多频带数字预失真器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月25日提交的美国临时申请62/463,616的权益，其内容通过引用结合于此。

背景技术：

本发明涉及多个射频频带中的信号的数字预失真。

功率放大器，尤其是用于发送射频通信的功率放大器，通常具有非线性特性。例如，随着功率放大器的输出功率接近其最大额定输出，发生输出的非线性失真。补偿功率放大器的非线性特性的一种方式是在将输入信号提供给功率放大器之前(例如，通过向输入信号添加‘逆失真’)对输入信号进行“预失真”以消除功率放大器的非线性。所得到的功率放大器的输出是具有降低的非线性失真的输入信号的线性放大。数字预失真功率放大器相对廉价且功率高效。这些性质使得数字预失真功率放大器对于在需要放大器廉价、高效且精确地再现放大器的输入处所呈现的信号的电信系统中使用是有吸引力的。

随着更高数据速率加速的需求，无线运营商通常不拥有连续频谱来提供高数据速率。因此，在可用射频频谱中，非连续频带可能间隔得相当远。例如，假设无线运营商在区域a中拥有lte频带2和17(1930～1990，734～746mhz)，并且在区域b中拥有lte频带4和5(2110～2155，869～894mhz)。上述示例中的频率覆盖具有～1.5ghz的跨度(例如，734mhz～2155mhz)。这种大频率跨度可以得到用以对无线运营商所使用的多频带信号进行数字处理的高采样速率。

技术实现要素：

在一些示例中，在缩合频率窗口内进行针对多频带信号的数字预失真处理，从而使得更可预测且更有效地使用资源、并且降低了实现专用电路以处理多频带信号的原始特定频带中的信号的需求。本文描述的示例实现还通过将要处理的信号偏移到更窄的、缩合的频率窗口中来减少采样带宽(并且因此减少dpd处理所需的样本数)。

在一些变型中，提供了用于多频带信号的数字预失真的方法。该方法包括接收分别与多个射频(rf)频带相关联的多个输入信号，其中多个输入信号占用与多个rf频带中的最高频带中的最大频率和多个rf频带中的最低频带中的最小频率之间的差相对应的输入频率跨度。该方法还包括：对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移以产生占用比输入频率跨度小的缩合频率跨度的、各自与多个输入信号中的相应输入信号相对应的缩合偏移信号；以及处理缩合偏移信号，包括对缩合偏移信号应用数字预失真。

该方法的实施例可以包括本发明中描述的特征中的至少一些特征，包括以下特征中的一个或多个。

处理缩合偏移信号还可以包括：以等于或超过缩合偏移信号所需的聚合最小速率的采样速率对缩合偏移信号进行采样，该采样速率比多个rf频带中的多个输入信号所需的输入最小速率小。

处理缩合偏移信号还可以包括：根据针对各个缩合偏移信号所确定的多个多速率采样转换中的相应多速率采样转换，对缩合偏移信号中的各个信号进行采样。

处理缩合偏移信号(包括对缩合偏移信号应用数字预失真)可以包括：对缩合偏移信号应用数字预失真，使得通过将数字预失真过的缩合偏移信号输入到包括引起非线性失真的至少一个功率放大器的发送链而产生的所得放大缩合偏移信号包括多个输入信号的基本上没有非线性失真的放大副本。

处理缩合偏移信号还可以包括：对数字预失真过的缩合偏移信号进行频移，以产生分别与多个输入信号的多个rf频带相匹配的预失真输出信号。

该方法还可以包括使用多个功率放大器中的被配置用于与各个预失真输出信号相关联的相应频带中的操作的相应功率放大器来放大各个预失真输出信号。

该方法还可以包括使用被配置用于多个rf频带中的操作的单个功率放大器来放大各个预失真输出信号。

该方法还可以包括：至少基于例如以下其中之一来周期性地调整控制应用于缩合偏移信号的数字预失真的操作的数字预失真参数：缩合偏移信号、数字预失真过的缩合偏移信号、和/或通过使用一个或多个功率放大器对数字预失真过的输出信号进行放大和频移而产生的放大输出信号的观测副本。

周期性地调整数字预失真参数可以包括：导出用于使根据对放大输出信号进行频移而产生的频移放大输出信号和根据对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移而产生的缩合偏移信号之间的差最小化的数字预失真参数。

多个输入信号的至少两个相邻频带可以不连续。

在一些变型中，提供了用于多频带信号的数字预失真的系统。该系统包括：至少一个通信模块，用于接收分别与多个射频(rf)频带相关联的多个输入信号，多个输入信号占用与多个rf频带中的最高频带中的最大频率和多个rf频带中的最低频带中的最小频率之间的差相对应的输入频率跨度。系统还包括：频移电路，用于对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移，以产生占用比输入频率跨度小的缩合频率跨度的、各自与多个输入信号中的相应输入信号相对应的缩合偏移信号；以及处理器，用于处理缩合偏移信号，包括对缩合偏移信号应用数字预失真。

该系统的实施例可以包括本发明中描述的特征中的至少一些，包括上面关于方法所描述的特征中的至少一些、以及以下特征中的一个或多个。

用于处理缩合偏移信号的处理器还可以被配置为：以等于或超过缩合偏移信号所需的聚合最小速率的采样速率对缩合偏移信号进行采样，采样速率比多个rf频带中的多个输入信号所需的输入最小速率小。

用于处理缩合偏移信号的处理器还可以被配置为：根据针对各个缩合偏移信号所确定的多个多速率采样转换中的相应多速率采样转换，对缩合偏移信号中的各个信号进行采样。

用于处理缩合偏移信号(包括对缩合偏移信号应用数字预失真)的处理器还可以被配置为：对缩合偏移信号应用数字预失真，使得通过将数字预失真过的缩合偏移信号输入到包括引起非线性失真的至少一个功率放大器的发送链而产生的所得放大缩合偏移信号包括多个输入信号的基本上没有非线性失真的放大副本。

