专利名称：采用幂级数表示的多带前置补偿器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种补偿由用来功率放大高频信号的功率放大器生成的失真的前置补偿器，更具体地讲，涉及一种采用幂级数表示的多带前置补偿器(这里称为多带幂级数型前置补偿器)，其可以普遍地用于多个频带以实现各个频带高频信号的失真补偿。
背景技术：
人们已经提出的补偿由微波功率放大器生成的非线性失真的一种方法为使用数字信号处理方案的前置补偿方法(此后称为数字前置补偿方法)(例如，英国专利申请GB2335812A，此后称为专利文献1)。数字前置补偿方法通过利用数字信号处理而实现了前置补偿器结构，从而消除了复杂模拟电路的需求。
人们已经知道用来前置线性化放大器非线性的具有查找表的数字前置补偿器类型(例如H.Girard，and K.Feher，“A New Baseband Linearizer forMore Efficient Utilization of Earth Station Amplifiers Used for QPSKTransmission”，IEEE J.Select.Area Commun.，SAC-1，No.1，1983，此后称为非专利文献1，以及以公开的日本专利申请2002-52298，此后称为专利文献2)。具有查找表的数字前置补偿器类型通过向其反馈放大器输出的信号，更新在查找表中设置的值，以将失真分量保持在设定值之下。本领域公知的是通过此类数字信号处理可以达到失真补偿，并且补偿量等于或小于大约15dB(例如Ishikawa，Hase，Kubo，Tozawa，and Hamano，“Developmentof Adaptive Predistortion Amplifier for W-CDMA Base Station”，2002Assembly of Society of Electronics，Information and CommunicationEngineers of Japan，C-2-31，2002，09，此后称为非专利文献2)人们还提出了基于幂级数模型的前置补偿器。通过利用模拟电路来实现该前置补偿器，并且该前置补偿器得到了超过30dB的失真抑制性能(非专利文献3)。人们公知幂级数模型成功地以高精确性对放大器非线性建模(例如，Tri T.Ha，“Solid-State Microwave Amplifier Design”，Chapter 6，KriegerPublishing Company，1991，此后称为非专利文献4)。利用使用幂级数模型的数字前置补偿器的失真补偿方法，必须从放大器输出信号中提取用来纠正各个次数的系数的信号。在专利文献1中，从发射信号中消除或抵消基波与各个次数的失真以获得此类纠正信号。一种较容易地提取幂级数模型纠正信号的方法为使用同一电平的两个载波作为导频信号(例如，T.Nojima，and T.Kanno，“Cuber Predistortion Linearizer for Relay Equipment in 800 MHzBand Land Mobile Telephone System”，IEEE Trans.Vech.Tech.，Vol.VT-34，No.4，pp.169-177，1985，11，此后称为非专利文献3)。
在两个或更多个离散地分离的频带上同时进行通信服务的移动无线电通信系统中，必须使用每个都被适配来满足特定频带内条件的前置补偿器。然而，现有前置补偿器结构可以调整的频率范围只是对于载波频率的大约20多一点MHz，并且因此，在发射800MHz与1.5GHz频带信号的PDC(个人数字蜂窝)系统中，不可能提供对两个发射信号的预定补偿。现有前置补偿器没有配备失真生成通路以使失真补偿满足每个发射频带，并且因此，其不能进行调整以实现多频带内足够的补偿。由一个前置补偿器对多个频带进行前置补偿处理将确保实现简化、节能、微型化设备配置。
