用来实施具有降低的噪声的利用数字预失真的无线电发射器的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用来实施具有降低的噪声的利用数字预失真的无线电发射器的系统和方法。一种系统和方法提供利用数字预失真的无线电发射器。无线电发射器包括高输出功率窄带上变频器和低输出功率宽带上变频器。在无线电发射器的一级中，通过用数字预失真算法设置数字系数来将数字预失真应用于发射数据，从而产生预失真信号。预失真信号被分为窄带分量和宽带分量，其中所述窄带分量对应于所需的业务量信号，并且所述宽带分量对应于反映分离的数字预失真校正产物的数字预失真信号。所述窄带上变频器为所需的业务量信号或发射数据，即所述数字预失真信号的窄带分量提供发射路径，而所述宽带上变频器为表示数字预失真校正产物的宽带分量提供发射路径。
【专利说明】用来实施具有降低的噪声的利用数字预失真的无线电发射器的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用数字预失真的无线电发射器。本发明涉及在合成带宽内具有降低的噪声的数字预失真发射器。本发明进一步涉及用于降低数字预失真发射器的合成带宽内的噪声的方法。本发明进一步涉及具有上变频器来减少输出端处的失真的无线电发射器。
【背景技术】
[0002]大多数电信系统中的无线电发射器需要在发射器的输出放大器处准确地再现存在于无线电发射器的输入端处的信号。对输入进行压缩或具有非线性输入至输出关系的输出放大器导致输出信号失真并泄漏到相邻无线电信道上，从而导致不想要的干扰。数字预失真(“DPD”)电路对放大器的特性进行逆建模，并且在与放大器结合时产生整体系统，这个系统更为线性并通过试图消除放大器可能具有的任何非线性来减少放大器的失真。
[0003]预失真尤其被用于高功率无线电发射器中，因为这些发射器中的放大器往往会随着其输出功率朝最大允许输出增加而变得更为非线性。现有技术水平的高功率发射器实施放大器线性化技术(如数字预失真)来增加功率和效率，同时满足无线标准所规定的相邻信道泄漏限制。
[0004]在使用预失真技术的传统系统中，发射器基带带宽通常可能是所需发射信号的发射器基带带宽的至少五倍大。在这些系统中，与发射合成频带相关联的噪声可以落入到配对的接收频带中或与接收频带重叠，从而限制接收器的灵敏度。这还可能导致由失真引起的不想要的发射。为解决接收频带中不想要的噪声所作的努力集中在腔体滤波器上，所述腔体滤波器被归并到双工器中来除去接收频带噪声。在这种情况下，这些腔体双工器允许通过所需的频率和除去不想要的频率，从而除去某些噪声级的接收频带噪声。不幸的是，由于腔体滤波器的高成本，腔体双工器难以实施，从而使这些系统从成本的角度看比较昂贵。
[0005]因此，本领域中仍然需要一种高效的、有成本效益的无线电发射器，其利用数字预失真并且在发射合成带宽中具有减少的来自接收频带的噪声。本领域中进一步仍然需要一种用于在无线电发射器中减少发射合成带宽中的噪声的过程。
【发明内容】
[0006]本文描述一种提供利用数字预失真的无线电发射器的系统和方法。所述无线电发射器包括高输出功率窄带上变频器和低输出功率宽带上变频器。在所述无线电发射器的一级中，通过用数字预失真算法设置数字系数来将数字预失真应用于发射数据，从而产生预失真信号。预失真信号被分为窄带分量和宽带分量，其中所述窄带分量对应于所需的业务量信号并且所述宽带分量对应于反映分离的数字预失真校正产物的数字预失真信号。所述窄带上变频器为所需的业务量信号或发射数据(所述数字预失真信号的窄带分量)提供发射路径，而所述宽带上变频器为表示数字预失真校正产物的宽带分量提供发射路径。
[0007]具体说，本发明的示例性实施方案针对一种具有降低的噪声的无线电发射器。所述无线电发射器包括功率放大器和数字预失真装置，所述数字预失真装置用来将数字预失真应用于发射信号，从而产生预失真信号。所述无线电发射器还包括:第一上变频器，其用来对所述预失真信号的窄带分量进行上变频；以及第二上变频器，其用来对所述预失真信号的宽带分量进行上变频。在一个实施方案中，所述预失真信号的窄带分量是发射信号。在一个实施方案中，所述预失真信号的宽带分量表示数字预失真校正产物。求和块可以将所述预失真信号的上变频后窄带分量与所述预失真信号的上变频后宽带分量相加并输出到所述功率放大器。
[0008]所述无线电发射器的数字预失真可以通过由数字预失真算法确定的系数来设置。所述系数可以由所述数字预失真算法来确定，以便最小化所需的发射信号与所述功率放大器的输出之间的差。所述无线电发射器还可以包括均衡装置，其用来校正所述窄带分量与所述宽带分量之间的相位差、群延迟以及振幅响应中的至少一个。
[0009]所述第一上变频器和第二上变频器都包括数模转换器(digital-to-analogconverter)和调制器。所述第一上变频器包括调制器来对所述窄带分量与变化信号进行调制，而所述第二上变频器包括调制器来对所述宽带分量与同一个变化信号进行调制。所述变化信号可以是(例如)正弦载波或方波载波。所述第一变频器和第二变频器还可以包括滤波器来过滤掉DAC图像。在一个实施方案中，所述第一上变频器中的滤波器的带宽可以比所述第二上变频器中的滤波器的带宽要窄。
