子采样线性化系统的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月9日提交的美国临时申请no.62/517,434的权益，其内容通过引用而并入于此。
背景技术：
本发明涉及基于子采样输出的系统的线性化，更特别地涉及使用数字预失真器的射频发送器的线性化，其中该数字预失真器基于对发送器的输出的子采样感测。
数字预失真的一种方法是使用数字预失真器(dpd)，其中该数字预失真器的参数(或系数)由对输出的感测以及表征期望输出的已知输入来确定。非线性特性通常导致系统的输出具有比输入信号的带宽更大的带宽。另外，用于感测(观察)输出信号的观察接收器通常具有与输入信号带宽的大小相当的带宽。因此，观察接收器的带宽通常小于输出信号的带宽。因此，在用于感测输出的反馈/观察接收器具有不捕捉期望发送带宽之外的非线性效应的带宽(或者具有甚至不如输入信号的带宽大的带宽)的情况下，确定dpd的参数将变得困难。
技术实现要素：
在一般方面，线性化系统具有接收传感器(例如，反馈/观察接收器)，所述接收传感器的带宽比发送链的发送带宽小。该系统以如下配置进行校准，在所述配置中针对整个发送链发送带宽、在不同操作点处确定多个数字预失真器系数(或参数)。校准配置将数字预失真器系数(或参数)存储在数据库中。在运行时阶段，使用发送链输出信号的具有小得多的接收传感器带宽的感测版本来推断发送链的操作点，其中该操作点继而被用于根据数据库中所存储的、与所推断的操作点相关联的数字预失真器配置来配置数字预失真器。
某些方面引入了正则化系数以提高鲁棒性、通过逐步扫掠(sweeping)接收器lo频率来扫描整个发送带宽、使用该信息来获得与继而被用于构建用以设计dpd的“完整”信息的通道有关的信息、以及通过改变操作条件来构建dpd设计的数据库。在运行时，与运行完整的设计相反，使用部分/不完全的信息来对数据库进行导航。
因此，在一些变型中，提供了用于数字预失真的方法，该方法包括：将至少一个输入信号施加到包括发送链的功率放大系统以产生至少一个输出信号，该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器；以及使用连接至功率放大系统的发送链的输出的观察接收器来测量至少一个输出信号中的至少一个观察信号，观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽。方法还包括至少部分地基于所述至少一个输出信号的测量到的多个频段来确定用于控制应用于被输入至发送链的信号的数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集，其中一个或多个数字预失真系数集各自与功率放大系统的一个或多个操作条件集中的相应操作条件集相关联。
该方法的实施例可以包括本发明中描述的特征中的至少一些，包括以下特征中的一个或多个。
确定用于控制数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集可以包括：将所确定的一个或多个数字预失真系数集布置成数据结构中的m个记录，这m个记录各自包括k个数字预失真系数，其中m代表一个或多个操作条件集的数量。
数据结构可被配置为受访问以计算应用于被提供至发送链的后续输入信号的数字预失真系数，所述数字预失真系数被计算为一个或多个数字预失真系数集中的至少一些数字预失真系数集的加权组合，所述至少一些数字预失真系数集是基于所述发送链响应于后续输入信号的所感测到的后续输出中的至少一个后续输出而导出的。
布置所确定的一个或多个数字预失真系数集可以包括将一个或多个数字预失真系数集布置在k×m矩阵l中。
方法还可以包括由矩阵l导出具有减小的列数m’的减小大小的矩阵l’，其中m’<m。
导出减小大小的矩阵l’可以包括对矩阵l应用奇异值分解处理以导出减小大小的矩阵l’。
测量多个频段可以包括以覆盖发送链带宽的基本上相等的频率步长来获得至少一个输出信号的信号测量值。
以基本上相等的频率步长来获得至少一个输出信号的信号测量值可以包括以基本上相等的频率步长来获得所述至少一个输出信号的n个信号测量值，其中n是根据下式计算出的：
其中bwtx是发送链带宽，以及bwrx是观察接收器的接收带宽。
获得n个信号测量值可以包括：对由观察接收器的本地振荡器生成的接收器本地振荡频率lorx进行n次调整；以及在接收器振荡频率的n次调整中的每次调整时，对所述至少一个输出信号的多个频段中的相应的一个频段进行测量。
对接收器振荡频率进行n次调整可以包括根据下式来调整接收器振荡频率：
其中lotx是发送链本地振荡器的发送振荡频率。
功率放大系统的一个或多个操作条件集可以包括例如以下各项中的一项或多项：功率放大系统的温度、功率放大系统的输出功率、功率放大系统的负载条件、功率放大系统的电源电压、和/或功率放大系统的装置类型。
确定一个或多个数字预失真系数集可以包括：通过应用最小化过程以导出使应用于至少一个输入信号中的特定输入信号以及至少一个输出信号中的所得特定输出信号的测量到的多个频段的函数最小化的预测器系数集，来从一个或多个数字预失真系数集中确定数字预失真系数的特定集。
通过应用最小化过程来从一个或多个数字预失真系数中确定数字预失真系数的特定集可以包括应用正则化的最小化过程以根据下式计算数字预失真系数的特定集：x0r＝argmin(||ax-b||+ρ||x||)，其中ρ是正则化系数，以及x0r是进行了正则化的最优系数的向量。这里，a是基函数的矩阵，x是未知的系数向量，以及b是具有观察数据的向量。
