CN101902418A - 失真补偿装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种失真补偿装置，其包括：失真补偿信号产生单元，其使用级数运算对传输信号执行失真补偿处理；系数更新单元，其基于通过对从失真补偿信号产生单元输出的失真补偿信号进行功率放大处理而输出的功率放大输出的反馈信号，并基于失真补偿信号，对用于级数运算的级数运算系数组进行更新；存储器，其将与具有给定功率值的传输信号相对应的失真补偿信号、以及功率放大输出的反馈信号存储为约束信息；以及控制单元，其执行控制，使得根据传输信号的功率值，读取出对应于与传输信号的功率值不同的功率值的约束信息，该约束信息用于更新级数运算系数组。

Description

失真补偿装置和方法
技术领域
本发明的实施方式涉及基于预失真的失真补偿技术，该技术在数字无线通信中预先对输入到传输放大器的信号进行数字处理并抑制该传输放大器输出的非线性失真。
背景技术
通常，用于移动通信站等的无线传输装置的高效传输放大器具有非常高的非线性特性。因此，当发送用于高速无线通信的调制信号时，传输放大器中的这种非线性失真导致了将产生影响相邻传输信道的带外辐射功率。
在典型的传输放大器中，输出随着输入功率的提高而变得饱和，使得难以输出与输入的信号(参考图14所示的1401和1402)直接地成比例的信号。对于放大器的输入来说，传输放大器的这种非线性特性导致了不必要的频谱将被辐射到信号的带外。该带外辐射功率导致了使用带外频率的其它***的特性劣化。此外，不必要的频谱还被辐射到信号带内。这导致了信号本身的特性的劣化。
另外，由于近来很多数字调制方法都采用了线性调制，因此具有如上所述非线性特性的放大器工作在具有低功率效率的线性区域中以执行线性放大。
作为用于对放大器造成的带外辐射进行抑制的方法，已知一种预失真技术，该技术预先使将被输入到放大器的输入信号与该放大器的逆特性相加以补偿放大器的非线性失真。该技术通过使用基于放大器的特性而生成的补偿信号而预先使信号失真并随后使该信号通过放大器来消除失真。这使得传输放大器的输出信号具有线性(图14所示的1401)。
另外，通过使用由放大器的输出的反馈执行自适应失真补偿的自适应预失真方法，实现了对随着装置的个体差异而不同且随着频率、工作温度等而不同的放大器特性的最优补偿。
图11是使用自适应预失真技术的现有失真补偿装置的结构图。
失真补偿单元1101内的预失真信号产生单元1102将传输信号与具有传输放大器的逆特性的补偿信号相加。
在被D/A转换器(未示出)转换成模拟信号之后，正交调制器1107使用从本机振荡器1108输出的信号将预失真信号产生单元1102的输出上变频为载波频率。
由作为传输放大器的功率放大器1109对调制器输出信号进行放大，并且从传输天线(未示出)经由耦合器1110来发送功率放大器1109的输出。从耦合器1110将功率放大器1109的输出反馈回输入侧。
换言之，下变频器1111使用从本机振荡器1112输出的信号对耦合器1110的输出进行下变频。下变频器1111的输出通过滤波器1113并且由A/D转换器(未示出)将其转换回数字信号。
所得到的反馈信号的结果被输入到自适应控制单元1103，该自适应控制单元1103包括预失真信号产生单元1104、误差计算单元1105和系数更新单元1106。
在自适应控制单元1103中，具有与预失真信号产生单元1102相同结构的预失真信号产生单元1104将该反馈信号与用于对传输放大器的非线性失真特性进行补偿的信号相加。
误差计算单元1105计算预失真信号产生单元1102的输出与预失真信号产生单元1104的输出之间的差，并且输出该差作为误差。
系数更新单元1106基于诸如最小均方(LMS)运算等收敛算法，对将在预失真信号产生单元1102和1104中设定的级数运算系数进行更新，以使得从误差计算单元1105输出的误差信号最小化。
按照该方式，使得该级数运算系数逐渐地收敛至适当的值，并且预失真信号产生单元1102使用已收敛到适当的值的这些运算系数对输入信号x执行失真补偿。这使得可以在稳态中以高精度对模拟电路的非线性特性进行抑制。即使当非线性失真特性由于温度或频率的影响而变化时，系数更新单元1106也可以使用反馈信号来更新该级数运算系数，从而对该变化进行补偿，由此能够动态地补偿特性的变换。
作为在预失真信号产生单元1102和1104中使用的失真补偿方法，到目前为止已经提议了使用幂级数的预失真方法。这是一种通过级数运算对传输信号x(t)执行补偿运算的方法，如图12所示。
多个幂运算单元1201针对传输信号x(t)计算各次幂，如一次幂(X1)、二次幂(X2)、三次幂(X3)，...，和n次幂(Xn)。
多个系数乘法单元1202将各次幂的计算结果与相应的级数运算系数相乘。
由加法单元1203将系数乘法单元1202的输出相加，从而构成预失真信号y(t)，该信号由预失真信号产生单元1102或1104输出。
