CN104040883B

CN104040883B - 多频带发射机中的单一功率放大器的线性化

Info

Publication number: CN104040883B
Application number: CN201280051584.4A
Authority: CN
Inventors: S·M·吉尔拉姆比; J·B·莫里斯
Original assignee: Ao Pudisi Cellular Technology Co Ltd
Current assignee: Ao Pudisi Cellular Technology Co Ltd
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: KR101492381B1; EP3007355A1; EP2754239A1; CN104040883A; JP2014527372A; KR20140067099A; US8576943B2; JP5698419B2; EP2754239B1; US20130064325A1; WO2013034993A1

Abstract

通过组合频率上隔开的两个或更多个输入信号，生成多频带信号。取决于多频带信号的带宽，在预失真之前或之后组合输入信号。如果多频带信号的带宽小于预定的带宽阈值，那么组合输入信号，并对组合信号应用预失真，从而生成多频带信号。如果多频带信号的带宽大于预定的带宽阈值，那么使各个输入信号预失真，随后组合预失真的单独的输入信号，从而生成多频带信号。

Description

多频带发射机中的单一功率放大器的线性化

技术领域

本发明涉及移动通信网络中的无线发射机用功率放大器，更具体地，涉及多频带功率放大器的输入信号的预失真，以补偿功率放大器的非线性。

背景技术

高数据速率网络中的无线发射机的无线电架构中的一种当前趋势是利用双频带功率放大器同时在两个不同的频带上传送数据。众所周知的是功率放大器是非线性器件。这些非线性可表现为落在信号带宽之内及之外的互调产物。取决于非线性的严重性，失真会导致违反由联邦通信委员会(FCC)和其他管理机构建立的频谱限制的频谱分量。

通常，通过滤波，可以除去落在离信号的中心频率很远的频率上的互调产物。然而，由功率放大器的三阶非线性(IM3)引起的互调产物通常表现为接近于信号的中心频率的频谱分量。这些频谱分量不能利用滤波容易地去除。于是，需要除去或减少这些频谱分量的备用技术。

数字预失真是一种用于补偿功率放大器的非线性的技术。数字预失真的一般原理是按照使预失真器和功率放大器的整个***线性的方式，使输入信号失真。本质上，预失真器模拟功率放大器的反向非线性特性。作为一般的经验法则，数字预失真器必须支持为即时信号带宽的3～5倍的带宽。所需的高采样速率使数字预失真不实用于双频带信号。例如，如果目标是传送20MHz的复信号，那么数字预失真器应以大于100M样本/秒的采样速率运行，以便有效地使功率放大器线性化。在其中信号频带在频率方面间隔较大的双频带传输的情况下，需要很高的采样速率，因为组合信号的总带宽较大。

例如，考虑其中需要通过频带35(1850-1910MHz)传送20MHz信号(信号A)，同时通过频带36(1932-1990MHz)传送另一个20MHz信号(信号B)的LTE TDD实现。另外，假定信号A以1860MHz为中心，信号B以1980MHz为中心，从而产生140MHz(=1990-1850MHz)的总信号带宽。通过利用经验法则，为了获得良好的线性化性能，预失真器必须支持超过700MHz(=5×140MHz)的带宽。考虑到设计的复杂性，难以用目前的硅技术实现这样的预失真器。

与多频带传输相关的另一个问题是当输入信号被调谐到相对较近的频率时，和当预失真被用于线性化时，线性化性能不足的问题。为了成功地使功率放大器线性化，预失真器必须能够解决和降低或消除由功率放大器引起的非线性的影响。然而，在多频带传输的情况下，信号能量在预失真可能后会重叠，从而不可能在反馈路径中单独地解决。

发明内容

本发明提供一种使双频带或多频带发射机中的功率放大器的输出线性化的方法和设备。通过组合频率上隔开的两个或更多个输入信号，生成多频带信号。取决于输入信号在频域中的间隔，在预失真之前或之后组合输入信号。当两个或更多个输入信号间隔较小，以致它们的带宽重叠时，组合输入信号，随后对组合信号应用预失真，从而生成多频带信号。当多频带信号之一与其它的输入信号隔开足够的距离，以致其带宽不会与其它输入信号重叠时，该输入信号被单独预失真，然后与预失真之后的一个或多个其它输入信号组合，从而生成多频带信号。可在模拟域或数字域中进行预失真。单一的功率放大器放大所述多频带信号，从而生成输出信号。功率放大器的输出信号被反馈给适配电路，适配电路根据反馈适配预失真器。

本发明的例证实施例包括传送多频带输出信号的方法。在一种例证方法中，确定包含待在不同的频带上传送的两个或更多个输入信号的复合信号的带宽。比较复合信号的带宽和带宽阈值。如果复合信号的带宽小于带宽阈值，那么通过使复合信号预失真，生成多频带信号。如果复合信号的带宽大于带宽阈值，那么通过使单独的（individual）输入信号中的至少一个输入信号预失真，然后与其它输入信号组合，来生成多频带信号。多频带信号随后由功率放大器放大，以生成输出信号。