[0010]所述的无线发射器还可以包括:放大器，其用来校正所述第一上变频器与第二上变频器之间的增益差；以及下变频器，其用来监测所述功率放大器的输出。所述均衡装置可以由所述下变频器来设置。
[0011]本发明的示例性方法还针对一种用于在无线电发射器中降低由失真引起的噪声的方法。所述方法包括以下步骤:通过将数字预失真系数应用于发射信号来产生预失真信号；以及将所述预失真信号分为窄带分量和宽带分量。可针对所述窄带分量与所述宽带分量之间的相位差、群延迟以及振幅响应中的至少一个进行校正。
[0012]所述方法进一步包括:通过由第一上变频器对所述预失真信号的窄带分量与变化信号进行调制而将所述窄带分量上变频到更高的频率；以及通过由第二上变频器对所述预失真信号的宽带分量与所述变化信号进行调制而将所述宽带分量上变频到更高的频率。在上变频后，将所述上变频后的窄带分量与所述上变频后的宽带分量相加并输出到所述功率放大器。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是根据本发明的实施方案的利用数字预失真的无线电发射器的图，所述无线电发射器在合成带宽内具有降低的噪声。
[0014]图2是根据本发明的实施方案的利用数字预失真的无线电发射器的一个实施方案的图，所述无线电发射器在合成带宽内具有降低的噪声。
【具体实施方式】
[0015]现在将针对本发明的具体优选实施方案来详细描述本发明，应理解，这些实施方案仅旨在作为说明性的实例并且本发明并不限于此。[0016]本发明提供利用数字预失真的无线电发射器。在一个实施方案中，所述无线电发射器包括高输出功率窄带上变频器和低输出功率宽带上变频器。在所述无线电发射器的一级中，通过设置数字系数而将数字预失真应用于发射数据，从而产生预失真信号。预失真信号可以被分为窄带分量和宽带分量，其中所述窄带分量可以对应于所需的业务量信号并且所述宽带分量可以对应于反映分离的数字预失真校正产物的数字预失真信号。所述窄带上变频器可以被用作用于所需的业务量信号或发射数据(所述数字预失真信号的窄带分量)的发射路径，而所述宽带上变频器可以被用作用于表示数字预失真校正产物的宽带分量的发射路径。因为业务量信号可以包括预失真信号的带宽的仅1/5，所以可以在转折频率的1/5处单独对所述业务量信号进行滤波。本发明提供的优点在于，通过减小发射信号路径的带宽，进一步减少了高频率数模转换图像，从而放宽射频滤波要求。
[0017]图1示出根据本发明的无线电发射器10的一级的一个实施方案。无线电发射器10可以包括功率放大器80。在一个实施方案中，功率放大器80可以将信号输出到无线电发射器10的另一级。在另一个实施方案中，功率放大器80可以输出用于无线电发射器10的信号。在一个实施方案中，功率放大器80可以是射频(“RF”)功率放大器。在此实施方案中，功率放大器80可以输出3kHz至300GHz之间的RF信号，其可以对应于用于无线电波的频率。
[0018]无线电发射器10可以包括一个或多个上变频器50、60。在一个实施方案中，无线电发射器10可以包括上变频器50，其可以对应于具有高输出功率的窄带上变频器。在一个实施方案中，窄带变频器50可以接收用于发射频带的业务量信号，所述业务量信号可以被变频到在RF范围内的更高频率。窄带变频器50可以包括数模转换器(“DAC”) 52。窄带变频器50还可以包括连接到DAC52的滤波器54。如图1中所示，滤波器54可以表示理想的滤波器，但滤波器54的实施不受限制。在一个实施方案中，滤波器54可以是(但不限于)低通滤波器、高通滤波器、带通滤 波器、全通滤波器、带阻滤波器、无源滤波器、有源滤波器、模拟滤波器、数字滤波器、离散时间滤波器、连续时间滤波器、线性滤波器、非线性滤波器、无限脉冲响应滤波器或有限脉冲响应滤波器。在一个实施方案中，滤波器54可以是低阶滤波器，如一阶滤波器或二阶滤波器。在其它实施方案中，滤波器54可以是高阶滤波器。
[0019]窄带上变频器50还可以包括调制器56。调制器56可以连接到滤波器54。在一个实施方案中，调制器56可以利用由信号产生器70供应的高频周期性载波波形使通过滤波器54的滤波后业务量信号发生变化。在一个实施方案中，与滤波后业务量信号进行调制的载波波形可以是正弦载波或方波载波。载波可以允许将滤波后业务量信号的频率成分设置成接近于正弦载波或方波载波的中心频率，所述中心频率可以在RF范围内。在一个实施方案中，可以设置正弦载波或方波载波的振幅、相位以及频率。在一个实施方案中，载波可以具有振幅A。对业务量信号与载波进行调制可以产生业务量信号的等于A^dB的增益增加，々^可以对应于载波的最高幅度的振幅。来自调制器56的所得的调制后信号可以是RF信号。
