数字辅助射频发射器的制作方法

本公开的实施例涉及发射器电路，尤其涉及包括数字和模拟部件的rf发射器电路，其中非线性和瞬时增益变化由数字部件补偿。

背景技术：

1、现代物联网(iot)应用需要低功耗和小硅面积消耗来实现更长的电池寿命和低成本。由于这种对低功耗和小硅面积消耗的严格要求，性能经常被牺牲作为一种权衡。在rf发射器设计中，这导致了线性的显著损害和瞬时增益变化的增加。

2、非线性可以被定义为取决于输入信号的增益变化。对于理想情况，每个电路和整个电路链的增益在输入信号的整个设计电平范围内是恒定的。然而，诸如功率放大器的实际模拟块的增益通常不随输入信号值的变化而恒定；在功率放大器中，这是由于功率放大器的大信号操作。

3、在传统的rf设计中，功率放大器一直被认为是非线性的单一主要来源，并且输入信号的数字预失真(dpd)是补偿功率放大器线性下降的一种常用而有效的解决方案，因为dpd具有简单的实现和优异的性能改进。

4、rf非线性包括幅度调制到幅度调制(am2am)非线性和幅度调制到相位调制(am2pm)非线性。由于功率放大器的rf非线性，具有适当的频谱整形和误差向量幅度(evm)以及降低的峰均功率比(papr)的调制输入信号可能导致频谱整形和evm性能下降。调制输入信号的dpd可以补偿功率放大器的am2am非线性和am2pm非线性。

5、然而，最近开发的用于iot应用的rf发射器由于其低功耗设计而具有更复杂的非线性。虽然功率放大器在较旧的设计中一直是单一的主要非线性源，但在最近的设计中，不仅功率放大器，而且基带电路，诸如模拟低通滤波器(lpf)和模拟混频器电压到电流转换器，可能对低功率iot rf发射器贡献显著的非线性。

6、无线rf发射器的另一个性能损害是由于发射器的动态通断开关引起的瞬时增益变化。如果发射器被打开用于信号传输，功率放大器的功耗可能导致功率放大器和与其包括在同一设备上的其他电路的温度升高。由于模拟设备的增益可能强烈依赖于温度，这可能导致功率放大器增益和发射器链增益随时间变化。在无线网络设备中，如果这种瞬时增益变化导致发送训练字段(例如，根据ieee标准802.11系列无线网络标准之一操作的设备的长训练字段(ltf))的时段和发送数据的后续时段之间的幅度差异，则增益的变化可能导致数据星座的不准确缩放和devm(动态误差向量幅度)退化，这可能导致误码率的增加或传输的可达到比特率的降低。

7、因此，需要解决方案来补偿和校正发射器(诸如用于iot设备的发射器)中出现的复杂非线性和瞬时增益变化，并且特别是针对这些问题的低功耗物理紧凑解决方案。

技术实现思路

1、在实施例中，射频(rf)发射器包括rf功率放大器以及动态误差向量幅度(devm)校正模块，rf功率放大器包括模拟电路并被配置为放大调制rf信号，devm校正模块包括数字电路。devm校正模块被配置为补偿rf功率放大器的瞬时增益的时间相关变化，并且devm校正模块的输出用于生成调制rf信号。

2、在实施例中，devm校正模块被配置为接收输入值，确定与rf功率放大器接通后经过的时间相对应的索引，根据索引确定增益值；并通过将输入值乘以增益值产生devm校正模块的输出。

3、在实施例中，输入值为复值，devm校正模块的输出为复值，根据索引确定的增益值包括根据索引确定第一增益值和根据索引确定第二增益值，以及产生devm校正模块的输出包括通过将输入信号的实部分量乘以第一增益值来产生输出信号的实部分量，以及通过将输入信号的虚部分量乘以第二增益值来产生输出信号的虚部分量。