本发明的其它实施例包括传送多频带信号的多频带发射机，所述多频带信号包括在频率上隔开的两个或更多个输入信号。在一个例证实施例中，发射机包括发射电路和选择电路。发射电路包括多个预失真器，取决于包括两个或更多个输入信号的复合信号的带宽，在预失真之前，有选择地组合所述两个或更多个输入信号的一个或多个组合器，和放大所述多频带信号，从而生成多频带输出信号的放大器。选择电路根据复合信号的带宽，配置发射电路。当复合信号的带宽大于预定的带宽阈值时，选择电路把发射电路配置成通过在分量预失真器中，单独地使输入信号中的至少一个输入信号预失真，生成多频带信号。当复合信号的带宽小于预定的带宽阈值时，选择电路把发射电路配置成通过使复合信号预失真，生成多频带信号。

通过组合输入信号并对复合信号进行预失真，本发明改善了当输入信号被调谐到相对较近的频率时的线性化性能。通过在组合之前分别使输入信号预失真，本发明还避免了当输入信号相隔较远时的高采样速率。根据下面的说明和附图，对本领域的技术人员来说，本发明的其它优点是显而易见的。

附图说明

图1图解说明按照一个例证实施例的例证多频带发射机。

图2图解说明在两个输入信号的情况下，具有大于带宽阈值的带宽的多频带信号。

图3图解说明在两个输入信号的情况下，具有小于带宽阈值的带宽的多频带信号。

图4图解说明其中在模拟域中，进行预失真的多频带发射机的第一实施例。

图5图解说明其中在数字域中，进行预失真的多频带发射机的第二实施例。

图6图解说明具有大于带宽阈值的多频带LTE信号。

图7图解说明具有小于带宽阈值的多频带LTE信号。

图8图解说明使输入单一功率放大器的多频带信号线性化的例证方法。

图9图解说明具有在频域中分离的3个信号映像的多频带信号。

图10图解说明具有2个重叠的信号映像和频域中分离的第三个信号映像的多频带信号。

图11图解说明具有3个重叠的信号映像的多频带信号。

图12图解说明多频带发射机的第三实施例。

图13图解说明使输入单一功率放大器的多频带信号线性化的例证方法。

具体实施方式

现在参见附图，图中表示了用于使功率放大器的输出线性化的多频带发射机10的实施例。多频带发射机10可包括这里称为高带宽模式、低带宽模式和混合带宽模式的多达3种工作模式。在高带宽模式下，多频带发射机10在组合之前，单独预失真各个输入信号。在低带宽模式下，多频带发射机10在预失真之前组合所有的各个输入信号。在混合带宽模式下，多频带发射机10在预失真之前组合具有重叠带宽的两个或更多个输入信号，而不重叠的输入信号被单独预失真。

图1图解说明具有两种工作模式（高带宽模式和低带宽模式）的多频带发射机10的例证体系结构。多频带发射机10可以用在移动通信网络中的基站或其它无线终端中。多频带发射机10包括发射电路20、功率放大器40、选择电路50和适配电路60。两个或更多个输入信号被输入发射电路20。在该例证实施例中，表示了两个发射信号I₁和I₂。本领域的技术人员会理解，本发明并不局限于两个输入信号。如下更详细所述，输入信号被偏移到期望的频带，发射电路20被配置成根据带宽，在预失真之前或之后组合输入信号。如果多频带信号的带宽小于预定的带宽阈值，那么发射电路20被配置成按低带宽模式工作。在低带宽模式下，发射电路20组合输入信号，并对组合信号应用预失真，从而生成多频带信号。如果多频带信号的带宽大于带宽阈值，那么发射电路20被配置成按高带宽模式工作。在高带宽模式下，发射电路20在组合之前使各个输入信号预失真，从而生成多频带信号。可在模拟域或数字域中进行预失真。功率放大器40放大发射电路20输出的多频带信号，从而生成输出信号。功率放大器40的输出信号被反馈到适配电路60，适配电路60根据反馈适配预失真器。选择电路50为选择的工作模式，配置发射电路20和适配电路60。

带宽阈值是根据预失真之后(即，在考虑每个输入信号的带宽的3～5倍增大之后)的各个输入信号的带宽，和输入信号之间的间隔带宽选择的。在数字实现的情况下，预失真器的采样速率Fs需要大于带宽阈值的采样速率。这种要求对带宽阈值的值施加上限。

图2和3图解说明具有对应的带宽注解的多频带信号。图2和3表示带宽BW_M以频带1中的射频(RF)F_C1为中心的信号M，和带宽BW_N以频带2中的射频(RF)F_C2为中心的信号N。频带1从频率F_B1L到F_B1H，频带2从F_B2L到F_B2H。从而，

F_B1L<F_C1<F_B1H 式(1)

F_B2L<F_C2<F_B2H 式(2)

频带1中的频率低于频率2中的频率。

图2和3图解说明在考虑到归因于预失真的带宽扩展之后的输入信号的边缘。信号M的下边缘和上边缘分别被表示成F_ML和F_MU。信号N的下边缘和上边缘分别被表示成F_NL和F_NU。随后可按照下式计算多频带信号的带宽：