[0020]无线电发射器10还可以包括上变频器60，其可以对应于具有低输出功率的宽带上变频器。在一个实施方案中，宽带变频器60可以接收对应于数字预失真校正产物的数字预失真信号并将所述信号变频到在RF范围内的更高频率。宽带变频器60可以包括数模转换器(“DAC”)62。在一个实施方案中，宽带变频器60还可以包括连接到DAC62的滤波器64。这个滤波器的带宽可以高于滤波器54的带宽。宽带上变频器60中的滤波器64可以是(但不限于)低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、全通滤波器、带阻滤波器、无源滤波器、有源滤波器、模拟滤波器、数字滤波器、离散时间滤波器、连续时间滤波器、线性滤波器、非线性滤波器、无限脉冲响应滤波器或有限脉冲响应滤波器。在一个实施方案中，宽带上变频器60中的滤波器64可以是低阶滤波器，如一阶滤波器或二阶滤波器。在其它实施方案中，滤波器64可以是高阶滤波器。
[0021]宽带变频器60还可以包括调制器66。调制器66可以连接到滤波器64。在一个实施方案中，调制器66可以利用由信号产生器70供应给调制器56的类似的高频周期性载波波形使数字预失真信号发生变化。
[0022]在一个实施方案中，与数字预失真信号进行调制的载波波形和与业务量信号进行调制的载波波形是同一载波波形。在一个示例实施方案中，这个载波波形可以是正弦载波或方波载波。载波也可以允许将数字预失真信号的频率成分设置成接近于载波的中心频率，所述中心频率可以在RF范围内。这还可以允许将来自调制器66的调制后信号的频率成分设置为与从调制器56输出的调制后信号相同的频率。由于用于调制器56的载波和用于调制器66的载波可以是同一载波，所以所述载波可以具有相同的相位、频率以及振幅A。对数字预失真信号与载波进行调制可以产生数字预失真信号的等于AffidB的增益增加，
以对应于载波的最低幅度的振幅。所得的调制后信号可以是RF信号。
[0023]无线电发射器10还可以包括求和块75。在一个实施方案中，求和块75可以实施为模拟操作。在一个不例实施方案中，求和块75可以是输出端连接在一起的两个电流模式调制器。求和块75在其输入端处可以连接到窄带上变频器50和宽带上变频器60。求和块75的输出端可以连接到功率放大器80。在一个实施方案中，求和块75的一个输入端到可以连接到调制器56。求和块75的另一个输入端可以连接到调制器66。求和块75可以在一个输入端处接收来自窄带上变频器50的调制后信号并在第二输入端处接收来自宽带上变频器60的调制后信号。在一个实施方案中，这两个信号都可以是RF信号。求和块75可以将从窄带上变频器50输出的调制后信号与从宽带上变频器60输出的调制后信号相加并将结果输出到功率放大器80。在一个实施方案中，输出到功率放大器80的信号可以是RF信号。
[0024]在一个示例实施方案中，无线电发射器10还可以包括观察下变频器90，其连接到功率放大器的输出端。在一个实施方案中，观察下变频器90可以是任何类型的线性接收器。观察下变频器90可以察看功率放大器80的输出并且可以协助确定适当的预失真函数来消除功率放大器80的失真。下变频器90可以将所述RF信号变频为较低频率的数据信号，这个数据信号可以与发射数据的频率范围相一致。这个数据信号可以被发射到数字预失真算法块95。
[0025]无线电发射器10可以包括数字预失真(“Dro”)算法块95。Dro算法块95可以连接到观察下变频器90。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施Dro算法块30。DPD算法块95可以接收对应于功率放大器80的输出的下变频后数据信号。DH)算法块95可以通过对下变频后数据信号与所需的业务量信号进行比较来分析功率放大器80的输出中由于噪声而出现的失真。基于所述比较，DH)算法可以确定数字预失真系数，将针对将被应用于传入的发射数据的数字预失真来设置所述数字预失真系数。可以以最小化所需的业务量数据与功率放大器80的输出之间的差的方式来设置所述系数。这些数字预失真系数可以由块20处的Dro算法来设置，所述块20可以连接到Dro算法块95。
[0026]所述数字预失真系数可以由块95中的DH)算法来设置以便用于块20。可以在块20处将数字预失真应用于发射数据。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施数字预失真块20。块20中对数字预失真的应用产生了预失真发射信号，所述预失真发射信号可以在功率放大器80的输出端处产生低失真产物，其失真比在应用原始发射数据信号的情况下要低。所述预失真发射信号可以从块20输出到求和块25。
[0027]无线电发射器10还可以包括求和块25。在一个实施方案中，求和块25可以在逻辑上实施为加法器、减法器或加法减法器。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施求和块25。求和块25可以在一个输入端处连接到块20并且在另一个输入端处连接到传入的发射数据。在一个实施方案中，可以从无线电发射器10的另一级接收这个发射数据。求和块25的输出端可以连接到放大器30。在一个实施方案中，求和块25可以输出预失真发射信号与发射数据之间的差。在一个实施方案中，这个差可以表示在本文中称为数字预失真信号的剩余数字预失真校正产物，其可以是单独的并独立于发射数据。所述数字预失真信号可以输出到放大器30。