在一些变型中，提供了用于数字预失真的方法，该方法包括：通过包括发送链的功率放大系统的观察接收器来测量由被提供至发送链的输入信号得到的观察输出信号，其中该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器，所述观察接收器具有比发送链的发送通道带宽小的接收带宽，所述观察输出信号与观察输出信号带宽相关联。方法还包括：基于观察输出信号来确定要应用于被提供至发送链的输入信号的数字预失真系数，作为根据先前应用的校准过程所计算出的数字预失真系数的预定集中的至少一些预定集的加权组合，其中所述先前应用的校准过程与校准频率带宽相关联，所述校准频率带宽用于对由在针对功率放大系统的相应的先前操作条件集期间应用相应的先前输入信号而得到的发送链的先前输出信号进行测量，其中所述校准频率带宽比观察输出信号带宽大。
该方法的实施例可以包括本发明中所描述的特征中的至少一些，包括以上关于第一方法所描述的特征中的至少一些以及以下特征中的一个或多个。
基于观察输出信号来确定数字预失真系数作为数字预失真系数的预定集中的至少一些预定集的加权组合可以包括基于应用于观察输出信号和输入信号的最小化过程来导出应用于数字预失真系数的至少一些预定集的权重系数。
数字预失真系数的预定集可被布置成数据结构中的m个记录，这m个记录各自包括k个数字预失真系数，其中m是针对功率放大系统的先前操作条件集的数量。
数据结构可以代表k×m矩阵l。
先前应用的校准过程可以包括：针对与先前操作条件集中的特定先前操作条件集相关联的各数字预失真系数集，以基本上相等的频率步长获得对由至少一个先前输入信号得到的发送链的至少一个先前输出信号的n个信号测量值，使得校准频率带宽与发送链带宽近似相等，其中n是根据下式计算出的：
其中bwtx是发送链带宽，以及bwrx是观察接收器的接收带宽。
获得所述至少一个先前输出信号的n个信号测量值包括：对由观察接收器的本地振荡器生成的接收器振荡频率lorx进行n次调整；以及在接收器振荡频率的n次调整中的每次调整时，对至少一个先前输出信号的多个频段中的相应频段进行测量。
对接收器振荡频率进行n次调整可以包括根据下式来调整接收器振荡频率：
其中lotx是发送链本地振荡器的发送振荡频率。
在一些变型中，提供了用于数字预失真的校准系统。该校准系统包括信号测量电路，其中该信号测量电路被配置为：将至少一个输入信号施加到包括发送链的功率放大电路以产生至少一个输出信号，所述发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器；以及使用连接至功率放大系统的发送链的输出的观察接收器来测量至少一个输出信号中的至少一个观察信号。观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽，其中被配置为测量至少一个观察信号的信号测量电路被配置为对至少一个输出信号的多个频段进行测量。校准系统还包括处理器，其中该处理器被配置为至少部分地基于所述至少一个输出信号的测量到的多个频段来确定用于控制应用于被输入至发送链的信号的数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集。一个或多个数字预失真系数集各自与功率放大系统的一个或多个操作条件集中的相应操作条件集相关联。
在一些变型中，数字预失真器包括：包括发送链的功率放大系统的观察接收器，该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器，该观察接收器被配置为对由被提供至发送链的输入信号得到的观察输出信号进行测量，观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽，其中观察输出信号与观察输出信号带宽相关联。数字预失真器还包括被配置为确定数字预失真系数的自适应模块。这些数字预失真系数是根据先前应用的校准过程所计算出的数字预失真系数的预定集中的至少一些预定集的加权组合，其中所述先前应用的校准过程与校准频率带宽相关联，所述校准频率带宽用于对由在针对功率放大系统的相应的先前操作条件集期间应用相应的先前输入信号而得到的发送链的先前输出信号进行测量，该校准频率带宽比观察输出信号带宽大。
在一些变型中，提供了被配置为进行以上提供的方法步骤中的一个或多个的系统。
在一些变型中，提供了编码在非暂时性机器可读介质上的设计结构，其中该设计结构包括元件，这些元件在计算机辅助设计系统中处理时生成上述的系统或数字预失真器模块中的一个或多个的机器可执行表示。
在一些变型中，提供了集成电路定义数据集，其中该数据集在集成电路制造系统中处理时将集成电路制造系统配置为制造上述的数字预失真器或上述的系统模块中的一个或多个。
在一些变型中，提供了编程有可在处理器上执行的计算机指令集的非暂时性计算机可读介质，其中计算机指令在执行时引起包括上述的各方法步骤的操作。
系统、设计结构、集成电路定义数据集以及计算机可读介质的实施例可以包括本发明中描述的特征中的至少一些，包括以上关于方法和系统描述的特征中的至少一些。
根据下面的描述和权利要求，本发明的其它特征和优点变得明显。
附图说明
现在将参考以下附图详细描述这些和其它方面。
图1是线性化系统的校准配置的示意图。
图2是可以用于进行校准或运行时处理的数字预失真系统的示意图。
图3是线性化系统的运行时配置的示意图。
图4是用于数字预失真的示例校准过程的流程图。
图5是示出通过调整观察接收器本地振荡器(lorx)来扫描发送器链带宽的图。
图6是用于数字预失真的示例运行时过程的流程图。
图7是用于数字预失真的示例过程的流程图，其包括校准和运行时处理。
图8是用以实现数字预失真的示例装置的示意图。
在各个附图中，相似的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