用于处理缩合偏移信号的处理器还可以被配置为：对数字预失真过的缩合偏移信号进行频移，以产生分别与多个输入信号的多个rf频带相匹配的预失真输出信号。

系统还可以包括：多个功率放大器，用于分别放大各个预失真输出信号。

系统还可以包括：单个功率放大器，其被配置用于多个rf频带中的操作，以放大各个预失真输出信号。

处理器还可以被配置为：至少基于例如以下其中之一来周期性地调整控制应用于缩合偏移信号的数字预失真的操作的数字预失真参数：缩合偏移信号、数字预失真过的缩合偏移信号、和通过使用一个或多个功率放大器对数字预失真过的输出信号进行放大和频移而产生的放大输出信号的观测副本。

在一些变型中，提供了被配置为进行以上提供的方法步骤中的一个或多个的多频带预失真器。

在一些变型中，提供了在非暂时性机器可读介质上编码的设计结构，其中该设计结构包括元件，这些元件在计算机辅助设计系统中处理时生成上述的系统模块中的一个或多个、或上述的多频带预失真器的机器可执行表示。

在一些变型中，提供了集成电路定义数据集，其中该数据集在集成电路制造系统中处理时将集成电路制造系统配置为制造上述的系统模块中的一个或多个、或上述的多频带预失真器。

在一些变型中，提供了利用可在处理器上执行的计算机指令集编程的非暂时性计算机可读介质，其中计算机指令在执行时引起包括上述的各种方法步骤的操作。

多频带预失真器、设计结构、集成电路定义数据集以及计算机可读介质的实施例可以包括本发明中描述的特征中的至少一些，包括以上关于方法和系统描述的特征中的至少一些。

根据下面的描述和权利要求，本发明的其它特征和优点变得明显。

附图说明

现在将参考以下附图详细描述这些和其它方面。

图1是用于多频带信号的数字预失真的系统的示意图。

图2是用于多频带信号的数字预失真的另一示例系统的示意图。

图3是用于多频带信号的数字预失真的又一示例系统的图。

图4是可以用作图1、2和3的系统的实现的一部分的可调预失真功率放大器系统的框图。

图5包括示出应用于多频带信号的序列处理级的相应信号频谱的信号图的序列。

图6是用于多频带信号的数字预失真的示例过程的流程图。

图7是用于多频带信号的数字预失真的另一示例过程的流程图。

图8是可以用于实现多频带数字预失真功能的示例装置(例如，移动装置或手持设备、网络节点等)的示意图。

在各个附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

本文公开了用于多频带信号的数字预失真的方法、系统、装置、介质和其它实现，包括以下方法，其中该方法包括：接收分别与多个射频(rf)频带相关联的多个输入信号(例如，各种非连续频带中的lte信号)，其中多个输入信号占用与多个rf频带中的最高频带中的最大频率和多个rf频带中的最低频带中的最小频率之间的差相对应的输入频率跨度。该方法还包括：对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移以产生占用比输入频率跨度小的缩合频率跨度的、各自与多个输入信号中的相应输入信号相对应的缩合偏移信号(也统称为“偏移信号的聚合”或“聚合信号”或“聚合的信号”)；以及处理缩合偏移信号，包括对缩合偏移信号应用数字预失真。在一些实施例中，处理缩合偏移信号还可以包括：根据针对各个缩合偏移信号所确定的多个多速率采样转换中的相应多速率采样转换，对缩合偏移信号中的各个信号进行采样。在一些实施例中，处理缩合偏移信号还可以包括对数字预失真过的缩合偏移信号进行频移，以产生分别与多个输入信号的多个rf频带相匹配的预失真输出信号。

本文还公开了用于多频带信号的数字预失真的系统，其中该系统包括：至少一个通信模块(例如，被配置为进行rf接收和发送操作的收发器)，其被配置为接收分别与多个射频(rf)频带相关联的多个输入信号，这多个输入信号占用与多个rf频带中的最高频带中的最大频率和多个rf频带中的最低频带中的最小频率之间的差相对应的输入频率跨度。该系统还包括：频移电路(例如，频率倍增器/调制器和/或带通滤波器，以去除谐波)，用于对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移，以产生占用比输入频率跨度小的缩合频率跨度的、各自与多个输入信号中的相应输入信号相对应的缩合偏移信号；以及处理器(例如，微处理器、数字信号处理器等)，用于处理缩合偏移信号。还包括对缩合偏移信号应用的数字预失真。

因此，参考图1，示出用于多频带信号的数字预失真的系统100的示例实现的示意图。系统100可以例如容置在网络节点(例如基站)中或个人移动装置(用户设备)中。系统100包括基带处理器110，其中在一些实施例中，基带处理器110被配置为生成或以其它方式处理不同rf频带中的信号(例如，根据包括lte或其它wwan协议、基于wlan的协议、诸如蓝牙、zigbee等的短程和中程协议的各种通信协议或技术生成)。基带处理器100可以输出或提供可以跨越多个rf频带(例如，在由可以实现系统100的基站的特定服务提供商/运营商操作的不同lte频带中)的多个基带(bb)信号。基带处理器110通信联接至多频带聚合模块120(也称为“多频带缩合器”)，其中该多频带聚合模块120可以实现为联接至频移电路(例如，频率倍增器或调制器，其可以联接至带通滤波器以去除谐波)的接收器或收发器。多频带缩合器120还可以包括采样单元(例如，模数转换器或adc)，以(例如，根据与对应于一个或多个缩合频带的缩合信号相对应的所得时基信号)生成由系统100的下游模块处理的数字样本。采样单元可以被实现为具有分配的(并且可选地为可调的)采样速率的多速率采样器，其中该多速率采样器被单独地配置为根据缩合频带的频带特性对由频移电路产生的各个缩合频移信号进行采样(例如，可以以比较低频带处的信号高的速率对较高频带进行采样)。可选地，可以使用单个(可调或不可调)采样速率来对缩合(聚合)时基信号进行采样。对缩合(聚合)频移信号进行的采样(例如，以使处理器130能够进行预失真处理)得到与在输入多频带信号没有被频移到缩合频率范围中的情况下所需的采样速率相比降低的采样速率。多频带缩合器120被配置为：例如从基带处理器110接收分别与多个射频(rf)频带相关联的多个输入信号，其中这多个输入信号占用与多个rf频带中的最高频带中的最大频率和多个rf频带中的最低频带中的最小频率之间的差相对应的输入频率跨度；以及对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移以产生缩合偏移信号。