[0028]放大器30可以在无线电发射器10中位于求和块25与宽带上变频器60之间。放大器30可以在其输入端处连接到求和块25并在其输出端处连接到宽带上变频器60中的DAC62。放大器30可以从求和块25接收数字预失真信号并按指定的增益来放大数字预失真信号。在一个实施方案中，为放大器30所设置的增益可以是调制器56的增益与调制器66的增益之间的差。放大器30的存在可以允许通过窄带上变频器50的业务量信号的增益和通过宽带上变频器60的数字预失真信号的增益是相同的。在此实施方案中，由调制器56输出到求和块75的RF信号和由调制器66输出到求和块75的RF信号，以及输出到功率放大器80的所得总和可以具有相同的增益。
[0029]在一个实施方案中，其中As表示由产生器70产生的载波的最高幅度的振幅并且Affi表示所述载波的最低幅度的振幅，放大器30的增益可以设置为As-Affit5
[0030]无线电发射器10还可以包括均衡块40，其可以连接到窄带上变频器50。在一个实施方案中，均衡块40可以是业务量上变频器路径或预失真上变频器路径的一部分。在另一个实施方案中，均衡块40可以是业务量上变频器路径和预失真上变频器路径的一部分。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施均衡块40。在一个实施方案中，均衡块40的输出端可以连接到DAC52。均衡块40可以结合窄带上变频器50来实施，以便校正在通过穿过所述窄带上变频器的路径来发射的业务量信号与通过穿过所述宽带上变频器的路径来发射的数字预失真信号之间的任何相位误差。均衡块40的存在可以允许对相位差的校正，这样使得由调制器56产生的调制后信号和由调制器66产生的调制后信号在求和块75处相加时可以同相，从而产生输出到功率放大器80的单个同相RF信号。除了潜在的相位误差之外，均衡块40还可以校正业务量信号与数字预失真信号之间在群延迟或振幅响应上的任何潜在的不相等。在一个实施方案中，均衡块40可以由观察下变频器90来控制，所述观察下变频器可以基于功率放大器80的输出来设置均衡块40。
[0031]在一个替代实施方案中，均衡块40可以连接到宽带上变频器60。在此实施方案中，均衡块40的输出端可以连接到DAC62。在此实施方案中，均衡块40可以结合宽带上变频器60来实施，以便仍然校正在通过穿过所述窄带上变频器的路径来发射的业务量信号与通过穿过所述宽带上变频器的路径来发射的数字预失真信号之间的任何相位误差。连接到宽带上变频器60的均衡块40的存在仍然可以提供对相位差的校正，这样使得由调制器56产生的调制后信号和由调制器66产生的调制后信号在求和块75处相加时可以同相，从而产生输出到功率放大器80的单个同相RF信号。
[0032]在另一个替代实施方案中，均衡块40可以连接到窄带上变频器50和宽带上变频器60，以便校正在通过穿过所述窄带上变频器的路径来发射的业务量信号与通过穿过所述宽带上变频器的路径来发射的数字预失真信号之间的相位误差或在群延迟或振幅响应上的不相等。
[0033]在操作期间，可以(例如)从无线电发射器10的另一级接收发射数据。可以将数字发射数据应用于数字预失真块20和均衡块40。将发射数据应用于两个块可以反映通过两个不同路径进行的发射。数字预失真块20可以基于由DH)算法95设置的预失真系数将数字预失真应用于发射数据。数字预失真块20可以将预失真发射信号输出到求和块25。求和块25可以对预失真发射信号与发射数据进行比较并产生两个信号之间的差。这个差可以反映与发射数据隔离开的数字预失真信号。求和块25可以将数字预失真信号输出到放大器30。
[0034]放大器30可以按确定的增益来放大数字预失真信号。在一个实施方案中，放大器30可以提供对预失真信号的数字缩放。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施放大器30。在一个实施方案中，针对放大器30所设置的增益可以等于As-Affi，其中A=所产生的载波的振幅。放大后的数字预失真信号可以输出到低输出功率宽带上变频器60。DAC62可以将放大后的数字预失真信号转换为模拟信号，所述模拟信号可以被发射到滤波器64。滤波器64可以根据滤波器64的频率参数来对放大后的数字预失真信号进行滤波。滤波器64可以将滤波后的数字预失真信号输出到调制器66。调制器66可以对所得的模拟信号与载波进行调制。在一个实施方案中，调制器66可以应用确定的增益。在一个实施方案中，这个确定的增益可以是Affi。在此实施方案中，模拟预失真信号可以具有等于
增益，因此由调制器66输出的所得的调制后信号可以对应于总增益As。对应于RF信号的在3kHz至300GHz的频率范围内的调制后信号可以输出到求和块75。
