有关于振幅调变至振幅调变前置补偿的信号处理装置及方法
【专利摘要】成对的输入同相和正交数据字语被做为自变量，提供至一前置补偿函数，以产生运算后同相和正交数据。此外，藉由比较该输入数据字语与一全幅值，附加同相和正交数据字语被产生。当输入数据字语具有该全幅值，数字功率放大器产生一最大电流。附加同相和正交数据字语和运算后同相和正交数据字语被相加，以产生前置补偿后同相和正交数据字语。前置补偿后同相和正交数据字语被提供至数字功率放大器，以产生一相对应的射频模拟信号。
【专利说明】有关于振幅调变至振幅调变前置补偿的信号处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明与数字调变器中的前置补偿(predistortion)相关。
【背景技术】
[0002]振幅调变至振幅调变(AMAM)失真是一种三阶交互调变失真(intermodulationdistortion, MD)，会造成输出信号的振幅被压缩或扩张，其成因在于数字功率放大器或是射频功率放大器中的电流振幅变化。高度线性放大器的失真最小，尤其适用于信号质量的重要性高于成本的情况。然而，高度线性放大器的功耗相当大、价格也相当高昂，因此很少被使用在重视成本的无线设备中。
[0003]为了在效率、线性度和成本之间取得平衡，数字功率放大器可被设计为存在已知的非线性度，再利用前置补偿消除此非线性度，使输出信号被线性化。也就是说，若能预先得知数字功率放大器的失真特性，便能在输入数据进入数字功率放大器之前，对输入数据施以反向操作，也就是所谓的前置补偿。藉此，数字功率放大器造成的失真可被降低或是大致抵销，输出失真量较低的放大后输出信号。
[0004]数字前置补偿通常是利用查找方式来实现；查找表中存有多种对应于不同输入数据的前置补偿后输出数据。也就是说，查找表的索引为输入数据的取样值。查找表通常是被整合在侦测AMAM失真的校正程序中。在数字传送器的数字功率放大器中采用查找表进行前置补偿的缺点之一在于，由于数据取样以极高的速率被转换、传递，前置补偿器必须极快速地查找并撷取输出值。另一个缺点则是，即使查找结果可被内插，查找表仍有潜在的量化特性。这个问题在低输出电流时尤其严重，亦即当数字功率放大器中导通的电流组件较少时。响应于数据中增加的位数量而启动数字功率放大器中更多的电流组件，代表相较于高功率状态时，每次电流变化的幅度较大。因此，量化效应对于低功率状态的影响较大。
[0005]就现行技术而言，存在有对高动态范围前置补偿技术的需求，期待于实现任意非线性前置补偿函数时，能在整个输入数据范围内的不同功率等级间提供较平缓的转换。
【发明内容】
[0006]成对的输入同相和正交数据字语被做为自变量，提供至一前置补偿函数，以产生运算后同相和正交数据。此外，藉由比较该输入数据字语与一全幅值，附加同相和正交数据字语被产生。当输入数据字语具有该全幅值，数字功率放大器产生一最大电流。附加同相和正交数据字语和运算后同相和正交数据字语被相加，以产生前置补偿后同相和正交数据字语。前置补偿后同相和正交数据字语被提供至数字功率放大器，以产生一相对应的射频模拟信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为根据本发明的一实施例中的数字传送器的功能方块图。[0008]图2呈现根据本发明的数字传送器的工作周期时序范例。
[0009]图3为根据本发明的一实施例中的前置补偿处理器的功能方块图。
[0010]图4呈现的前置补偿曲线用以说明根据本发明的前置补偿处理器的运作方式。
[0011]图5为根据本发明的一实施例中的前置补偿程序的流程图。
[0012]图6绘示根据本发明的一数字传送器的设计及制作程序。
【具体实施方式】 [0013]以下各实施例及其相关图式可充分说明本申请案的发明概念。各图式中相似的组件编号对应于相似的功能或组件。须说明的是，此处所谓本发明一辞用以指称该等实施例所呈现的发明概念，但其涵盖范畴并未受限于该等实施例本身。此外，本揭露书中的数学表示式用以说明与本发明的实施例相关的原理和逻辑，除非有特别指明的情况，否则不对本发明的范畴构成限制。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者可理解，有多种技术可实现该等数学式所对应的物理表现形式。
[0014]图1为数字传送器100的功能方块图。数字传送器100用以将信息承载数字信号102调变为具有频率F。的载波信号。载波信号频率F。可由本地振荡器140提供。须说明的是，数字传送器100的组态仅为一种范例，本发明的精神及目的亦可透过其它组态实现。
[0015]数字传送器100可包含处理器103和存储器101，用以辅助执行此处介绍的多种功能。也就是说，某些信号处理操作可以是由处理器103执行储存在存储器101中的操作指令。须说明的是，本发明的实施方式涵盖多种固定式或可程序化的逻辑电路，亦涵盖多种数字及模拟电路。
[0016]数字信号102被调变器105调变为基频信号107。基频信号107可包含多个分别具有同相成分和正交成分(以下称为同相数据字语和正交数据字语或两者统称为数据字语)的数据符号，表示基频信号107随着时间变化的相位和振幅。也就是说，基频信号107中的各笔数据可被分别视为一复数z=i+jq，其中i代表同相数据字语，q代表正交数据字语。在
各时间点，该信号的振幅为
【权利要求】
1.一种信号处理装置，接收自同相数据路径提供的多个输入同相数据字语和自正交数据路径提供的多个输入正交数据字语，该装置包含: 数字功率放大器，用以根据有多个前置补偿后同相和正交数字数据字语的序列产生射频模拟信号，该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语根据各别对应的多个输入数据字语所产生，当该多个输入同相和正交数据字语任一具有全幅值，该数字功率放大器产生最大电流；以及 前置补偿处理器，包含: 乘法级，以每一该多个输入数据字语做为自变量，执行预设前置补偿函数，以产生运算后数据字语； 附加级，根据每一该多个输入数据字语与该全幅值的各别比较结果，以各别产生多个附加同相和正交数据字语；以及 加法器，用以各别将该附加同相和正交数据字语与相对应的该运算后数据字语相加，以各别产生该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语。
