射頻域數(shù)字預(yù)失真制造技術(shù)

常常使用數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)來(lái)改良發(fā)射器中功率放大器的線性。這些DPD系統(tǒng)通常在基帶中實(shí)施（在調(diào)制之前）。然而，不斷增加的信號(hào)帶寬要求限制了在基帶中實(shí)施的DPD系統(tǒng)的實(shí)用性。射頻（RF）域中（與基帶中相對(duì)）的DPD系統(tǒng)能解決這個(gè)問(wèn)題，且進(jìn)一步改良DPD系統(tǒng)校正失真的能力。RF域DPD系統(tǒng)在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的上游，且在將基帶信號(hào)向上采樣到所述RF域中之后（在調(diào)制過(guò)程之后）執(zhí)行DPD。當(dāng)與基帶DPD系統(tǒng)相比較時(shí)，所述RF域DPD系統(tǒng)能處理明顯較寬的帶寬，且具有改良的線性化在頻譜中存在的各種失真的能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
射頻域數(shù)字預(yù)失真優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)本非臨時(shí)專利申請(qǐng)受益于以下申請(qǐng)或要求以下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)：2013年3月15日提交的標(biāo)題為“DUTYCYCLEDETECTIONCIRCUITFORDOUBLEDATARATECONVERTER”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/799,723（代理人案號(hào)26256-0146-P/APD4710-1-US）、2013年3月15日提交的標(biāo)題為“DIGITALSWITCHING”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/787,733（代理人案號(hào)26256-0148-P/APD4674-1-US）、2013年3月15日提交的標(biāo)題為“RADIOFREQUENCY(RF)DOMAINDIGITALPREDISTORTION(DPD)”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/801,549（代理人案號(hào)26256-0149-P/APD4673-1-US）、2013年8月19日提交的標(biāo)題為“HIGHOUTPUTPOWERDIGITAL-TO-ANALOGCONVERTERSYSTEM”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/867,233（代理人案號(hào)26256-0197-P/ACQ165-1-US）。所引用的這些專利申請(qǐng)均以引用的方式并入本文。
本公開(kāi)大體上涉及數(shù)字信號(hào)處理，尤其涉及射頻域數(shù)字預(yù)失真。
技術(shù)介紹
在通信中常常使用發(fā)射器，且一個(gè)重要組件是功率放大器（PA）。PA經(jīng)配置以放大弱信號(hào)而不添加失真。PA常常是耗功率的，通常消耗30%（或更多）總功率。此外，PA是昂貴的，常常占發(fā)射器的總成本的30%（或更多）。功率放大器的一個(gè)特征是當(dāng)輸入功率相對(duì)較小時(shí)，輸出功率也相對(duì)較小。在這個(gè)操作區(qū)中，PA線性地表現(xiàn)，但PA不是非常有效的。當(dāng)輸入功率相對(duì)較高時(shí)，輸出功率也較高。在這個(gè)操作區(qū)中，PA是非常有效的，但PA丟失它的線性。此種非線性在信號(hào)本身中以及在鄰近信道中產(chǎn)生不良效果。為了校正這些非線性，在發(fā)射器的信號(hào)鏈中常常使用數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)，來(lái)改良發(fā)射器中功率放大器的輸出信號(hào)的品質(zhì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
常常使用數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)來(lái)改良發(fā)射器中功率放大器的線性。這些DPD系統(tǒng)通常在基帶中實(shí)施（在調(diào)制之前）。然而，不斷增加的信號(hào)帶寬要求限制了在基帶中實(shí)施的DPD系統(tǒng)的實(shí)用性。射頻（RF）域中（與基帶中相對(duì)）的DPD系統(tǒng)能解決這個(gè)問(wèn)題，且進(jìn)一步改良DPD系統(tǒng)校正失真的能力。RF域DPD系統(tǒng)在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的上游，且在將基帶信號(hào)向上采樣到RF域中之后（在調(diào)制過(guò)程之后）執(zhí)行DPD。當(dāng)與基帶DPD系統(tǒng)相比較時(shí)，RF域DPD系統(tǒng)能處理明顯較寬的帶寬，且具有改良的線性化在頻譜中存在的各種失真的能力。附圖說(shuō)明圖1顯示在發(fā)射器中實(shí)施的傳統(tǒng)基帶數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)；圖2顯示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的具有射頻域數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的示例性發(fā)射器系統(tǒng)；圖3顯示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的說(shuō)明性射頻數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)；圖4顯示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的射頻數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的說(shuō)明性實(shí)施例子；圖5顯示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的射頻數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的另一說(shuō)明性實(shí)施例子；圖6顯示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的另一說(shuō)明性射頻數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)；圖7顯示圖示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的射頻（RF）域數(shù)字預(yù)失真（DPD）模塊的可能配置的示例性方塊圖；圖8顯示圖示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的射頻（RF）域數(shù)字預(yù)失真（DPD）模塊的另一可能配置的示例性方塊圖；圖9A顯示圖示基帶數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的輸出頻譜的曲線；圖9B顯示圖示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的射頻數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)的輸出頻譜的曲線；以及圖10顯示圖示根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方案的射頻（RF）域數(shù)字預(yù)失真（DPD）的方法的示例性流程圖。