在数字信号处理中执行上述的幂运算，如下面的等式(1)的算术处理所示。
y ( n ) = Σ k = 0 3 Σ l 1 = 0 1 Σ l 2 = l 1 1 Σ l 3 = l 2 1 Σ l 4 = l 3 1 Σ l 5 = l 4 1 h 2 k + 1 ( l 1 , l 2 , . . . , l 2 k + 1 ) Π i = 1 k + 1 x ( n - l i ) Π i = k + 2 2 k + 1 x * ( n - l i ) . . . ( 1 )
在等式(1)中，x(n)表示传输信号，h表示级数运算系数，而y(n)表示预失真信号。注意，以上算术处理实际上是作为对复数信号的处理而执行的。
当如上所述地通过幂级数运算执行预失真信号产生单元1102和1104中的失真补偿处理时，图11所示的系数更新单元1106如下地执行系数更新处理。即，系数更新单元1106对在预失真信号产生单元1102和1104中使用的相应的级数运算系数(修正因子)h进行更新，从而幂级数运算最优地近似于功率放大器1109的非线性失真放大特性。
在该情况下，对于通过使用从误差计算单元1105输出的误差信号e(t)而构成的系数更新等式(如图13中例示的等式)来说，系数更新单元1106通过执行使误差信号e(t)最小化的最小均方(LMS)算法来更新各个级数运算系数hi(i＝1，2，...，n)。这里，μ表示步长参数，而x(t)，x2(t)，...，和xn(t)表示预失真信号产生单元1102或1104内的图12所示的幂运算单元1201的相应输出。
图14是例示了在使用上述级数运算的现有失真补偿装置的自适应预失真方法中，功率放大器1109的放大器特性与预失真信号产生单元1102和1104中的失真补偿之间的关系。
图11所示的系数更新单元1106中的系数更新处理是这样执行的，即，使得在更新各个系数时的传输信号的输出功率变得最优。
参照图14，假设功率放大器1109的理想放大器特性是由1401所表示的线性特性，而实际的放大器特性是由1402所表示的非线性特性。换言之，对于放大器特性1402，放大因子通常倾向于在高输入功率范围内变得比在理想放大器特性1401的情况下的放大因子更低。
这里，考虑了在传输信号的输入功率(平均功率-峰值功率，Ave-Peak)高(如图14所示的范围1406那样)时执行系数更新操作的情况。与使用通过这种系数更新操作获得的相应运算系数的幂级数运算相对应的失真补偿曲线例如示出了由1403所表示的特性。该特性由对在高输入功率范围1406中的放大器特性1402进行最优补偿的曲线来表示。
另一方面，考虑了在传输信号的输入功率(平均功率-峰值功率，Ave-Peak)低(如范围1407所示)时执行系数更新操作的情况。与使用通过这种系数更新操作获得的相应运算系数的幂级数运算相对应的失真补偿曲线例如示出了由1404-1所表示的特性。该特性是对在低输入功率范围1407中的放大器特性1402进行最优补偿的逆特性。
这里，考虑了以下情况，即，在***工作在输入信号功率较高的范围1406中的状态下，输入了输入功率处于比范围1406的平均功率(Ave)更低范围内的传输信号。在该范围中，由于高功率时的补偿曲线1403与低功率时的补偿曲线1404-1并没有显著的差别，因此由预失真信号产生单元1102加到传输信号上的失真补偿特性接近于最优。
相反，考虑了以下情况，即，在***工作在输入信号功率较低的范围1407中的状态下，意料之外地输入了输入功率比范围1407更高的传输信号。在范围1407中，系数更新单元1106(图11)没有假设功率高于范围1407而执行了系数更新处理。因此，比范围1407的峰值功率更高的输入功率范围1405中的补偿特性非常有可能在很大程度上偏离放大器特性1402的逆特性，如图14中的补偿曲线1404-2所示。因此，在这样的状态下，加到传输信号上的失真补偿特性变得与最优特性相距甚远，由此造成将在功率放大器1109的输出中产生高失真功率，这导致带外辐射功率特性将发生劣化。
因此，当低功率传输信号由于功率变化而突然地变成高功率传输信号时，现有技术不能够通过使用在该时间为止已产生的级数运算系数来最优地消除失真。
发明内容
因此，这里所讨论的实施方式的一个方面的目的是提供一种即使在低功率工作由于功率变化而变成高功率工作时也能够可以消除或抑制功率放大器的非线性失真的失真补偿装置和失真补偿方法。
根据这里所讨论的实施方式的一个方面，提供了一种失真补偿装置，其包括：失真补偿信号产生单元，其使用级数运算对传输信号执行失真补偿处理；系数更新单元，其基于通过对从所述失真补偿信号产生单元输出的失真补偿信号进行功率放大处理而输出的功率放大输出的反馈信号，并基于所述失真补偿信号，对用于所述级数运算的级数运算系数组进行更新；存储器，其将与具有给定功率值的传输信号相对应的所述失真补偿信号、以及所述功率放大输出的所述反馈信号存储为约束信息；以及控制单元，其执行控制，使得根据所述传输信号的所述功率值，从所述存储器中读取出对应于与所述传输信号的所述功率值不同的功率值的特定约束信息，所述特定约束信息被用于由所述系数更新单元执行对所述级数运算系数组的更新。