[0035]在另一个发射路径中，可以将发射数据应用于均衡块40。基于功率放大器80的输出端处的所得失真，观察下变频器90可以设置均衡块40来校正发射数据与数字预失真信号之间的相位误差、振幅响应以及群延迟。均衡块40可以将所需的业务量信号输出到高输出功率窄带上变频器50。DAC52可以将业务量信号转换为模拟信号，所述模拟信号可以被发射到滤波器54。滤波器54可以根据滤波器54的频率参数来对模拟业务量信号进行滤波。滤波器54可以将滤波后的业务量信号输出到调制器56。因为业务量信号可以包括预失真信号的带宽的仅1/5，所以可以在转折频率的1/5处单独对所述业务量信号进行滤波。
[0036]调制器56可以将所得的滤波后业务量信号与由信号产生器70产生的正弦载波或方波载波进行调制。在一个实施方案中，随调制器66变化的相同正弦载波或方波载波可以用于调制器56。在一个实施方案中，调制器56可以应用确定的增益。在一个实施方案中，这个确定的增益可以是As，因此由调制器56输出的所得的调制后信号也可以对应于总增益As。调制器56可以将调制后信号输出到求和块75。[0037]求和块75可以接收调制后业务量信号和调制后数字预失真信号并将这两个调制后信号相加，将结果输出到功率放大器80。功率放大器80的输出端处的失真可以由观察下变频器90来监测，所述观察下变频器可以将功率放大器的输出下变频到较低的频率。DH)算法95可以对功率放大器80的输出(并且因此对观察下变频器90的输出)与发射数据进行比较。DH)算法95可以在数字预失真块20处设置系数来最小化功率放大器80的输出与发射数据之间的差。还可以基于功率放大器80的输出来设置均衡块40。
[0038]图2示出根据本发明的无线电发射器10的一级的一个替代实施方案。无线电发射器10可以包括功率放大器80。在一个实施方案中，功率放大器80可以将信号输出到无线电发射器10的另一级。在另一个实施方案中，功率放大器80可以输出用于无线电发射器10的信号。在一个实施方案中，功率放大器80可以是RF功率放大器。在此实施方案中，功率放大器80可以输出3kHz至300GHz之间的RF信号，其可以对应于用于无线电波的频率。
[0039]图2中的无线发射器10可以包括一个或上变频器50、60。在一个实施方案中，无线电发射器10可以包括上变频器50，其可以对应于具有高输出功率的窄带上变频器。在一个实施方案中，窄带变频器50可以接收用于发射频带的业务量信号，所述业务量信号可以被变频到在RF范围内的更高频率。窄带变频器50可以包括DAC52。窄带变频器50还可以包括连接到DAC52的滤波器54。如图2中所示，滤波器54可以表示理想的滤波器，但滤波器54的实施不受限制。在一个实施方案中，滤波器54可以是(但不限于)低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、全通滤波器、带阻滤波器、无源滤波器、有源滤波器、模拟滤波器、数字滤波器、离散时间滤波器、连续时间滤波器、线性滤波器、非线性滤波器、无限脉冲响应滤波器或有限脉冲响应滤波器。在一个实施方案中，滤波器54可以是低阶滤波器，如一阶滤波器或二阶滤波器。在其它实施方案中，滤波器54可以是高阶滤波器。在一个实施方案中，滤波器54可以应用业务量信号的等于A高dB的增益增加，々^可以对应于由信号产生器70广生的载波的最闻幅度的振幅。
[0040]无线电发射器10还可以包括上变频器60，其可以对应于具有低输出功率的宽带上变频器。在一个实施方案中，宽带变频器60可以接收对应于数字预失真校正产物的数字预失真信号并将所述信号变频到在RF范围内的更高频率。宽带变频器60可以包括DAC62。在一个实施方案中，宽带变频器60还可以包括连接到DAC62的滤波器64。这个滤波器的带宽可以高于滤波器54的带宽。宽带上变频器60中的滤波器64可以是(但不限于)低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、全通滤波器、带阻滤波器、无源滤波器、有源滤波器、模拟滤波器、数字滤波器、离散时间滤波器、连续时间滤波器、线性滤波器、非线性滤波器、无限脉冲响应滤波器或有限脉冲响应滤波器。在一个实施方案中，宽带上变频器60中的滤波器64可以是低阶滤波器，如一阶滤波器或二阶滤波器。在其它实施方案中，滤波器64可以是高阶滤波器。在一个实施方案中，滤波器64可以应用数字预失真信号的等于AffidB的增益增加，Affi可以对应于由信号产生器70所产生的载波的最低幅度的振幅。
[0041]无线电发射器10还可以包括求和块75。在一个实施方案中，求和块75可以实施为模拟操作。在一个不例实施方案中，求和块75可以是输出端连接在一起的两个电流模式调制器。求和块75在其输入端处可以连接到窄带上变频器50和宽带上变频器60。求和块75的输出端可以连接到调制器85。在一个实施方案中，求和块75的一个输入端到可以连接到滤波器54。求和块75的另一个输入端可以连接到滤波器65。求和块75可以在一个输入端处接收来自窄带上变频器50的滤波后业务量信号并在第二输入端处接收来自宽带上变频器60的滤波后数字预失真信号。求和块75可以将来自窄带上变频器50的滤波后业务量信号与来自宽带上变频器60的滤波后数字预失真信号相加并将结果输出到调制器85。在一个实施方案中，输出到功率放大器80的信号可以是RF信号。