各个缩合偏移信号与多个输入信号中的相应输入信号相对应。缩合偏移信号(共同地，即在聚合中)占用比输入频率跨度小的缩合频率跨度。缩合器120所接收到的至少一些信号可以占用非连续的rf频带。在一些实施例中，可以对所有信号进行偏移，以产生占用得到缩合频率跨度的相邻(连续)频率间隔(窗口)的所得偏移信号。在一些实施例中，可以仅对信号中的一些(或仅一个)进行频移，而所接收到的多个输入信号中的其它输入信号维持在其输入频率。

还如图1所示，处理器130联接至多频带缩合器120，其中该处理器130被配置为处理缩合偏移信号，包括对缩合偏移信号应用数字预失真(例如，对包括缩合多频带的时基信号的采样版本应用数字预失真处理)。处理器130被实现为补偿由系统100所实现的功率放大模块的各种模块/电路引入的非线性效应(如以下将更详细讨论的)。例如，处理器130可以被配置为实现波峰因子降低(cfr)处理和/或数字预失真(dpd)处理。

可以使用各种方法用于由处理器130实现的cfr处理。一种方法涉及对信号进行上采样然后削波，接着对削波后的信号进行滤波以降低失真(主要以acpr的形式)。由于滤波本身可能引入新的幅度峰值，因此该处理可以重复多次。在一些此类方法中，可以逐级降低对信号进行削波的电平以逐渐满足相对于rms值的目标最大幅度。在另一方法中，对上采样信号进行削波，并且该信号超过削波信号的量通过预定义滤波器进行滤波或者乘以以峰值幅度的时间位置为中心的预定义时域窗口(即，使得其被适当地频带限制)，并从信号中减去。再次，在这种方法中，由于滤波或加窗可能引入超出限制的新峰值幅度，因此可以在多级中重复该处理。

进行cfr处理的又一方法是识别输入信号中的高于阈值的峰值幅度的位置，并减去预定义脉冲形状的缩放版本。这种脉冲形状可以被设计成使得它不会在所允许的信号频带之外增加大量能量。由于减去的脉冲可能没有去除脉冲相加的点处的峰值幅度，因此该处理可能需要重复多次。如所述，输入信号可以表示两个或更多个频率受限频带中的信号的组合，其中这些频率受限频带可以(或者可以不)在频率上与居间频带分离。本文描述的一些方法以限制组合信号的幅度为目标尝试处理表示各个有限频带的基带信号。cfr处理可以被实现为软件实现(例如，基于处理器的装置执行用于使基于处理器的装置便于cfr处理的指令)、硬件(例如，在可编程阵列上实现的专用电路、专用集成电路等)或混合软件-硬件实现。cfr实现可以包括峰值识别电路(例如，用于识别可能已经由一个或多个无线电传输频带中的接收信号的一个或多个时域表示组合的聚合时域信号中的峰值)、以及用于使用一个或多个脉冲的相应脉冲形状(这种脉冲形状可以基于对用以控制脉冲形状的多个可更新参数的优化、在系统100处本地地或者在与系统100通信的远程装置处远程地确定)对相应的一个或多个时域表示进行单独脉冲减法处理的脉冲减法电路。多个可更新参数的优化可以基于根据至少部分地使用表示包括一个或多个无线电传输频带的通信系统的特性的预定通信系统数据对多个性能参数的迭代评价而进行的多个可更新参数的迭代更新的较早性能。cfr处理方法的其它详情和示例在题为“crestfactorreduction”的美国临时申请62/517,348中提供，其内容通过引用整体结合于此。

为了进一步减轻由系统100中包括的放大器引起的非线性失真，处理器130对信号(在这种情况下为由缩合器120对输入至该缩合器120的信号应用的处理而产生的缩合偏移信号)进行预失真，以生成包括非线性逆失真(即，由系统100的发送链引入的非线性失真的逆)的中间输入信号，使得由系统100的发送链(在本示例中包括发送器和观测接收器电路150a～n以及非线性功率放大器160a～n)引入的非线性失真基本上被非线性逆失真抵消。系统100的发送链的输出信号(例如，图1中描绘的一个或多个功率放大器160a～n的输出)因此将基本上没有非线性失真。如以下针对图3更详细地讨论的，系统100的发送链的非线性输入/输出特性可以随时间而改变。因此，适配模块(在图3中更具体地描述)周期性地更新由处理器130实现的dpd处理实现所使用的dpd参数集以生成提供给系统100的发送链的中间输入信号，以反映发送链的非线性输入/输出特性的改变。

继续参考图1，系统100还包括用于对由处理器130产生的预失真缩合频移信号进行发送处理的发送链。具体地，在图1的实施例中，发送链包括发送器和可以包含与处理器130的输出信号(即，预失真缩合频移信号)中的相应输出信号相关联的各个电路模块(150a、150b和150n)的观测路径电路150a～n、以及用于放大所得到的各个预失真信号的各个功率放大器。由处理器130产生的信号可以经由解多路复用器140被提供给各个电路模块150a～n。在将数据传递到发送器中的数模转换器之前，解多路复用器将预失真信号信道化为多个频带。信道化可以通过后面接着滤波器的频率倍增器来实现。与实际rf频率跨度相比，处理速率相对低。由于处理器130可以被配置为产生在缩合的、预先建立的频率范围(与缩合频率跨度相对应)中的信号、从而避免了将任何应用的处理操作重新配置到依赖于原始输入信号的不同频率范围的需要，因此发送器和观测路径电路还可以被配置为在不需要调整电路的情况下在设置的、预先建立的频率范围中操作。电路150a～n的各个发送器电路通常包括联接至频率调制器/倍增器(例如电路150的频率调制器154)的数模转换器(例如电路150a的dac152)，其中该频率调制器/倍增器联接至可变增益放大器(例如电路150a的vga156)。因此，各个发送器电路的输出信号是已经被偏移回与提供给多频带聚合/缩合器120的输入信号相对应的原始频带的模拟预失真信号。然后将来自各个电路150a～n的该预失真模拟信号(也称为预失真输出信号)提供给多个功率放大器(例如，pa160a～n)中的相应功率放大器，其中这多个功率放大器各自被配置为以相应频带中的信号进行操作(即，pa160a被配置为以与电路150a的发送器电路所产生的信号相对应的频带中的信号进行操作)，以产生继而经由天线180a～n(例如，在被来自多个带通滤波器170a～n的相应带通滤波器滤波以去除任何不想要的谐波或其它信号噪声之后)发送的放大输出信号。