附图说明
图1是根据第一实施方式的使用了利用幂级数的预失真方法的失真补偿装置的结构图。
图2是第一实施方式的说明图(1)。
图3是第一实施方式的说明图(2)。
图4是第一实施方式的说明图(3)。
图5是由图1中根据第一实施方式的系数更新单元周期性地执行的系数更新操作的流程图。
图6是用于说明由图1中根据第一实施方式的系数更新单元周期性地执行的系数更新操作的图。
图7是根据第二实施方式的使用了利用幂级数的预失真方法的失真补偿装置的结构图。
图8是由图7中根据第二实施方式的系数更新单元周期性地执行的系数更新操作的流程图。
图9是用于说明由图7中根据第二实施方式的系数更新单元周期性地执行的系数更新操作的图。
图10是根据第三实施方式的使用了利用幂级数的预失真方法的失真补偿装置的结构图。
图11是使用自适应预失真技术的现有失真补偿装置的结构图。
图12是使用幂级数的预失真补偿方法的说明图。
图13是说明用于对级数运算系数进行更新的处理的图。
图14是说明现有技术的问题的图。
具体实施方式
图1是根据第一实施方式的使用了利用幂级数的预失真方法的失真补偿装置的结构图。
失真补偿单元101包括预失真信号产生单元102和103、误差计算单元104、系数更新单元105、数据切换控制单元106、功率转换单元107、选择器108和109、存储器110和111、以及数据存储控制单元112。
失真补偿单元101内的预失真信号产生单元102将传输信号与具有传输放大器的逆特性的补偿信号相加，并且输出失真补偿信号(预失真信号)。
从预失真信号产生单元102输出的预失真信号在被D/A转换器(未示出)转换成模拟信号之后，由正交调制器113使用从本机振荡器114输出的信号将其上变频至载波频率。
作为传输放大器的功率放大器115对调制器输出信号进行放大，功率放大器115的输出通过耦合器116被提供给传输天线(未示出)并从该传输天线发送。
功率放大器115的输出还通过耦合器116反馈回输入侧。
下变频器117使用从本机振荡器118输出的信号对耦合器116的输出进行下变频。下变频器117的输出经过滤波器119并且由A/D转换器(未示出)将其转换回数字信号。
所获得的反馈信号的结果通过选择器108被输入到预失真信号产生单元103。
与预失真信号产生单元102具有相同结构的预失真信号产生单元103将具有传输放大器的非线性失真特性的逆特性的补偿信号与经由选择器108输入的已被转换成数字信号的反馈信号或经由选择器108输入的从存储器110输出的信号相加。按照这种方式，输出了第二失真补偿信号。
误差计算单元104对经由选择器109输入的来自预失真信号产生单元102的失真补偿信号或经由选择器109输入的来自存储器111的失真补偿信号与来自预失真信号产生单元103的预失真信号之差进行计算，并且输出计算出的差作为误差。
系数更新单元105基于最小均方(LMS)运算来更新将在预失真信号产生单元102和103中设定的级数运算系数组，从而减少从误差计算单元104输出的误差信号。
预失真信号产生单元102和103使用利用了幂级数的基于预失真的失真补偿方法。该方法是与之前在图12和图13中例示的方法相同的方法。
在系数更新单元105中，使得级数运算系数逐渐地收敛至适当的值，并且预失真信号产生单元102和103使用已收敛至适当值的该组级数运算系数来执行对输入信号的失真补偿。
功率转换单元107检测传输信号的输入功率。
当功率转换单元107检测到的传输信号输入功率的范围(即，从平均功率到峰值功率的范围)落入给定的低功率范围内时，数据切换控制单元106执行以下控制操作。在系数更新处理的第一给定时段中，数据切换控制单元106使选择器108选择并输出已被转换回数字信号的反馈信号，并且使选择器109选择并输出预失真信号产生单元102所输出的失真补偿信号。在系数更新处理的第二给定时段中，数据切换控制单元106使选择器108读取、选择并输出在存储器110中存储的反馈信号，并且使选择器109读取、选择并输出在存储器111中存储的失真补偿信号。
因此，在系数更新处理的第一给定时段中，系数更新单元105基于由反馈信号产生的预失真信号和由预失真信号产生单元102输出的失真补偿信号来执行系数更新操作。在系数更新处理的第二给定时段中，系数更新单元105基于存储器110中存储的反馈信号和存储器111中存储的失真补偿信号来执行系数更新操作。
数据存储控制单元112使存储器110选择性地存储反馈信号，并且与该反馈信号相对应地使存储器111把从预失真信号产生单元102输出的失真补偿信号存储在存储器111中。
下面将描述具有图1所示的结构的失真补偿装置的第一实施方式的操作。
参照图2，假设功率放大器115的理想放大器特性是由201所表示的线性特性，而实际放大器特性是由202所表示的非线性特性。