[0042]在图2中的示例实施方案中，无线发射器10可以包括单个调制器85。调制器85可以连接到求和块75。在一个实施方案中，调制器85可以利用由信号产生器70供应的周期性载波波形使滤波后业务量信号与滤波后数字预失真信号的总和发生变化。信号产生器70可以使周期性载波波形的频率发生变化。在一个实施方案中，与求和后的滤波信号进行调制的载波波形可以是正弦载波或方波载波。载波可以允许将由求和块75输出的求和后的滤波信号的频率成分设置成接近于正弦载波或方波载波的中心频率，所述中心频率可以在RF范围内。在一个实施方案中，可以设置正弦载波或方波载波的振幅、相位以及频率。在一个实施方案中，载波可以具有振幅A。所得的调制后信号可以是RF信号，其可以输出到功率放大器80。
[0043]在一个示例实施方案中，图2中的无线电发射器10还可以包括观察下变频器90，其连接到功率放大器80的输出端。在一个实施方案中，观察下变频器90可以是任何类型的线性接收器。观察下变频器90可以察看功率放大器80的输出并且可以协助确定适当的预失真函数来消除功率放大器80的失真。下变频器90可以将所述RF信号变频为较低频率的数据信号，这个数据信号可以与发射数据的频率范围相一致。这个数据信号可以被发射到数字预失真算法块95。
[0044]图2的示例实施方案中的无线电发射器10可以包括DH)算法块95。DTO算法块95可以连接到观察下变频器90。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施DH)算法块
30。Dro算法块95可以接收对应于功率放大器80的输出的下变频后数据信号。Dro算法块95可以通过对下变频后数据信号与所需的业务量信号进行比较来分析功率放大器80的输出中由于噪声而出现的失真。基于所述比较，DH)算法可以确定数字预失真系数，将针对将被应用于传入的发射数据的数字预失真来设置所述数字预失真系数。可以以最小化在所需的业务量数据与功率放大器80的输出之间的差的方式来设置所述系数。这些数字预失真系数可以由块20处的Dro算法来设置，所述块20可以连接到Dro算法块95。
[0045]所述数字预失真系数可以由块95中的DH)算法来设置以便用于块20。可以在块20处将数字预失真应用于发射数据。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施数字预失真块20。块20中对数字预失真的应用产生了预失真发射信号，所述预失真发射信号可以在功率放大器80输出端处产生低失真产物，其失真比在应用原始发射数据信号的情况下要低。所述预失真发射信号可以从块20输出到求和块25。
[0046]图2的不例实施方案中的无线电发射器10还可以包括求和块25。在一个实施方案中，求和块25可以在逻辑上实施为加法器、减法器或加法减法器。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施求和块25。求和块25可以在一个输入端处连接到块20并且在另一个输入端处连接到传入的发射数据。在一个实施方案中，可以从无线电发射器10的另一级接收这个发射数据。求和块25的输出端可以连接到放大器30。在一个实施方案中，求和块25可以输出预失真发射信号与发射数据之间的差。在一个实施方案中，这个差可以表示在本文中称为数字预失真信号的剩余数字预失真校正产物，其可以是单独的并独立于发射数据。所述数字预失真信号可以输出到放大器30。[0047]放大器30可以在无线电发射器10中位于求和块25与宽带上变频器60之间。放大器30可以在其输入端连接到求和块25并在其输出端处连接到宽带上变频器60中的DAC62。放大器30可以从求和块25接收数字预失真信号并按指定的增益来放大所述数字预失真信号。在一个实施方案中，为放大器30所设置的增益可以是滤波器54的增益与滤波器64的增益之间的差。放大器30的存在可以允许通过窄带上变频器50的业务量信号的增益和通过宽带上变频器60的数字预失真信号的增益在这两个信号到达求和块75时是相同的。
[0048]在一个实施方案中，其中As表不由载波产生器70产生的载波的最高幅度的振幅并且Affi表示所述载波的最低幅度的振幅，放大器30的增益可以设置为As-Affi。这允许由求和块75输出的求和后的滤波信号具有等于々^的增益。
[0049]图2的示例实施方案中的无线电发射器10还可以包括均衡块40，其可以连接到窄带上变频器50。在一个实施方案中，均衡块40可以是业务量上变频器路径或预失真上变频器路径的一部分。在另一个实施方案中，均衡块40可以是业务量上变频器路径和预失真上变频器路径的一部分。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施均衡块40。在一个实施方案中，均衡块40的输出端可以连接到DAC52。均衡块40可以结合窄带上变频器50来实施，以便校正在通过穿过窄带上变频器的路径来发射的业务量信号与通过穿过宽带上变频器的路径来发射的数字预失真信号之间的任何相位误差。均衡块40的存在可以允许对相位差的校正，这样使得由滤波器54输出的滤波后信号和由滤波器64输出的滤波后信号在求和块75处相加时可以同相，从而产生输出到调制器85的单个同相信号。除了潜在的相位误差之外，均衡块40还可以校正业务量信号与数字预失真信号之间在群延迟或振幅响应上的任何潜在的不相等。在一个实施方案中，均衡块40可以由观察下变频器90来控制，所述观察下变频器可以基于功率放大器80的输出来设置均衡块40。