BW_C=F_NU-F_ML 式(3)

频带1和2之间的间隔带宽BW_S为：

BW_S=F_NL-F_MU，当F_NL>F_MU时

BW_S=0，当F_NL≤F_MU时式(4)

对本例来说，假定频带1中的频率小于频带2中的频率。

如果如图2中所示，BW_C大于带宽阈值BW_TH，那么信号M和N都被单独调谐和预失真，随后被组合，从而形成多频带信号，所述多频带信号随后被调制，并由功率放大器40放大。调谐可在预失真之前或之后进行。如果如图3中所示，BW_C小于带宽阈值BW_TH，那么信号M和N被单独调谐，随后被组合，从而产生复合信号。复合信号随后被预失真，从而产生多频带信号。所述多频带信号随后被上变频、调制，然后由功率放大器40放大。

带宽阈值BW_TH至少应大于考虑到预失真之后的信号M和N的即时带宽中的最大者。这种要求可被表示成：

BW_TH>2×k×max[BW_M,BW_N] 式(5)

系数k可为原始信号带宽的3倍到5倍。系数2代表输入信号的数目，在本例中，输入信号的数目为2。本领域的技术人员应明白，上面的不等式可如下容易地推广到多频带情况：

BW_TH>n×k×max[BW_M,BW_N,...] 式(6)

其中n是传送的输入信号的数目。

在本发明的一些实施例中，可以使用输入信号的间隔带宽BW_S，而不是总带宽BW_C。目的是当输入信号间隔小时，组合并预失真复合信号，当输入信号间隔大时，单独地预失真输入信号。为此，输入信号的总带宽BW_C和间隔带宽BW_S都提供适当的指示。在一个例证实施例中，当预失真之后的输入信号的带宽可能重叠时，输入信号被组合并作为复合信号被预失真。

图4图解说明其中在模拟域中，进行频率调谐、预失真和上变频的双频带发射机10的例证实施例。如前所述，双频带发射机10包括发射电路20、功率放大器40、选择电路50(图4中未示出)和适配电路60。发射电路20包括表示成发射通道1和发射通道2的两个发射通道。本领域的技术人员会理解，发射机可以包括3个或更多的发射通道。每个发射通道包括频率调谐器22、预失真器24和上变频器26。发射通道之一还包括组合器30。第一和第二模拟输入信号I₁和I₂被输入它们各自的发射通道。频率调谐器22偏移输入信号I₁和I₂中的相应信号的频率，从而产生期望的频率偏移或间隔。频移后的输入信号I₁和I₂被施加于相应的复用器32的一个输入端和组合器30的输入端。组合器30组合第一和第二输入信号I₁和I₂，从而生成复合信号I_C。在TX通道1中，组合器30的输出被施加于复用器32的第二输入端。复用器32选择第一输入信号I₁或者来自组合器的复合信号I_C通过预失真器24。在TX通道2中，将信号被施加于复用器32的第二输入端，这实际上关闭TX通道2。在高带宽模式下，复用器32把第二输入信号I₂传送给预失真器24。在低带宽模式下，TX通道2实际上被关闭。

在高带宽模式下，当多频带信号的带宽BW_C大于带宽阈值BW_TH时，TX通道1中的复用器32向对应的预失真器24输出第一输入信号I₁，TX通道2中的复用器32向对应的预失真器24输出第二输入信号I₂。按照这种模式，预失真器24起预失真输入信号中的相应输入信号的分量预失真器的作用。由于在上变频处理中存在固有的频率变换，因此通过把频率调谐器22中的频率调谐设定为0，并配置上变频器26提供期望的频率间隔，在高带宽模式的预失真之后，可以进行频率调谐。

选择电路50为期望的工作模式，配置发射电路20和适配电路60。工作模式包括高带宽工作模式和低带宽工作模式。在一些实施例中，选择电路50接收指示选择的工作模式的控制输入。响应于所述控制输入，选择电路50为选择的工作模式，配置发射电路20和适配电路60。在其它实施例中，选择电路50如前所述，根据输入信号动态确定工作模式，并相应地配置发射电路20和适配电路60。

在低带宽模式下，当多频带信号的带宽BW_C小于带宽阈值BW_TH时，TX通道1中的复用器32把复合信号I_C输出给对应的预失真器24。按照这种模式，TX通道1中的预失真器24起使复合信号I_C预失真的多频带预失真器的作用。TX通道2实际上被关闭。TX通道1中的上变频器26把预失真的多频带信号上变频到期望的载频，之后将其施加于功率放大器40的输入端。

预失真的目的是补偿功率放大器40的非线性。于是，预失真器24和功率放大器40的组合应近似线性***。适配电路60不断适配预失真器24的系数，以便尽可能的降低来自功率放大器40的输出信号中的非线性。适配电路60包括增益调整电路61、下变频器62、延迟和相位调整电路63、误差估计电路64和系数计算电路68。增益调整电路61调整来自功率放大器40的反馈信号的增益，以衰减反馈信号。在增益调整之后，反馈信号由下变频器62下变频，以匹配反馈信号与输入信号I₁和I₂的频率。反馈信号随后被输入误差估计电路64和系数计算电路68。延迟和相位调整电路63调整输入信号I₁和I₂，以及复合信号I_C的相位和延迟，以便与反馈信号比较。

