JP5591106B2 - デジタルハイブリッドモード電力増幅器システム - Google Patents
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Description
本願は、2008年1月28日出願の「Power Amplifier Time-Delay Invariant Predistortion Methods and Apparatus」という名称の米国特許出願第12/021,241号の一部継続出願である。この米国特許出願第12/021,241号は、2007年4月30日出願の「High Efficiency Linearization Power Amplifier For Wireless Communication」という名称の米国特許出願第11/799,239号の一部継続出願である。この米国特許出願第11/799,239号は、2005年10月27日出願の「System and Method for Digital Memorized Predistortion for Wireless Communication」という名称の米国特許出願第10/137,556号であって現在は「System and Method for Digital Memorized Predistortion for Wireless Communication」という名称の米国特許第6,985,704号の継続出願である。これらのすべては本明細書に参照として組み込まれる。本願は、2007年12月20日出願の「A Method for Baseband Predistortion Linearization in Multi-Channel Wideband Communication Systems」という名称の米国特許出願第11/961,969号の利益を主張する。本願は、Dali Yangを除いて発明者が本件と同じである2007年4月23日出願の米国仮特許出願第60/925,603号の利益を主張し、2008年3月31日出願の「An Efficient Peak Cancellation Method For Reducing The Peak-To-Average Power Ratio In Wideband Communication Systems」という名称の米国仮特許出願第61/041,164号の利益も主張する。また、2007年12月8日出願の「Baseband Derived RF Digital Predistortion」という名称の米国仮特許出願第61/012,416号の利益も主張し、2007年4月23日出願の「N-Way Doherty Distributed Power Amplifier」という名称の米国仮特許出願第60/925,577号の利益も主張する。さらに、本願は、2007年12月20日出願の「Power Amplifier Predistortion Methods and Apparatus」という名称の米国特許出願第11/962,025号、2007年8月30日出願の「Analog Power Amplifier Predistortion Methods and Apparaturs」という名称の米国仮特許出願第60/969,127号、及び「Power Amplifier Predistortion Methods and Apparatus Using Envelope and Phase Detector」という名称の米国仮特許出願第60/969,131号の利益を主張する。上述のすべては、本明細書に参照として組み込まれる。
RF入力及びマルチチャンネルデジタル入力の少なくとも一つを受信するデジタルモジュールと、
前記デジタルモジュールの出力を表す信号に応答する電力増幅器部分と、
前記電力増幅器部分の出力を表す信号を前記デジタルモジュールにフィードバックするフィードバック部分と
を含むデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項2]
前記デジタルモジュールは、デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイと、デジタルアナログコンバータと、アナログデジタルコンバータと、位相ロックループとの一つ以上を含む、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項3]
前記電力増幅器部分は、実信号のためのアップコンバータ並びに実信号及び複素信号のためのアナログ直交変調器と、多段駆動増幅器を備える高電力増幅器と、温度センサとの一つ以上を含む、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項4]
前記フィードバック部分は、方向性カプラと、ミキサと、ローパスフィルタと、ゲイン増幅器と、バンドパスフィルタと、検出器との少なくとも一つを含む、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項5]
基地局アプリケーションのために構成され、
前記デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイは、デジタルアップコンバータと、波高因子低減器と、プリディストータと、デジタル直交変調器との一つ以上を含む、請求項2に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項6]
リピータアプリケーションのために構成され、
前記デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイは、デジタル直交復調器と、波高因子低減器と、プリディストータと、デジタル直交変調器との一つ以上を含む、請求項2に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項7]
前記デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイは、前記電力増幅器の非対称ひずみを生成することにより前記電力増幅器部分の非線形性及びメモリ効果の双方をアダプティブに補償するプリディストーションを与える、請求項2に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項8]
前記デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイは、前記電力増幅器の温度変化に起因する線形性変動を安定化させるべく前記電力増幅器の最適ゲートバイアス電圧を決定する適応アルゴリズムを含む、請求項2に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項9]
前記電力増幅器部分は、前記DHMAシステムの効率を最大にするべく、ドハティと、エンベロープエリミネーション及びレストレーションと、エンベロープトラッキングと、エンベロープフォローイングと、非線形コンポーネント使用線形増幅とを含む効率ブースト手法のグループのうちの少なくとも一つを用いる、請求項3に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項10]
波高因子低減によって前記電力増幅器部分の出力においてクリッピングされた信号から生じた帯域内ひずみが、前記デジタル部分に応答するDAC及びUPCにより補償される、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
[請求項11]
隣接チャンネル電力を検出するべくメインチャンネル信号のロケーションをサーチすることと、
評価関数として隣接チャンネル電力値又は隣接チャンネル電力比を使用することによる評価、回転、伸張、及び収縮を含む多方向性サーチアルゴリズムに基づいて係数を抽出することと
を含む、本発明のDHMPAシステムにおいてプリディストーションの係数を更新する方法。
別表I
用語集
ACLR 隣接チャンネル漏洩比(Adjacent Channel Leakage Ratio)
ACPR 隣接チャンネル電力比(Adjacent Channel Power Ratio)
ADC アナログデジタルコンバータ(Analog to Digital Converter)
AQDM アナログ直交復調器(Analog Quadrature Demodulator)
AQM アナログ直交変調器(Analog Quadrature Modulator)
AQDMC アナログ直交復調器コレクタ(Analog Quadrature Demodulator Corrector)
AQMC アナログ直交変調器コレクタ(Analog Quadrature Modulator Corrector)
BPF バンドパスフィルタ(Bandpass Filter)
CDMA 符号分割多重アクセス(Code Division Multiple Access)