这里，考虑这样的情况，即，在传输信号的输入功率(平均功率-峰值功率，Ave-Peak)高(在图2中例示为范围204)时系数更新单元105执行系数更新操作。与使用通过这种系数更新操作获得的相应运算系数的幂级数运算相对应的失真补偿曲线例如示出了由203所表示的特性。该特性是逆特性，其对高输入功率范围204中的放大器特性202进行了最优补偿，并且该特性特别是在高输入功率区域中能够显著地补偿非线性的放大器特性。
参照图3，在第一实施方式中，作为约束信息302而被存储在存储器110和111中的信息被用于与比传输信号的低输入功率范围301(平均功率-峰值功率，Ave-Peak)高的功率相对应的信息。约束信息302由功率放大输出的反馈信号和从与该反馈信号相对应的预失真信号产生单元102输出的失真补偿信号构成。数据存储控制单元112将这些信号分别地存储在存储器110和存储器111中。在第一实施方式中，该存储操作例如在从工厂发货时的测试过程中执行。约束信息302是反馈信号和失真补偿信号的组合，其使得可以产生能够在输入功率较高的范围中以高精度补偿非线性放大器特性202的失真补偿特性。
当由功率转换单元107检测到的传输信号输入功率的范围(即，从平均功率到峰值功率)落入图4中由301所表示的低输入功率范围时，数据切换控制单元106执行以下控制操作。
即，在系数更新处理的第一给定时段中，数据切换控制单元106使选择器108选择并输出反馈信号，并且使选择器109选择并输出由预失真信号产生单元102输出的失真补偿信号。因此，系数更新单元105基于通过使反馈信号经过预失真信号产生单元103而产生的预失真信号和由预失真信号产生单元102输出的失真补偿信号来执行系数更新操作。通过使用由该系数更新操作更新后的该组级数运算系数，实现了能够在低功率范围301中进行有利的失真补偿的低功率时间补偿曲线401。
在系数更新处理的第二给定时段中，数据切换控制单元106使选择器108读取、选择并输出存储器110中存储的反馈信号，并且使选择器109读取、选择并输出存储器111中存储的失真补偿信号。因此，在系数更新处理的第二给定时段中，系数更新单元105基于由存储器110中存储的反馈信号产生的预失真信号和存储器111中存储的失真补偿信号来执行系数更新操作。通过使用由该系数更新操作而更新后的该组级数运算系数，实现了不仅能够在低功率范围301中而且能够在超出该低功率范围301的高功率范围中进行有利的失真补偿的低功率时间补偿曲线402。
换言之，在***工作在传输信号的输入功率较低的范围301(图4)中的状态下，考虑了突然地输入了具有超过峰值功率(峰值，Peak)的高输入功率的传输信号的情况。即使在该情况下，预失真信号产生单元102也可以使用实现了补偿曲线401和402二者的该组级数运算系数来执行失真补偿。
图5是由图1中根据第一实施方式的系数更新单元105周期性地执行的系数更新操作的流程图，而图6是说明该操作的图。
系数更新单元105通过监视功率转换单元107的输出来确定传输信号的功率水平(步骤S501)。
当在步骤S501确定了传输信号的功率低于给定值时，系数更新单元105使用LMS算法等来执行更新级数运算系数的处理(步骤S503)。
随后，系数更新单元105例如确定是否已经超过了图6中的系数更新时段603(步骤S504)。
当尚未超过系数更新时段603时，控制返回到步骤S501的处理，而系数更新单元105继续系数更新处理。系数更新时段603对应于上述的系数更新处理的第一给定时段。
当在步骤S501确定了传输信号的功率等于或高于给定值时，系数更新单元105进一步确定是否正在产生瞬时的高功率(步骤S502)。换言之，系数更新单元105确定传输信号的当前状态是如图2中的范围204所示的高功率输入状态还是如图4中的范围301所示的低功率输入状态。即，系数更新单元105确定传输信号601是在范围602之内还是低于范围602，如图6所示。
系数更新单元105使用LMS算法等来执行更新级数运算系数的处理(步骤S503)。当例如尚未超过图6中的系数更新时段603时，控制返回到步骤S501的处理，而系数更新单元105继续系数更新处理。
当处理进入图6中超过系数更新时段603之外的时段604时，系数更新单元105基于步骤S502的确定结果来确定在传输信号处于高功率输入状态时还是在传输信号处于低功率输入状态时执行了系数更新(步骤S504→S505)。时段604对应于上述的系数更新处理的第二给定时段。
如果在传输信号处于高功率输入状态中时执行了系数更新处理，则系数更新单元105结束该系数更新处理。
