專利名稱：發(fā)送方法和發(fā)送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種在無線電數(shù)字通信中使用的發(fā)送方法和發(fā)送器，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于補(bǔ)償由放大無線電頻率(以下簡稱RF)信號所引起的非線性失真的發(fā)送方法和發(fā)送器。
背景技術(shù)：
在無線電數(shù)字通信系統(tǒng)使用的解調(diào)器中，通常對由于放大RF信號所引起的非線性失真進(jìn)行補(bǔ)償。
圖9是示出一種用于補(bǔ)償非線性失真的常規(guī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。如圖9所示，該系統(tǒng)包括非線性失真補(bǔ)償處理單元11、正交調(diào)制器13、高輸出放大器14，正交解調(diào)器15和非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17。圖9所示的設(shè)備是為正交調(diào)幅(QAM)而設(shè)計(jì)的，并且其應(yīng)用了一個(gè)基帶準(zhǔn)同步系統(tǒng)，該基帶準(zhǔn)同步系統(tǒng)是一個(gè)普通數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)。此外，在對圖9所示設(shè)備的操作的說明中，典型標(biāo)記Ich和Qch分別表示同相和正交分量(信道)。
下面將詳細(xì)描述圖9所示設(shè)備的各個(gè)元件。非線性失真補(bǔ)償處理單元11具有這樣的功能，即分別對輸入到終端1和2的基帶信號Ich和Qch執(zhí)行非線性失真補(bǔ)償，并輸出基帶信號。正交調(diào)制器13具有這樣的功能，即對已執(zhí)行了非線性失真補(bǔ)償?shù)幕鶐盘朓ch和Qch進(jìn)行正交調(diào)制，并輸出正交調(diào)制信號。高輸出放大器14具有這樣的功能，即放大正交調(diào)制信號，并將其作為調(diào)制信號輸出。通過終端3，該等調(diào)制信號被輸出到外部。
正交解調(diào)器15具有這樣的功能，即輸出通過對高輸出放大器14輸出的正交調(diào)制信號進(jìn)行正交解調(diào)而產(chǎn)生的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch。其中被輸入了基帶信號Ich和Qch以及正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch的非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17具有這樣的功能，即根據(jù)相應(yīng)于基帶信號的振幅的相反特性計(jì)算并輸出非線性失真補(bǔ)償因數(shù)。非線性失真補(bǔ)償處理單元11具有這樣的功能，即將基帶信號Ich和Qch和非線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)相乘，并執(zhí)行預(yù)失真(非線性失真特性的相反特性的相加)。
在此，將對在具有無線電頻率(RF)帶的高輸出放大器14中導(dǎo)致的非線性失真給出簡要的說明，以及對發(fā)送信號之上的線性失真的影響作簡要說明。請注意，高輸出放大器14的特性以分貝(dB)示出。定義高輸出放大器的輸入電平為Pi，輸出電平定義為Po，放大增益定義為G，飽和功率電平定義為Psat。假定高輸出放大器14具有理想特性，只有輸出電平Po等于或大于飽和功率電平Psat時(shí)，輸出通過相加輸入電平Pi和放大增益G所獲得的值。因此，高輸出放大器14的輸入/輸出特性可以表示為以下等式(1)Po=Pi+G(P0<Psat)Psat(P0≥Psat)---(1)]]>但是，如果高輸出放大器14配置有實(shí)際電路，那么輸出電平Po逐漸被壓縮為接近飽和功率電平Psat的輸出電平Po，藉此增大了實(shí)際放大器和理想放大器之間的特性差異。根據(jù)Thomas r.Turlington，Artech House所著的文獻(xiàn)一非線性RF和微波設(shè)備的行為模型，在考慮了壓縮效果時(shí)，放大器的輸入/輸出特性可近似為以下等式(2)。
Po=Pi+G-K·log10[1+10{Pi+G-PsatK}]---(2)]]>在這里，K是一個(gè)表示放大器的特性的振幅壓縮因數(shù)的正數(shù)。當(dāng)K增大時(shí)，放大器的特性降低。相反，當(dāng)K接近零時(shí)，放大器的特性就變得接近于一個(gè)理想放大器。
此外，就等式(2)而言，如果將飽和功率電平Psat、放大器的工作點(diǎn)和輸出電平分別定義為參考點(diǎn)(OdB)、Pi+G和Pop，那么高輸出放大器14的工作點(diǎn)和輸出電平之間的關(guān)系如下列等式(3)所示Po=Pop-K·log10[1+10(PopK)]---(3)]]>在垂直軸表示輸出電平，K-＞0，和K＝3、5、7的情況下，

圖10示出相對于放大器的工作點(diǎn)的輸出的特性。在這里，橫軸表示放大器的工作點(diǎn)，而縱軸表示輸出電平。如圖10所示，在理想放大器(K-＞0)的情況下，工作點(diǎn)線性地工作直到其接近于飽和功率，并且一旦其接近于飽和功率，就立即將該功率夾持在飽和點(diǎn)。此外，該圖示出了當(dāng)振幅壓縮因數(shù)K增大時(shí)，理想放大器的特性差異也變大，這使得在工作點(diǎn)電平超過飽和點(diǎn)(OdB)之前較少地執(zhí)行線性操作。