误差估计电路64包含生成3个误差信号E₁、E₂和E_C的3个累积电路66。累积电路66的数目是输入信号的数目的函数。累积电路66比较增益调整的反馈信号和第一输入信号I₁、第二输入信号I₂及复合信号I_C，并输出差分作为误差信号。输入信号I₁和I₂，复合信号I_C，及误差信号E₁、E₂和E_C连同反馈信号一起被输入系数计算电路68。系数计算电路68利用标准技术，计算预失真器24的系数。当选择高带宽模式时，系数计算电路68计算用于预失真输入信号I₁和I₂的系数。在这种模式下，误差信号E₁和E₂被用于训练。可顺序地或者并行地进行对于2个预失真器24的训练。当选择低带宽模式时，系数计算电路68计算用于预失真复合信号I_C的系数。在这种模式下，误差信号E_C被用于训练。

通常，系数计算电路68利用的适配算法力图使某种误差度量降至最小。例如，系数计算电路68可以利用均方差方法，均方差方法在本领域中众所周知，于是这里不再详细说明。均方差技术是流行的技术，因为误差表面是二次的，从而理论上具有唯一的最小值。适合于适配预失真器系数的其它已知技术包括最小均方误差(LMS)技术，和递归最小二乘法(RLS)技术。本领域中已知这些技术的各种变形。

图5图解说明其中在数字域中进行频率调谐、预失真和上变频的双频带发射机10的例证实施例。为了方便起见，在图4和5中使用相同的附图标记指示具有相似功能的组件。在本实施例中，发射电路20包括两个通道。每个发射通道包括在数字域中工作的频率调谐器22、预失真器24和上变频器26。发射通道之一还包括组合器30。第一和第二数字输入信号I₁和I₂被输入相应的发射通道。频率调谐器22偏移输入信号I₁和I₂中的相应信号的频率，从而产生期望的频率偏移或间隔。频移后的输入信号I₁和I₂被施加于相应的复用器32的一个输入端和组合器30的输入端。组合器30组合第一和第二输入信号I₁和I₂，从而生成复合信号I_C。在TX通道1中，组合器30的输出被施加于复用器32的第二输入端。复用器32选择第一输入信号I₁或者来自组合器的复合信号I_C通过预失真器24。在TX通道2中，将信号施加于复用器32的第二输入端，这实际上关闭TX通道2。在高带宽模式下，复用器32把第二输入信号I₂传送给预失真器24。在低带宽模式下，TX通道2实际上被关闭。

选择电路50为期望的工作模式配置发射电路20和适配电路60。在一些实施例中，选择电路50接收指示选择的工作模式的控制输入。响应于所述控制输入，选择电路50为选择的工作模式，配置发射电路20和适配电路60。在其它实施例中，选择电路50如前所述，根据输入信号动态确定工作模式，并相应地配置发射电路20和适配电路60。

在高带宽模式下，当多频带信号的带宽BW_C大于带宽阈值BW_TH时，TX通道1中的复用器32向对应的预失真器24输出第一输入信号I₁，TX通道2中的复用器32向对应的预失真器24输出第二输入信号I₂。按照这种模式，预失真器24起预失真输入信号中的相应输入信号的分量预失真器的作用。由于在上变频处理中存在固有的频率变换，因此通过把频率调谐器22中的频率调谐设定为0，并配置上变频器26提供期望的频率间隔，可以在高带宽模式的预失真之后，进行频率调谐。

在低带宽模式下，当多频带信号的带宽BW_C小于带宽阈值BW_TH时，TX通道1中的复用器32把复合信号I_C输出给对应的预失真器24。在这种模式下，TX通道1中的预失真器24起使复合信号I_C预失真的多频带预失真器的作用。TX通道2实际上被关闭。上变频器26把预失真的多频带信号上变频到期望的载频，之后，所述多频带信号被施加于功率放大器40。

到此为止，数字实施例的基本操作与模拟实施例相同。在数字实施例中，在每个发射通道中，数字调制器28跟随在上变频器26之后。多频带信号由数-模转换器(DAC)36转换成模拟信号，并被施加于功率放大器40的输入端。

适配电路60也在数字域中工作。接收机电路70接收来自功率放大器40的输出信号，生成用于输入到适配电路60的数字基带信号。接收机电路70包括混频器72、带通滤波器74、衰减器76和模-数转换器(ADC)78。来自功率放大器40的输出信号被反馈回接收机电路70。混频器72把反馈信号下变频到中频，带通滤波器74除去带外分量。另一方面，可以使用把反馈信号直接下变频到基带的直接下变频接收机。衰减器76衰减信号，从而降低信号电平。从而，衰减器76实现和图4的模拟实施例中的增益调整电路62类似的功能。在信号电平调整之后，反馈信号由ADC78转换成数字信号，并被输入到适配电路60。