[0050]在一个替代实施方案中，均衡块40可以连接到宽带上变频器60。在此实施方案中，均衡块40的输出端可以连接到DAC62。在此实施方案中，均衡块40可以结合宽带上变频器60来实施，以便仍然校正在通过穿过所述窄带上变频器的路径来发射的业务量信号与通过穿过所述宽带上变频器的路径来发射的数字预失真信号之间的任何相位误差。连接到宽带上变频器60的均衡块40的存在仍然可以提供对相位差的校正，这样使得由滤波器54输出的滤波后信号和由滤波器64输出的滤波后信号在求和块75处相加时可以同相,从而产生输出到调制器85的单个同相信号。
[0051]在另一个替代实施方案中，均衡块40可以连接到窄带上变频器50和宽带上变频器60，以便校正在通过穿过所述窄带上变频器的路径来发射的业务量信号与通过穿过所述宽带上变频器的路径来发射的数字预失真信号之间的相位误差或在群延迟或振幅响应上的不相等。
[0052]在操作期间，可以(例如)从无线电发射器10的另一级接收发射数据。可以将数字发射数据应用于数字预失真块20和均衡块40。将发射数据应用于两个块可以反映通过两个不同路径进行的发射。数字预失真块20可以基于由DH)算法95设置的预失真系数将数字预失真应用于发射数据。数字预失真块20可以将预失真发射信号输出到求和块25。求和块25可以对预失真发射信号与发射数据进行比较并产生两个信号之间的差。这个差可以反映与发射数据隔离开的数字预失真信号。求和块25可以将数字预失真信号输出到放大器30。
[0053]放大器30可以按确定的增益来放大数字预失真信号。在一个实施方案中,放大器30可以提供对预失真信号的数字缩放。在一个实施方案中，可以使用数字逻辑来实施放大器30。在一个实施方案中，为放大器30所设置的增益可以等于As-Affi，其中A=所产生的载波的振幅。放大后的数字预失真信号可以输出到低输出功率宽带上变频器60。DAC62可以将放大后的数字预失真信号转换为模拟信号，所述模拟信号可以被发射到滤波器64。滤波器64可以根据滤波器64的频率参数来对放大后的数字预失真信号进行滤波。在一个实施方案中，滤波器64可以应用确定的增益。滤波器64可以将滤波后数字预失真信号输出到求和块75。
[0054]在另一个发射路径中，可以将发射数据应用于均衡块40。基于功率放大器80的输出端处的所得失真，观察下变频器90可以设置均衡块40来校正发射数据与数字预失真信号之间的相位误差、振幅响应以及群延迟。均衡块40可以将所需的业务量信号输出到高输出功率窄带上变频器50。DAC52可以将业务量信号转换为模拟信号，所述模拟信号可以被发射到滤波器54。滤波器54可以根据滤波器54的频率参数来对模拟业务量信号进行滤波。在一个实施方案中，滤波器54可以应用确定的增益。滤波器54可以将滤波后业务量信号输出到求和块75。
[0055]求和块75可以接收滤波后业务量信号和滤波后数字预失真信号并将这两个滤波后信号相加，将结果输出到调制器85。调制器85可以对求和后的滤波信号与由信号产生器70产生的正弦载波或方波载波进行调制。在一个实施方案中，由调制器85输出的所得的调制后信号可以对应于总增益As。对应于RF信号的在3kHz至300GHz的频率范围内的调制后信号可以输出到功率放大器80。
[0056]功率放大器80的输出端处的失真可以由观察下变频器90来监测，所述观察下变频器可以将功率放大器的输出下变频到较低的频率。DH)算法95可以对功率放大器80的输出(并且因此对观察下变频器90的输出)与发射数据进行比较。Dro算法95可以在数字预失真块20处设置系数来最小化功率放大器80的输出与发射数据之间的差。还可以基于功率放大器80的输出来设置均衡块40。
[0057]本文具体示出和/或描述了本发明的一些实施方案。然而，将理解，本发明的改进和变化由上述教义所涵盖并且在所附权利要求书的权限之内，而不背离本发明的精神和预期范围。
【权利要求】
1.一种具有降低的噪声的无线电发射器，其包括: 功率放大器； 数字预失真装置，其用来将数字预失真应用于发射信号，所述数字预失真装置产生预失真信号； 第一上变频器，其用来对所述预失真信号的窄带分量进行上变频；以及 第二上变频器，其用来对所述预失真信号的宽带分量进行上变频； 其中所述第一上变频器和第二上变频器的输出被相加，总和被发射到所述功率放大器。
2.根据权利要求1 所述的无线电发射器，其中所述数字预失真是通过由数字预失真算法所确定的系数来设置。
3.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述预失真信号的所述窄带分量是发射信号。
4.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述预失真信号的所述宽带分量包括数字预失真校正产物。