如圖9所示，將通過解調(diào)設(shè)備解調(diào)的調(diào)制信號為正交已調(diào)幅(QAM)信號，在該正交已調(diào)幅信號中信號點(diǎn)具有多個(gè)振幅。因此，當(dāng)發(fā)生如前所述的非線性工作時(shí)，相應(yīng)于信號振幅，在各個(gè)信號點(diǎn)上會出現(xiàn)不同壓縮性的非線性失真的影響。
圖11示出將要通過圖9所示的解調(diào)器解調(diào)的正交已調(diào)幅信號的信號點(diǎn)布置的實(shí)例。圖11(a)示出其為十六個(gè)正交已調(diào)幅信號的QAM信號的常規(guī)信號點(diǎn)布置，而圖11(b)示出其中只抽取圖11(a)所示的信號布置中的第一象限的信號點(diǎn)布置。請注意，在圖11(a)和11(b)中，黑圈表示信號點(diǎn)，而+符號表示信號點(diǎn)的正常位置。圖11(a)和11(b)示出了信號點(diǎn)的黑圈和+符號彼此重疊的狀態(tài)。
如圖11(a)所示，十六個(gè)正交已調(diào)幅信號的常規(guī)信號點(diǎn)布置位于由橫軸Ich和縱軸Qch分別以相同方式定義的第一到第四象限上，四個(gè)點(diǎn)具有相同的振幅。在下文中，由于信號點(diǎn)布置在第二到第四象限內(nèi)的振幅相同并且它們的工作也類似，因此只相對于第一象限來說明信號點(diǎn)布置。此外，為了方便起見，在第一象限的信號點(diǎn)布置中的四個(gè)點(diǎn)被分別命名為A點(diǎn)、B點(diǎn)、C和D點(diǎn)。
圖12示出當(dāng)十六個(gè)正交已調(diào)幅信號受非線性失真影響時(shí)，在第一象限上的信號點(diǎn)布置。在這里、黑圈也表示信號點(diǎn)，而+符號還表示信號點(diǎn)的正常位置。圖12示出由于非線性失真，表示信號點(diǎn)的黑圈從+符號移動的狀態(tài)。
如圖12所示，與具有較小振幅的內(nèi)部信號(C點(diǎn))相比，具有較大振幅的外部信號(A、B和D點(diǎn))更受非線性失真的影響，由此從+符號標(biāo)記的常規(guī)信號點(diǎn)位置移動的外部信號的位移量大。特別是，在最外側(cè)上的具有最大振幅的信號點(diǎn)，如B點(diǎn)被較大地移動。
當(dāng)解調(diào)這種信號時(shí)，已解調(diào)信號點(diǎn)和判斷區(qū)域之間的界限小，由此外側(cè)信號更受噪音的影響，而且出錯(cuò)率將變得更糟。請注意，由圖12中的虛線所示的邊界是信號判斷區(qū)域的分界線。
當(dāng)通過分配變量x為工作點(diǎn)功率以及廣義函數(shù)F(x)作為輸出功率時(shí)，建立以下等式(4)Po=F(Pop),F(X)=X-K·log10[1+10(xk)]---(4)]]>當(dāng)使用F(x)的反函數(shù)時(shí)，可以建立下列等時(shí)(5)，其中輸入是輸出功率，輸出是工作點(diǎn)功率。
Pop＝F-1(Po)....(5)
將等式(5)中使用的反函數(shù)表示為一個(gè)公式是很困難的。但是，由于等式(4)中的Pop和Po具有一對一的關(guān)系，因此使用通過分配參數(shù)K所進(jìn)行的數(shù)值計(jì)算，可以在圖13中表示等式(5)中的關(guān)系。在圖13中，在RF放大器中所引起的非線性失真可以表示為以輸出電平(dB)為基準(zhǔn)的工作點(diǎn)電平(dB)。由橫軸表示的輸出電平相應(yīng)于進(jìn)入非線性失真補(bǔ)償處理單元11之內(nèi)的輸入功率，而由縱軸表示的工作點(diǎn)電平相應(yīng)于執(zhí)行預(yù)失真之后的輸出電平。
此外，當(dāng)將輸出功率和工作點(diǎn)功率的振幅比定義為振幅補(bǔ)償率Re，以及將輸出功率的振幅定義為正交解調(diào)器15的輸入振幅時(shí)，正交解調(diào)器15和輸入振幅的補(bǔ)償率特性可以表示為圖14所示的那樣。
在圖14中，橫軸表示dB形式的飽和功率的振幅比率。由此，如果可以估計(jì)高輸出放大器的輸出信號的工作點(diǎn)，那么通過將非線性失真補(bǔ)償處理單元11的輸入振幅轉(zhuǎn)換為dB，可以計(jì)算振幅補(bǔ)償率。在下文中，平均信號功率的工作點(diǎn)被稱為平均工作點(diǎn)。通過跟蹤相應(yīng)于自適應(yīng)工作的平均工作點(diǎn)，并根據(jù)所檢測到的平均信號功率的工作點(diǎn)和非線性失真補(bǔ)償處理單元11的輸入振幅來計(jì)算振幅補(bǔ)償率，并且將輸入信號乘以振幅補(bǔ)償率，可以補(bǔ)償振幅失真的影響。
圖15是表示非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17的結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖15所示，非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17包括和的平方根計(jì)算電路23、振幅補(bǔ)償率計(jì)算表處理電路24、平均工作點(diǎn)判斷電路25、補(bǔ)償極性檢測電路26、判斷電路27，終端56-59和終端60?；鶐盘朓ch和Qch分別被輸入到終端56和57。和的平方根計(jì)算電路23對相應(yīng)基帶信號Ich和Qch的振幅進(jìn)行和的平方根計(jì)算，并將作為計(jì)算結(jié)果的信號作為輸入振幅輸出到振幅補(bǔ)償率計(jì)算表處理電路24。
正交已解調(diào)信號Ich’和Qch’分別被輸入到終端58和59。判斷電路27根據(jù)正交已解調(diào)信號Ich’和Qch’對發(fā)送符號進(jìn)行判斷，并生成及輸出數(shù)據(jù)信號和誤差信號。相應(yīng)于根據(jù)由在其處輸入誤差信號的矢量垂直于數(shù)據(jù)信號的矢量的邊界定義的補(bǔ)償極性區(qū)域所進(jìn)行的振幅失真補(bǔ)償?shù)倪m當(dāng)性判斷的結(jié)果，補(bǔ)償極性檢測電路26生成調(diào)整振幅失真補(bǔ)償中的補(bǔ)償量的控制信號，并將其輸出到平均工作點(diǎn)判斷電路25。