还如图1所示，各个电路150a～n包括用于测量由pa180a～n产生的放大输出信号以进行(下面更详细讨论的)dpd适配处理的观测路径电路。各个观测路径电路包括频率解调器/倍增器(例如，频率解调器158)，其中该频率解调器/倍增器的输出联接至模数转换器(例如，adc159)以产生在dpd适配处理中使用的数字样本。由观测路径电路产生的信号(例如，用于实现dpd适配处理)经由例如多路复用器142被提供给处理器130。在处理器130内也可以对来自多个观测路径数据的缩合频谱进行重建。

现在参考图2，示出用于多频带信号的数字预失真的另一示例系统实现200的示意图。除了代替使用诸如pa180a～n等的多个功率放大器以及多个adc或dca(诸如结合发送器和观测路径电路150a～n使用的adc或dca)而仅使用一个数模转换器252、一个模数转换器259和一个功率放大器270之外，系统实现200与图1中所描绘的示例系统实现100相同。dac252和adc259这两者可以是具有可控可调采样速率以实现例如可以针对图1的发送器电路150a～n实现的多速率采样的可配置转换器。使用单个dac和单个adc使得电路实现的空间/容置要求降低，但是可能导致可调地控制由转换器处理的不同信号需要的采样速率所需的控制操作的复杂度的增加。使用单个pa(代替使用可以针对由多个发送器和观测路径电路250a～n输出的各个预失真频移信号更优化地配置的多个专用pa)同样可以减少电路的占用面积(在空间/容置要求方面)，但是可能导致pa的不太优化的操作(例如因为pa将需要处理更大信号带宽，这可能导致增加的噪声和失真)。对来自250a～n的频移输出求和并应用到pa260的输入。

接着转到图3，示出用于多频带信号的数字预失真的示例系统实现300的图，该图提供了例如图1或2的系统实现100和200的各种电路和单元中的至少一些的结构的更详细的图。系统300包括tx基带信号生成模块310，该模块310被配置为生成或以其它方式向多频带数字信号预失真系统320提供多频带信号(例如，要经由多个lte频带或包括cpri接口的其它通信协议频带发送的多个信号)。与tx_src相对应的多频带信号包括相对于其它信号处于非连续频带中的至少一些信号。多频带数字信号预失真系统320包括多频带聚合器(或缩合器)322，该多频带聚合器(或缩合器)322可以与图1和2的多频带缩合器120或220类似地实现，并且可以被实现为联接至频移电路(例如，频率倍增器或调制器，其可以联接至带通滤波器以去除谐波)的接收器(或收发器)。各个缩合偏移信号与多个输入信号中的相应输入信号相对应。

多频带缩合器322还可以包括用于生成由下游模块(例如，预失真系统320的多频带数字预失真器324或cfr单元(图3中未示出))处理的数字样本(在图3中表示为输出信号tx_1)的采样单元(例如，模数转换器或adc)。采样单元可以被实现为具有分配的(并且可选地为可调的)采样速率的单速率或多速率采样器。在针对时基信号的不同频带使用多采样速率的实施例中，采样器可以被配置为根据缩合频带的频带特性来单独地对由频移电路产生的各个缩合频移信号进行采样(例如，可以以比较低频带处的信号高的速率对较高频带进行采样)。如所述，对缩合(聚合)频移信号进行的采样操作(无论是通过单速率采样器还是通过多速率采样器)得到与在输入多频带信号没有被频移到缩合频率范围中的情况下所需的采样速率相比降低的采样速率。

如针对图1的处理器130所讨论的，多频带数字预失真324被配置为对信号(在这种情况下为由缩合器322对输入至该缩合器322的信号tx_src应用处理而产生的缩合偏移信号tx_1)进行预失真以生成包括非线性逆失真的中间输入信号，使得由系统300的发送链(包括例如数模转换器、频率调制器和功率放大器)引入的非线性失真基本上被非线性逆失真抵消。如所述，由于发送链的非线性输入/输出特性和行为随时间而改变，因此适配处理器328周期性地更新数字预失真器324所使用的dpd参数集，以反映发送链的非线性输入/输出特性的改变。

更具体地，参考图4提供更新参数的实现的示例，图4包括可调预失真功率放大器系统400的框图，其中系统400可以类似于或包括系统300中的包含数字预失真器324、发送链(包括例如dac、频率调制器和/或功率放大器)和适配模块328的部分。在示例系统400中，基带或中间频率处的数字输入信号x[m]传递通过数字预失真器(dpd)410(其在实现或功能上可以类似于图3的多频带数字预失真器324)以产生“预失真”输入y[m]，该“预失真”输入y[m]传递通过发送链440以产生用于驱动天线450的驱动信号v(t)。发送链可以包括数模转换器(dac)442、模拟低通滤波器(lpf)444和用于对lpf444的输出进行操作的调制器446(例如，乘以本地振荡器)。调制器的输出传递到功率放大器(pa)448。pa448以及发送链中的其它元件可能引入非线性，这可能在驱动信号v(t)中表现为输入信号x[m]的谐波和/或互调失真。如所述，为了克服或减轻这些非线性，dpd410引入用于旨在对发送链的非线性效应进行“预逆转”(即预失真)的非线性。在一些示例中，dpd通过使用延迟元件(未示出)形成期望信号的延迟版本集、然后使用这些延迟输入的非线性多项式函数来进行期望信号x[m]到发送链的输入y[m]的变换。在一些示例中，非线性函数是volterra级数：

在一些示例中，非线性函数是volterra项的缩减集，例如延迟多项式：

y[n]＝h0+∑p∑τhp(τ)x[n-τ]|x[n-τ|^(p-1)

