[发明专利]减少由多个天线系统辐射的放大信号中的失真

说明书

用于减少由多天线系统辐射的多个放大信号中的失真的电路、方法和计算机程序。该电路包括：多个输入，用于接收针对多个前向数据路径的数字信号；路由电路，该路由电路用于将在多个输入处接收的数字信号路由到预失真逻辑，以用于对信号中的每个信号应用预失真函数，该预失真逻辑可操作用于将信号中的每个信号转发到数字到射频转换器和用于在信号被辐射之前放大信号的后续的放大器；一个或多个反馈路径，每个反馈路径包括处理逻辑，该处理逻辑用于将从放大信号中的一个放大信号生成的反馈信号与在输入中的一个输入处所接收的对应信号进行比较，以确定要由预失真逻辑应用于输入信号的函数；选择逻辑，用于选择要被提供反馈的输入信号。

技术领域

本发明涉及诸如多输入多输出MIMO天线或天线阵列的多天线系统领域，并且尤其涉及用于向这种天线馈送信号的系统。

背景技术

大规模多输入多输出(大规模MIMO)系统已被广泛接受为下一代无线通信或5G(第5代)无线通信系统的关键规则改变技术之一。大规模MIMO的基本概念是通过利用具有对应发射机的大量辐射天线来为多个用户提供服务来提供无线通信服务。通过同时在相同站点(集中化)或不同站点(分布式)使用多个发射机，频谱效率将被改进，从而网络容量和数据吞吐量可以显著提高，从而为更多用户提供更好的服务。

大规模MIMO系统涉及复用并且映射到不同天线的多个数据流，需要线性RF收发机以使用计算有效的线性预编码算法来提供空间复用性能。在具有物理RF发射机的实际无线系统中，RF功率放大器(PA)需要从每个发射机提供合理的辐射功率。这种放大器具有线性工作的区域和超出此区域它们将不线性工作的区域。在非线性区域中操作导致信号超出所需带宽和信号失真。这不仅导致信号本身难以解码，而且还对相邻信号提供干扰。在线性区域中操作解决了这个问题，但是在该区域中的操作效率不高。因此，这些放大器如果在它们有效的区域中使用，会在信号中引入非线性失真，从而导致带内信号质量下降(这会导致发射机本身出现问题)和带外频谱再生(这会导致在相邻频段工作的其他发射机出现问题)。

为了解决这个问题，通常使用两种方法：

1)回退方法：在这种方法中，射频功率放大器在线性操作区域中操作，即，从饱和操作区域中回退功率。这种传统方法的缺点是它导致非常低的功率效率。

2)数字预失真(DPD)方法：这涉及输入信号被预失真以补偿将在放大器处产生的失真，使得放大的信号具有减少的失真。图1A示出了具有前向数据路径和反馈数据路径的两个信号路径的传统DPD使能RF发射机。放大的射频信号被采样并且经由采样接收机设备反馈。衰减器用于降低反馈信号的功率，下变频器将信号从高频无线电信号转换为低频信号，并且模数转换器将信号返回到数字信号。然后将该数字信号与在数字信号处理电路处生成的信号进行比较，并且根据该比较，如果需要，则更新应用于前向数据路径上的数据信号的预失真函数，以减轻在两个信号之间检测到的任何差异。由于其令人满意的线性化性能和灵活性，DPD已经被广泛用作减少RF PA在将RF PA驱动到非线性饱和区域时引入的非线性失真的优选选项。

然而，直接将该DPD架构应用于基于多个RF发射机的系统(如大规模MIMO系统)导致系统在硬件和功率方面都很昂贵。图1B示出了这样的设备。

发明内容

本发明的第一方面提供了用于减少由多天线系统辐射的多个放大信号中的失真的电路，所述电路包括：多个输入，每个输入用于接收针对多个前向数据路径的数字信号；路由电路，该路由电路用于将输入数字信号路由到预失真逻辑，以用于对所述输入数字信号中的每个输入数字信号应用预失真函数，所述预失真逻辑可操作用于将所述信号中的每个信号转发到数字到射频转换器和用于在所述信号被辐射之前放大所述信号的后续的放大器，以用于在所述信号被辐射之前放大所述信号；一个或多个反馈路径，每个反馈路径包括处理逻辑，该处理逻辑用于将从所述放大信号中的一个放大信号生成的反馈信号与所述放大信号所源自的所述数字输入信号进行比较，以确定要由所述预失真逻辑应用于所述输入数字信号的函数；选择逻辑，用于选择要被提供所述反馈的所述输入数字信号。