人们还知道以下一种方法多重幂级数型前置补偿器，其中每个都具有相应于多个频带之一的失真生成部件，配备有前置补偿器共用的现有幂级数型前置补偿器的延迟线。根据多重幂级数型前置补偿器被配置为似乎要与延迟线成并联关系的方法，多个频带的发射信号输入相应的失真生成部件。为了实现对于每个特定频带的失真补偿的方式，每个相应的失真生成部件都调整输入发射信号的幅度与相位。当多个频带的发射信号输入失真生成部件时，不可能对每个频带输入发射信号的幅度与相位进行最优调整。例如，当发射信号属于800MHz与1.5GHz频带时，失真生成部件能够设置对于800MHz频带发射信号的最优幅度与相位，但是为了设置与800MHz间隔700MHz的1.5GHz频带发射信号的最优幅度与相位，就必须使用能够在高得足以克服700MHz频率差异的速度上运行的幅度与相位设置部件。但是没有这种高速幅度与相位设置部件。由此，即使使用了每个都能在特定频带上运行的多重幂级数型前置补偿器，也不可能实现可以在多个频带上运行的幂级数型前置补偿器结构。
发明内容
根据本发明，相应于多个频带，提供用于该多个频带的多个失真生成通路，每个失真生成通路都具有用来提取特定频带信号的频带信号提取器，以及用来生成所提取信号的奇数次数失真分量的失真生成器，并且通过分配器向线性信号传送通路与多个失真生成通路施加输入信号，并且来自这些失真生成通路的输出被合并为多带幂级数型前置补偿器的输出信号。通过这种方式，构成了在多个频带的每一个中独立地实现失真补偿的前置补偿器。
使用本发明的幂级数型前置补偿器，多频带信号被分为各个频带的信号，然后为每个频带生成奇数次数失真，然后对于每个频带调整失真分量使得其抑制由功率放大器引起的失真分量，并且调整后的失真分量与发射信号合并，并且经过合并的输出输入到功率放大器。作为这样做的结果，功率放大器输出端处的各个频带内的奇数次数失真分量被抵消。
换而言之，本发明的前置补偿器能够独立地为每个频带调整失真补偿量，从而允许实现所有多频带中的失真补偿。本发明实现了结构简单、节约功耗、并且小型化的幂级数型前置补偿器。
图1为显示根据本发明的多频带幂级数型前置补偿器第一实施方式的方框图。
图2为解释在用作频带信号提取器中使用的本发明前置补偿器带通滤波器对于中心频率f1与f2的频带的频率衰减特性的图。
图3为解释由带除滤波器形成的频带信号提取器的特性的图。
图4为作为示例显示由带除滤波器形成的对于频带f1与f2的频带信号提取器的结构的图。
图5为显示本发明第二实施方式的方框图。
图6为显示本发明第三实施方式的方框图。
图7为显示本发明第四实施方式的方框图。
图8为显示本发明第五实施方式的方框图。
图9为显示本发明第六实施方式的方框图。
图10为显示本发明第七实施方式的方框图。
图11为显示本发明第八实施方式的方框图。
图12为显示本发明第九实施方式的方框图。
具体实施例方式
图1显示本发明第一最佳实施方式的幂级数型前置补偿器的方框图。该前置补偿器包含前置补偿电路100与控制器31。补偿电路100包含线性信号传送通路PL，第三次失真生成通路PD1，第三次生成通路PD2，以及用来合并来自这些通路的输出信号的合并器14A、14B。所示前置补偿器通过数字信号处理实现，并且与第一与第二频带(分别由f1与f2表示)兼容。在移动无线电通信系统的情况下，f1与f2可以分别是(例如)800MHz与1.5GHz频带，或者其可以分别是1.5GHz与2GHz。频带的数目不特定地限于二，而是可以根据需要使用多于两个频带。另外，可以添加第5或更高次失真生成路径。
输入发射信号ST提供给线性信号传送通路PL，以及相应于两个频带的第一与第二失真生成通路PD1与PD2。第一失真生成通路PD1由级联的第一频带的频带信号提取器11-1、第三失真生成器X3-1、以及向量调整器V3-1形成。第二失真生成通路PD2由级联的第二频带的频带信号提取器11-2、第三失真生成器X3-2、以及向量调整器V3-2形成。来自第一与第二失真生成通路PD1与PD2的输出由合并器14B合并，并且经过合并的输出由合并器14A与来自线性信号传送通路PL的输出进行合并。在这种情况下，线性信号传送通路PL的延迟电路10D可以由例如移位寄存器等存储器形成，而在以后描述的模拟前置补偿器的情况下，其可以由延迟线形成。频带信号提取器11-1与11-2可以由带通滤波器或者带除滤波器形成。
由频带信号提取器11-1提取的频带f1的信号施加到第三次失真生成器X3-1。第三次失真生成器X3-1生成频带f1发射信号的第三次失真。向量调整器V3-1由级联的可变衰减器VA-1与可变移相器VP-1形成。初始化向量调整器V3-1使得来自第三次失真生成器X3-1的第三次失真信号的幅度与由连接到前置补偿器输出端的功率放大器(未显示)产生的第三失真分量相同但是相位相差180°。控制器31控制向量调整器V3-1保持初始化的状态。