适配电路60包括数字解调器80、滤波电路82、选择电路84、延迟和相位调整电路85、误差估计电路86和系数计算电路90。数字解调器80解调反馈信号，从而生成解调信号。在所示的例证实施例中，解调信号是对应于复合信号I_C的复合反馈信号。滤波电路82对复合反馈信号滤波，从而生成对应于输入信号I₁和I₂的分量反馈信号。复合反馈信号和分量反馈信号被输入到选择电路84。取决于工作模式，选择电路84输出分量反馈信号或复合反馈信号。当选择高带宽模式时，选择电路84输出分量反馈信号。当选择低带宽模式时，选择电路84输出复合反馈信号。延迟和相位调整电路85调整输入信号I₁和I₂，以及复合信号I_C的相位和延迟，以便与反馈信号比较。

误差估计电路86包含生成3个误差信号E₁、E₂和E_C的3个累积电路88。累积电路88的数目是输入信号的数目的函数。误差信号的生成和前面所述相同。系数计算电路90利用标准技术，根据误差信号计算预失真器24的系数。当选择高带宽模式时，系数计算电路90计算用于使输入信号I₁和I₂预失真的系数。按照这种模式，误差信号E₁和E₂被用于独立地训练相应的预失真器。如前所述，对于这两个预失真器的训练可以顺序地或者并行地进行。当选择低带宽模式时，系数计算电路90计算用于使复合信号I_C预失真的系数。按照这种方式，误差信号E_C被用于训练。

在一个例证实施例中，适配电路60在高带宽模式下，顺序适配预失真器24的系数，选择电路84依次输出分量反馈信号。这种方法以一定的延迟为代价，减少了适配所需的计算资源。在其它实施例中，选择电路84被配置成并行地输出分量反馈信号，适配电路60被配置成同时适配两个预失真器24的系数。这种情况下，选择电路84并行地输出分量反馈信号。

图6和7图解说明适合于用在利用时分双工(TDD)的长期演进(LTE)***中的本发明的实施例的多频带信号中的信号映像（image）。图6和7中的信号映像被分别调谐到频带35和36。带宽阈值BW_TH为200MHz。在图6中，输入信号被分别调谐到1860MHz和1980MHz。考虑到带宽扩展的复合信号的带宽BW_C为220MHz，大于带宽阈值(200MHz)。在本例中，两个TX通道都被用于传送输入信号。就线性化来说，单独利用其各自的输入信号，训练每个发射通道中的预失真器24。在图7中，输入信号被分别调谐到1900MHz和1960MHz。复合信号的带宽BW_C为160MHz，小于阈值带宽BW_TH。于是，在本例中，单一的TX通道被用于传输。应注意在图7中所示的例子中，输入信号能量在预失真之后重叠。这种情况下，会很难通过分离出这两个信号并单独对它们进行预失真而获得良好的线性化性能。本发明通过把这两个输入信号看作一个复合信号并利用单一的预失真器24使功率放大器40线性化，避免了这个问题。

图8图解说明由多频带发射机10进行的例证方法100。当两个或更多个输入信号被输入发射机10时，开始该方法。发射机10确定包含所有的输入信号的多频带信号的近似带宽(方框110)。带宽的确定考虑了由预失真引起的带宽扩展和输入信号之间的间隔带宽。可按照式(4)计算带宽。发射机10随后比较多频带信号的带宽和带宽阈值(方框120)，并选择工作模式(方框130)。如果多频带信号的带宽小于带宽阈值，那么选择低带宽模式。在这种模式下，利用单一通道传送多频带信号，TX通道1中的预失真器24被配置成使输入信号的复合信号预失真，以生成多频带信号(方框140)。如果多频带信号的带宽大于带宽阈值，那么利用独立的发射通道传送单独的输入信号。在这种情况下，每个发射通道中的预失真器被配置成在组合之前预失真输入信号中的对应输入信号，从而生成多频带信号(方框150)。在任一模式下，都利用单一功率放大器40放大多频带信号(方框160)。

图4和5中所示的发射机10具有两种工作模式，即，高带宽模式和低带宽模式。在高带宽模式下，所有的输入信号在预失真之前被组合。在低带宽模式下，所有的输入信号在组合之前被预失真。当多频带信号包括3个或更多的输入信号时，其它模式也是可能的。例如，在存在3个输入信号的情况下，发射器10可被配置成在预失真之前组合两个信号，而单独使第三个信号预失真，即，混合带宽模式。可能的排列随输入信号的数目的增大而增多。

图9-11图解说明其中传送3个输入信号的情况的可能排列。图9-11表示带宽BW_M以频带1中的RF频率F_C1为中心的输入信号M，带宽BW_N以频带1中的RF频率F_C2为中心的输入信号N，和带宽BW_Q以频带2中的RF频率F_C3为中心的输入信号Q。注意，输入信号N可以在它自己的频带中，不过这不会影响下面的讨论。频带1从频率F_B1L到F_B1H，频带2从F_B2L到F_B2H。从而，