圖16是表示用于從信號點(diǎn)布置中檢測失真影響的補(bǔ)償極性檢測區(qū)的一個(gè)實(shí)例的略圖。補(bǔ)償極性檢測電路26根據(jù)判斷電路27輸出的數(shù)據(jù)信號估計(jì)存在數(shù)據(jù)的區(qū)域，并根據(jù)判斷參考數(shù)據(jù)和誤差信號檢測失真的影響，該判斷參考數(shù)據(jù)與信號存在區(qū)相應(yīng)地變化。更準(zhǔn)確地說，在補(bǔ)償極性檢測電路26中，信號點(diǎn)布置的原點(diǎn)0和常規(guī)信號點(diǎn)位置由一條直線連接，而垂直于該直線的直線被設(shè)置為邊界，并且通過將邊界的內(nèi)部(原點(diǎn)0側(cè)，無陰影部分)判為傾向于正非線性失真，以及通過將邊界的外部(陰影部分)判為傾向于負(fù)非線性失真，執(zhí)行自適應(yīng)工作，以便等概率地產(chǎn)生兩個(gè)判定區(qū)。
相應(yīng)于補(bǔ)償極性檢測電路26輸出的控制信號，平均工作點(diǎn)估算電路25通過自適應(yīng)地改變來產(chǎn)生并輸出平均工作點(diǎn)估算值。振幅補(bǔ)償率計(jì)算表處理電路24具有振幅補(bǔ)償率計(jì)算表，使用該表可以通過指定平均工作點(diǎn)估算電路25輸出的平均工作點(diǎn)估計(jì)值以及和的平方根計(jì)算電路23輸出的輸入振幅來輸出振幅補(bǔ)償率。振幅補(bǔ)償率計(jì)算表處理電路24輸出從該表輸出的振幅補(bǔ)償率數(shù)據(jù)，并通過終端60將其輸出到外部。
圖17是表示非線性失真補(bǔ)償處理單元11的結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖17所示，非線性失真補(bǔ)償處理單元11包括終端51-55，以及兩個(gè)乘法器21。來自終端1和2的基帶信號Ich和Qch分別被輸入到終端51和52。振幅補(bǔ)償率信號被輸入到終端55。相應(yīng)的乘法器21分別將輸入基帶信號Ich、Qch和振幅補(bǔ)償率信號相乘，并輸出結(jié)果信號。乘法器輸出的結(jié)果信號被分別通過終端53和54輸出。
然而，如上所述的非線性失真補(bǔ)償工作使用根據(jù)高輸出放大器14的期望特性的數(shù)值計(jì)算所獲得的結(jié)果。因此，存在這樣的問題，即當(dāng)正交調(diào)制器13或高輸出放大器14所具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性影響工作時(shí)，不能顯示出期望的非線性失真補(bǔ)償特性。
換句話說，由于常規(guī)解調(diào)器在發(fā)送器側(cè)只進(jìn)行非線性補(bǔ)償，因此并不會減少模擬電路的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性所引起的線性失真。因此，就存在這樣的問題，即由于線性失真的影響，不能充分地顯示出非線性失真補(bǔ)償特性的效果。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)送器，其能夠進(jìn)行理想的非線性失真補(bǔ)償，其中消除了放大器所具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送方法用于補(bǔ)償由于放大通過調(diào)制基帶信號以便具有射頻頻帶獲得的已調(diào)制信號所引起的非線性失真，其除了補(bǔ)償非線性失真的步驟之外還包括通過相加已放大的已調(diào)制信號具有的線性失真特性的相反特性來補(bǔ)償線性失真的步驟。請注意，可以在補(bǔ)償非線性失真之前補(bǔ)償線性失真，或者可以在補(bǔ)償線性失真之前補(bǔ)償非線性失真。
如上所述，在本發(fā)明的發(fā)送方法中，除了補(bǔ)償由放大已調(diào)制信號所引起的非線性失真之外，還通過相加已放大的已調(diào)制信號具有的線性失真特性的相反特性補(bǔ)償線性失真。
因此，根據(jù)本發(fā)明，通過補(bǔ)償線性失真可以消除模擬電路具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性的影響，藉此能夠提高用于補(bǔ)償高輸出放大器中的非線性失真的預(yù)失真的準(zhǔn)確度，并能夠進(jìn)行理想的非線性失真補(bǔ)償。
此外，用于執(zhí)行本發(fā)明的發(fā)送方法的發(fā)送器是一個(gè)在其中進(jìn)行補(bǔ)償非線性失真的發(fā)送器，該非線性失真是由于放大通過調(diào)制基帶信號以具有射頻頻帶獲得的已調(diào)制信號所引起的非線性失真。該發(fā)送器包括正交解調(diào)器，輸出通過解調(diào)已調(diào)制信號獲得的正交已解調(diào)信號；線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元，計(jì)算并輸出用于補(bǔ)償包含在正交已解調(diào)信號中的線性失真的線性失真補(bǔ)償因數(shù)；和線性失真補(bǔ)償處理單元，將基帶信號和線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘并輸出結(jié)果信號。
因此，根據(jù)本發(fā)明，通過補(bǔ)償線性失真可以消除模擬電路具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性的影響，藉此能夠提高用于補(bǔ)償高輸出放大器中的非線性失真的預(yù)失真的準(zhǔn)確度，并能夠進(jìn)行理想的非線性失真補(bǔ)償。