类似地，由频带信号提取器11-2提取的频带f2的信号施加到第三次失真生成器X3-2。第三次失真生成器X3-2生成频带f2发射信号的第三次失真。向量调整器V3-2由级联的可变衰减器VA-2与可变移相器VP-2形成。初始化向量调整器V3-2使得来自第三次失真生成器X3-2的第三次失真信号的幅度与由连接到前置补偿器输出端的功率放大器(未显示)产生的频带f2的第三失真分量相同但是相位相差180°。控制器31控制向量调整器V3-2保持初始化的状态。
在第一与第二失真生成通路PD1、PD2上产生的失真分量由合并器14B合并，并且经过合并的输出由合并器14A与来自线性信号传送通路PL的延迟后的发射信号进行合并，并且经过合并的输出由数模转换器(DAC)21变换为模拟信号，该模拟信号向其提供作为来自数字前置补偿器的输出信号。该模拟信号由功率放大器(未显示)放大，此后从发送天线(未显示)作为无线电波发射。
(例如)由定向耦合器(未显示)提取由功率放大器放大的发射信号的一部分，并由信号检测器28检测。所检测的发射信号由模数转换器(ADC)29变换为数字信号，该数字信号输入到控制器31。
控制器31以如下方式控制向量调整器V3-1与V3-2，使得通过模数转换器29反馈的频带f1与f2发射信号的第三失真分量最小化。为了完成这一工作，信号检测器28包含用来提取频带f1与f2信号的频带信号提取器。
频带信号提取器11-1与11-2的特性分别具有中心频率f1与f2的期望带宽，并且其提取第一与第二频带的信号。此类频带信号提取器11-1与11-2的每一个可以由(例如)带通滤波器(BPF)或者带除滤波器(BEF)形成。虽然图1实施方式显示生成在失真生成通路PD1、PD2中的第三次失真以补偿由功率放大器生成的第三次失真，但是人们经常进行改变以生成与由功率放大器引起的失真相同的奇数次失真以进行补偿。
在图2中，频带信号提取器11-1与11-2(每个都由BPF形成)的频率衰减特性分别以实线与虚线在概念上进行显示。这些特性需要使得的衰减量在频带f1与f2之外大大增加，从而提供它们之间足够的间隔。此类特性一般可以通过级联的多个BPF获得。
图3显示由(例如)BEF形成的频带信号提取器11-1的频率衰减特性。该例子在概念上显示当向图1的前置补偿器添加中心频率f3与f4频带的第三与第四失真生成通路时第一频带信号提取器11-1需要具有的特性。从图3可以明显看出，所显示的特性可以通过级联的三个BEF BEF1、BEF2、BEF3获得，如图4所示，除了第一频带f1，其分别消除第二、第三、第四频带f2、f3、f4。配置每个BEF从而在相应频带内具有足够的带除特性以及在其他频带内具有足够低损耗的通过特性。此类BEF可以由(例如)陷波滤波器形成。陷波滤波器为使用介质谐振器的BEF、或者使用由微波传输带线形成的短截线的滤波器等等。虽然未显示，但是第二频带信号提取器11-2的特性也可以类似地由级联的三个BEF获得，其分别消除第一、第三、第四频带。对于未显示的第三与第四频带信号提取器也一样。
对每个频带信号提取器使用BPF有利于围绕中心频率提取信号，并且使之相对容易提供与相邻频带中心频率的隔离。然而，在这个例子中，因为中心频率为BPF的谐振频率，所以信号延迟增加，并且因此必须根据信号延迟增加形成图1中线性信号传送通路的延迟电路10D的延迟量——这影响了前置补偿器的稳定性。具体地讲，当前置补偿器由以下描述的模拟电路形成时，形成线性信号传送通路PL延迟电路10D的延迟线变长，从而提供增高的信号衰减。在对每个频带信号提取器使用BEF的情况下，待提取的信号与频带中心频率间隔足够使得信号延迟为小。这允许减少线性信号传送通路10的线长以及衰减量，并由此减少传播损耗。另外，设计BEF也容易。
在所有此后描述的实施方式中，每个频带信号提取器可以由BPF或BEF形成。
实施方式2图5显示本发明第二实施方式的方框图。该实施方式的前置补偿器由模拟电路形成，并且从发射器T-1与T-2输入中心频率f1与f2的中频信号ST1与ST2。假定输入信号ST1与ST2的中心频率f1与f2相互间隔几百个兆赫兹(MHz)，足够大于每个输入信号频带的带宽。另外，在该实施方式中，配置频带f1与f2的每个失真生成通路PD1与PD2来生成第三与第五次失真，从而补偿由功率放大器25在相应的频带中引起的第三与第五次失真。
