专利名称：自适应预失真发射机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于数字方法的发射机，具体涉及一种使用自适应预失真器的自适应预失真发射机。
图1是根据现有技术的用于数字方法的发射机的示意性方框图。直接数字IF上变频器101把由CDMA或TDMA方法调制的数字输入信号(I，Q)转换为中间频带信号。数模转换器(DAC)102把中间频带的数字输入信号转换为模拟信号。低通滤波器(LPF)103对由DAC102产生的模拟信号进行滤波并将其输出到上变频器104。上变频器104合成LPF103的输出信号和一个本地振荡器(LO)(未示出)的振荡信号并产生射频信号。大功率放大器(HPA)105把从上变频器104输出的射频信号放大到预定电平并发送此信号。
HPA105通常由具有非线性特性的有源元件实现，使得HPA105的输出信号不可避免地包括失真分量。因此，为了改善HPA105的非线性特性(AM-AM，AM-PM)，已经提出了各种线性化技术。代表性的线性化技术包括前馈，预失真，包络校正，和偏差补偿。
HPA105的非线性特性根据时间或外部环境(即温度或偏差等等)而变化。上述线性化技术不能有效地补偿功率放大器105根据时间和外部环境(温度或偏差)而变化的非线性特性(AM-AM，AM-PM)。为了解决该问题，采用一种自适应预失真线性化器，其根据功率放大器的非线性特性的变化改变预失真器的非线性特性。
图2是根据现有技术采用自适应预失真线性化器的发射机(自适应预失真发射机)的示意性方框图。该常规自适应预失真发射机包括图1的数字发射机的自适应预失真线性化器200。
分割器201把数字输入信号分割为第一和第二路径10和11。定向耦合器202抽取HPA105的输出信号并将其反馈回到自适应预失真线性化器200。
自适应预失真线性化器200包括(1)预失真器21，用于把上变频器104的输出信号预失真，以便具有与HPA105的非线性特性相反的特性；(2)延迟单元22，用于延迟由分割器201分割的数字输入信号(I，Q)；(3)下变频器23，用于把已经被通过定向耦合器202反馈的HPA105的输出信号变换为中频信号；(4)模数转换器(ADC)24，用于把下变频器23的输出信号转换为数字信号；和(5)差错检测器25，用于检测延迟单元22和ADC24的输出信号之间的差错，并控制预失真器21的非线性特性。
下面将对现有技术自适应预失真发射机的操作进行说明。分割器201把数字输入信号(I，Q)分割为第一路径10(主路径)和第二路径11(副路径)。直接数字IF上变频器把第一路径上的数字输入信号(I，Q)变换为中间频带信号。所变换的模拟信号在经过DAC102和LPF103之后由上变频器104变换为射频信号。预失真器21使射频信号失真，以便具有与HPA105的非线性特性(即增益和相位)相反的特性。在预失真后，信号被传送到HPA105。HPA105把预失真器21的输出信号放大到预定电平，使得由于HPA105的非线性特性造成的失真分量得到补偿，并输出放大的信号。
差错检测器25对被分割到第二路径11的数字输入信号(I，Q)和通过定向耦合器202反馈的HPA105的输出信号进行比较。基于比较结果，差错检测器25根据两个信号的差错(增益和相位)控制预失真器21的非线性特性。差错检测器控制预失真器21的非线性特性以补偿HPA105的根据时间或外部环境(温度或偏差)而变化的非线性特性(AM-AM，AM-PM)。
背景技术：
自适应预失真发射机在HPA的前端包括预失真器以改善HPA的非线性特性。但是，背景技术自适应预失真发射机有一个问题。由于预失真器位于上变频器和HPA之间，它不能改善上变频器104的非线性特性。而且，为了补偿HPA的非线性特性(AM-AM，AM-PM)，必须单独构造预失真器，使得用于改善功率放大器的非线性的硬件部分变得复杂。
本发明的一个目的是提供一种自适应预失真发射机，其能够有效改善整个发射机的非线性特性。
本发明的另一个目的是提供一种自适应预失真发射机，其能够通过在直接数字IF上变频器中实施线性化器来简化发射机的结构。
为了整体或部分地实现上述目的，提供一种自适应预失真发射机，包括预失真单元，用于使数字输入信号预失真，以便具有与整个发射机的非线性特性相反的特性；射频变换器，用于把预失真器的输出信号变换为射频信号；HPA，用于放大射频变换器的输出信号；和差错检测器，用于根据数字输入信号和HPA的输出信号之间的比较检测整个发射机的非线性特性，并控制预失真器的操作。