附圖簡述圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一具體實(shí)施例的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是相位不確定去除電路的典型結(jié)構(gòu)方框圖。
圖3是示出線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4是示出線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是線性失真補(bǔ)償處理單元的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖6是橫向?yàn)V波器的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是去除了相位不確定去除電路情況下的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖8是示出發(fā)送器的結(jié)構(gòu)的變形實(shí)例的方框圖。
圖9是示出一種用于補(bǔ)償非線性失真的常規(guī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖10是示出相對于放大器工作點(diǎn)的輸出的特性的曲線圖。
圖11是示出將要通過當(dāng)前具體實(shí)施例的解調(diào)器解調(diào)的QAM信號的信號點(diǎn)布置的示圖。
圖12是示出受十六個(gè)QAM信號的非線性失真影響的在第一象限上的信號點(diǎn)布置的示圖。
圖13是示出以輸出電平為基準(zhǔn)的工作點(diǎn)電平的特性的曲線圖。
圖14是示出正交解調(diào)器和輸入振幅的振幅補(bǔ)償率的曲線圖。
圖15是示出非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖16是表示用于從信號點(diǎn)布置中檢測失真影響的補(bǔ)償極性檢測區(qū)的一個(gè)實(shí)例的略圖。
圖17是表示非線性失真補(bǔ)償處理單元的結(jié)構(gòu)的方框圖。
執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式下面將參考附圖來詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一具體實(shí)施例的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)方框圖。如圖1所示，本發(fā)明的發(fā)送方法用于補(bǔ)償由于放大通過調(diào)制基帶信號以具有射頻頻帶所獲得的已調(diào)制信號所引起的非線性失真。在該方法中，除了補(bǔ)償非線性失真之外，還通過增加已放大的已調(diào)制信號具有的線性失真特性的相反特性補(bǔ)償線性失真。除了圖9所示的結(jié)構(gòu)之外，一種用于執(zhí)行這種發(fā)送方法的發(fā)送器還包括線性失真補(bǔ)償處理單元12、相位不確定去除電路16和線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18。請注意，可以在補(bǔ)償非線性失真之前補(bǔ)償線性失真，或者可以在補(bǔ)償線性失真之前補(bǔ)償非線性失真。
本發(fā)明的發(fā)送器在非線性失真補(bǔ)償處理單元11中補(bǔ)償在具有RF帶的高輸出放大器14中產(chǎn)生的非線性失真，并還具有補(bǔ)償正交調(diào)制器13或高輸出放大器14具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性的功能，以便可以充分地顯示出非線性失真補(bǔ)償?shù)男Ч?br> 接下來，將更具體地描述當(dāng)前具體實(shí)施例的發(fā)送器。線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18具有根據(jù)相位不確定去除電路16輸出的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch來估算主要為正交調(diào)制器13或高輸出放大器14這樣的模擬電路的不完善性所引起的線性失真特性的功能，并具有計(jì)算和輸出用于補(bǔ)償線性失真的線性失真補(bǔ)償因數(shù)的功能。線性失真補(bǔ)償處理單元12具有通過將線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18輸出的線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)加到非線性補(bǔ)償處理單元11輸出的基帶信號Ich和Qch上來執(zhí)行預(yù)失真(線性失真特性的相反特性的相加)的功能。
圖1所示的非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17具有根據(jù)相位不確定去除電路16輸出的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch來估算主要為正交調(diào)制器13或高輸出放大器14這樣的模擬電路的不完善性所引起的非線性失真特性的功能，并具有計(jì)算和輸出用于補(bǔ)償非線性失真的非線性失真補(bǔ)償因數(shù)的功能。非線性失真補(bǔ)償處理單元11具有通過將非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17輸出的非線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)加到終端1和2輸出的基帶信號Ich和Qch上來執(zhí)行預(yù)失真(線性失真特性的相反特性的相加)的功能。