模拟前置补偿电路100输入处的分配器10A由宽带(宽于输入信号的带宽)定向耦合器或者宽带功率分配器形成。失真生成通路PD1配备有频带信号提取器11-1，用来提取频带f1信号；分配器12-1，用来将所提取的信号一分为二；第三次失真生成器X3-1，向其提供两个分配后的输出之一，用来生成第三次失真；第五次失真生成器X5-1，向其提供另一个分配后的输出，用来生成第五次失真；向量调整器V3-1与V5-1，用来分别调整来自失真生成器X3-1与X5-1的输出的相位与幅度；以及合并器13-1，用来合并来自向量调整器V3-1与V5-1的输出。
类似地，失真生成通路PD2配备有频带信号提取器11-2，用来提取频带f2信号；分配器12-2，用来将所提取的信号一分为二；第三次失真生成器X3-2，向其提供两个分配后的输出之一，用来生成第三次失真；第五次失真生成器X5-2，向其提供另一个分配后的输出，用来生成第五次失真；向量调整器V3-2与V5-2，用来分别调整来自失真生成器X3-2与X5-2的输出的相位与幅度；以及合并器13-2，用来合并来自向量调整器V3-2与V5-2的输出。来自合并器13-1与13-2由合并器14B合并，并且经过合并的与来自线性信号传送通路PL的输出进行合并。作为结果，在相应频带中生成的第三与第五次失真被作为前置补偿添加到通过线性信号传送通路PL传送的频带f1与f2的发射信号上。
初始化向量调整器V3-1、V5-1、V3-2、V5-2使得由失真生成器X3-1、X5-1、X3-2、X5-2所生成失真的幅度分别与由功率放大器25在频带f1与f2中产生的第三与第五次失真相同但是相位相差180°。在控制器31的控制下，向量调整器V3-1、V5-1、V3-2、V5-2保持初始化的状态。
来自模拟前置补偿电路100的输出信号施加到变频器23，其中该信号由来自本机振荡器的载波信号频率变换为预定的发送频带，并且由此经过频率变换的信号提供给功率放大器25。来自功率放大器25的输出由作为信号提取部件的分配器26一分为二，其中一个提供给双工器(未显示)，另一个提供给信号检测器28。信号检测器28相对发射信号T1与T2检测由功率放大器25产生的第三与第五次失真，并且将检测到的输出信号施加到控制器31。控制器31以如下方式控制向量调整器V3-1、V5-1、V3-2、V5-2，使得最小化所检测的第三与第五次失真。作为结果，由模拟前置补偿器100在相应频带中添加的前置补偿抵消了由功率放大器25在放大不同频带发射信号期间生成的失真。
由多个频带的发射信号生成的互调失真在发射频带之间频率差异间隔处发生，并且此类互调失真可以容易地由在功率放大器25输出端的双工器或者BPF消除。频带信号提取器11-1与11-2可以通过组合定向耦合器来实现。
上面已经描述该实施方式来生成频带f1与f2中的第三次与第五次失真，但是可以根据功率放大器25的特性配置该前置补偿器来生成所需次数的失真，例如将上述第三次与第五次与第七次结合，或者与任何所需次数结合。这样的配置可以容易地从图5的配置中推出。虽然本实施方式使用两个频带f1与f2，但是以上结构可以容易地扩展以增加频带数目。对于以下描述的本发明实施方式也一样。
实施方式3图6显示本发明第三实施方式的方框图。该实施方式通过数字处理实现图5的模拟前置补偿器。每个线的信号由一对同相信号(I信号)与正交信号(Q信号)形成。在该实施方式中，前置补偿电路100也配备有分配器10A，用来将输入信号一分为二；线性信号传送通路PL，由延迟电路10D形成；频带信号提取器11-1，用来通过数字信号处理提取频带f1的信号；频带信号提取器11-2，用来通过数字信号处理提取频带f2的信号；第三与第五次失真生成器X3-1、X5-1与X3-2、X5-2，用来生成频带f1与f2中的第三与第五次失真；以及向量调整器V3-1、V5-1、V3-2、V5-2。
在该实施方式中，图5中的每个合并器13-1、13-2、14A与14B由加法器形成。信号检测器28检测导频信号并且输出同相分量(I信号)与正交分量(Q信号)。这些信号由模数转换器(ADC)29I和29Q转换为数字信号，该数字信号施加到控制器31。控制器31控制向量调整器V3-1、V5-1、V3-2、V5-2以最小化所检测的失真的电平。