具體實(shí)施方式了解解發(fā)射器和非線性在有線和無(wú)線通信中，發(fā)射器在電信科技中是普遍存在的，作為經(jīng)由媒介發(fā)射模擬輸出信號(hào)以使兩個(gè)組件能夠通信的必要電子裝置。使用一個(gè)或多個(gè)處理器來(lái)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)（例如，編碼待發(fā)射的信息）。基帶中的數(shù)字信號(hào)通常向上轉(zhuǎn)換到射頻（RF）域，且提供給數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器來(lái)產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)。在發(fā)射模擬輸出信號(hào)之前，常常提供功率放大器（PA）來(lái)放大和增加模擬輸出信號(hào)的功率。因此，功率放大器在發(fā)射器中的信號(hào)鏈中扮演重要角色。當(dāng)PA有效地操作時(shí)，有時(shí)功率放大器丟失線性。發(fā)射器中的組件優(yōu)選地是“線性的”，因?yàn)樗鼈儜?yīng)該實(shí)質(zhì)上準(zhǔn)確地再生在它們的輸入時(shí)存在的信號(hào)。具有非線性（也就是，非線性的輸入/輸出關(guān)系）的放大器會(huì)引起輸出信號(hào)失真或干擾到鄰近射頻。為了校正這些非線性，可在基帶中在處理器中提供數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)來(lái)將預(yù)失真插入到正提供給功率放大器的信號(hào)中。傳統(tǒng)地，預(yù)失真逆轉(zhuǎn)在功率放大器中存在的非線性以便恢復(fù)線性輸入輸出關(guān)系。可通過(guò)模型化系統(tǒng)的特征且產(chǎn)生針對(duì)給定輸入信號(hào)（和在一些情況下，過(guò)去的輸入信號(hào)）的適當(dāng)預(yù)失真響應(yīng)來(lái)提供預(yù)失真機(jī)制。結(jié)果，具有DPD機(jī)制的整個(gè)系統(tǒng)更線性，同時(shí)能夠有效地操作功率放大器。一般而言，線性化通常用于撤消由非線性裝置引起的失真。通常，主動(dòng)線性化技術(shù)（包含基帶數(shù)字預(yù)失真（DPD）或RF預(yù)失真（RFPD））允許發(fā)射器接近或甚至稍高于其峰均比率（PAR）操作點(diǎn)操作。線性化器可放置在引起失真的裝置之前或之后。圖1顯示在發(fā)射器中實(shí)施的傳統(tǒng)基帶數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)。基帶處的數(shù)字信號(hào)由在數(shù)字應(yīng)用專用集成電路（ASIC）上實(shí)施的DPD模塊在數(shù)字上預(yù)失真，且加以內(nèi)插（由內(nèi)插模塊實(shí)現(xiàn)）并傳遞到I和Q數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）。DAC輸出傳遞到模擬正交調(diào)制器（QMOD）且調(diào)制到LO頻率。在此之后，信號(hào)由功率放大器（PA驅(qū)動(dòng)器+PA）進(jìn)一步濾波并放大。基帶DPD在基帶處的數(shù)字ASIC中實(shí)施。不斷增加的信號(hào)帶寬趨勢(shì)限制了零中頻（ZIF）結(jié)構(gòu)和基帶DPD的有用性。作為實(shí)例，在ZIF解決方案中，其可具有300MHz的實(shí)例信號(hào)帶寬和用于基帶DPD校正的五階多項(xiàng)式。使用五階多項(xiàng)式DPD使實(shí)例信號(hào)預(yù)失真將因此使帶寬增加約五倍。此造成有效預(yù)失真信號(hào)帶寬是1.5GHz。我們將因此需要能在1.5GHz下運(yùn)行的I和QDAC。到I和QDAC的輸入數(shù)據(jù)速率必須大于3GSPS。利用用于I和QDAC的16比特字，此轉(zhuǎn)變?yōu)?6比特/樣本*3GSPS=48GBPS的接口速度。因此，從信號(hào)源到DAC的數(shù)據(jù)總線需要包含用于給定實(shí)施的至少6個(gè)JESD204B接口（或一些其他類似的串行數(shù)據(jù)接口）。當(dāng)使用數(shù)字濾波器時(shí)，濾波器過(guò)渡頻帶需要對(duì)要求甚至更高的DAC數(shù)據(jù)速率負(fù)責(zé)。可使用（例如）1/0.8的附加因子來(lái)在系統(tǒng)在將信號(hào)發(fā)送到DAC之前進(jìn)一步向上內(nèi)插信號(hào)時(shí)解釋數(shù)字內(nèi)插濾波器過(guò)渡頻帶，或來(lái)創(chuàng)建用于DAC重建濾波器和其他濾波器的足夠過(guò)渡頻帶以濾出由DAC產(chǎn)生的圖像。利用16比特字用于I和QDAC，此轉(zhuǎn)變?yōu)?6比特/樣本*(1.5/0.8)GSPS*2DAC=60GBPS的接口速度。針對(duì)給定實(shí)施，此系統(tǒng)將需要8個(gè)JESD204B接口來(lái)使數(shù)據(jù)進(jìn)入DAC中。射頻（RF）域數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)為了充分地降低接口帶寬，將射頻（RF）域數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)提供給發(fā)射器。RF域DPD系統(tǒng)不與基帶DPD系統(tǒng)（或射頻模擬預(yù)失真（RFDP）系統(tǒng)）混淆。與傳統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真方案的主要區(qū)別在于：DPD在RF域中（也就是，在將基帶信號(hào)向上采樣到RF域中的調(diào)制過(guò)程之后）的實(shí)施與基帶相反。雖然本公開(kāi)描述RF域DPD與高速DAC和PA系統(tǒng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種射頻（RF）域數(shù)字預(yù)失真（DPD）系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：輸入接口，其用于接收RF域數(shù)字輸入信號(hào)，其中所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)是從基帶信號(hào)向上采樣而來(lái)；DPD處理模塊，其用于處理所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)來(lái)產(chǎn)生預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)，其中所述DPD處理模塊補(bǔ)償來(lái)自所述RF域DPD系統(tǒng)下游的非線性；以及輸出接口，其用于將所述預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)提供給數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）。