因此，當(dāng)相位不確定去除電路16輸出的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch被輸入線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18中時(shí)，線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元1 8根據(jù)正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch來估算主要為正交調(diào)制器13或高輸出放大器14這樣的模擬電路的不完善性所引起的線性失真特性，并計(jì)算用于補(bǔ)償線性失真的線性失真補(bǔ)償因數(shù)，并將該數(shù)據(jù)輸出給線性失真補(bǔ)償處理單元12。然后，當(dāng)線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18輸出的線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)被輸入線性失真補(bǔ)償處理單元12中時(shí)，線性失真補(bǔ)償處理單元12通過將線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)加到非線性失真補(bǔ)償處理單元11輸出的基帶信號Ich和Qch來執(zhí)行預(yù)失真(線性失真特性的相反特性的相加)。
當(dāng)相位不確定去除電路16輸出的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch被輸入非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17中時(shí)，非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17根據(jù)正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch來估算主要為正交調(diào)制器13或高輸出放大器14這樣的模擬電路的不完善性所引起的非線性失真特性，并計(jì)算用于補(bǔ)償非線性失真的非線性失真補(bǔ)償因數(shù)，并將該數(shù)據(jù)輸出給非線性失真補(bǔ)償處理單元11。然后，當(dāng)非線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元17輸出的非線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)被輸入非線性失真補(bǔ)償處理單元11中時(shí)，非線性失真補(bǔ)償處理單元11通過將非線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)加到終端1和2輸出的基帶信號Ich和Qch來執(zhí)行預(yù)失真(線性失真特性的相反特性的相加)。
如上所述，除了補(bǔ)償由于放大通過調(diào)制基帶信號以具有無線電頻率(RF)帶獲得的已調(diào)制信號所引起的非線性失真之外，還通過相加已放大的已調(diào)制信號具有的線性失真特性的相反特性(也就是說，預(yù)失真)來執(zhí)行線性失真補(bǔ)償。因此，在當(dāng)前具體實(shí)施例的發(fā)送器中，從終端1和2輸入的相應(yīng)發(fā)送符號首先在非線性失真補(bǔ)償處理單元11和線性失真補(bǔ)償處理單元12中被分別執(zhí)行預(yù)失真，然后被正交調(diào)制器13調(diào)制為RF信號，并經(jīng)高輸出放大器14放大，最后從終端3輸出。
請注意，在當(dāng)前具體實(shí)施例的發(fā)送器中，為了反饋，基帶信號(正交已解調(diào)信號)I’ch和Q’ch被獨(dú)立地(也就是說，以二維狀態(tài)的方式)輸入，以便操作非線性失真補(bǔ)償計(jì)算單元17和線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18，藉此在相位不確定去除電路16中去除正交已調(diào)制反饋信號的相位不確定。
圖2是示出圖1所示的相位不確定去除電路16的典型結(jié)構(gòu)方框圖。如圖2所示，相位不確定去除電路16具有去除正交解調(diào)器15輸出的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch的相位不確定的功能。相位不確定去除電路16包括延遲調(diào)整電路40，用于調(diào)整從與終端1和2相連接的終端77和78輸入的發(fā)送符號以及從正交解調(diào)器15輸入的正交信號I’ch和Q’ch的計(jì)時(shí)；比較器41，用于比較從終端77和78輸入的發(fā)送符號和從正交解調(diào)器15輸入的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch，并確定它們的相位差；以及選擇電路39，相應(yīng)于由比較器41確定的結(jié)果，從相位旋轉(zhuǎn)加法電路42到45中選擇一個(gè)輸出，并輸出其中去除了相位不確定的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch。來自正交解調(diào)器15的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch被輸入到相位不確定去除電路16的終端75和76，而來自終端1和2的符號被輸入到終端77和78。此外，設(shè)置正交解調(diào)器15，以便輸出通過對高輸出放大器14放大的已調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)而產(chǎn)生的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch。