假定输入信号的中心频率f1与f2相互间隔几百个兆赫兹(MHz)，足够大于每个输入信号频带的带宽。该数字前置补偿器输入处的分配器10A由用数字信号处理实现的带通滤波器的组合形成。频带信号提取器11-1与11-2分别只提取频带f1与f2的信号。在该实施方式中，由频带信号提取器11-1提取的频带f1信号施加到第三与第五次失真生成器X3-1与X5-1，其分别生成第三与第五次失真。第三与第五次失真提供给向量调整器V3-1与V5-1，向量调整器V3-1与V5-1每一个由级联的可变移相器与可变衰减器形成，其中由控制器31调整失真分量的幅度与相位，如上参照第一实施方式所述。
类似地，由频带信号提取器11-2提取的频带f2信号施加到第三与第五次失真生成器X3-2与X5-2，其分别生成第三与第五次失真。第三与第五次失真由控制器31在向量调整器V3-2与V5-2中调整幅度与相位，其中向量调整器V3-2与V5-2每一个由级联的可变移相器与可变衰减器形成。
通过这种方式，在失真生成通路PD1与PD2中生成的频带f1与f2的第三与第五次失真信号由合并器13-1、13-2与14B合并，并且经过相加的输出由加法器14A加到从线性信号传送通路PL输出的发射信号上。经过合并的信号由数模转换器(DAC)21-1与21-2变换为模拟信号。该模拟信经过向量调制器22的正交调制，然后经过正交调制的信号提供给变频器23，其中该信号由来自本机振荡器24的载波信号进行频率变换，并且经过变频的信号由功率放大器25放大。此时，在数字前置补偿电路100中为每个频带相加的第三与第五次失真通过由功率放大器25引起的失真分量抵消。在发射频带之间频率差异间隔处，由频带f1与f2发射信号生成互调失真。此类互调失真在发射频带之外发生，并且可以容易地由在功率放大器输出端的双工器或者BPF消除。虽然本实施方式使用两个发射频带f1与f2，但是以上配置可以容易地扩展以增加频带数目。
第四实施方式图7显示本发明第四实施方式的方框图。该实施方式为图5实施方式的改进形式，其中导频信号用于向量调整器V3-1、V5-1以及V3-2、V5-2的自动控制。在该实施方式中添加了信号生成器32-1与32-2，用来生成频带f1与f2中的导频信号SP1与SP2；合并器33，用来合并两个频带f1与f2的导频信号SP1与SP2；合并器8，用来将经过合并的导频信号与发射信号ST合并，并且将经过合并的信号注入前置补偿电路100；分配器26，用来将功率放大器25的输出一分为二；分配器27，用来将两个分配后的输出一分为二；以及信号检测器28-1与28-2，用来从两个经过分配的信号中检测频带f1与f2导频信号SP1与SP2的失真分量。由信号检测器28-1与28-2检测的失真分量分别施加到形成控制部件的两个控制器31-1与31-2。
信号生成器32-1与32-2分别生成频带f1与f2的导频信号SP1与SP2。导频信号SP1与SP2由合并器33合并，并且经过合并的输出通过分配器8注入前置补偿电路100的输入端。将前置补偿电路100的输出施加到变频器23，其中该信号通过来自本机振荡器24的频率fc的载波信号进行频率变换，并且经过变频的信号提供给功率放大器25。
以下将首先描述频带f1中前置补偿器的配置与控制操作。(例如)使用间隔近似1KHz的两个窄带CW信号(即单音信号)作为导频信号SP1。频率间隔只需要足够窄于发射信号ST1的带宽。导频信号SP1由合并器8与发射信号合并，并且经过合并的输出施加到与先前参照图5描述的类似的幂级数型前置补偿电路100。频带f1的导频信号SP1与发射信号ST1由频带信号提取器11-1提取，并且所提取的输出信号通过分配器12-1施加到第三与第五次失真生成器X3-1与X5-1。第三与第五次失真生成器生成导频信号SP1与发射信号ST1的第三与第五次失真分量。这些第三与第五次失真分量分别由向量调整器V3-1与V5-1调整幅度与相位。