如果在传输信号处于低功率输入状态中时执行了系数更新处理，则系数更新单元105执行由图6中的时段604表示的处理。换言之，在时段604中，如上所述，数据切换控制单元106使选择器108读取、选择并输出存储器110中存储的反馈信号，并且使选择器109读取、选择并输出存储器111中存储的失真补偿信号。因此，预失真信号产生单元103产生与从存储器110读取出的高功率范围的反馈信号相对应的失真补偿信号，并且将该信号输入到误差计算单元104。如下的失真补偿信号也被输入到误差计算单元104，该失真补偿信号是由预失真信号产生单元102产生并从存储器111中读取出的，并与以上高功率范围的反馈信号相对应。结果，误差计算单元104输出处于高功率区域中的失真补偿信号的误差信号。系数更新单元105使用该误差信号来更新系数(步骤S506)。
此后，系数更新单元105结束该系数更新处理。
基于以上控制操作，系数更新单元105可以执行对应于高功率输出时的系数更新操作以及对应于低功率输出时的系数更新操作。因此，即使在低功率输出时由于功率的变化而输入了高功率传输信号，也产生可以有利地消除或减少功率放大中的非线性失真的级数运算系数组。
图7是根据第二实施方式的使用了利用幂级数的预失真方法的失真补偿装置的结构图。使用了与图1相同的标号来表示执行与图1所示的第一实施方式相同处理的部件。
与图1所示的结构不同的是，图7所示的结构具有用于测量反馈信号的带外辐射功率的带外辐射功率测量单元701。在第一实施方式中，数据存储控制单元112仅在从工厂发货时才在存储器110和111中存储约束信息。然而，在第二实施方式中，数据存储控制单元112可以在功率转换单元107检测到输入了高功率传输信号和在带外辐射功率测量单元701测量到等于或低于给定值的带外辐射功率时更新存储器110和111中的约束信息。
图8是根据第二实施方式的由图7中的系数更新单元105周期性地执行的系数更新操作的流程图，而图9是用于说明该操作的图。
系数更新单元105通过监视功率转换单元107的输出来确定传输信号的功率水平(步骤S801)。
当在步骤S801确定传输信号的功率低于给定值时，系数更新单元105执行使用LMS算法等来更新级数运算系数的处理(步骤S804)。
随后，系数更新单元105确定是否已经超过了例如由图9中的903表示的系数更新时段(步骤S805)。
当尚未超过系数更新时段903时，控制返回到步骤S801的处理，而系数更新单元105继续系数更新处理。系数更新时段903对应于在上述的第一实施方式中描述的系数更新处理的第一给定时段。
当在步骤S801确定传输信号的功率等于或高于给定值时，系数更新单元105进一步确定由带外辐射功率测量单元701测得的带外辐射功率水平。
当确定带外辐射功率低于给定值时，系数更新单元105判定正在获得高精度的失真补偿信号，因此向数据存储控制单元112发出更新约束信息的指令(步骤S803)。因此，数据存储控制单元112将反馈信号存储在存储器110中并且把从预失真信号产生单元102输出的对应的失真补偿信号存储在存储器111中。按照这种方式，更新了存储器110和111中的约束信息。
此后，系数更新单元105执行步骤S804的上述系数更新处理。
按照这种方式，约束信息由数据存储控制单元112进行更新以对应于***的最新状态，由此该***例如可以处理在高功率时段期间失真补偿特性的长期变化。
当处理进入图9中超过系数更新时段903之外的时段904时，系数更新单元105基于功率转换单元107的输出来确定是在传输信号处于高功率输入状态时还是传输信号处于低功率输入状态时执行了系数更新(步骤S805→S806)。时段904对应于第一实施方式中所描述的系数更新处理的第二给定时段。
如果在传输信号处于高功率输入状态中时执行了系数更新处理，则系数更新单元105结束该系数更新处理。
如果在传输信号处于低功率输入状态中时已经执行了系数更新处理，则系数更新单元105执行由图9中的时段904表示的处理。换言之，在时段904中，如第一实施方式所述，数据切换控制单元106使选择器108读取、选择并输出存储器110中存储的反馈信号，并且使选择器109读取、选择并输出存储器111中存储的失真补偿信号。因此，预失真信号产生单元103产生与从存储器110读取出的高功率范围的反馈信号相对应的失真补偿信号，并且将该信号输入到误差计算单元104。如下的失真补偿信号也被输入到误差计算单元104，该失真补偿信号是由预失真信号产生单元102产生并从存储器111中读取出的，并且对应于以上高功率范围的反馈信号。结果，误差计算单元104输出处于高功率区域中的失真补偿信号的误差信号。系数更新单元105使用该误差信号来更新系数(步骤S807)。
此后，系数更新单元105结束该系数更新处理。
基于以上控制操作，除了第一实施方式的优点以外，第二实施方式还允许适当地更新高功率传输的约束信息，该约束信息成为在低功率传输时的基准。
在上述的第二实施方式中，如图9所示，当传输信号的功率901超过给定值且带外辐射功率较低时，可以采用以下设置。即，如图9中的标号902所示，将功率范围划分成多个子范围，并且分别针对各个子范围将约束信息(反馈信号和失真补偿信号)存储在存储器110和111中。在该情况下，数据切换控制单元106使选择器109和存储器110选择并输出与当前功率子范围相对应的约束信息。