CFR 波高因子低減(Crest Factor Reduction)
DAC デジタルアナログコンバータ(Digital to Analog Converter)
DET 検出器(Detector)
DHMPA デジタルハイブリッドモード電力増幅器(Digital Hybrid Mode Power Amplifier)
DDC デジタルダウンコンバータ(Digital Down Converter)
DNC ダウンコンバータ(Down Converter)
DPA ドハティ電力増幅器(Doherty Power Amplifier)
DQDM デジタル直交復調器(Digital Quadrature Demodulator)
DQM デジタル直交変調器(Digital Quadrature Modulator)
DSP デジタル信号処理(Digital Signal Processing)
DUC デジタルアップコンバータ(Digital Up Converter)
EER エンベロープエリミネーション及びレストレーション(Envelope Elimination and Restoration)
EF エンベロープフォローイング(Envelope Following)
ET エンベロープトラッキング(Envelope Tracking)
EVM 誤差ベクトル振幅(Error Vector Magnitude)
FFLPA フィードフォワード線形電力増幅器(Feedforward Linear Power Amplifier)
FIR 有限インパルス応答(Finite Impulse Response)
FPGA フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field-Programmable Gate Array)
GSM(登録商標) 移動体通信用グローバルシステム(Global System for Mobile communications)
I−Q 同相/直交(In-phase/Quadrature)
IF 中間周波数(Intermediate Frequency)
LINC 非線形コンポーネント使用線形増幅(Linear Amplification using Nonlinear Components)
LO 局所発振器(Local Oscillator)
LPF ローパスフィルタ(Low Pass Filter)
MCPA マルチキャリア電力増幅器(Multi-Carrier Power Amplifier)
MDS 多方向性サーチ(Multi-Directional Search)
OFDM 直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
PA 電力増幅器(Power Amplifier)
PAPR ピーク対平均電力比(Peak-to-Average Power Ratio)
PD デジタルベースバンドプリディストーション(Digital Baseband Predistortion)
PLL 位相ロックループ(Phase Locked Loop)
QAM 直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation)
QPSK 直交位相シフトキーイング(Quadrature Phase Shift Keying)
RF 高周波数(Radio Frequency)
SAW 表面弾性波フィルタ(Surface Acoustic Wave Filter)
UMTS ユニバーサル移動体通信システム(Universal Mobile Telecommunications System)
UPC アップコンバータ(Up Converter)
WCDMA 広帯域符号分割多重アクセス(Wideband Code Division Multiple Access)
WLAN 無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network)
Claims (11)
- RF入力及びマルチチャンネルデジタル入力の少なくとも一つを受信するデジタルモジュールであって、前記RF入力はダウンコンバータ又はAQDMを含むインターフェイスを介して受信され、前記デジタルモジュールは、デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイ、複数のデジタルアナログコンバータ、複数のアナログデジタルコンバータ、及び位相ロックループを含み、前記デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイは、複数の多項式生成ブロックを含むプリディストータを含むデジタルモジュールと、
前記デジタルモジュールの出力を表す信号に応答する電力増幅器部分と、
前記電力増幅器部分の出力を表す信号を前記デジタルモジュールにフィードバックするフィードバック部分であって、隣接チャンネル電力を表す信号をモニタするべく適合されたフィードバック部分と
を含み、
基地局アプリケーションのために構成され、
前記デジタルモジュールは、隣接チャンネル電力を低減するべく前記フィードバック部分に応じて前記デジタルモジュールの出力を、少なくとも前記多項式生成ブロックを使用して変更し、
前記デジタルフィールドプログラマブルゲートアレイは、前記RF入力が使用される場合のデジタル直交復調器、前記マルチチャンネルデジタル入力が使用される場合のデジタルアップコンバータ、波高因子低減器、及びデジタル直交変調器をさらに含み、
前記デジタル直交復調器及び前記デジタル直交変調器はそれぞれ、前記AQDMが前記RF入力のインターフェイスとして使用される場合にアナログ直交復調器コレクタ及びアナログ直交変調器コレクタと置換可能であるデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。 - 前記電力増幅器部分は、実信号のためのアップコンバータ並びに実信号及び複素信号のためのアナログ直交変調器と、多段駆動増幅器を備える高電力増幅器と、温度センサとの一つ以上を含む、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 前記フィードバック部分は、方向性カプラと、ミキサと、ローパスフィルタと、ゲイン増幅器と、バンドパスフィルタと、検出器との少なくとも一つを含む、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 前記電力増幅器部分は、ドハティと、エンベロープエリミネーション及びレストレーションと、エンベロープトラッキングと、エンベロープフォローイングと、非線形コンポーネント使用線形増幅との少なくとも一つを含む効率ブースト手法を用いる、請求項2に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 波高因子低減によって前記電力増幅器部分の出力においてクリッピングされた信号から生じた帯域内ひずみが、前記デジタルモジュールに応答するDAC及びUPCにより補償される、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 前記多項式生成ブロックは、前記モニタされた信号に基づいて動的に調整される、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 前記フィードバック部分は、前記電力増幅器部分の出力の線形性の変化を少なくとも部分的にモニタすることによって、前記隣接チャンネル電力を表す信号をモニタするべく適合される、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 前記フィードバック部分は、前記電力増幅器部分の出力の非対称ひずみを少なくとも部分的にモニタすることによって、前記隣接チャンネル電力を表す信号をモニタするべく適合される、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅システム。
- 前記電力増幅器部分の温度をモニタするべく適合された温度センサをさらに含み、
前記デジタルモジュールは、前記モニタされた温度に少なくとも部分的に基づいて前記電力増幅器部分のゲートバイアスを制御する、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。 - 前記プリディストータは、ベースバンドの同相又は直交相のチャンネル信号を受信しない、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
- 前記電力増幅器は変調アグノスティックである、請求項1に記載のデジタルハイブリッドモード電力増幅器システム。
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