在功率放大器25输出端，分配器26提取导频信号分量。分配器26由定向耦合器或者功率合并器和BPF或者BEF形成，该BPF或者BEF作为在定向耦合器或者功率合并器的输出端提供的频带信号提取部件，并且分配器26提取所需频带的导频信号分量。信号检测器28-1从所提取的导频信号分量中检测除由信号生成器32-1生成的导频信号SP1之外的两个CW信号的互调失真分量。如此提取的失真分量为(例如)邻近两个CW导频信号两外侧(较高与较低频率侧)产生的第三次失真分量，以及靠近第三次失真分量两侧产生的第五次失真分量。具体地讲，设频带f1(例如)的两个CW导频信号SP1的中心频率由fP1表示，并且两个波之间频率间隔由f0表示，则频率fP1导频信号第三与第五次失真分量的频率分别为fP1±3f0与fP1±5f0。
控制器31-1控制频带f1的第三次失真生成通路的向量调整器V3-1，使得最小化导频信号SP1的第三次失真分量。同样，控制器31-1控制频带f1的第五次失真生成通路的向量调整器V5-1，使得最小化导频信号SP1的第五次失真分量。通过这种方式，运行频带f1的幂级数型前置补偿器。
按照需要，控制器31-1改变信号生成器32-1中导频信号SP1中心频率的设置。通过使用不同中心频率的导频信号SP1以控制向量调整器V3-1与V5-1，可以达到宽带失真补偿。通过改变两个CW导频信号SP1之间频率间隔的设置，可能补偿具有所谓记忆效应的功率放大器26的非线性特性。另外，通过改变导频信号SP1的幅度值的设置，可以改变发射信号ST1与导频信号SP1之间的功率合并比。这有利于由注入导频信号SP1而引起的受影响的功率效率。
类似地，信号生成器32-2生成用来控制频带f2的向量调整器V3-2与V5-2的导频信号SP2。以与上述针对导频信号SP1描述的相同方式，导频信号SP2注入模拟前置补偿电路100的输入信号，并且控制器31-2控制向量调整器V3-2与V5-2以最小化对于所检测的导频信号SP2的通路中的第三与第五次失真分量。相应地，不在重复进一步的描述。
在该实施方式中，频带f1的向量调整器V3-1与V5-1由控制器31-1控制，而频带f2的向量调整器V3-2与V5-2由控制器31-2控制。控制器31-1与31-2相互独立地运行。作为结果，可以同时在两个频带f1与f2中调整失真补偿。
虽然在以上将每个导频信号SP1与SP2描述为两个CW信号，但是也可以使用窄带调制信号。在该实施方式中的控制器31-1与31-2可以适配来在不使用导频信号SP1与SP2的情况下控制向量调整器。在这种情况下，分配器由定向耦合器或者功率分配器形成，其从发射器T-1或T-2中提取发射信号ST1或ST2。信号检测器28-1从发射信号ST1或ST2中检测互调失真分量。控制器31-1控制频带f1失真生成通路的向量调整器V3-1与V5-1使得最小化所检测的互调失真分量。信号检测器28-2从发射信号ST2中检测互调失真分量。由此可能配置能够同时在多个频带内实现失真补偿而不使用信号生成器32-1与32-2的幂级数型前置补偿器。
以上将信号检测器31-1与31-2描述为控制向量调整器以最小化所检测的失真分量。在指定预定的带外耗散功率比的情况下，控制器控制向量调整器使得所检测的失真分量降到指定值以下。即，显然直到所检测的失真分量被最小化，不一定需要控制向量调整器。
根据导频信号SP1与SP2为单音信号(CW信号)还是调制信号，信号检测器28-1与28-2每个可以由电平检测器或者相关器或者相干检测器形成。对以下描述的实施方式也一样。
第五实施方式图8显示本发明第五实施方式的方框图。该实施方式用来使用一个控制器31来控制所有的向量调整器而非图7实施方式的使用两个控制器31-1与31-2。
在该实施方式中，控制器31同时控制频带f1的向量调整器V3-1、V5-1以及频带f2的向量调整器V3-2、V5-2。当两个频带f1与f2的失真生成通路没有足够地相互隔离时，根据两个失真生成通路之间的隔离程度，频带f1与f2中的向量调整相互依赖。换而言之，由频带f1的向量调整器V3-1与V5-1进行的调整影响由频带f2的向量调整器V3-2与V5-2进行的调整。对于频带f1的调整，即使成为最优，也会被对频带f2的向量调整器V3-2与V5-2的控制改变。为了解决这一问题，在该实施方式中，由信号检测器28-1与28-2同时检测频带f1与f2的导频信号SP1与SP2的互调失真分量。控制器31同时控制频带f1与f2的向量调整器V3-1、V5-1与V3-2、V5-2，以最小化所检测的互调失真分量。由此，可能配置用于同时提供两个频带f1与f2内失真补偿的幂级数型前置补偿器。控制器31可以交替地控制向量调整器V3-1、V5-1与V3-2、V5-2.