5.根据权利要求1所述的无线电发射器，其进一步包括: 均衡装置，其用来校正所述窄带分量与所述宽带分量之间的相位差、群延迟以及振幅响应中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述第一上变频器包括数模转换器。
7.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述第一上变频器包括滤波器。
8.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述第一上变频器包括调制器来对所述窄带分量与变化信号进行调制。
9.根据权利要求1所述的无线电发射器，其进一步包括: 放大器，其用来校正所述第一上变频器与所述第二上变频器之间的增益差。
10.根据权利要求1所述的无线电发射器，其进一步包括: 下变频器，其用来监测所述功率放大器的输出。
11.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述第二上变频器包括数模转换器。
12.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述第二上变频器包括滤波器。
13.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述第二上变频器包括调制器来对所述宽带分量与变化信号进行调制。
14.根据权利要求1所述的无线电发射器，其中所述总和在被发射到所述功率放大器之前由调制器进行调制。
15.根据权利要求2所述的无线电发射器，其中所述系数是由所述数字预失真算法所确定来最小化所述发射信号与所述功率放大器的输出之间的差。
16.根据权利要求5所述的无线电发射器，其中所述均衡装置是由下变频器来设置，所述下变频器监测所述功率放大器的输出。
17.根据权利要求8所述的无线电发射器，其中所述变化信号是正弦载波或方波载波。
18.根据权利要求13所述的无线电发射器，其中所述变化信号是正弦载波或方波载波。
19.一种用于在无线电发射器中降低由失真引起的噪声的方法，所述方法包括:通过将数字预失真系数应用于发射信号来产生预失真信号； 将所述预失真信号分为窄带分量和宽带分量； 校正所述窄带分量与所述宽带分量之间的相位差、群延迟以及振幅响应中的至少一个； 通过由第一上变频器对所述预失真信号的所述窄带分量与变化信号进行调制而将所述窄带分量上变频到更高的频率； 通过由第二上变频器对所述预失真信号的所述宽带分量与变化信号进行调制而将所述宽带分量上变频到更高的频率； 将上变频后的窄带分量和上变频后的宽带分量相加；以及 将总和输出到功率放大器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述数字预失真系数是由数字预失真算法来确定。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述预失真信号的所述窄带分量是发射信号。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述预失真信号的所述宽带分量包括数字预失真校正产物。
23.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一上变频器包括滤波器。
24.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括: 放大所述预失真信号的所述窄带分量来校正所述第一上变频器与所述第二上变频器之间的增益差。`
25.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括: 利用下变频器监测所述功率放大器的输出。
26.根据权利要求19所述的方法，其中所述变化信号是正弦载波或方波载波。
27.根据权利要求20所述的方法，其中所述数字预失真系数是由所述数字预失真算法所确定来最小化所述发射信号与所述功率放大器的输出之间的差。
28.根据权利要求19所述的方法，其中所述第二上变频器包括滤波器。
29.一种用于在无线电发射器中降低由失真引起的噪声的方法，所述方法包括: 通过将数字预失真系数应用于发射信号的来产生预失真信号； 将所述预失真信号分为窄带分量和宽带分量； 校正所述窄带分量与所述宽带分量之间的相位差、群延迟以及振幅响应中的至少一个； 利用第一上变频器中的第一滤波器来对所述预失真信号的所述窄带分量进行滤波； 利用第二上变频器中的第二滤波器来对所述预失真信号的所述宽带分量进行滤波； 将滤波后的窄带分量和滤波后的宽带分量相加； 由调制器对总和与变化信号进行调制；以及 将调制后的总和输出到功率放大器。
【文档编号】H04L25/49GK103685108SQ201310398749
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】D·J·迈克劳瑞恩 申请人:美国亚德诺半导体公司