本发明的目的可以整体或部分地由一种自适应预失真发射机实现，其包括预失真单元，用于根据一控制信号使数字输入信号预失真；射频变换器，用于把预失真的数字输入信号变换为射频信号；和差错检测器，用于根据数字输入信号和射频信号自适应地调制控制信号。
本发明的目的可以整体或部分地由一种自适应预失真传输方法进一步实现，其包括根据一控制信号使数字输入信号预失真；把预失真的数字输入信号变换为射频信号；和根据数字输入信号和射频信号自适应地调制控制信号，其中对控制信号进行调制以改变施加到数字输入信号上的预失真，使得由到射频信号的变换所引入的射频信号非线性特性被射频信号的后续部分中的信号添加(signal addition)所抵消。
本发明的其它优点，目的和特征将部分地在以下说明中提出，部分地可以由本领域技术人员在审看了以下说明后理解或者可以通过本发明的实践获得。本发明的目的和优点可以通过所附权利要求中特别指出的方式实现和获得。
图4是根据本发明优选实施例的图3的预失真器302的详细示意图。预失真单元302包括脉冲整形滤波器(PSF)41和42，用于分别对数字输入信号I和Q抽样；内插器(interpolator)43和44，用于分别对PSF41和42的输出信号进行内插；预失真器45和46，用于分别使内插器43和44的输出信号失真，以便与整个发射机的非线性特性相反；上变频器48和49，用于根据数控振荡器(NCO)47的振荡信号分别把预失真器45和46的输出信号变换为中频信号；加法器50，用于合成上变频器48和49的输出信号。其中，除了预失真器45和46以外的部分是直接数字IF上变频器。
射频变换器303包括数模转换器(DAC)31，用于把预失真单元302的输出信号转换为模拟信号；低通滤波器(LPF)32，用于对DAC31的输出信号滤波；上变频器33，用于混合LPF32的输出信号和从本地振荡器(LO)(未示出)输出的振荡信号，并将其变换为射频信号。
差错信号检测器306包括延迟单元34，用于延迟输入数字信号(I，Q)；下变频器35，用于混合从定向耦合器305反馈的HPA304的输出信号和LO振荡信号，并将其变换为中频信号；模数转换器(ADC)36，用于把从下变频器35输出的中频信号转换为数字信号；差错检测器37，用于比较延迟单元34和ADC36的输出信号以检测整个发射机的非线性特性的变换。
下面参考附图对自适应预失真线性化器的操作进行说明。分割器301把数字输入信号(I，Q)分割为两个路径。第一路径51是用于发送输入数字信号(I，Q)的主路径，第二路径52是用于检测整个发射机(例如，上变频器和HPA)的非线性特性的变化的副路径。
预失真单元302使第一路径51的数字输入信号(I，Q)失真以具有与整个发射机的非线性特性相反的特性，并将其变换为中频信号。即，如图4中所示，预失真单元302的PSF41和42分别对数字输入信号I和Q抽样。然后，内插器43和44分别对由PSF41和42抽样的数字输入信号I和Q进行内插。由于预失真器45和46以高次函数或查找表的形式存储了一个与发射机(上变频器和HPA)的非线性特性相反的初始值，它们使用该初始值来使内插器43和44的输出失真。上变频器48和49把预失真器45和46的输出与从NCO47输出的不同相位的振荡信号混合，并变换为中频信号。然后，加法器50合成上变频器48和49的输出信号，并输出一个中频信号。
一旦产生该中频信号，频率变换器303将其变换为模拟信号，然后把模拟信号变换为射频信号。换句话说，频率变换器303的DAC31把从预失真单元302输出的中频信号变换为模拟信号，变换的模拟信号顺序地通过LPF32，并且上变频器33把经过滤波的模拟信号变换为射频信号。然后，HPA304把从频率变换器303输出的射频信号放大到预定电平，并输出该信号。
由于整个发射机(变频器和HPA)的非线性特性根据时间或外部环境(温度或偏差)而变化，差错检测器306检测整个发射机的非线性特性变化，并改变预失真器45和46的高次函数的系数或查找表的值。延迟单元34把第二路径52上的数字输入信号I和Q延迟一预定时间。下变频器35和ADC36把通过定向耦合器305反馈的HPA304的输出信号变换为数字信号。差错检测器37比较延迟单元34和ADC36的输出信号，检测上变频器33和HPA304的非线性特性的变化，并自适应地控制预失真单元302的预失真器45和46。
因此，预失真器45和46可以根据时间或外部环境(温度或偏差)有效地补偿上变频器33的非线性特性和HPA304的非线性特性。预失真单元302通过根据差错检测器37的控制信号通过更新高次函数的系数或查找表的值，来完成上述补偿操作。