在一些实施例中，为了使发送链的非线性效应逆转，可能需要这种级数表示的相对大量的项，并且需要精确地设置这些项(例如hp项)的系数。可以连续更新这类方法中的系数以维持良好的线性化。这种连续更新的方法可以包括例如使用y[m](dpd410的输出)的增量更新、和/或对v(t)和其它系统特性的观测。

继续参考图4，可以使用控制器来控制dpd410以确定/计算dpd系数(示出为dpd系数θ420)，从而使用这种确定的dpd系数来调整dpd410。在一些实施例中，使用系数数据库430以及基本上表征发送链和/或其它系统组件(包括远程负载组件和负载条件)的操作“状态”(即，一类物理条件)的值来确定dpd系数θ420。这些值(例如，定量或分类数字变量)包括环境变量432(例如，温度、发送器功率电平、电源电压、频带、负载特性等)和/或表示基本上不变的特性且对于发送链440的电子部件可以是唯一的部件“签名”434。

可以将确定的系统特性值或属性(例如，经由反馈接收链460)提供给系数估计器/内插器436。所确定的特性和度量可用于估计/导出适当的dpd系数。例如，可以计算dpd系数集，以实现用于表征预处理效果的、包括误差向量幅度(evm)、相邻信道功率比(acpr)或其它类型的失真测量/度量的一些期望相关失真测量/度量。

系数内插器436使用其接收到的各种输入来访问系数数据库432并确定和输出相应的dpd系数420。可以通过系数估计器/内插器436来实现各种方法，包括根据输入选择和/或内插数据库中的系数值、和/或应用由系数数据库中的值表示的输入的数学映射。例如，估计器/内插器436可以被配置为从(数据库430中的)多个dpd系数集中选择与一个或多个预定系统特性或从其导出的某个度量相关联的dpd系数集。用于控制/调整dpd410的dpd系数可以通过基于系统特性从(数据库430中维持的)多个dpd系数集中选择两个或更多个dpd系数集来确定。然后，可以根据所选择的两个或多个dpd系数集来确定内插的dpd系数集。关于(例如，使用dpd系数数据库的)dpd系数确定的更多详情在题为“digitalcompensator”的美国专利9,590,668中提供，上述文献的内容通过引用整体结合于此。

用于更新dpd参数/系数(可以表示为‘a’)的技术的另一示例可以在题为“linearizationsystem”的美国临时专利申请62/517,380中找到，上述文献通过引用整体结合于此。简言之，为了更新例如由图3的适配处理器328使用的参数a，预测器模块(其可以使用适配处理器328来实现)处理发送链的中间输入信号(即图3所示的信号tx_2(可选地表示为udpd))、以及发送链(或者发送链下游的某个其它输出模块)的输出信号z的感测版本(例如信号b)，以生成更新参数a’的集合。经由联接至功率放大器(或多个功率放大器，如图1的示例实施例中那样)的输出的观测接收器330(例如，低成本(例如，低采样速率)观测接收器)来观测感测信号b。将所得到的观测信号rx_src(用于dpd适配处理)提供给实时同步器334(被配置为使用于适配处理的信号同步或相关)和被配置为更新由实时同步器334所使用的校准参数(诸如观测到的输出信号和输入信号之间的延迟和相位差)的前景校准单元332。将作为功率放大器360的多频带输出信号的观测和同步版本的所得同步信号rx_1提供给多频带缩合器(多频带聚合单元)322，其中在该多频带缩合器(多频带聚合单元)322中，同步信号rx_1被频移到缩合频率跨度(基本上与用于缩合实际输入信号tx_src的频率窗口相匹配)中并进行采样(可选地使用多速率采样或单速率采样)。

在一个示例中，预测器模块确定更新参数a’的集合，其中该更新参数a’与基函数和中间输入信号udpd(tx_2)结合生成与感测信号b尽可能接近(例如，在最小均方误差意义上)的预测信号。这可以重述为：

预测器p可被提供给dpd适配处理器328，其中该dpd适配处理器328处理预测器p以更新多频带数字预失真器324的系数的参数。在一些示例中，针对上述预测器p，适配处理器328将数字预失真器324配置为根据预测器p的近似逆进行如下：

可选地，可以将dpd参数设置为：ai＝-αi。在上述等式中，操作数u与多频带数字预失真器324的输入信号(即，由缩合器322输出的缩合偏移信号tx_1)相对应。

在另一示例中，预测器模块可以被配置为确定更新参数的集合，其中该更新参数与基函数和感测信号b结合生成与中间预失真信号udpd(与信号tx_2相对应)尽可能接近(例如，在最小均方误差意义上)的预测信号(在图3的示例实施例中，对应于与tx_2相对应的预测预失真的汇聚缩合频移信号)。这可以重述为：

也就是说，在这样的实施例中，p是发送链的非线性的(后)逆的估计。将预测器p提供给dpd适配处理器328，其中该dpd适配处理器328处理预测器p，以更新多频带数字预失真器324的系数/参数。在一些示例中，适配处理器328根据预测器p如下配置多频带数字预失真器324：

或基本上ai＝αi。

代替导出使得感测值b与中间信号udpd(tx_2)尽可能接近的更新参数a’，在另一示例中，可以实现(多频带数字预失真器324所使用的)dpd参数/系数的更新以生成更新参数a’的集合，其中该更新参数a’与基函数相结合地表示多频带数字预失真器324当前使用的发送链的非线性输入/输出特性的模型与发送链的当前非线性输入/输出特性之间的差。在一个示例中，预测器模块确定参数α，其中该参数α与基函数和dpd的输入信号相结合地(而不是使用中间信号udpd(或tx_2))生成与感测信号b尽可能接近(例如，在最小均方误差意义上)的预测信号这可以重述为：

参数α与基函数相结合地表示发送链的非线性输入/输出特性的模型与发送链的实际非线性输入/输出特性之间的差，这是因为dpd和发送链二者对输入信号的影响以感测信号b表示。将预测器模块即p的输出提供给dpd更新模块，该dpd更新模块处理预测器p以更新数字预失真器324。在一些示例中，针对预测器p，dpd更新模块将多频带dpd324配置为根据a′i←ai+αi将预测器的近似逆与现有dpd相结合。这基本上近似于预测器p^-1的近似逆与先前dpd配置的级联，以产生新的dpd配置。