图10是根据第三实施方式的使用了利用幂级数的预失真方法的失真补偿装置的结构图。使用与图1相同的标号来表示执行与图1所示的第一实施方式相同处理的部件。
与图1所示的结构不同的是，图10所示的结构具有用于测量从误差计算单元104输出的误差信号的功率的误差功率测量单元1001。在上述的第二实施方式中，当功率转换单元107检测到输入了高功率传输信号且带外辐射功率测量单元701测量到等于或低于给定值的带外辐射功率时，数据存储控制单元112更新存储器110和111中的约束信息。然而，在第三实施方式中，当功率转换单元107检测到输入了高功率传输信号且误差功率测量单元1001测量到等于或低于给定值的误差功率时，数据存储控制单元112更新存储器110和111中的约束信息。
换言之，第三实施方式具有这样的结构，即，误差功率测量单元1001取代了第二实施方式中的带外辐射功率测量单元701。
除了以误差功率测量单元1001取代带外辐射功率测量单元701以外，第三实施方式的操作与第二实施方式的操作相同。在该情况下，可以将误差功率测量单元1001的结构制作得比带外辐射功率测量单元701的结构更加简单。
根据上述实施方式，系数更新单元105不仅能够在低功率输出时执行系数更新操作，而且能够执行对应于高功率输出时的系数更新操作，因此，即使在低功率输出期间由于功率的变化而输入了高功率传输信号时，系数更新单元105也能够产生可以消除功率放大器的非线性失真的级数运算系数组。这使得可以将带外辐射功率抑制在规定之内。
因此，根据上述实施方式，即使由于功率的变化而从低功率工作变成了高功率工作，也可以消除或抑制功率放大器的非线性失真。
上述实施方式可以被用于数字无线通信站等中的数字无线传输设备等。
此处叙述的全部示例和限定性语言旨在出于教育目的而帮助读者理解本发明以及发明人对现有技术做出贡献的原理，并且应当被解释为不限于如此具体叙述的示例和状况，并且说明书中对这种示例的组织也与展示本发明的优点和缺点无关。尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但应当理解的是在不偏离本发明的精神和范围的情况下可对其做出各种变化、替换和修改。

Claims (10)

1.一种失真补偿装置，该装置包括：
失真补偿信号产生单元，其使用级数运算对传输信号执行失真补偿处理；
系数更新单元，其基于通过对从所述失真补偿信号产生单元输出的失真补偿信号进行功率放大处理而输出的功率放大输出的反馈信号，并基于所述失真补偿信号，对用于所述级数运算的级数运算系数组进行更新；
存储器，其将与具有给定功率值的传输信号相对应的所述失真补偿信号、以及所述功率放大输出的所述反馈信号存储为约束信息；以及
控制单元，其执行控制，使得根据所述传输信号的所述功率值，从所述存储器中读取出对应于与所述传输信号的所述功率值不同的功率值的特定约束信息，所述特定约束信息被用于由所述系数更新单元执行对所述级数运算系数组的更新。
2.根据权利要求1所述的失真补偿装置，该装置进一步包括：
第二失真补偿信号产生单元，其与所述失真补偿信号产生单元不同，并且使用所述级数运算对所述功率放大输出的所述反馈信号执行所述失真补偿处理；以及
误差计算单元，其计算从所述第二失真补偿信号产生单元输出的第二失真补偿信号与从所述失真补偿信号产生单元输出的所述失真补偿信号之间的误差，
其中，所述系数更新单元根据从所述误差计算单元输出的所述误差，更新用于所述失真补偿信号产生单元和所述第二失真补偿信号产生单元的相应的级数运算系数组，并且
其中，所述控制单元根据所述传输信号的所述功率值使所述系数更新单元如下地工作，即，读取出对应于与所述功率值不同的功率值的约束信息并将包含在所述约束信息中的反馈信号输入到所述第二失真补偿信号产生单元，将包含在所述约束信息中的失真补偿信号输入到所述误差计算单元，并且所述系数更新单元基于从所述误差计算单元输出的合成误差而工作。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的失真补偿装置，
其中，所述存储器将与所述传输信号的所述功率值等于或高于给定值时的时段相对应的所述失真补偿信号和所述功率放大输出的所述反馈信号存储为所述约束信息，并且
其中，当所述传输信号的所述功率值低于所述给定值时，所述控制单元从所述存储器中读取所述约束信息并将该约束信息提供给所述系数更新单元。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的失真补偿装置，
其中，针对所述传输信号的功率范围被划分成的给定数量的功率子范围中的每一个，所述存储器将与所述传输信号的所述功率值落入相应子范围时的时段相对应的所述失真补偿信号和所述功率放大输出的所述反馈信号存储为所述约束信息，并且