F_B1L<F_C1<F_B1H 式(7)

F_B1L<F_C2<F_B1H 式(8)

和

F_B2L<F_C3<F_B2H 式(9)

图9、10和11图解说明在考虑到归因于预失真的带宽扩展之后的输入信号的边缘。信号M的下边缘和上边缘被分别表示成F_ML和F_MU。信号N的下边缘和上边缘被分别表示成F_NL和F_NU。信号Q的下边缘和上边缘被分别表示成F_QL和F_QU。随后可按照下式计算多频带信号的带宽：

BW_C=F_QU-FML 式(10)

包含输入信号M和N的复合信号的带宽，和包含输入信号N和Q的复合信号的带宽可被计算为

BW_C1=F_NU-F_ML 式(11)

BW_C2=F_QU-F_NL 式(12)

信号M和信号N之间的间隔带宽BW_S1为：

BW_S1=F_NL-F_ML，当F_NL>F_MU时

BW_S1=0，当F_NL≦F_MU时式(13)

信号N和信号Q之间的间隔带宽BW_S2为：

BW_S2=F_QL-F_NU，当F_QL>F_NU时

BW_S2=0，当F_QL≦F_NU时，式(14)

对本例来说，假定频带1中的频率低于频带2中的频率。

在本实施例中，不是评估整个多频带信号的带宽，而是评估复合信号的带宽，并用于判定输入信号是否应被组合。如果BW_C1和BW_C2都大于带宽阈值BW_TH，如图9中所示，那么信号M、N和Q都被单独调谐和预失真，随后被组合，从而形成多频带信号，所述多频带信号随后被调制，然后由功率放大器40放大。另一方面，可以比较间隔带宽和带宽阈值BW_TH。如果BW_C1小于带宽阈值BW_TH，而BW_C2大于带宽阈值BW_TH，如图10中所示，那么信号M和N被分别调谐，随后被组合，以产生复合信号。输入信号M和N的复合信号随后被预失真。输入信号Q被单独预失真。随后组合输入信号M和N的预失真的复合信号与预失真后的输入信号Q，以形成多频带信号。如果BW_C1和BW_C2都小于带宽阈值BW_TH，如图11中所示，那么先组合所有的输入信号M、N和Q，随后利用单一预失真器进行预失真，以形成多频带信号。多频带信号随后被上变频、调制，然后由功率放大器40放大。

图12图解说明能够实现3种不同的工作模式的发射机10的实施例：高带宽模式，低带宽模式和混合带宽模式。为方便起见，在图5和9中使用相同的附图标记指示相同的元件。如前所述，多频带发射机10包括发射电路20、功率放大器40、选择电路50(图4中未示出)和适配电路60。发射电路20包括多个发射通道。每个发射通道包括在数字域中工作的频率调谐器22、预失真器24和上变频器26。发射通道1包括组合器30和33。数字输入信号I₁、I₂和I₃被输入到相应的发射通道。频率调谐器22偏移输入信号I₁、I₂和I₃中的相应信号的频率，从而产生期望的频率偏移或间隔。频移后的输入信号I₁被施加于对应的复用器32的一个输入端和组合器30的第一输入端。频移后的输入信号I₂被施加于对应的复用器32的一个输入端和组合器30的第二输入端。组合器30组合第一和第二输入信号I₁和I₂，从而生成复合信号I_C1。该复合信号被施加于组合器33的第一输入端。输入信号I₂还施加于组合器35的第一输入端。频移后的输入信号I₃被施加于对应的复用器32的一个输入端和组合器35的第二输入端。组合器35组合第二和第三输入信号I₂和I₃，从而生成复合信号I_C2。频移后的输入信号I₃还被施加于组合器33的第二输入端，组合器33组合输入信号I₃和复合信号I_C1，从而生成复合信号I_C。复合信号I_C是所有输入信号的复合物。

适配电路60基本上和前面所述相同。接收机电路70接收来自功率放大器40的输出信号，生成用于输入到适配电路60的数字基带信号。接收机电路70包括混频器72、带通滤波器74、衰减器76和模-数转换器(ADC)78。来自功率放大器40的输出信号被反馈回接收机电路70。混频器72把反馈信号下变频到中频，带通滤波器74除去带外分量。另一方面，可以使用把反馈信号直接下变频到基带的直接下变频接收机。衰减器76衰减信号，从而降低信号电平。从而，衰减器76实现和图4的模拟实施例中的增益调整电路62类似的功能。在信号电平调整之后，反馈信号由ADC78转换成数字信号，并被输入到适配电路60。

适配电路60包括数字解调器80、滤波电路82、选择电路84、延迟和相位调整电路85、误差估计电路86和系数计算电路90。数字解调器80解调反馈信号，从而生成解调信号。在所示的例证实施例中，解调信号是对应于复合信号I_C的复合反馈信号。滤波电路82对复合反馈信号滤波，从而生成对应于输入信号I₁、I₂和I₃以及对应于复合信号I_C1和I_C2的分量反馈信号。复合反馈信号和分量反馈信号被输入到选择电路84。取决于工作模式，选择电路84把对应的分量反馈信号输出给误差计算电路86和系数计算电路90。