當(dāng)發(fā)送符號被通過終端77和78輸入相位不確定去除電路16的延遲調(diào)整電路40中時(shí)，延遲調(diào)整電路40進(jìn)行發(fā)送符號和正交已解調(diào)信號的計(jì)時(shí)的延遲調(diào)整，并輸出信號給比較器41。當(dāng)來自終端75和76的延遲調(diào)整信號和正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch被輸入比較器41時(shí)，比較器41比較在延遲調(diào)整電路40中調(diào)整的信號延遲信號和正交已解調(diào)信號I’ch及Q’ch，如此使正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch和已發(fā)送符號的計(jì)時(shí)彼此一致，然后確定兩個(gè)信號之間的相位差是否為0、π/2、π或3π/2。當(dāng)作為比較器41的比較結(jié)果的信號被輸入選擇電路39時(shí)，選擇電路39相應(yīng)于在比較器41中確定的結(jié)果從相位旋轉(zhuǎn)加法電路42、43、44或45中選擇一個(gè)輸出(0、π/2、π、3π/2)，藉此去除正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch中的相位不確定，并輸出其中已去除相位不確定的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch。通過終端79和80，選擇電路39的輸出被輸出給非線性失真因數(shù)計(jì)算單元17和線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18。
圖3是示出圖1所示的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖3所示，線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18具有這樣的功能，即計(jì)算并輸出用于補(bǔ)償包括在來自相位不確定去除電路1 6中的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch中的線性失真的線性失真補(bǔ)償因數(shù)，其包括終端66-68、兩個(gè)判斷電路34以及四個(gè)系統(tǒng)的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35，即Ich同相、Ich正交、Qch同相和Qch正交。
來自相位不確定去除電路16(圖2中的終端79和80)的正交已解調(diào)信號I’ch和’ch被分別輸入到終端66和67。兩個(gè)判斷電路34具有這樣的功能，即根據(jù)從終端66和67輸入的正交已解調(diào)信號判斷已發(fā)送符號，以及再生并輸出相應(yīng)信道的數(shù)據(jù)信號(發(fā)送信號的再生)ID和QD，以及誤差信號IE和QE。
在這里，來自判斷電路34的數(shù)據(jù)信號ID被分別輸入Ich同相和Qch正交的線性失真補(bǔ)償因數(shù)電路35中，而誤差信號IE被分別輸入Ich同相和Ich正交的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35中。此外，來自判斷電路34的數(shù)據(jù)信號QD被分別輸入Qch同相和Ich正交的線性失真補(bǔ)償因數(shù)電路35中，而誤差信號QE被分別輸入Qch同相和Qch正交的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35中。
因此，當(dāng)來自相位不確定去除電路16的正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch被通過終端66和67輸入判斷電路34時(shí)，兩個(gè)判斷電路34分別為正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch再生數(shù)據(jù)信號(發(fā)送信號的再生)ID和QD以及誤差信號IE和QE，并將這些信號輸出給四個(gè)系統(tǒng)的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35，也就是Ich同相、Ich正交、Qch同相和Qch正交。然后，通過使用作為輸入的用于補(bǔ)償包括在正交已解調(diào)信號I’ch和Q’ch中的線性失真的線性失真補(bǔ)償因數(shù)，即相應(yīng)信道的數(shù)據(jù)信號ID和QD以及誤差信號IE和QE，相應(yīng)的線性失真補(bǔ)償因數(shù)電路35根據(jù)數(shù)據(jù)信號ID和QD以及誤差信號IE和QE分別計(jì)算用于相應(yīng)信道的同相以及正交的線性失真補(bǔ)償因數(shù)，并且線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35從終端68輸出作為計(jì)算結(jié)果的線性失真補(bǔ)償因數(shù)(CII、CQI、CIQ、CQQ)。在圖3中，連接到相應(yīng)的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35的終端68的直線表示為″數(shù)字3和斜線/″，其表示各個(gè)線性失真補(bǔ)償因數(shù)電路35從三個(gè)引出端(圖4中的終端74)輸出作為線性失真補(bǔ)償因數(shù)的抽頭因數(shù)(C+1、C0、C-1)。