2.如权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，当该多个输入同相和正交数据字语小于预设门榲值，该运算后同相和正交数据字语实质等于该前置补偿后同相和正交数字数据字语。
3.如权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，当该多个输入同相和正交数据字语大于该预设门槛值，该 附加级产生不为零的附加同相和正交数据字语。
4.如权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，当该多个输入同相和正交数据字语大于该预设门槛值，该运算级产生小于该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语的该多个运算后同相和正交数据字语。
5.如权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，当该多个输入同相和正交数据字语大于该预设门槛值，该附加级产生的该多个附加同相和正交数据字语为该多个运算后同相和正交数据字语和该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语间各别的多个差异。
6.如权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，该附加级包含储存于存储器中的查找表，该查找表包含以该多个输入同相和正交数据字语为多个索引值的该多个附加同相和正交数据字语。
7.如权利要求6所述的信号处理装置，其特征在于，该附加级进一步包含内插器，于储存于该查找表中的该多个附加同相和正交数据字间进行内差，以从相邻的多个附加数据字语产生附加数据字语。
8.如权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，该乘法级包含多项式处理器，用以根据对应于该预设前置补偿函数的多项式产生该多个运算后同相和正交数据字语。
9.如权利要求8所述的信号处理装置，其特征在于，该该多项式的阶数小于或等于五。
10.一种信号处理方法,包含: 以多个输入同相和正交数据字语做为自变量，执行预设前置补偿函数，以产生多个运算后同相和正交数据字语； 将该多个输入同相和正交数据字语各别与全幅值进行比较，以产生多个附加数据字语，其中该全幅值使数字功率放大器产生最大电流； 将该多个附加同相和正交数据字语与相对应的该多个运算后同相和正交数据字语相加，以产生对应的该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语；以及 将该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语以序列提供至该数字功率放大器，以产生射频模拟信号。
11.如权利要求10所述的信号处理方法，其特征在于，当该输入同相和正交数据字语小于预设门槛值，该预设前置补偿函数令该运算后同相和正交数据字语实质等于对应的该前置补偿后同相和正交数字数据字语。
12.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，产生该附加同相和正交数据字语包括当该多个输入同相和正交数据字语各别大于该预设门槛值，产生不为零的该多个附加同相和正交数据字语。
13.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，当被做为自变量的该多个输入同相和正交数据字语大于该预设门槛值，定义该预设前置补偿函数使该多个运算后同相和正交数据字语小于该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语。
14.如权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，当该多个输入同相和正交数据字语大于该预设门槛值，该多个附加同相和正交数据字语为该多个运算后同相和正交数据字语和该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语间各别的多个差异。
15.如权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，产生该附加同相和正交数据字语包含:以该多个输入同相和正交数据字语做为多个索引值，自储存于存储器中的查找表撷取该多个附加同相和正交数据字语。
16.如权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，该预设前置补偿函数根据多项式产生该多个运算后同相和正交数据字语。
17.一种有形非瞬时计算机可读取媒体，包含多个编码后处理器指令，当该多个编码后处理器指令被处理器执行，该多个编码后处理器指令驱动该处理器: 以多个输入同相和正交数据字语做为自变量，执行预设前置补偿函数，以产生对应的多个运算后同相和正交数据字语； 各别比较该多个输入数据字语与全幅值，以决定多个附加数据字语，其中该全幅值使数字功率放大器产生最大电流； 将该多个附加同相和正交数据字语与相对应的该多个运算后同相和正交数据字语相加，以产生多个前置补偿后同相和正交数字数据字语；以及 樹共该多个前置补偿后同相和正交数字觀字语至繼字功率放大器，以产娜備以信号。
18.如权利要求17所述的有形非瞬时计算机可读取媒体，其特征在于，该多个编码后处理器指令包含指令，用以驱动该处理器根据对应于该预设前置补偿函数的多项式产生该多个运算后同相和正交数据字语。
19.如权利要求18所述的有形非瞬时计算机可读取媒体，其特征在于，该多个编码后处理器指令包含指令，用以驱动该处理器以该多个输入同相和正交数据字语做为多个索引值，自储存于存储器中的查找表撷取该多个附加同相和正交数据字语。
20.如权利要求19所述的有形非瞬时计算机可读取媒体，其特征在于，于该查找表中，对于大于预设门槛值的该多个输入同相和正交数据字语，该多个附加同相和正交数据字语实质等于该多个运算后同相和正交数据字语和该多个前置补偿后同相和正交数字数据字语间各别的多个差异。
【文档编号】H04L25/02GK103973604SQ201410045036
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月6日
【发明者】丹尼斯·马欧尼, 胡拉姆·穆罕默德 申请人:晨星半导体股份有限公司