虽然在以上将每个导频信号SP1与SP2描述为两个CW信号，但是也可以使用窄带调制信号。如上参照图7所述，控制器31可以用来在不使用导频信号的情况下控制向量调整器。
实施方式六图9显示本发明第六实施方式的方框图。该实施方式为图8实施方式的改进形式，其中频带f1与f2的两个信号生成器32-1与32-2替换为一个信号生成器32，以交替地生成导频信号SP1与SP2，并且两个信号检测器28-1与28-2替换为一个信号检测器28。控制器31指令信号生成器32生成导频信号SP1与SP2之一。由信号检测器28交替地检测导频信号SP1与SP2的互调失真分量。控制器31交替地控制频带f1与f2的向量调整器，使得所检测的互调失真分量每个都被最小化。由此，可以配置幂级数型前置补偿器以实现两个频带内的失真补偿。控制器31也可以用来同时控制向量调整器。
在以上将每个导频信号SP1与SP2描述为两个CW信号，但是如参照以上实施方式所述，也可以使用窄带调制信号，并且可能在不使用导频信号的情况下控制向量调整器。
实施方式七图10显示本发明第七实施方式的方框图，其通过数字信号处理来实现图7的模拟前置补偿器。该实施方式也可以配置来通过利用图6实施方式中各个频道的导频信号自动控制向量调整器。然而，在该实施方式中，相应于两个频带配备两个信号生成器32-1与32-2，并且一部分发射信号由分配器26分配为两个信号，这两个信号都施加到两个信号检测器28-1与28-2，并且被检测为失真分量的I与Q信号。所检测的输出由模数转换器(ADC)29I-1、29Q-1与29I-2、29Q-2转换为数字信号，该数字信号施加到控制器31-1与31-2。
该前置补偿电路100与图6的电路100在配置与操作上相同，并且控制器31-1与31-2使用导频信号SP1与SP2对向量调整器V3-1、V5-1、以及V3-2、V5-2的控制与图7实施方式相同；因此不再重复描述。
实施方式八图11显示本发明第八实施方式的方框图，其实现图8的模拟前置补偿器作为数字信号处理的幂级数型前置补偿器。除将两个控制器31-1与31-2替换为一个控制器31之外，该实施方式的前置补偿器与图10实施方式的配置相同。因为控制器31使用导频信号SP1与SP2对向量调整器V3-1、V5-1、以及V3-2、V5-2的控制与图8实施方式相同，所以不再重复描述。
实施方式九图12显示本发明第九实施方式的方框图，其使用一个信号生成器32来实现图9的模拟前置补偿器作为数字信号处理的幂级数型前置补偿器。因为控制器32对频带f1与f2的向量调整器的控制与图9实施方式相同，所以不再重复描述。
在图1、10、11以及12所示实施方式的数字前置补偿器中，数字信号处理可以由程序控制下的计算机实现。
根据本发明的多带幂级数型前置补偿器可以用于(例如)发射多频带信号的移动通信系统的基站。
权利要求
1.一种用来补偿由功率放大器产生的失真的用幂级数表示的多带前置补偿器，所述前置补偿器包含分配部件，用来分配多频带输入信号，并且提供分配后的输出给线性信号传送通路与用于多个频带的多个失真生成通路；合并部件，用来合并来自所述线性信号传送通路以及来自所述多个失真生成通路的输出；以及在所述线性信号传送通路中配备的延迟电路；其中所述多个失真生成通路的每一个包含频带信号提取器，用来从所述提供给每个所述失真生成通路的分配后的输入信号中提取所述多个频带中的相应频带的信号；以及失真生成器，向其提供所述提取的信号，用来生成所述提取的信号的奇数次数失真分量中的至少一个，作为从每个所述特定频带失真生成通路的输出。
2.如权利要求1所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，还包含在每个所述失真生成通路的失真生成器的输出端处配备的向量调整器，用来调整所述至少一个奇数次数失真分量的相位与幅度，并且用来提供所述调整后的奇数次数失真分量作为从每个所述失真生成通路的输出。
3.如权利要求1所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述频带信号提取器为带通滤波器。
4.如权利要求1所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述频带信号提取器为带除滤波器。
5.如权利要求1所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中每个所述失真生成通路包括多个向其提供了所述提取的信号的失真生成器，用来生成多个不同的奇数次数失真分量；多个向量调整器，用来调整来自所述多个失真生成器的输出信号的相位与幅度；以及第二合并器，用来将来自所述多个向量调整器的调整后的输出合并到从每个所述特定频带失真生成通路的输出中。