这里公开了基于不完全或部分信息实现的用于数字预失真(dpd)的系统、方法、装置、设备、介质、设计结构、集成电路定义数据集以及其它实现。例如，在(例如，用于测量装置的发送器链所产生的输出的样本的观察接收器的)接收器带宽小于发送器链的带宽(在一些情况下，接收器带宽显著小于发送器的带宽，使得bwrx<<bwtx)的情况下，可以进行这里描述的实现中的dpd的实现。在一些实施例中，所实现的硬件可以具有改变接收器的本地振荡器频率以扫描发送链的带宽的能力。这里描述的实现和解决方案可以包括通过逐步扫掠接收器的本地振荡器频率来扫描整个发送带宽、以及使用测量值(代表与通道关于的特性和信息或与其相关)来计算dpd系数。通过改变操作条件并对输出信号进行频率扫掠测量，构建了(与相应操作条件相对应的)dpd系数的数据库。在一些实施例中，dpd系数的计算可以通过引入正则化系数来实现，以(例如，在进行优化过程、诸如基于最小二乘处理的优化过程时)提高鲁棒性。随后，在运行时，可以使用(例如，通过以固定lo频率或多于一个lo频率进行测量而获得的)通道的部分/不完全信息来对dpd系数的数据库进行导航(例如，通过进行用于导出应用于先前计算出的dpd系数集的权重参数的最小化过程，从而导出作为先前计算出的dpd系数集的线性组合的dpd系数集)。
因此，一些实现包括用于数字预失真的方法(即校准方法，其可以在系统的常规运行时操作之前的某一较早时间在目标装置或远程装置处实现)，该方法包括将至少一个输入信号施加到包括发送链的功率放大系统以产生至少一个输出信号，该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器。方法还包括使用连接至功率放大系统的发送链的输出的观察接收器来测量至少一个输出信号中的至少一个观察信号，其中观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽，其中测量至少一个观察信号包括对至少一个输出信号的多个频段进行测量。方法另外包括至少部分地基于至少一个输出信号的测量到的多个频段来确定用于控制应用于被输入至发送链的信号的数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集，其中一个或多个数字预失真系数集各自与功率放大系统的一个或多个操作条件集中的相应的操作条件集相关联。功率放大系统的这样的一个或多个操作条件集的示例可以包括以下各项中的一项或多项：功率放大系统的温度、功率放大系统的输出功率、功率放大系统的负载条件、功率放大系统的电源电压和/或功率放大系统的装置类型。在一些实施例中，对多个频段进行测量可以包括以覆盖发送链带宽的基本上相等的频率步长获得至少一个输出信号的信号测量值。这种频率扫掠/扫描可以通过调整观察接收器的本地振荡器的振荡频率(以允许观察接收器覆盖发送链的更宽带宽)来进行。
这里描述的其它实现包括用于数字预失真的、一般在运行时(在诸如像接入点或基站等的网络节点的装置处、或者在诸如智能手机等的个人移动装置处)进行的另一方法，该方法包括：通过包括发送链的功率放大系统的观察接收器来测量由被提供至发送链的输入信号得到的观察输出信号，其中该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器，观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽，并且观察输出信号与观察输出信号带宽相关联。该方法还包括基于观察输出信号来确定要应用于被提供至发送链的输入信号的数字预失真系数，作为根据先前应用的校准过程所计算出的数字预失真系数的预定集中的至少一些(在某些情况下是全部)预定集的加权组合(例如加权线性组合或加权非线性组合)，其中所述先前应用的校准过程与校准频率带宽相关联，其中所述校准频率带宽用于对由在针对功率放大系统的相应的先前操作条件集期间应用相应的先前输入信号而得到的发送链的先前输出信号进行测量，校准频率带宽比观察输出信号带宽大。在一些实施例中，基于观察输出信号来确定数字预失真系数作为数字预失真系数的预定集中的至少一些预定集的加权组合可以包括基于应用于观察输出信号和输入信号的最小化过程来导出应用于数字预失真系数的预定集的权重系数。在一些示例中，先前应用的校准过程可以包括：针对与先前的操作条件集中的特定操作条件集关联的各数字预失真系数集，以基本上相等的频率步长获得对由至少一个先前输入信号得到的发送链的至少一个先前输出信号的n个信号测量值，使得校准后的频率带宽与发送链带宽近似相等，其中n是根据
这里还公开了用于数字预失真的校准系统。校准系统包括用以将输入信号施加到功率放大电路(包括至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器的发送链)、并使用连接至功率放大系统的发送链的输出的观察接收器来测量至少一个输出信号的观察信号的电路。观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽。测量电路被配置为测量观察信号的多个频段。校准系统还包括被配置为确定用于控制数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集的处理器。一个或多个数字预失真系数集各自与功率放大系统的一个或多个操作条件集中的相应个操作条件集相关联。
在另一示例实现中，提供了数字预失真器，其包括功率放大系统的观察接收器(该功率放大系统包括至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器的发送链)。观察接收器被配置为测量由被提供至发送链的输入信号得到的观察输出信号，观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽。观察输出信号与观察输出信号带宽相关联。dpd还包括被配置为确定dpd系数的自适应模块。这些dpd系数是根据相关的先前应用的校准过程计算出的dpd系数的预定集中的至少一些预定集的加权组合，其中该先前应用的校准过程使用了比观察输出信号带宽更大的校准频率带宽。