在另一示例中，预测器模块确定参数α的集合，其中该参数α与基函数和感测信号b相结合地生成与输入信号u尽可能接近(例如，在最小均方误差意义上)的预测信号这可以重述为：

应当注意，本文描述的各种适配方法允许对缩合多频带信号进行dpd适配，因此与信号没有偏移到更缩合的频率窗口中的情况所需的样本相比，需要较少的样本(并且在一些实现中，需要明显较少的样本)。

回到图3，在已经产生预失真的缩合频移信号(udpd或tx_2)的情况下，将信号提供给适配处理器328(作为周期性适配处理的一部分)、以及多速率转换器和信道化器326(例如多速率数模转换器)，以将预失真数字样本转换成(在与缩合频率窗口相对应的频带中的)输出模拟信号。转换器和信道化器326可以被配置为首先对多频带数字预失真器324的输出进行信道化、然后根据发送器阵列上的数据速率要求对各个频带进行重采样。将缩合输出信号(在图3中表示为信号tx_dac)提供给各自与多频带信号的信号频带其中之一相对应的多个发送器350(例如，可以作为具有较低采样速率的发送器的多个低成本发送器，其中多个发送器相对于彼此类似地或不同地实现)，以产生预失真输出信号。各个发送器350可以包括例如频率调制器(例如，频率倍增器)和/或其它电路，以将缩合多频带信号tx_dac转换成与被提供给多频带聚合单元322(多频带缩合器)的初始tx_src信号(即，由tx基带信号生成器310生成或以其它方式处理的信号)的频带相匹配的频带。将发送器350的预失真的、频移的输出信号(例如，经由多路复用器344)提供给滤波器352(例如，带通滤波器，用以例如去除由发送器350进行的频移而产生的谐波)，并且可选地提供给驱动放大器354(例如，其可以是可变增益放大器)。将预失真且频移过的输出信号(无论它们是否已被馈送到滤波器352和/或驱动放大器354)馈送到功率放大器360。如所述，通常，功率放大器360的非线性行为将导致其接收到的信号的非线性失真。然而，由于作为输入提供给功率放大器360的信号已经预失真，因此由功率放大器进行的放大所产生的输出信号是原始输入信号tx_src的放大版本(即，基本上没有失真)。在一些实施例中、以及如关于图1的系统100所描述的，可以由多个功率放大器进行预失真信号的功率放大，其中多个功率放大器中的各个功率放大器被更优化地配置用于原始输入信号(tx_src)的rf频带中的相应rf频带。多速率转换器和信道化器326、多个发送器350(各个发送器350可以类似地和不同地实现，其中至少一些发送器是低采样速率发送器)、滤波器352、驱动放大器354、功率放大器360、耦合器370和/或天线380的组合可以定义图3的系统300的发送链。

接着参考图5，示出信号图500、510、520和530的序列，其示出在应用于多频带信号(在该示例中为lte频带17和频带4中的信号)的序列处理级处的各个信号频谱。在图500中，提供了分布在连续或非连续频带中的输入多频带信号。可以分别由诸如图1和3的基带处理器110或基带信号生成模块310等的基带处理器或信号生成器生成或处理输入信号。图510示出在图510中示出的输入信号其中至少之一已经频移之后的缩合频移多频带信号。所得到的频谱具有比图510中的信号的频率跨度小的频率跨度。在图5的示例中，为了缩合多频带信号的频谱，频带17和频带4中的载波彼此相邻放置。这将总带宽从1.421ghz降低到57mhz，并且使得代替针对非缩合信号的3gsps，针对频带17和频带4分别使用60msps和240msps的示例dac和adc采样速率(需要这种采样速率以能够例如进行dpd处理)。

一旦信号缩合，处理信号(例如，转换成数字信号，并且进行dpd和/或cfr处理)以产生图520中所示的处理后(例如，预失真)缩合信号。在对缩合信号应用处理之后，对图520中所示的信号进行频移以产生预失真输出信号(如图530所示)，其中，所得到的输出信号具有与输入信号的在输入信号原始rf频带中的初始rf频率基本上相匹配的频率(例如，图520中所示的预失真缩合信号被扩展回与图500中所示的信号的原始频带相匹配的频带)。

接着转到图6，示出用于多频带信号的数字预失真的示例过程600的流程图。过程600包括接收610分别与多个射频(rf)频带相关联的多个输入信号，其中多个输入信号占用与多个rf频带中的最高频带中的最大频率和多个rf频带中的最低频带中的最小频率之间的差相对应的输入频率跨度。如本文所讨论的，多频带信号可以包括任何类型的rf/无线通信协议的信号，并且在射频频带的任何组合中。例如，应用过程600的频带可以包括连续和/或非连续频带。因此，例如，在一些实施例中，多个输入信号的至少两个相邻频带可以在非连续rf频带中。

还如图6所示，过程600还包括(例如，使用诸如使用本地振荡器实现的频率调制器/倍增器等的频率调制器/倍增器)对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移620，以产生占用比输入频率跨度小的缩合频率跨度的、各自与多个输入信号中的相应输入信号相对应的缩合频移信号(也称为聚合频移信号)。现在占用比原始输入信号所占用的频率窗口窄的(缩合)频率窗口的缩合频移信号可以使用比占用更宽频率窗口(或跨度)的原始输入信号所需的采样速率低的采样速率转换成数字样本。可以根据多速率采样方案来进行对缩合频移信号的采样，其中在多速率采样方案中，根据不同的速率对不同频带中的信号进行采样(例如，将以比相邻较低频带中的信号更高的采样来处理高频带中的信号)。如所述，可以对频移时基信号应用单采样速率。

