[发明专利]对相控天线阵列使用编码的数字预失真

说明书

本公开涉及对相控天线阵列使用编码的数字预失真。公开使用编码来区分来自各个功率放大器(PA)的贡献的数字预失真(DPD)布置。当用于具有N个天线元件和N个对应PA的相控天线阵列时，该布置可以依次将N个代码应用于提供给N个PA的输入信号。每个代码是具有N个元素的向量，其中每个元素对应于不同PA，因为元素是应用于PA输入信号的复数增益。总之，N个代码可以一起排列为矩阵P的N行或N列。所公开的布置可以通过将矩阵P应用于感测由N个天线元件发射的无线RF信号的探针天线元件产生的信号来产生N个反馈信号，并且基于N个反馈信号更新DPD系数。N个代码可以是正交的或非正交的。

技术领域

本公开一般涉及电子学，并且更具体地涉及在采用相控天线阵列的射频(RF)系统中执行数字预失真。

背景技术

无线电系统是在大约3千赫(kHz)至300吉赫(GHz)的RF范围内以电磁波形式发送和接收信号的系统。无线电系统通常用于无线通信，蜂窝/无线移动技术是一个突出的例子，但也可用于有线通信，例如有线电视。在这两种类型的系统中，其中各种组件的线性度起着至关重要的作用。

RF组件或系统(例如RF收发器)的线性度在理论上很容易理解。即，线性度通常是指组件或系统提供与输入信号成正比的输出信号的能力。换句话说，如果一个元件或一个系统是完全线性的，那么输出信号与输入信号的比值关系就是一条直线。在现实生活中的组件和系统中实现这种行为要复杂得多，必须解决线性度方面的许多挑战，通常以牺牲一些其他性能参数为代价，例如效率和/或输出功率。

功率放大器(PA)由固有非线性的半导体材料制成，并且必须在相对较高的功率水平下运行，因此在考虑线性度方面的RF系统设计时，功率放大器(PA)通常是首先要分析的组件。具有非线性失真的功率放大器(PA)输出会导致调制精度降低(例如，误差矢量幅度(EVM)降低)和/或带外发射。因此，无线射频系统(例如，长期演进(LTE)和毫米波或第5代(5G)系统)和有线射频系统对PA线性度都有严格的规范。

数字预失真(DPD)可用于增强PA的线性度。通常，DPD涉及在数字域中对作为输入提供给PA的信号应用预失真，以减少和/或消除预期由PA引起的失真。预失真可以通过PA模型来表征。PA模型可以根据来自PA的反馈(即基于PA的输出)进行更新。PA模型在预测PA将引入的失真方面越准确，PA输入的预失真在减少放大器引起的失真影响方面就越有效。

在任何最先进的射频系统中执行DPD都不是一件容易的事，因为有多种因素会影响DPD的成本、质量和稳健性。空间/表面积等物理限制以及法规可能对DPD的要求或规范造成进一步限制。DPD对于采用相控天线阵列的无线射频系统变得特别具有挑战性，因此在为相控天线阵列设计DPD时必须进行权衡和独创性。

附图说明

为了更全面地理解本公开及其特征和优点，结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记代表相同的部分，其中：

图1提供了根据本公开的一些实施例的RF收发器的示意框图，其中可以实现使用用于相控天线阵列的编码的DPD；

图2提供了类似于图1所示的RF收发器的示意框图，进一步示出了根据本公开的一些实施例的发射器和接收器电路的示例实现方式；

图3提供了图示根据本公开的一些实施例的使用具有相控天线阵列的RF收发器的波束成形的示意框图；

图4提供了图示根据本公开的一些实施例的类似于图3中所示的RF收发器的RF收发器的示意框图，进一步被配置为使用编码来执行DPD；

图5A和5B分别提供了根据本公开的一些实施例的正交和非正交矩阵P的示例图解；

图6A和6B提供了根据本公开的一些实施例的分别用于正交和非正交编码的复增益值的示例图解；

图7A和7B分别提供正交码和非正交码对RF收发器无线发射的波束的波束方向图的影响的示例图解；