【技術(shù)特征摘要】
2013.03.15 US 61/799,723;2013.03.15 US 61/787,733;1.一種射頻(RF)域數(shù)字預(yù)失真(DPD)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：輸入接口，其用于接收RF域數(shù)字輸入信號(hào)；DPD處理模塊，其用于處理所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)來(lái)產(chǎn)生預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)，其中所述DPD處理模塊補(bǔ)償來(lái)自所述RF域DPD系統(tǒng)下游的非線性；以及輸出接口，其用于將所述預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)提供給數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，其中所述DPD處理模塊包括：存儲(chǔ)器地址模塊，其用于將所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)與所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的先前狀態(tài)級(jí)聯(lián)以產(chǎn)生地址字；存儲(chǔ)器陣列，能夠通過(guò)所述地址字尋址，所述存儲(chǔ)器陣列基于所述地址字輸出與所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的狀態(tài)改變對(duì)應(yīng)的非線性響應(yīng)的值；以及輸出求和網(wǎng)絡(luò)，用于處理所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)，以基于來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的所述非線性響應(yīng)產(chǎn)生所述預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述DPD處理模塊具有達(dá)到所述DAC的采樣頻率的一半的尼奎斯特帶寬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述DPD處理模塊包括：數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，其具有在其上實(shí)施的用于更新所述存儲(chǔ)器陣列中存儲(chǔ)的所述非線性響應(yīng)的自適應(yīng)算法。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中用于所述存儲(chǔ)器陣列的所述地址字是通過(guò)將所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)的最高有效位與所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的先前狀態(tài)的最高有效位級(jí)聯(lián)來(lái)產(chǎn)生的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的所述當(dāng)前狀態(tài)與所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的所述先前狀態(tài)之間的狀態(tài)改變與所述非線性響應(yīng)的值對(duì)應(yīng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述輸出求和網(wǎng)絡(luò)對(duì)來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的值的延遲版本與所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的所述當(dāng)前狀態(tài)求和以產(chǎn)生所述預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述輸出求和網(wǎng)絡(luò)包括：一個(gè)或多個(gè)延遲濾波器，其用于延遲來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的值；以及一個(gè)或多個(gè)求和節(jié)點(diǎn)，其用于對(duì)來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的所述值的延遲版本與所述RF域數(shù)字輸入信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)求和以產(chǎn)生所述預(yù)失真數(shù)字輸出信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述輸出求和網(wǎng)絡(luò)包括：一個(gè)或多個(gè)第一濾波器，其用于過(guò)濾來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的所述值的延遲版本，以產(chǎn)生來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的所述值的所述延遲版本的微分。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的RF域DPD系統(tǒng)，其中所述輸出求和網(wǎng)絡(luò)包括：一個(gè)或多個(gè)第二濾波器，其用于過(guò)濾包含以下各者中的一個(gè)或多個(gè)的值的求和：來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的值、來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的所述值的延遲版本、來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的值的微分以及來(lái)自所述存儲(chǔ)器陣列的所述值的延遲版本的微分。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的RF域DPD系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括：數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，其具有在其上實(shí)施的用于更新所述一個(gè)或多個(gè)第一濾波器和/或所述一個(gè)或多個(gè)第二濾波器的自適應(yīng)算法。11.根據(jù)權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：B·謝佛，B·趙，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US