其中，当所述传输信号的所述功率值低于所述给定值时，所述控制单元从所述存储器中读取等于或高于所述给定值的相应功率子范围中的所述约束信息，并将该约束信息提供给所述系数更新单元。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的失真补偿装置，该装置进一步包括约束信息更新单元，当所述功率放大输出的带外功率值低于给定值时，或者当由所述功率放大输出的所述反馈信号产生的第二失真补偿信号与所述失真补偿信号之间的误差小于给定值时，所述约束信息更新单元更新所述存储器中的所述约束信息。
6.一种失真补偿方法，该方法包括以下步骤：
失真补偿处理步骤，使用级数运算对传输信号执行失真补偿处理；
级数运算系数组更新步骤，基于通过对由所述失真补偿处理输出的失真补偿信号输出进行功率放大处理而输出的功率放大信号的反馈信号，并基于所述失真补偿信号，对用于所述级数运算的级数运算系数组进行更新；
约束信息存储步骤，在存储器中将与具有给定功率值的传输信号相对应的所述失真补偿信号、以及所述功率放大信号的所述反馈信号存储为约束信息；以及
约束信息控制步骤，执行约束信息控制，使得根据所述传输信号的所述功率值，从所存储的约束信息中读取出对应于与所述传输信号的所述功率值不同的功率值的特定约束信息，所述特定约束信息用于更新所述级数运算系数组。
7.根据权利要求6所述的失真补偿方法，该方法进一步包括以下步骤：
第二失真补偿处理步骤，使用所述级数运算对所述功率放大输出的所述反馈信号执行与所述失真补偿处理不同的第二失真补偿处理；以及
误差计算步骤，计算从所述第二失真补偿处理输出的第二失真补偿信号与从所述失真补偿处理输出的所述失真补偿信号之间的误差，
其中，根据从所述误差计算步骤输出的所述误差进行的所述级数运算系数组更新步骤包括以下步骤：更新用于所述失真补偿处理和所述第二失真补偿处理中的所述级数运算的所述级数运算系数组，并且
其中，根据所述传输信号的所述功率值而执行的所述约束信息控制步骤包括以下步骤：使得从所述存储器中读取出对应于与所述功率值不同的功率值的所述约束信息；在所述第二失真补偿处理中使用包含在所述约束信息中的反馈信号；在所述误差计算中使用包含在所述约束信息中的失真补偿信号；以及基于从所述误差计算步骤输出的合成误差来更新所述级数运算系数组。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的失真补偿方法，
其中，所述约束信息存储步骤包括以下步骤：将与所述传输信号的所述功率值等于或高于给定值时的时段相对应的所述失真补偿信号以及所述功率放大输出的所述反馈信号存储为所述约束信息，并且
其中，所述约束信息控制步骤包括以下步骤：当所述传输信号的所述功率值低于所述给定值时，从所述存储器中读取所述约束信息并将该约束信息提供给所述系数更新步骤。
9.根据权利要求6或权利要求7所述的失真补偿方法，
其中，所述约束信息存储步骤包括以下步骤：针对所述传输信号的功率范围被划分成的给定数量的功率子范围中的每一个，将与所述传输信号的所述功率值落入相应子范围时的时段相对应的所述失真补偿信号和所述功率放大输出的所述反馈信号存储为所述约束信息，并且
其中，所述约束信息控制步骤包括以下步骤；当所述传输信号的所述功率值低于所述给定值时，从所述存储器中读取位于等于或高于给定水平的相应子范围中的所述约束信息，并将该约束信息提供给所述系数更新步骤。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的失真补偿方法，
其中，当所述功率放大输出的带外功率值低于给定值时，或者当由所述功率放大输出的所述反馈信号产生的第二失真补偿信号与所述失真补偿信号之间的误差小于给定值时，更新所述存储器中的所述约束信息。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103107967B (zh) * 2013-01-25 2016-02-03 大唐移动通信设备有限公司 一种预失真系数的更新方法和***
US9379744B2 (en) 2014-09-16 2016-06-28 Honeywell International Inc. System and method for digital predistortion
US9509350B1 (en) * 2015-06-11 2016-11-29 Infineon Technologies Ag Devices and methods for adaptive crest factor reduction in dynamic predistortion
CN108988935B (zh) * 2018-08-21 2020-09-25 清华大学 非线性功放约束下的星地协同信号传输方法及装置
US11799710B2 (en) * 2020-12-10 2023-10-24 Qualcomm Incorporated Techniques for signaling a source of dominant noise at a user equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1450770A (zh) * 2002-04-10 2003-10-22 松下电器产业株式会社 非线性失真补偿装置