本发明并不限于图4中表示的预失真单元。例如，预失真器61可以如图5所示连接在直接IF上变频器60的后端。
如上所述，根据本发明的自适应预失真发射机，考虑包括上变频器和HPA在内的整个发射机的非线性特性来实现预失真器。因此，可以有效改善发射机的非线性特性。
而且，由于预失真器和直接IF上变频器在一个芯片中实现，可以简化整个发射机的设计结构。
上述实施例仅是示例性的，不应理解为对本发明的限制。本发明的教导可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的描述是示意性的，不是为了限制权利要求的范围。本领域技术人员可以进行很多替换，修改和变型。在权利要求中，装置加功能的语句是为了涵盖执行所述功能的结构，不仅包括结构的等同物，也包括等同物的结构。
权利要求
1.一种自适应预失真发射机，包括预失真单元，用于使数字输入信号失真以具有与整个发射机的非线性特性相反的特性；射频变换器，用于把预失真单元的输出信号变换为射频信号；HPA，用于放大射频信号；和差错检测器，用于根据数字输入信号和由HPA放大的射频信号之间的比较检测整个发射机的非线性特性的变化，以控制预失真单元的操作。
2.根据权利要求1的发射机，其中预失真单元包括第一和第二脉冲整形滤波器(PSF)，用于对数字输入信号进行抽样；第一和第二内插器，用于分别对第一和第二PSF的输出信号进行内插；第一和第二预失真器，用于分别使第一和第二内插器的输出信号失真，以与整个发射机的非线性特性相反；第一和第二变换器，用于分别根据第一和第二振荡信号分别把第一和第二预失真器的输出信号变换为中频信号；和加法器，用于合成第一和第二上变频器的输出信号。
3.根据权利要求1的发射机，其中预失真单元包括第一和第二脉冲整形滤波器(PSF)，用于分别对数字输入信号进行抽样；第一和第二内插器，用于分别对第一和第二PSF的输出信号进行内插；第一和第二上变频器，用于根据第一和第二振荡信号把第一和第二内插器的输出信号变换为中频信号；加法器，用于把第一和第二上变频器的输出信号相加；和预失真器，用于使加法器的输出信号失真以与整个发射机的非线性特性相反。
4.根据权利要求1的发射机，其中射频变换器包括数模转换器(DAC)，用于把预失真单元的输出信号转换为模拟信号；低通滤波器(LPF)，用于对DAC的模拟信号进行滤波；和上变频器，用于把LPF的滤波后的模拟信号变换为射频信号。
5.根据权利要求1的发射机，其中差错信号检测器包括延迟单元，用于延迟数字输入信号；下变频器，用于把放大的射频信号变换为中频信号；和模数转换器(ADC)，用于把下变频器的中频信号转换为反馈数字信号，其中差错检测器比较延迟的数字输入信号和中频信号以检测整个发射机的非线性特性变化。
6.一种自适应预失真传输方法，包括根据一控制信号，使数字输入信号预失真；把预失真的数字输入信号变换为射频信号；和根据数字输入信号和射频信号，自适应地调制控制信号，其中对控制信号进行调制以改变施加到数字输入信号上的预失真，使得由到射频的变换所引入的射频信号非线性特性被射频信号的后续部分中的信号添加所抵消。
7.根据权利要求6的方法，进一步包括把射频信号放大到用于无线传输的高功率，其中对控制信号进行调制以改变施加到数字输入信号上的预失真，使得由到射频的变换和放大所引入的放大射频信号的非线性特性被放大射频信号的后续部分中的信号添加所抵消。
8.根据权利要求6的方法，进一步包括在被变换为射频信号前，把预失真的数字输入信号变换为中频信号，其中对控制信号进行调制以改变施加到数字输入信号上的预失真，使得由到中频和射频的变换所引入的放大射频信号的非线性特性被放大射频信号的后续部分中的信号添加所抵消。
全文摘要
公开了一种自适应预失真发射机。该发射机包括:预失真单元,用于使数字输入信号失真以具有与整个发射机的非线性特性相反的特性;射频变换器,用于把预失真单元的输出信号变换为射频信号;HPA,用于放大射频信号;和差错检测器,用于根据数字输入信号和由HPA的输出信号之间的比较检测整个发射机的非线性特性,并控制预失真单元的操作。考虑包括上变频器和HPA在内的整个发射机的非线性特性来实施预失真单元。因此,可以有效改善发射机的非线性特性。而且,由于预失真单元和直接IF上变频器在一个芯片中实施,可以简化整个发射机的设计结构。
文档编号H04L27/36GK1345125SQ0114221
公开日2002年4月17日 申请日期2001年9月14日 优先权日2000年9月15日
发明者金王来 申请人:Lg电子株式会社