在已经对输入信号进行缩合以产生缩合偏移信号的情况下，过程600额外包括处理630缩合偏移信号，包括对缩合偏移信号应用数字预失真。在一些实施例中，处理缩合偏移信号还可以包括以等于或超过缩合偏移信号所需的聚合最小速率的采样速率对缩合偏移信号进行采样，其中采样速率比多个rf频带中的多个输入信号所需的输入最小速率小。在各个缩合频带处的采样速率可以例如根据某个预定速率而变化，其中高频带所用的速率比较低频带中的信号所用的采样速率高。处理缩合偏移信号(包括对缩合偏移信号应用数字预失真)可以包括：对缩合偏移信号应用数字预失真，使得通过将数字预失真过的缩合偏移信号输入到包括引起非线性失真的至少一个功率放大器的发送链而产生的所得放大缩合偏移信号包括多个输入信号的基本上没有非线性失真的放大副本。也就是说，对缩合信号应用的预失真处理目的在于使得预失真信号在随后频移到它们各自的原始频带并提供给功率放大器时在不增加非线性的情况下被放大。

处理缩合偏移信号还可以包括对数字预失真过的缩合偏移信号进行频移，以产生分别与多个输入信号的多个rf频带相匹配的预失真输出信号。也就是说，在对缩合频移信号的数字采样进行预失真之后，预失真数字样本转换成模拟信号并且频移到其原始rf频带。在一些实施例中，过程还可以包括使用被配置用于与各个预失真输出信号相关联的相应频带中的操作的多个功率放大器中的相应功率放大器来放大各个预失真输出信号(即，包括一个或多个预失真输出信号的各个频带可以由专用于该频带的单独的功率放大器来放大)。可选地，过程600可以包括使用被配置用于多个rf频带中的操作的单个功率放大器来放大各个预失真输出信号。

如所述，本文描述的实施例还可以包括适配dpd处理的实现(以可控地调整dpd参数或系数)。在一些实现中，图6的过程因此可以包括至少基于例如以下其中之一来周期性地调整控制应用于缩合偏移信号的数字预失真的操作的数字预失真参数：缩合偏移信号、数字预失真过的缩合偏移信号、或通过使用一个或多个功率放大器对数字预失真过的输出信号进行放大和频移而产生的放大输出信号的观测副本。周期性地调整数字预失真参数可以包括导出用于使得根据对放大输出信号进行频移而产生的频移放大输出信号和根据对来自多个输入信号的至少一个信号进行频移而产生的缩合频移信号之间的差最小化的数字预失真参数。

现在参考图7，示出用于多频带信号的数字预失真的示例过程700的流程图。示例过程700的实施例可以与关于图6描述的过程600的更具体的实现(或其部分)相对应，并且可以例如使用诸如图3中描绘的系统300等的系统来实现。如图7所示，过程700运行前景校准过程(在710)，并且使用tx和rx基带信号(例如，图3所示的信号tx_src和rx_src)来估计校准参数(在720)，以确定诸如系统延迟(例如，由对输入信号进行处理以产生输出信号所引起的延迟)、增益、相位等的参数。通过框710和720处的操作(其可以在图3的示例系统实现300中由前景校准单元332实现)实现的校准处理可以是迭代的，并且可以继续直到达到(基于估计参数以及输入和输出信号而计算出的)某个误差测度为止。使用所估计的校准参数来更新用于使输入信号(例如，图3中的tx_src)和观测到的输出信号(例如，图3中的rx_src)同步(相关)的同步器(例如，图3的实时同步器334)，以使得能够例如进行精确的dpd适配操作。

过程700还包括：使(例如，本文描述的多频带数字预失真系统的观测到的输出信号的)rx载波频率偏移并对频移信号进行采样(在740)；以及对在频率和时间上(基于进行的校准和同步处理)满足对准的多频带输入和输出样本进行聚合(缩合)和处理(在750)。可以重复对输入和输出信号进行的缩合和采样操作直到达到某个对准标准为止。

在760，(例如，分别使用诸如图3的数字预失真器324或图1和2的处理器130或230等的dpd处理器)进行预失真操作，以生成预失真输出信号(例如，在图3的数字预失真器324的输出处的tx_2或udpd)。然后，预失真输出既可以如框770所示用于适配处理(例如，可以将预失真输出引导至图3的适配处理器328以计算和更新dpd参数)，又可以如框780所示用于生成系统的输出(例如，将预失真输出引导至图3的系统300中的多速率转换器和发送链)。

接着参考图8，示出可以用于实现或者可以包括本文关于图1～7描述的多频带数字预失真实现的示例装置800(例如，移动装置或手持设备、诸如wlan接入点或wwan基站等的网络节点等)的示意图。应当注意，可以进一步细分图8的示例装置中所示的一个或多个模块和/或功能，或者可以组合图8中所示的两个或更多个模块或功能。另外，可以排除图8中所示的一个或多个模块或功能。

如所示，示例装置800可以包括通信模块，其中该通信模块包含可以连接到一个或多个天线和rf前端模块(如块802所示)的一个或多个收发器(例如，wlan收发器806、wwan收发器804、近距离收发器808等)。块802的rf前端电路可以包括功率放大器、lna、开关和其它rf前端模块，并且在一些实施例中，至少一些rf前端模块可以被布置成至少部分地实现本文描述的系统实现100、200或300。收发器804和806和/或808可以包括用于与网络或远程装置通信和/或检测去往/来自网络或远程装置的信号的适当装置、硬件和/或软件。例如，收发器可以包括数模转换器、模数转换器、频率调制器和其它硬件，以实现例如本文描述的多频带数字预失真系统实现。在一些实施例中，收发器806可支持无线lan通信(例如，诸如基于wifi通信等的wlan)，从而使装置800成为wlan的一部分。收发器806可以支持任何类型的基于wlan的协议。在一些实施例中，收发器804可以支持装置800与可用于无线声音和/或数据通信的一个或多个蜂窝接入点(也称为基站)通信。收发器804可以用于根据包括(在许可和未许可频带上实现的)任何3gpp或ieee标准的任何类型的wwan协议进行通信。在一些变型中，装置800还可以包括被配置为使装置800能够与根据任何近距离通信协议配置的范围内远程装置通信的近距离收发器(接口)808。另外，装置800还可以包括(例如，使用usb端口或一些其它有线端口实现的)有线网络连接以与其它装置通信。