圖4是示出圖3所示的每個(gè)線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖4所示，線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35包括從判斷電路34輸入數(shù)據(jù)信號(ID、QD)和誤差信號(IE、QE)的終端72和73、三個(gè)延遲元件36、三個(gè)相關(guān)器37、三個(gè)積分器38和輸出來自積分器的抽頭因數(shù)數(shù)據(jù)(C+1、C0、C-1)的終端74。圖4所示的線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35是三抽頭的橫向?yàn)V波器的抽頭因數(shù)計(jì)算電路，在線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35中執(zhí)行的抽頭因數(shù)(C+1、C0、C-1)的計(jì)算與公知的線性均衡器的操作相同，因此省略了細(xì)節(jié)說明。
圖5是圖1所示的線性失真補(bǔ)償處理單元12的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖5所示，線性失真補(bǔ)償處理單元12具有這樣的功能，即將來自非線性失真補(bǔ)償處理單元11的基帶信號(Ich、Qch)和來自線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18的線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)相乘，并輸出結(jié)果信號，其包括從非線性失真補(bǔ)償處理單元11接收基帶信號的終端61和62、四個(gè)橫向?yàn)V波器29和兩個(gè)加法器30。
四個(gè)橫向?yàn)V波器29分別為四系統(tǒng)橫向?yàn)V波器，即Ich同相、Ich正交，Qch同相和Qch正交。輸入終端61的基帶信號Ich被分別輸入Ich同相橫向?yàn)V波器29和Qch正交橫向?yàn)V波器29中，而基帶信號Qch被分別輸入Qch同相橫向?yàn)V波器29和Ich正交橫向?yàn)V波器29中。
此外，四系統(tǒng)(Ich同相、Ich正交、Qch同相和Qch正交)橫向?yàn)V波器29根據(jù)通過終端65從線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元1 8輸入的因數(shù)(CII、CQI、CIQ、CQQ)執(zhí)行線性失真補(bǔ)償。線性失真補(bǔ)償因數(shù)(CII、CQI、CIQ、CQQ)的每個(gè)數(shù)據(jù)段都分別包括三個(gè)抽頭因數(shù)(C+1、C、C-1)數(shù)據(jù)。
此外，一個(gè)加法器30對來自Ich同相橫向?yàn)V波器29的同相分量和來自Ich正交橫向?yàn)V波器29的正交分量進(jìn)行相加，并輸出總和，而另一個(gè)30加法器對來自Qch同相橫向?yàn)V波器29的同相分量和來自Qch正交橫向?yàn)V波器29的正交分量進(jìn)行相加，并輸出總和。此外，來自相應(yīng)加法器30的輸出信號被通過終端63和64輸出到正交調(diào)制器13。
因此，如上所述，當(dāng)來自非線性失真補(bǔ)償處理單元11的基帶信號Ich和Qch被輸入終端61和62時(shí)，這些基帶信號Ich和Qch被輸入四個(gè)橫向?yàn)V波器29中。然后，四系統(tǒng)(Ich同相、Ich正交、Qch同相和Qch正交)橫向?yàn)V波器29根據(jù)通過終端65從線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元18輸入的線性失真補(bǔ)償因數(shù)(CII、CQI、CIQ、CQQ)數(shù)據(jù)執(zhí)行線性失真補(bǔ)償。一個(gè)加法器30對Ich橫向?yàn)V波器29的同相分量和正交分量進(jìn)行相加并輸出總和，而另一個(gè)加法器30對Qch橫向?yàn)V波器29的同相分量和正交分量進(jìn)行相加并輸入總和。相應(yīng)加法器30的輸出被通過終端63和64輸入到外部。
圖6是圖5所示的橫向?yàn)V波器29的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖6所示，橫向?yàn)V波器29是一種可在時(shí)鐘頻率下工作的橫向?yàn)V波器，并且被設(shè)置為三抽頭線性均衡器，其包括兩個(gè)延遲元件31、三個(gè)乘法器32和一個(gè)加法器33。
線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算電路35輸出的抽頭因數(shù)C+1、C0、和C-1通過終端71輸入到來自終端69的信號直接輸入的第一乘法器32中，經(jīng)過一個(gè)延遲元件31的信號被輸入第二乘法器32，而經(jīng)過兩個(gè)延遲元件31的信號被輸入第三乘法器32中，然后，來自三個(gè)乘法器32的信號被輸入加法器33中，而來自加法器33的信號被通過終端70輸出到圖5所示的加法器30中。
由于橫向?yàn)V波器29的抽頭數(shù)不被限制，因此可以使用可在倍增時(shí)鐘頻率下工作的分?jǐn)?shù)型橫向?yàn)V波器來代替圖6所示的可在時(shí)鐘頻率下工作的橫向?yàn)V波器。通過線性失真補(bǔ)償計(jì)算單元18計(jì)算和提供橫向?yàn)V波器的每個(gè)抽頭因數(shù)。應(yīng)注意橫向?yàn)V波器29的操作與公知的線性均衡器相同，因此省略了細(xì)節(jié)說明。
如上所述，本發(fā)明的發(fā)送器不但補(bǔ)償由放大已調(diào)制信號所引起的非線性失真，而且還補(bǔ)償線性失真。因此，通過執(zhí)行線性失真補(bǔ)償，去除了模擬電路具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性的影響，因此可以執(zhí)行理想的非線性失真補(bǔ)償。