6.如权利要求2至5中任一项所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中每一个所述向量调整器都由级联的可变衰减器与可变移相器形成。
7.如权利要求1至5中任一项所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其由数字信号处理实现。
8.如权利要求1至5中任一项所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其由模拟信号处理实现。
9.如权利要求2或5中所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，还包括信号检测部件，用来从所述功率放大器的输出信号中检测所述多个频带的失真分量；以及控制部件，向其提供所述多个频带的失真分量，用来分别控制相应于所述多个频带的所述向量调整器。
10.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述信号检测部件包括多个信号检测器，用来从所述功率放大器的输出信号中检测所述多个频带的信号分量；并且所述控制部件包括多个控制器，用来根据所述多个频带的所提取的信号分量，分别控制相应于所述多个频带的所述向量调整器。
11.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述信号检测部件包括一个信号检测器，用来从所述功率放大器的输出信号中检测所述多个频带的信号分量；并且所述控制部件包括一个控制器，用来根据所述多个频带的所检测的信号分量，分别控制相应于所述多个频带的所述向量调整器。
12.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述信号检测部件包括多个信号检测器，用来从所述功率放大器的输出信号中检测所述多个频带的信号分量；并且所述控制部件包括多个控制器，用来根据所述多个频带的所检测的信号分量，分别控制相应于所述多个频带的所述向量调整器。
13.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，还包括信号生成部件，用来生成所述多个频带的多个导频信号；以及信号注入部件，用来将所述多个导频信号注入所述分配器。
14.如权利要求13所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述信号生成部件为每个频带生成不同频率的两个CW信号；并且所述信号检测部件检测由所述信号生成部件生成的不同频率的两个CW信号。
15.如权利要求13所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述信号生成部件为每个频带生成调制信号；并且所述信号检测部件检测由所述信号生成部件生成的调制信号。
16.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述信号检测部件检测发射信号的失真分量。
17.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述控制部件以如下方式控制所述多个向量调整器，使得最小化来自所述信号检测部件的输出。
18.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述控制部件以如下方式同时控制所述多个向量调整器，使得最小化来自所述信号检测部件的输出。
19.如权利要求9所述的用幂级数表示的多带前置补偿器，其中所述控制部件以如下方式逐一控制所述多个向量调整器，使得最小化来自所述信号检测部件的输出。
全文摘要
包含多个频带的发射信号被分配并馈入包含延迟电路线的性信号传送通路与用于多个频带的多个失真生成通路。在每个失真生成通路中，由频带信号提取器从馈入该通路的信号中提取相应频带的信号，并且由奇数次数失真生成器生成所提取信号的奇数次数失真，并且由向量调整器调整奇数次数失真分量的相位与幅度，从而提供失真生成通路的输出。来自多个失真生成通路的输出信号由合并器与来自线性信号传送通路的输出合并，以提供合并后的输出作为从用幂级数表示的多带前置补偿器的输出。
文档编号H03F1/32GK1652456SQ20051000912
公开日2005年8月10日 申请日期2005年2月3日 优先权日2004年2月3日
发明者铃木恭宜, 楢桥祥一, 水田信治, 山尾泰 申请人:株式会社Ntt都科摩