因此，参考图1，示出线性化系统100的校准配置的图，该线性化系统100包括用于接收输入信号x的输入102以及用于向天线105提供输出信号z的输出104。系统100包括发送链106、接收器115、dpd系数设计模块110、以及dpd系数设计的数据库113。一般地，发送链106包括功率放大器和可能的其它非线性组件，因此具有非线性输入/输出功率特性。在使用校准配置的校准期内，使用例如具有不同的操作温度、输出功率、编码方法、负载条件等的多个不同操作点来确定这些操作点的相应数字预失真(dpd)参数或系数a。例如，操作点可以是预期操作发送链的极端“拐角(corner)”条件。
当输入信号x被提供至发送链106时，发送链106产生输出信号z，作为输入信号x的放大版本。一般地，输出信号z包括由于发送链106的非线性输入/输出功率特性引起的非线性失真。
dpd系数设计模块110处理输入信号x和输出信号b∝z的感测版本以确定k个系数a的集合，这k个系数a的集合由数字预失真器(dpd)使用以对输入信号x进行“预失真”，从而生成输入信号的包括“逆非线性失真”(即，由发送链106引入的非线性失真的逆)的版本，使得由发送链106引入的非线性失真基本上被逆非线性失真抵消。
确定系数集的一种方法是根据一批输入x来确定用于预测(具有时间样本形成向量的)相应的一批输出b的预测器(p)的系数。也就是说，预测器对正被线性化的非线性系统进行近似。在这类实施例中，预测器利用输入的非线性函数fi()(这里称为基函数)的集合。特别地，k个这类基函数是根据x计算出的，并且被布置为矩阵a的列。在一些实现中，预失真器的系数是基函数的比例因子，使得：
因此，系数可被选择为在可能的α值上使
最小化。找到最佳系数的一种方式是
α＝a+b
其中
a+＝(aha)-1ahb。
在确定了预测器的系数之后，dpd可被配置为使用相同的基函数来基本对所述逆进行近似。例如，如果
则
如所述，在一些示例中，发送链的带宽(bwtx)远大于接收器115的带宽(bwrx)。为了实现表示发送链的整个带宽的dpd系数集，随着接收器115测量输出信号的感测版本b，接收器115的振荡器频率lorx在发送链的整个带宽上进行逐步扫掠。在dpd系数设计模块110中组合针对所有步长的输出信号的感测版本b，以确定表示发送链的整个带宽的k个系数a的集合。
在一些实施例中，为了提高导出的(与不同操作点相关联的)dpd系数集的鲁棒性，使用修改的最小化过程(以导出单独的dpd系数集)。该过程包括引入正则化系数ρ。特别地，用以计算特定操作点的dpd系数的最小化过程的一种实现可被表示如下：
x0＝argmin(||ax-b||)
在以上关系中，x0是(对于特定操作点的)最优系数的所得的向量,并且b是发送器链的观察输出。如所述，由于观察器接收器的带宽通常小于(在一些实施例中远远小于)发送器链的带宽，因此在输出的多个频段上对输出信号进行扫描。在用于计算特定操作点的最优dpd系数/参数的修改的最小化过程中，最小化问题被呈现如下：
x0r＝argmin(||ax-b||+ρ||x||)
其中ρ是正则化系数，以及x0r是进行了正则化的最优系数的向量。一般地，较高的值ρ提高了解决方案的鲁棒性(但是可能会以准确性为代价)。
如上所述，诸如温度、输出功率、功率放大器负载、电源电压、正使用的特定装置、所使用的编码方法等的某些因素有时统称为系统的操作点。系统的操作点可以改变发送链106的非线性，从而导致dpd系数设计模块110确定不同的k个系数的集合。在以校准配置操作时，系统100循环通过m个操作点，并针对各操作点导出k个dpd系数的集合。在一些示例中，k个dpd系数的集合是根据最小二乘最小化问题确定的。与操作点相关联的k个dpd系数的集合被存储在dpd系数设计的数据库113中。在一些示例中，数据库113包括具有m个记录(对应于各自包括k个系数的m个不同操作点(各自对应于包括用于导出dpd系数的诸如温度、负载条件、功率条件、电压/电流条件等的特性的操作条件集))的数据结构。数据结构可被布置为k行乘m列的矩阵l。
图2是表示数字预失真系统200的另一示意图，其与图1中描绘的系统实现100类似，并且示出这种示例实现的一些附加详情。例如，系统200的块220包括系统200(其可以与系统100类似)的发送器链和观察路径的示意表示。dpd引擎210被配置为对被提供给引擎210的数字信号进行数字预失真处理，以例如应用在多个dpd系数集的线性组合的内插集合，其中线性组合的权重是基于对系统200的输出信号的部分观察而确定的。(通过可以包括在校准阶段期间导出的系数的数据库的自适应单元212计算出的)系数的这种线性组合可以与构成应用于输入数字信号的预失真函数的基函数的系数相对应。所得的预失真信号(表示为xn(t))被提供给块220的数模转换器(例如，dac)222，该数模转换器222在dac的输出处连接至频率调制器/乘法器224(例如，本地振荡器，表示为lotx)，该频率调制器/乘法器224又连接至可变增益放大器(vga)226。包括dac222、lotx224和vga226的电路的输出信号得到模拟预失真信号。该预失真模拟信号被提供给功率放大器230(也是发送链的一部分)，以产生放大输出信号，该放大输出信号然后通过天线250发送(例如，可选地在被输出级滤波电路(未示出)滤波后发送，其中输出级滤波电路可以包括用以去除任何不需要的谐波或其它信号噪声的带通滤波器)。
还如图2所示，块220包括观察路径电路，用于测量由pa230产生的(一个或多个)输出信号，以便于进行这里描述的校准过程(即，导出与各操作条件相对应的系数集)、以及/或者以基于有限的测量值(例如，在固定lo频率下的单个测量值)来计算先前导出的dpd系数集的线性组合。观察路径电路包括频率解调器/乘法器240(例如，表示为lorx的频率振荡器)，其输出连接至模数转换器(例如，adc242)以产生dpd自适应过程中所使用的数字样本(用于校准操作或用于权重的运行时计算以产生dpd系数集的线性组合)。