在一些实施例中，装置800可以包括用于通过有线或无线通信链路与控制器/处理器810通信的一个或多个传感器812。一个或多个传感器812可以包括运动/方位传感器、音频传感器(例如，麦克风)、照相机或一些其它类型的光学传感器(例如，可以产生可在用户接口装置上显示的静止或运动图像的电荷耦合器件(ccd)型照相机、基于cmos的图像传感器等)和/或其它类型的传感器。

控制器/处理器810可以连接到收发器804、806和/或808以及一个或多个传感器812。处理器可以包括用于提供处理功能以及其它计算和控制功能的一个或多个微处理器、微控制器和/或数字信号处理器。装置800还可以包括例如fpga(现场可编程门阵列)、asic(专用集成电路)、dsp处理器、图形处理单元(gpu)、加速处理单元(apu)、应用处理器、定制专用电路等的专用逻辑电路，以至少部分地实现装置800的处理和功能。处理器810还可以包括用于存储执行装置内的编程功能所用的数据和软件指令的存储器814(计算机可访问的存储介质)。一般而言，计算机可访问的存储介质可以包括在使用期间可由计算机访问以向计算机提供指令和/或数据的任何非暂时性存储介质。例如，计算机可访问的存储介质可以包括诸如磁盘或光盘和半导体(固态)存储器、dram、sram等的存储介质。

装置800可以被配置为(例如，经由驻留在装置中的硬件和/或在存储器814上提供的软件模块/应用)例如根据包括图6和7中描述的过程的本文描述的过程来实现多频带数字预失真处理。存储器814可以是控制器/处理器810的板上存储器(例如，在同一ic封装内)，和/或可以是处理器的外部存储器并通过数据总线联接至处理器。

示例装置800还可以包括用户接口850，其中该用户接口850提供诸如麦克风/扬声器852、键盘或触摸屏854(或一些其它用户接口输入机构)、以及用于使用户能够与装置800交互的显示器856等的任何合适接口系统。这样的用户接口可以是被配置为向使用装置800的用户提供状态数据和警报数据等的视听接口(例如，显示器和扬声器)或一些其它类型的接口(仅视觉、仅听觉、触觉等)。麦克风/扬声器852提供声音通信功能，并且还可以包括或联接至可以将文本数据转换成音频语音以使得用户可以接收音频通知的语音合成器(例如，文本到语音模块)。这种语音合成器可以是单独的模块，或者可以集成地联接至图8的装置的麦克风/扬声器852或处理器810。键盘854包括用于用户输入的合适按钮。显示器856包括诸如例如背光lcd显示器等的任何合适的显示器，并且还可以包括用于附加用户输入模式的触摸屏显示器。装置800还可以包括诸如一个或多个电池等的电源单元820和/或用于接收并调节来自外部源的电力(例如，ac电力)的电力转换模块。

如图1～8所示，上述实现适用于包括rf技术(包括诸如蜂窝技术等的wwan技术以及wlan技术)、卫星通信技术、线缆调制解调器技术、有线网络技术、光通信技术以及所有其它rf和非rf通信技术的各种技术。本文描述的实现包括涉及在各种不同通信系统中使用多频带数字预失真的所有技术和实施例。

在一些实现中，计算机可访问的非暂时性存储介质包括数据库(也称为“设计结构”或“集成电路定义数据集”)，该数据库代表包括用于本文描述的系统的多频带数字预失真实现的一些或所有组件的系统。一般而言，计算机可访问的存储介质可以包括在使用期间可由计算机访问以向计算机提供指令和/或数据的任何非暂时性存储介质。例如，计算机可访问的存储介质可以包括诸如磁盘或光盘以及半导体存储器等的存储介质。通常，代表系统的数据库可以是可以由程序读取并直接或间接地用于制造包括系统的硬件的数据库或其它数据结构。例如，数据库可以是诸如verilog或vhdl等的高级设计语言(hdl)中的硬件功能的行为级描述或寄存器传送级(rtl)描述。描述可以由合成工具读取，该合成工具可以合成描述以产生包括来自合成库的门列表的网表。网表包括也表示包括系统的硬件的功能的门集。然后，可以放置和路由网表以产生用于描述要应用于掩膜的几何形状的数据集。然后，可以在各种半导体制造步骤中使用掩膜，以产生与系统相对应的一个或多个半导体电路。在其它示例中，数据库本身可以是网表(具有或不具有合成库)或数据集。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与通常或常规理解的含义相同的含义。如本文所用的，冠词“a”和“an”是指一个或多于一个(即至少一个)的冠词语法对象。作为示例，“元件”是指一个元件或多于一个元件。当提及诸如量和持续时间等的可测量值时，本文所使用的“约”和/或“近似”涵盖相对于指定值的±20％或±10％、±5％或±0.1％的变化，因为这样的变化在本文所描述的系统、装置、电路、方法和其它实现的上下文中是适当的。当提及诸如量、持续时间和物理属性(诸如频率等)等的可测量值时，本文所使用的“基本上”还涵盖相对于指定值的±20％或±10％、±5％或±0.1％的变化，因为这样的变化在本文所描述的系统、装置、电路、方法和其它实现的上下文中是适当的。

如本文所用的(包括在权利要求中)，在由“…中的至少一个”或“…中的一个或多个”开头的项的列表中所用的“或”表示分离性列表，使得例如“a、b或c中的至少一个”的列表意味着a或b或c或ab或ac或bc或abc(即，a和b和c)、或具有多于一个特征的组合(例如，aa、aab、abbc等)。此外，如本文所使用的，除非另外声明，否则功能或操作“基于”项或条件的陈述意味着功能或操作基于所陈述的项或条件，并且可以基于除了所陈述的项或条件之外的一个或多个项和/或条件。

尽管本文详细公开了特定实施例，但这仅是为了说明的目的而通过示例的方式来完成的，并且不旨在限制本发明的范围，其中本发明的范围由所附权利要求的范围来限定。所公开的实施例的特征可以在本发明的范围内被组合、重新排列等，以产生更多的实施例。一些其它方面、优点和修改被认为是在以下提供的权利要求的范围内。所提出的权利要求代表了本文所公开的至少一些实施例和特征。也考虑了其它未要求的实施例和特征。