US20050009479A1 (en) * 2003-01-23 2005-01-13 Braithwaite Richard Neil Digital transmitter system employing self-generating predistortion parameter lists and adaptive controller
CN1750531A (zh) * 2004-09-17 2006-03-22 株式会社日立国际电气 失真补偿正交调制器和无线发送器
CN1832355A (zh) * 2005-03-07 2006-09-13 富士通株式会社 失真补偿装置
CN101023578A (zh) * 2004-09-21 2007-08-22 株式会社日立国际电气 失真补偿放大装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903823A (en) * 1995-09-19 1999-05-11 Fujitsu Limited Radio apparatus with distortion compensating function
JP3451947B2 (ja) * 1998-07-03 2003-09-29 住友電気工業株式会社 Ｏｆｄｍ変調器
JP4097430B2 (ja) 1999-07-28 2008-06-11 富士通株式会社 歪補償機能を備えた無線装置
US6246286B1 (en) * 1999-10-26 2001-06-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Adaptive linearization of power amplifiers
JP4183364B2 (ja) * 1999-12-28 2008-11-19 富士通株式会社 歪補償装置
JP4014343B2 (ja) * 1999-12-28 2007-11-28 富士通株式会社 歪補償装置
JP4015455B2 (ja) * 2002-03-29 2007-11-28 富士通株式会社 歪補償装置
JP3872726B2 (ja) * 2002-06-12 2007-01-24 富士通株式会社 送信増幅器
JP4255361B2 (ja) * 2003-11-07 2009-04-15 富士通株式会社 歪み補償増幅器
JP4255849B2 (ja) * 2004-01-29 2009-04-15 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ べき級数型ディジタルプリディストータ
JP4505238B2 (ja) * 2004-02-25 2010-07-21 株式会社日立国際電気 歪補償回路
EP1858158B1 (en) * 2005-03-09 2013-03-27 Fujitsu Limited Strain compensation device
JP4308163B2 (ja) * 2005-03-22 2009-08-05 富士通株式会社 歪補償装置
JP4701024B2 (ja) 2005-07-07 2011-06-15 株式会社日立国際電気 プリディストーション歪補償付き増幅器
JP4933940B2 (ja) * 2007-04-02 2012-05-16 株式会社日立国際電気 電力増幅装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1450770A (zh) * 2002-04-10 2003-10-22 松下电器产业株式会社 非线性失真补偿装置
US20050009479A1 (en) * 2003-01-23 2005-01-13 Braithwaite Richard Neil Digital transmitter system employing self-generating predistortion parameter lists and adaptive controller
CN1750531A (zh) * 2004-09-17 2006-03-22 株式会社日立国际电气 失真补偿正交调制器和无线发送器
CN101023578A (zh) * 2004-09-21 2007-08-22 株式会社日立国际电气 失真补偿放大装置
CN1832355A (zh) * 2005-03-07 2006-09-13 富士通株式会社 失真补偿装置

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