参考图3，示出另一示例系统300的示意图，该系统300可以与图1中的系统100或图2中的系统200类似、并且可被配置为实现这里描述的过程的运行时配置(图3所示的实现也可被配置为实现这里描述的校准过程)。系统300包括用于接收输入信号x的输入302、以及用于向天线305提供输出信号z的输出304。系统300包括发送链306、接收器、数字预失真器(dpd)308、dpd更新模块312、数据库导航模块311和数据库313。
如所述，在没有补偿的情况下，输出信号z将不是输入信号x的准确放大再现。系统300包括用以对由发送链306引入的非线性失真进行补偿的dpd308。特别地，dpd308接收输入信号x，并对该信号进行预失真以产生中间输入信号y。理想地，中间输入信号y包括逆非线性失真(即由发送链306引入的非线性失真的逆)，使得由发送链306引入的非线性失真基本上被该逆非线性失真抵消。因此，输出信号z基本上没有非线性失真。
在一些示例中，dpd308根据发送链306的非线性失真的逆模型进行操作，使得输入信号x向dpd108的提供引起dpd108产生如下的中间输入信号y：
其中
一般来说，发送链306的非线性输入/输出特性可以随时间变化。由dpd308使用以产生中间输入信号y的参数α因此需要更新反映发送链306的非线性输入/输出特性的变化。
在运行时，计算系数/参数的一种方式是使用本质上的b的子采样版本(表示为
除直接通过最小化来确定dpd系数外，一种备选方法是找到先前对于各种操作条件所确定的dpd系数/参数集的加权组合。如这里所述，预定dpd系数可以在可对线性化系统300进行模拟、建模或以其它方式近似的远程装置处确定，或者可以在目标装置(其可以是网络节点或个人装置)处计算出。
将输出信号的感测(子采样)版本
数据库导航模块111通过找到作为矩阵l的列的线性组合的预测器的系数来确定更新后的系数α的集合：
α＝lβ
其中β是实值操作点权重的m维向量。可以通过使下式最小化来找到操作点权重的最佳选择：
其可被计算为：
这又产生
补偿器系数被提供给dpd更新模块312，该dpd更新模块312将dpd308重新配置为预测器的逆(或近似逆)。
因此，在这些实施例中，基于对输出信号(在固定频率或多个频率处观察到，其数量小于用于在校准过程期间扫掠发送链的频率的数量)的有限观察(子采样)，导出要应用于m个dpd系数集(其可以对应于矩阵l的m列)(或应用于m个集合中的某个子集)的权重，以产生被提供给dpd引擎的dpd系数集的所得线性组合。实际上，这种线性组合与所推断的应于与相应的m个dpd系数集相关联的操作点的操作条件相对应(与所推断的操作点相关联的环境性质和通道性质可以根据或者可以不根据是否保持有代表这种环境性质和通道性质的数据、以及是否需要所推断的值以供进一步处理而计算出)。
在一些示例中，并非l的所有系数集都保留。例如，可以省略作为其它集合的线性组合(或集合的接近线性组合)的系数集。一种用以将l的列数从m减小至
接着参考图4，示出用于数字预失真的示例校准过程400的流程图，该示例校准过程400可以在与实现伴随运行时过程的目标装置(其可以是网络节点或个人移动装置)不同的远程装置处进行。过程400包括将至少一个输入信号施加410到包括发送链(例如，图1中的发送链106、图2中的块220的发送链等)的功率放大系统(诸如图1的系统100、图2的系统200或图3的系统300中所包括的功率放大系统)以产生至少一个输出信号，其中该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器。
过程400还包括使用连接至功率放大系统的发送链的输出(例如，通常是功率放大器的输出)的观察接收器来测量420至少一个输出信号的至少一个观察信号，其中观察接收器具有比发送链的发送链带宽小的接收带宽，并且其中测量至少一个观察信号包括对至少一个输出信号的多个频段进行测量。如这里所述，观察接收器对观察输出信号的测量可以通过对发送器链带宽的频率范围进行扫描来进行。例如，队多个频段进行测量可以包括以覆盖发送链带宽的基本上相等的频率步长获得至少一个输出信号的信号测量值。在这些实施例中，以基本上相等的频率步长获得至少一个输出信号的信号测量值可以包括以基本上相等的频率步长获得至少一个输出信号的n个信号测量值，其中n是根据下式计算出的：
在以上关系中，bwtx是发送链带宽，以及bwrx是观察接收器的接收带宽。获得n个信号测量值可以包括对由观察接收器的本地振荡器生成的接收器振荡频率lorx进行n次调整、以及在接收器振荡频率的n次调整中的每次调整时对至少一个输出信号的多个频段中的相应频段进行测量。例如，对接收器振荡频率进行n次调整可以包括根据下式调整接收器振荡频率：
以上关系中的lotx是发送链本地振荡器的发送振荡频率。图5是示出通过调整观察接收器本地振荡器(lorx)来扫描发送器链带宽的图500。
因此，对于每次扫描(用于对由向发送链提供输入信号而产生的输出信号的多个频段进行测量)，针对给定lo频率步长收集输入和输出波形对。当扫描完成时，存在可表示为
继续参考图4，过程400还包括至少部分地基于至少一个输出信号的测量到的多个频段来确定430用于控制应用于被输入至发送链的信号的数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集。一个或多个数字预失真系数集各自与功率放大系统的一个或多个操作条件集中的相应操作条件集相关联。在一些实施例中，确定用于控制数字预失真器的操作的一个或多个数字预失真系数集可以包括将所确定的一个或多个数字预失真系数集布置成数据结构中的m个记录，其中这m个记录各自包括k个数字预失真系数，并且其中m代表一个或多个操作条件集的数量。数据结构可被配置为(例如，在运行时，在部署和操作于要进行数字预失真处理的目标装置上的情况下，其中该目标装置包括与校准期间所使用的发送链相同或相似的发送链)受访问以计算应用于被提供至发送链的后续输入信号的数字预失真系数。数字预失真系数可被计算为基于发送链响应于后续输入信号的所感测到的后续输出中至少之一的、一个或多个数字预失真系数集中的至少一些集的加权组合(例如，加权线性组合或加权非线性组合)。在一些实施例中，布置所确定的一个或多个数字预失真系数集可以包括将一个或多个数字预失真系数集布置在k×m矩阵l中。过程400还可以包括获得具有减小的列数m’的减小大小的矩阵l’，其中m’<m。例如，导出减小大小的矩阵l’可以包括对矩阵l应用奇异值分解处理以导出减小大小的矩阵l’。