在本發(fā)明的發(fā)送器中，由相位不確定去除電路16執(zhí)行相位確定，以便提供預(yù)失真的準(zhǔn)確度。然而，在不通過相位不確定去除電路16執(zhí)行相位確定的情況下，可以執(zhí)行線性失真補(bǔ)償和非線性失真補(bǔ)償。圖7示出其中去除相位不確定的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)。
此外，在本發(fā)明的發(fā)送器中，非線性失真補(bǔ)償處理單元11提供在線性失真補(bǔ)償處理單元12的前級，先執(zhí)行線性失真補(bǔ)償，后執(zhí)行非線性失真補(bǔ)償。然而，在本發(fā)明的發(fā)送器中，線性失真補(bǔ)償處理單元12可以提供在非線性失真補(bǔ)償處理單元11的前級，藉此可以先執(zhí)行線性失真補(bǔ)償，后執(zhí)行非線性失真補(bǔ)償。圖8示出在這種情況下的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，除了補(bǔ)償由模擬電路的不完善性所引起的非線性失真之外，本發(fā)明還執(zhí)行用于補(bǔ)償線性失真的預(yù)失真，藉此能夠提高用于補(bǔ)償高輸出放大器的線性失真的預(yù)失真的準(zhǔn)確度，以及能夠執(zhí)行理想的非線性失真補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種用于補(bǔ)償由于放大通過調(diào)制基帶信號以具有射頻頻帶獲得的已調(diào)制信號所引起的非線性失真的發(fā)送方法，包括步驟除了補(bǔ)償非線性失真之外，還通過相加已放大的已調(diào)制信號具有的線性失真特性的相反特性來補(bǔ)償線性失真。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送方法，其中線性失真的補(bǔ)償是在非線性失真的補(bǔ)償之前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送方法，其中非線性失真的補(bǔ)償是在線性失真的補(bǔ)償之前。
4.一種在其中補(bǔ)償非線性失真的發(fā)送器，該非線性失真是由于放大通過調(diào)制基帶信號以具有射頻頻帶獲得的已調(diào)制信號所引起的，所述發(fā)送器包括正交解調(diào)器，輸出通過解調(diào)已調(diào)制信號所獲得的正交已解調(diào)信號；線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元，用于計(jì)算并輸出用于補(bǔ)償包含在正交已解調(diào)信號中的線性失真的線性失真補(bǔ)償因數(shù)；以及線性失真補(bǔ)償處理單元，用于將基帶信號和線性失真補(bǔ)償因數(shù)數(shù)據(jù)相乘，并輸出結(jié)果信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送器，其中線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元包括判斷電路，用于根據(jù)正交已解調(diào)信號來對已發(fā)送符號進(jìn)行判斷，并再生及輸出用于每個(gè)信道的數(shù)據(jù)信號和誤差信號；以及線性失真因數(shù)計(jì)算單元，通過使用作為輸入的用于每個(gè)信道的數(shù)據(jù)信號和誤差信號，分別計(jì)算并輸出用于每個(gè)信道的同相線性失真因數(shù)和正交線性失真因數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送器，其中線性失真補(bǔ)償處理單元包括可在時(shí)鐘頻率下工作的橫向?yàn)V波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)送器，其中使用可在倍增時(shí)鐘頻率下工作的分?jǐn)?shù)型橫向?yàn)V波器來代替橫向?yàn)V波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一權(quán)利要求所述的發(fā)送器，還包括用于去除正交已解調(diào)信號的相位不確定的相位不確定去除電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)送器，其中相位不確定去除電路包括調(diào)整電路，用于調(diào)整已發(fā)送符號和正交已解調(diào)信號的計(jì)時(shí)；比較器，用于比較已發(fā)送符號和正交已解調(diào)信號，并確定相位差；以及選擇電路，用于相應(yīng)于比較器所確定的結(jié)果輸出已調(diào)整的正交已解調(diào)信號。
全文摘要
為了通過消除放大器具有的振幅延遲特性或內(nèi)在偏差的不完善性的影響而執(zhí)行理想的非線性失真補(bǔ)償。線性失真補(bǔ)償因數(shù)計(jì)算單元(18)根據(jù)正交已解調(diào)信號(I’ch、Q’ch)估算由主要為正交調(diào)制器(13)或高輸出放大器(14)這樣的模擬電路的不完善性所引起的線性失真特性，并計(jì)算和輸出用于補(bǔ)償線性失真的線性補(bǔ)償因數(shù)。通過將線性失真補(bǔ)償因數(shù)加到基帶信號(Ich、Qch)上，線性失真補(bǔ)償處理單元(12)執(zhí)行預(yù)失真，即線性失真特性的反向特性的相加。
文檔編號H04L27/36GK1643864SQ0380673
公開日2005年7月20日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
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