延迟和相位调整电路85调整输入信号I₁、I₂和I₃，以及复合信号I_C1、I_C2和I_C的相位和延迟，以便与反馈信号比较。调整后的信号被施加于误差计算电路86。

误差计算电路86包含生成误差信号E₁、E₂、E₃、E_C1、E_C2和E_C的6个累积电路88。累积电路88的数目是输入信号和复合信号的数目的函数。误差信号的生成和前面所述相同。系数计算电路90利用标准技术，根据误差信号计算预失真器24的系数。

在一个例证实施例中，适配电路60顺序适配预失真器24的系数。这种方法以一定的延迟为代价，降低了适配所需的计算资源。在其它实施例中，适配电路60被配置成同时适配所有预失真器24的系数。在一些实施例中，选择电路50接收指示选择的工作模式的控制输入。响应于所述控制输入，选择电路50为选择的工作模式，配置发射电路20和适配电路60。在其它实施例中，选择电路50如前所述，根据输入信号动态确定工作模式，并相应地配置发射电路20和适配电路60。

图12中所示的实施例包括在图4和5中所示的实施例中不可用的另外的工作模式。更特别地，图12的发射机10使输入信号中的两个输入信号能够在预失真之前被组合，而使第三个输入信号可被单独预失真。

图13图解说明选择图12中所示的发射机的工作模式的方法200。首先，确定用于复合信号I_C1的带宽BW_C1，用于复合信号I_C2的带宽BW_C2，和用于复合信号I_C的带宽BW_C(方框210)。之后，比较带宽BW_C1和带宽阈值BW_TH(方框220)。如果BW_C1大于BW_TH，那么比较带宽BW_C2和带宽阈值BW_TH(方框230)。如果BW_C2大于BW_TH，那么选择高带宽模式，所有的输入信号被分别调谐和预失真(方框240)。如果BW_C2小于BW_TH，那么选择混合带宽模式，其中在预失真之前组合输入信号I₂和I₃，而单独使I₁预失真(方框250)。

返回方框220，如果BW_C1小于带宽阈值BW_TH，那么比较带宽BW_C2和带宽阈值BW_TH(方框260)。如果BW_C2大于带宽阈值BW_TH，那么选择混合带宽模式，其中在预失真之前组合输入信号I₁和I₂，而单独使I₃预失真(方框270)。如果BW_C2小于带宽阈值BW_TH，那么选择低带宽模式。在这种模式下，组合输入信号I₁、I₂和I₃，从而产生复合信号I_C，并利用单一预失真器使复合信号I_C预失真(方框280)。

下表1表示对于上述不同工作模式的发射机10的结构。

本发明解决了与多频带信号的预失真相关的一些问题。低带宽模式避免了分离重叠的信号以便计算每个预失真器24的系数的需要。这种信号分离对线性化性能具有严重的影响，因为难以补偿由滤波处理引起的失真。本发明通过在带宽低于某个阈值带宽时把复合信号用于训练，避免了该问题。另外，通过在低带宽模式下关闭除一个发射通道以外的所有发射通道，能够节省电力。在数字实现中，通过利用都具有自己的预失真器的多个发射通道，高带宽模式避免了对很高采样速率的需要以及随之发生的复杂性。在模拟实现中，高带宽模式避免了滤波器中的很宽的带宽。

当然，可以用除这里记载的那些方式外的其它具体方式实现本发明，而不脱离本发明的范围和基本特性。于是，无论从哪个方面来看，实施例都应被认为是对本发明的举例说明，而不是对本发明的限制，附加权利要求包含在其含意和等同范围内的所有变化。

Claims

1.一种传送多频带输出信号的方法，所述方法包括：

确定包含待在不同的频带上传送的两个或更多个输入信号的复合信号的带宽；

比较复合信号的带宽和带宽阈值；

如果复合信号的带宽大于带宽阈值，那么通过使单独的输入信号中的至少一个输入信号预失真，然后与其它输入信号组合，来生成多频带信号；

如果复合信号的带宽小于带宽阈值，那么通过使复合信号预失真，生成多频带信号；和

放大多频带信号，以生成多频带输出信号，以便通过无线信道传送。

2.按照权利要求1所述的方法，其中通过使单独的输入信号中的至少一个输入信号预失真，然后组合来生成多频带信号包括：

用独立的分量预失真器，使一个或多个单独的输入信号预失真；和将所述预失真的输入信号和所述两个或更多个输入信号中的没有被预失真的一个或多个其它输入信号相组合，以生成所述多频带信号。