如这里所述，在一些实现中，确定一个或多个数字预失真系数集可以包括：通过应用最小化过程(例如，基于最小二乘处理、或某些其它优化过程)以导出使应用于至少一个输入信号中的特定输入信号以及至少一个输出信号中的所得特定输出信号的测量到的多个频段的函数最小化的预测器系数集，从而从一个或多个数字预失真系数集中确定特定集。在一些实施例中，为了使所确定的系数更具鲁棒性，例如可以使用修改的正则化最小化过程以例如根据下式来计算最优系数
x0r＝argmin(||ax-b||+ρ||x||)
其中ρ是正则化系数，以及x0r是进行了正则化的最优系数的向量。
在一些实施例中，功率放大系统的一个或多个操作条件集可以包括例如以下各项中的一项或多项：功率放大系统的温度、功率放大系统的输出功率、功率放大系统的负载条件、功率放大系统的电源电压、和/或功率放大系统的装置类型。还可以使用其它的通道和/或环境性质/属性/特性。
现在参考图6，示出用于数字预失真的示例运行时过程600的流程图，该示例运行时过程600一般在实现dpd处理的目标装置(例如，诸如接入点或基站等的网络节点、或个人移动装置)处。过程600包括通过包括发送链的功率放大系统的观察接收器来测量610由被提供至发送链的输入信号得到的观察输出信号，其中该发送链至少具有用于产生具有非线性失真的输出的功率放大器，观察接收器具有比发送链的发送带宽小的接收带宽，并且其中观察输出信号与观察输出信号带宽相关联。测量观察输出信号可以是作为在观察接收器的固定本地振荡器频率(例如，lorx)下或者在本地振荡器的多个调整后频率下的测量来进行的(但是一般情况下，本地振荡器的调整后频率值的数量通常可能小于校准阶段期间用于扫描/扫掠发送器链带宽的调整数n)。
过程600另外包括：基于观察输出信号来确定620要应用于被提供至发送链的输入信号的数字预失真系数，作为根据先前应用的校准过程所计算出的数字预失真系数的至少一些预定集的加权线性组合，其中所述先前应用的校准过程与校准频率带宽相关联，所述校准频率带宽用于对由在针对功率放大系统的相应的先前操作条件集期间应用相应的先前输入信号而得到的发送链的先前输出信号进行测量，其中校准频率带宽比观察输出信号带宽大(即，在校准阶段期间获得的测量带宽比在运行时使用的观察测量带宽大，实际得到子采样运行时信号测量值)。在一些实施例中，基于观察输出信号来确定数字预失真系数作为数字预失真系数的预定集中的至少一些的加权线性组合可以包括基于应用于观察输出信号和输入信号的最小化过程来导出应用于数字预失真系数的预定集的权重系数。
在一些示例中，数字预失真系数的预定集可被布置成数据结构中的m个记录，其中这m个记录各自包括k个数字预失真系数。在这些实施例中，m是针对功率放大系统的先前操作条件集的数量。在一些实施例中，数据结构可以代表k×m矩阵l。(在运行时所使用的相同功率放大系统上、或者在例如与相同装置类型的其它系统条件相对应的相似功率放大系统上的)先前应用的校准过程可以包括：针对与先前操作条件集中的特定先前操作条件集相关联的各数字预失真系数集，以基本上相等的频率步长获得由至少一个先前输入信号得到的发送链的至少一个先前输出信号的n个信号测量值，使得校准频率带宽与发送链带宽近似相等。n可以根据下式计算出：
其中bwtx是发送链带宽，以及bwrx是观察接收器的接收带宽。
获得至少一个先前输出信号的n个信号测量值可以包括：对由观察接收器的本地振荡器生成的接收器振荡频率lorx进行n次调整；以及在接收器振荡频率的n次调整中的每次调整时，对至少一个先前输出信号的多个频段中的相应的一个频段进行测量。对接收器振荡频率进行n次调整可以包括根据下式来调整接收器振荡频率：
其中，lotx是发送链本地振荡器的发送振荡频率。如所述，在一些实现中，校准系统可被配置为(例如，通过使用一组观察滤波器)在多个不同频率点基本上同时获得多个测量值，而不必使用具有可调本地振荡器的观察接收器来扫描过这些不同点。
因此，在一些实施例中，在运行时阶段期间，数据库中的各记录(例如，列)用作新的基生成器。运行时过程实现数据库导航操作，以找到(在校准阶段期间构建的)矩阵l的至少一些(或全部)列的线性组合，该线性组合使得针对当前操作条件的误差最小。即使所使用的信息是部分或不完全的，也可以在数据库存在的情况下实现准确的dpd。例如，用以计算(应用于数据库的dpd系数集以生成反映了当前推断操作点的dpd系数集的最优线性组合的)最优权重参数f的过程包括解决以下问题：
f0＝argmin(||al×f–b||)
新的补偿器系数被表示为lf0。
参考图7，示出用于数字预失真的示例过程700的流程图。在该示例中，示例过程700包括校准期(阶段)操作(710～760)和运行时期(阶段)操作(770)。校准期操作和运行时期操作可以在同一装置上进行(其可以是网络装置或个人移动装置)，或者可以在不同装置上进行。例如，校准期操作可以在构建了根据例如过程400生成的dpd导航数据库的远程服务器上进行，其中导航数据库和其它实现组件(例如，硬件或软件模块)被通信至进行了导航数据库和相关模块的部署和实现的其它装置。
