWER AMPLIFIER DIGITAL PREDISTORTION SYSTEM AND METHOD”且发明人为Wan-Jong Kim、Kyoung-Joon Cho和Shawn Patrick Stapleton的美国专利申请。

针对所有目的通过引用将该申请合并在本文中。

技术领域

本发明总体上涉及使用复合调制技术的无线通信系统。更具体地，本发明涉及用于无线通信的功率放大器系统。

背景技术

使用诸如宽带码分多址(WCDMA)和正交频分复用(OFDM)的复合调制技术的宽带移动通信系统具有大的峰值平均功率比(PAPR)规格，因而需要用于其射频(RF)传输的高线性功率放大器。常规的数字预失真(DPD)技术具有工作带宽限制。

常规的基于DSP的DPD方案使用FPGA、DSP或微处理器来估计、计算并校正放大器(PA)的非线性度：它们对PA系统中的信号进行快速跟踪和调节。然而，由于诸如温度的环境变化和由记忆效应导致的PA输出信号不对称失真所引起的、功率放大器在宽带宽上的线性度性能的变化对常规的基于DSP的DPD方案提出了挑战。常规的DPD算法基于宽带反馈信号，这些算法需要高速模数转换器(ADC)以捕获需要的信息。多频率带应用(或简称为多频带应用)可以使其工作频率显著间隔开。常规的DPD架构使用比输入信号的非线性失真带宽的两倍更大的ADC采样率。该采样率通常比复合调制信号的工作带宽的5倍因数的两倍更大。5倍因数导致归因于由功率放大器产生的非线性失真的频谱再生。对采样率的该约束限制了常规预失真架构对单频带应用的可行性。采样率ADC越高，则分辨率越低、消耗更多功率且更昂贵。

发明内容

因此，考虑到以上问题完成了本发明，本发明的目的是提供一种用于多频率带宽带通信系统应用的、具有高线性度和高效率的功率放大器系统的高性能且成本有效的方法。本公开内容能够使功率放大器系统现场可重构并在非常宽的带宽上支持同一PA系统上的多工作频率带。另外，本发明支持多调制方案(调制未知(agnostic))、多载波和多信道。

为了实现以上目的，根据本发明，该技术基于使RF功率放大器线性化的自适应数字预失真的方法。本发明基于使用不同频率的不同信号(多频带信号)。这些多频带信号将通过功率放大器经历失真并产生以近似为多频带信号的各个带宽的5倍的每个载波为中心的非线性失真。来自功率放大器的反馈信号被下转换成中频(IF)，中频(IF)确保在ADC中采样之后基波带宽不会相互混叠。本发明可以适应各个载波的非线性失真的混叠。

公开了本发明的各种实施方式。在一个实施方式中，在PA系统内使用了峰值因数缩减(CFR)、DPD、功率效率提升技术和系数自适应算法的组合。在另一实施方式中，为了增强性能，还使用模拟正交调制器(AQM)补偿结构。