3.按照权利要求2所述的方法，还包括根据对应于输入信号的相应分量反馈信号，适配一个或多个分量预失真器。

4.按照权利要求3所述的方法，其中适配一个或多个分量预失真器包括时间上顺序地适配分量预失真器。

5.按照权利要求3所述的方法，其中适配一个或多个分量预失真器包括同时并行地适配分量预失真器。

6.按照权利要求1所述的方法，其中通过使复合信号预失真而生成多频带信号包括：

组合输入信号，以生成复合信号；和

用多频带预失真器，使复合信号预失真。

7.按照权利要求6所述的方法，还包括根据对应于复合信号的复合反馈信号，适配多频带预失真器。

8.按照权利要求6所述的方法，其中通过使复合信号预失真而生成多频带信号还包括组合预失真之后的复合信号和一个或多个其它的预失真信号，以生成多频带信号。

9.按照权利要求8所述的方法，其中所述一个或多个其它的预失真信号包括在分量预失真器中分开地预失真的至少一个输入信号。

10.按照权利要求9所述的方法，还包括：

根据对应于复合信号的复合反馈信号，适配多频带预失真器；和

根据与分开地预失真的输入信号对应的分量反馈信号，适配分量预失真器。

11.按照权利要求10所述的方法，其中在时间上顺序地适配多频带预失真器和分量预失真器。

12.按照权利要求10所述的方法，其中同时并行地适配多频带预失真器和分量预失真器。

13.按照权利要求1所述的方法，其中确定复合信号的带宽包括根据输入信号的带宽、输入信号之间的间隔频带和可归因于预失真的输入信号的带宽扩展，确定复合信号的带宽。

14.按照权利要求1所述的方法，还包括确定带宽阈值。

15.按照权利要求14所述的方法，其中确定带宽阈值包括根据单独的输入信号的最大带宽、输入信号的数目和预定的扩展系数，确定带宽阈值。

16.按照权利要求1所述的方法，还包括：

当复合信号的带宽大于带宽阈值时，在预失真单独的输入信号之前或之后，对输入信号进行频率调谐，或者

当复合信号的带宽小于带宽阈值时，在组合单独的输入信号之前，对输入信号进行频率调谐。

17.一种传送多频带信号的发射机，所述多频带信号包括在频率上隔开的两个或更多个输入信号，所述发射机包括：

可配置的发射电路，所述可配置的发射电路从待在不同的频带上传送的两个或更多个输入信号，生成多频带信号，所述发射电路包括：

多个预失真器；

一个或多个组合器，取决于包括两个或更多个输入信号的复合信号的带宽，在预失真之前，有选择地组合所述两个或更多个输入信号；和

放大器，放大所述多频带信号，以生成多频带输出信号；和

选择电路，所述选择电路有选择地配置所述发射电路，以便：

当复合信号的带宽大于预定的带宽阈值时，通过在分量预失真器中单独地使一个或多个输入信号预失真，生成多频带信号；和

当复合信号的带宽大于预定的带宽阈值时，通过使复合信号预失真，生成多频带信号。

18.按照权利要求17所述的发射机，其中发射电路能由选择电路配置，以便：

用独立的分量预失真器，使一个或多个单独的输入信号预失真；和

将所述预失真的输入信号和所述两个或更多个输入信号中的没有被预失真的一个或多个其它输入信号相组合，以生成所述多频带信号。

19.按照权利要求18所述的发射机，还包括被配置成根据对应于输入信号的相应分量反馈信号，适配一个或多个分量预失真器的适配电路。

20.按照权利要求18所述的发射机，其中适配电路还被配置成在时间上顺序地适配分量预失真器。

21.按照权利要求18所述的发射机，其中适配电路还被配置成同时并行地适配分量预失真器。

22.按照权利要求18所述的发射机，其中发射电路能由选择电路配置，以便：

组合输入信号，以生成复合信号；和

用多频带预失真器，使复合信号预失真。

23.按照权利要求18所述的发射机，还包括被配置成根据对应于复合信号的复合反馈信号，适配多频带预失真器的适配电路。

24.按照权利要求23所述的发射机，其中发射电路能由选择电路配置，以组合预失真之后的复合信号和一个或多个其它的预失真信号，以生成多频带信号。

25.按照权利要求24所述的发射机，其中发射电路能由选择电路配置，以组合所述复合信号和在分量预失真器中分开地预失真的至少一个输入信号。

26.按照权利要求25所述的发射机，还包括适配电路，所述适配电路能被配置成：

根据对应于分开地预失真的输入信号的分量反馈信号，适配分量预失真器。

27.按照权利要求25所述的发射机，其中适配电路能被配置成在时间上顺序地适配多频带预失真器和分量预失真器。

28.按照权利要求25所述的发射机，其中适配电路能被配置成同时并行地适配多频带预失真器和分量预失真器。

29.按照权利要求17所述的发射机，其中选择电路还被配置成根据输入信号的带宽、输入信号之间的间隔频带和可归因于预失真的输入信号的带宽扩展，确定多频带信号的带宽。

30.按照权利要求17所述的发射机，其中选择电路还被配置成确定带宽阈值。

31.按照权利要求17所述的发射机，其中选择电路还被配置成根据单独的输入信号的最大带宽、输入信号的数目和预定的扩展系数，确定带宽阈值。

32.按照权利要求30所述的发射机，其中发射电路还包括在组合之前，调谐相应的输入信号的一个或多个频率调谐器。