如图7所示，过程700的校准期操作包括在710处通过例如以n步(其可以是相等大小的步或不规则大小的步)扫掠接收器lo频率来扫描整个发送带宽的操作。如这里所讨论的，发送带宽的扫描可以通过根据下式调整接收器振荡频率以对接收器振荡频率进行n次调整来实现：
其中lotx是发送链本地振荡器的发送振荡频率。可选地，进行校准或训练处理的装置上的观察接收器可被配置为(例如，使用具有不同本地振荡频率和/或不同带宽的多个观察接收器来)获得与由发送链产生的(一个或多个)输出信号的多于一个频段相对应的测量值。
随后，通过频率扫掠获得的扫描信号可用于获得(和构建)与通道有关的信息(在块720处)。更具体地，对于(与诸如温度、输出功率、负载条件、电源电压、实际装置特性等的通道和环境条件集相关联的)特定操作点，输入信号xn(t)应用于线性化(即，数字预失真)系统，诸如图1中描绘的系统100、图2中的200或图3中的300。输入信号(可能受到数字预失真器所施加的初始线性化函数的作用)导致在(线性化系统的)发送链的输出处产生输出信号(例如，图1和3中所描绘的信号z)。观察接收器(具有本地振荡器lorx)进行的频率扫掠提供了采样输出yn(t)，因此提供了代表特定操作点条件的n个波形对
利用代表特定操作点处的通道信息的n个波形对，在块730处导出dpd系数。dpd的这种导出可以基于优化处理，诸如根据用于线性化系统的基函数、线性化系统的发送链的输入信号和采样输出信号计算出的最小二乘最小化过程。将计算出的dpd系数添加至导航数据库(在块740处)作为数据结构的记录，其中在一些实施例中，数据结构的记录可以是具有k行(其中各行对应于随后用于进行dpd处理的k个dpd系数其中之一)的dpd矩阵的列。在一些实施例中，导航数据库(矩阵)可被配置为具有预定数量的记录(列)m。因此，在块750处，判断是否已经计算出m个不同的dpd系数集。如果尚未计算出m个不同的dpd系数集(即，导航矩阵的构建尚未完成)，则在块760处，校准过程改变操作条件(例如，环境温度、负载条件、电源电压等)，并针对新的操作点根据过程700的校准期的操作710～750进行对的新的dpd系数集的确定。
如果判断为已经计算出(对于m个不同操作点中的各操作点的)m个dpd系数集/记录，则导航矩阵可被部署且运行用于正常的运行时操作(在进行校准期的装置处，或者在通过无线或有线网络链路与导航矩阵和/或与运行时操作相关的其它组件进行通信的不同装置处)。数据库一旦部署就准备好通过基于部分或不完全的通道信息进行导航来使用(在块770处)。例如，如关于图6所讨论的，部署导航数据库(矩阵)的装置的观察接收器可以以固定频率或某些预定采样频率来对输入信号进行采样，其中这种预定采样频率的数量通常小于校准阶段期间进行的频率调整的次数n。如所述，观察接收器的带宽小于(一般情况下远远小于)装置的发送链带宽。
如所述，在一些实施例中，可以通过获得一个或多个样本点(例如，单个样本点x1(ti)和y1(ti))、并进行优化过程以例如计算使下式最小化的、要应用于m个dpd系数集的权重系数，来进行数据库的导航：
f0＝argmin(||al×f–b||)
可选地，在一些实施例中，在已知与当前操作点有关的附加信息(例如，温度、负载条件等)的情况下，可以对导航矩阵的列的子集(例如使用与更接近当前操作点的操作点相关联的列)进行权重系数的优化。例如，如果测量到了特定的当前温度和/或负载条件，则可以将矩阵(矩阵或数据库可以保持代表操作条件的数据)的与相对于当前温度和/或负载条件偏差了多于某一预定阈值量的温度和/或负载条件相关联的列排除在线性组合权重的计算之外。在这些实施例中，计算权重系数以提供仅与导航矩阵的列的子集相对应的dpd系数集的线性组合。可以使用其它程序和方案来获得应用于导航矩阵的一个或多个列的权重系数。
接着参考图8，示出示例装置800(例如，移动装置或手机、诸如wlan接入点或wwan基站等的网络节点，执行诸如这里所述的校准过程的服务器等)的示意图，该示例装置800可以用于实现或可以包括这里关于图1～7所描述的数字预失真实现。应当注意，图8的示例装置中所示的一个或多个模块和/或功能可以进行进一步细分，或者图8中所示的两个或更多个模块或功能可以组合。另外，可以排除图8所示的一个或多个模块或功能。
如所示，示例装置800可以包括通信模块，其中该通信模块包含可以连接到一个或多个天线和rf前端模块(如块802所示)的一个或多个收发器(例如，wlan收发器806、wwan收发器804、近场收发器808等)。块802的rf前端电路可以包括功率放大器、lna、数模转换器、模数转换器、开关和其它rf前端模块，并且在一些实施例中，至少一些rf前端模块可被布置成至少部分地实现这里描述的系统实现100、200或300。收发器804和806和/或808可以包括用于与网络或远程装置通信和/或检测去往/来自网络或远程装置的信号的适当装置、硬件和/或软件。在一些实施例中，收发器806可以支持无线lan通信(例如，wlan，诸如基于wifi的通信)，从而使装置800成为wlan的一部分。任何类型的基于wlan的协议可以由收发器806支持。在一些实施例中，收发器804可以支持装置800与一个或多个蜂窝接入点(也称为基站)进行通信，这一个或多个蜂窝接入点可以用于无线声音和/或数据通信。收发器804可以用于根据任何类型的wwan协议(包括任何3gpp或ieee标准(在许可和未许可频带上实现))进行通信。在一些变型中，装置800还可以包括近场收发器(接口)808，该近场收发器808被配置为允许装置800与根据任何近距离通信协议配置的远程装置进行通信。另外，装置800还可以包括用以与其它装置进行通信的有线网络连接(例如，使用usb端口或其它有线端口实现)。
装置800可以包括通过有线或无线通信链路来与控制器/处理器810进行通信的一个或多个传感器812。这一个或多个传感器812可以包括运动/定向传感器、音频传感器(例如，麦克风)、照相机或其它类型的光学传感器(例如，电荷耦接器件(ccd)型照相机、基于cmos的图像传感器等，其可以产生可在用户接口装置上显示的静止或运动图像)、和/或其它类型的传感器。