4、在实施例中，rf发射器进一步包括第一基带路径，该第一基带路径包括模拟电路并被配置为处理使用devm校正模块的输出产生的复值信号的实部分量或虚部分量，混合电路被配置为通过根据第一基带路径的输出调制载波信号来产生调制的rf信号；以及第一基带数字预失真(dpd)模块，该模块包括数字电路并被配置为补偿第一基带路径的幅度调制到幅度调制(am2am)非线性。

5、在实施例中，操作包括rf功率放大器的射频(rf)发射器的方法包括确定包的传输开始和包中包括的符号的传输之间的持续时间，根据持续时间确定增益值，增益值对应于rf功率放大器的增益的瞬时变化，通过将符号的值乘以增益值来确定所述符号的补偿值，基于补偿值确定调制rf信号，在与包的开始传输相对应的时间打开rf功率放大器，并使用rf功率放大器并基于调制rf信号发送与符号相对应的信号。

6、在实施例中，增益值通过从增益查找表(lut)中的多个值中选择一个值来确定。

7、在实施例中，确定基于补偿值的调制rf信号包括，使用补偿值，从基带非线性lut中的多个值中选择非线性校正系数，基带非线性中的多个值对应于发射器的基带电路的幅度调制到幅度调制(am2am)非线性，将补偿值乘以基带电路非线性校正系数，使用基带电路处理乘法的结果，并基于基带电路的输出确定调制rf信号。

8、在实施例中，方法进一步包括执行第一校准操作以确定基带非线性lut的多个值，并且在执行第一校准操作之后，执行第二校准操作以确定增益lut的多个值。

技术特征：

1.一种射频(rf)发射器，包括：

2.如权利要求1所述的rf发射器，其中所述devm校正模块被配置为：

3.如权利要求1所述的rf发射器，

4.如权利要求1所述的rf发射器，其中所述devm校正模块包括：

5.如权利要求4所述的rf发射器，

6.如权利要求4所述的rf发射器，其中根据一个或多个操作参数、一个或多个环境参数或其组合确定所述初始计数值、所述计数结束值或两者。

7.如权利要求4所述的rf发射器，其中，所述devm校正模块包括多个lut，并且根据一个或多个操作参数、一个或多个环境参数或其组合从所述多个lut中选择所述增益lut。

8.如权利要求4所述的rf发射器，其中根据校准过程确定所述增益lut中的值。

9.如权利要求1所述的rf发射器，进一步包括：

10.如权利要求9所述的rf发射器，进一步包括：

11.如权利要求9所述的rf发射器，其中所述第一基带dpd模块包括：

12.如权利要求11所述的rf发射器，

13.如权利要求11所述的rf发射器，

14.一种操作包括rf功率放大器的射频(rf)发射器的方法，所述方法包括：

15.如权利要求14所述的方法，其中，当发射与所述符号相对应的信号时，所述增益值对应于所述rf功率放大器的归一化增益的倒数。

16.如权利要求14所述的方法，进一步包括根据一个或多个操作参数、一个或多个环境参数或其组合确定所述增益值。

17.如权利要求14所述的方法，其中通过从增益查找表(lut)中的多个值中选择一个值来确定所述增益值。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：

19.如权利要求17所述的方法，其中基于所述补偿值确定所述调制rf信号包括：

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：

技术总结
射频(RF)发射器包括模拟RF功率放大器和数字动态误差向量幅度(DEVM)校正模块。DEVM校正模块补偿RF功率放大器的瞬时增益的时间相关的变化。时间相关的变化可以是在RF功率放大器接通期间发生的变化。RF发射器可进一步包括一个或多个模拟基带电路，以及补偿模拟基带电路中的幅度调制到幅度调制(AM2AM)非线性的一个或多个相应的基带数字预失真(DPD)模块。数字DEVM校正模块和基带DPD模块可以各自包括具有由相应的校准操作确定的值的相应的查找表。

技术研发人员：明圣植,金錬佑
受保护的技术使用者：纽瑞科姆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15