控制器/处理器810可以连接至收发器804、806和/或808以及一个或多个传感器812。处理器可以包括用于提供处理功能以及其它计算和控制功能的一个或多个微处理器、微控制器和/或数字信号处理器。装置800还可以包括例如fpga(现场可编程门阵列)、asic(专用集成电路)、dsp处理器、图形处理单元(gpu)、加速处理单元(apu)、应用处理器、定制专用电路等的专用逻辑电路，以至少部分地实现装置800的处理和功能。处理器810还可以包括用于存储执行装置内的编程功能所用的数据和软件指令的存储器814(计算机可访问的存储介质)。一般而言，计算机可访问的存储介质可以包括在使用期间可由计算机访问以向计算机提供指令和/或数据的任何非暂时性存储介质。例如，计算机可访问的存储介质可以包括诸如磁盘或光盘和半导体(固态)存储器、dram、sram等的存储介质。
装置800可被配置为(例如，经由驻留在装置中的硬件和/或设置在存储器814上的软件模块/应用)根据这里描述的过程(包括图4、6和/或7中描绘的过程)来实现数字预失真处理(包括校准阶段处理和运行时处理)。存储器814可以是控制器/处理器810的板上控制器/处理器(例如，在同一ic封装内)，以及/或者可以是处理器的外部存储器并通过数据总线连接至处理器。
示例装置800还可以包括用户接口850，其中该用户接口850提供诸如麦克风/扬声器852、键盘或触摸屏854(或一些其它用户接口输入机构)、以及用于使用户能够与装置800交互的显示器856等的任何合适接口系统。这样的用户接口可以是被配置为向使用装置800的用户提供状态数据和警报数据等的视听接口(例如，显示器和扬声器)或一些其它类型的接口(仅视觉、仅听觉、触觉等)。麦克风/扬声器852提供声音通信功能，并且还可以包括或连接至可以将文本数据转换成音频语音以使得用户可以接收音频通知的语音合成器(例如，文本到语音模块)。这种语音合成器可以是单独的模块，或者可以集成地连接至图8的装置的麦克风/扬声器852或处理器810。键盘854包括用于用户输入的合适按钮。显示器856包括诸如例如背光lcd显示器等的任何合适的显示器，并且还可以包括用于附加用户输入模式的触摸屏显示器。装置800还可以包括诸如一个或多个电池等的电源单元820和/或用于接收并调节来自外部源的电力(例如，ac电力)的电力转换模块。
如图1～8所示，上述实现适用于包括rf技术(包括诸如蜂窝技术等的wwan技术以及wlan技术)、卫星通信技术、线缆调制解调器技术、有线网络技术、光通信技术以及所有其它rf和非rf通信技术的各种技术。这里描述的实现包括涉及在各种不同通信系统中使用多频带数字预失真的所有技术和实施例。
在一些实现中，计算机可访问的非暂时性存储介质包括数据库(也称为“设计结构”或“集成电路定义数据集”)，该数据库代表包括用于这里描述的系统的子采样数字预失真实现的一些或所有组件的系统。一般而言，计算机可访问的存储介质可以包括在使用期间可由计算机访问以向计算机提供指令和/或数据的任何非暂时性存储介质。例如，计算机可访问的存储介质可以包括诸如磁盘或光盘以及半导体存储器等的存储介质。通常，代表系统的数据库可以是可以由程序读取并直接或间接地用于制造包括系统的硬件的数据库或其它数据结构。例如，数据库可以是诸如verilog或vhdl等的高级设计语言(hdl)中的硬件功能的行为级描述或寄存器传送级(rtl)描述。描述可以由合成工具读取，该合成工具可以合成描述以产生包括来自合成库的门列表的网表。网表包括也表示包括系统的硬件的功能的门集。然后，可以放置和路由网表以产生用于描述要应用于掩膜的几何形状的数据集。然后，可以在各种半导体制造步骤中使用掩膜，以产生与系统相对应的一个或多个半导体电路。在其它示例中，数据库本身可以是网表(具有或不具有合成库)或数据集。
除非另外定义，否则这里使用的所有技术和科学术语具有与通常或常规理解的含义相同的含义。如这里所用的，冠词“a”和“an”是指一个或多于一个(即至少一个)的冠词语法对象。作为示例，“元件”是指一个元件或多于一个元件。当提及诸如量和持续时间等的可测量值时，这里所使用的“约”和/或“近似”涵盖相对于指定值的±20％或±10％、±5％或±0.1％的变化，因为这样的变化在这里所描述的系统、装置、电路、方法和其它实现的上下文中是适当的。当提及诸如量、持续时间和物理属性(诸如频率等)等的可测量值时，这里所使用的“基本上”还涵盖相对于指定值的±20％或±10％、±5％或±0.1％的变化，因为这样的变化在这里所描述的系统、装置、电路、方法和其它实现的上下文中是适当的。
如这里所用的(包括在权利要求中)，在由“…中的至少一个”或“…中的一个或多个”开头的项的列表中所用的“或”表示分离性列表，使得例如“a、b和c中的至少一个”的列表意味着a或b或c或ab或ac或bc或abc(即，a和b和c)、或具有多于一个特征的组合(例如，aa、aab、abbc等)。此外，如这里所使用的，除非另外声明，否则功能或操作“基于”项或条件的陈述意味着功能或操作基于所陈述的项或条件，并且可以基于除了所陈述的项或条件之外的一个或多个项和/或条件。
尽管这里详细公开了特定实施例，但这仅是为了说明的目的而通过示例的方式来完成的，并且不旨在限制本发明的范围，其中本发明的范围由所附权利要求的范围来限定。所公开的实施例的特征可以在本发明的范围内被组合、重新排列等，以产生更多的实施例。一些其它方面、优点和修改被认为是在以下提供的权利要求的范围内。所提出的权利要求代表了这里所公开的至少一些实施例和特征。也考虑了其它未要求的实施例和特征。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！