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Abstract

本发明公开了一种用于产生发射信号的方法，在所述方法中需放大的输入信号(vd(t))被输入到功率放大器(PA)，该功率放大器输出作为放大的输出信号(va(t))的所速输入信号。在此提供一种映射，其为输入信号(vd(t))的特定值分配针对所述输入信号(vd(t))的特定的预失真值。然后确定针对输入信号(vd(t))的相应的预失真值，并且将所述相应的预失真值应用于所述输入信号(vd(t))，以便将预失真的输入信号输入到功率放大器(PA)。紧接着从所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))中计算峰值因素(CF)，以及当所算出的峰值因素离开预定的值域时，调节所述映射或其值。

Description

用于产生发射信号的方法
技术领域
本发明涉及用于产生发射信号的方法和电路。
背景技术
在许多领域需要具有高功效的线性信号放大。与此相应的方法是通过使数字基带中的信号预失真(Predistortion)而使功率发大器(PA：Power Amplifier)的非线性特性线性化。但是，该非线性例如由于老化和依赖于温度的元件而不断变化。在一些方法、例如数字自适应预失真中，必须借助尤其由耦合器、解调器和ADC(ADC：Analog-to-digital-converter模数转换器)组成的反馈支路来重新获得所发射信号的包络，因为需要该包络以用于自适应。
传统的借助于相干解调的预失真花费大量HW(硬件)(因为完整的接收支路是必要的)，更昂贵并且在能量消耗方面恰好在平均功率时效率不高。此外，对反馈支路中的线性和所测量信号的延迟的确定提出了高要求。
由于上述问题，到目前为止在商业移动电话系统中还没有实现基于数字预失真的PA线性化方法(至少还未公知)。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于线性信号放大的可能性，其尤其可在移动无线电装置、如移动无线电设备或移动电话中被应用。
该任务通过用于产生发射信号的方法、用于产生发射信号的电路以及移动无线电装置来解决。
在此，用于产生发射信号的方法包括下列步骤，在该方法中将需放大的输入信号输入到功率放大器，该功率放大器将该输入信号输出为被放大的输出信号。提供一种映射，其为输入信号的特定值或特定振幅分配针对该输入信号的特定的预失真值。这种映射或相应的预失真值的分配尤其用于抵制功率放大器的非线性放大特性，并因而实现输入信号或输入功率放大的所期望的线性。此外，根据该映射确定针对该输入信号的相应的预失真值。然后，将刚确定的预失真值应用于该输入信号或与该输入信号相乘，以便得到预失真的输入信号，最后将该信号输入到功率放大器以进行放大。现在从该功率放大器的输出信号中算出峰值因素(Crest-Faktor)。如果所算出的峰值因素不是位于预定的值域内，则调节(adaptieren)该映射或该值。
按照有利的扩展方案，实现该映射或其值或者表列值(Eintraege)的调节，使得该映射的值被重新计算，此外该预失真的新值，更确切地说，对应于具有特定值或特定振幅的输入信号的该预失真的新值被应用于该输入信号或与该输入信号相乘，最后该预失真的输入信号被输入到功率放大器，以便从功率放大器的输出信号中重新算出峰值因素。一直重复该重新计算以及重新应用和从功率放大器的输出信号中算出峰值因素，直到所算出的峰值因素再次位于预定的值域内。
在此，借助于数字信号处理装置来执行峰值因素的计算。在此，如在下文中还将详细解释，当对功率放大器的输出信号进行非相干解调时，这尤其有利。此外，功率放大器的输出信号还可以在非相干解调之后被数字化并被输入到数字信号处理装置。输出信号的非相干解调可以借助包络线检测器来进行。
按照本发明的另一方面，利用下列部件来提供用于产生发射信号的电路。该电路具有功率放大器，其具有用于接收需放大的输入信号的输入端，该输入信号在该功率放大器的输出端上被输出为被放大的输出信号或被输出为发射信号。此外，该电路还具有用于提供或存储映射的装置，该映射为输入信号的特定值分配针对该输入信号的特定的预失真值。此外，还装设一个装置，其用于确定针对该输入信号的相应的预失真值并且将该相应的预失真值应用于该输入信号或与该输入信号相乘。计算装置从功率放大器的输出信号中算出峰值因素，之前预失真的输入信号已被输入到该功率放大器。然后，当所算出的峰值因素位于预定的值域之外时，通过自适应装置对映射或其值或者表列值进行调节。
按照有利的扩展方案，计算装置可以包括用于算出峰值因素的数字信号处理装置。此外，该电路还可以包括用于功率放大器的输出信号的非相干解调的包络线检测器。此外，该电路可以具有用于使功率放大器的解调后的输出信号数字化的模数转换器，以便将该输出信号输入到数字信号处理装置。
按照本发明的另一方面，提供一种移动无线电装置，其具有上述用于产生发射信号的电路。该移动无线电装置例如可以包括移动无线电设备或移动电话。
通过功率放大器的AM/AM转换(其涉及输入振幅和输出振幅或输入功率和输出功率之间的关系)，调制信号的统计特性发生变化。在具有非恒定包络的方法中，在信号统计方面一个重要的特征量是峰值因素CF。该峰值因素描述了调制过程的最大值和RMS(RMS：root-mean-square平方根)值之间的关系。通过AM/AM转换使峰值因素在PA的饱和区域内变小(信号被压缩)。峰值因素的变化是以多大的功率将功率放大器PA驱动到饱和的量度。因此瞬时峰值因素也是基本上由AM/AM转换确定的相邻信道发射的量度。常常可以放弃对AM/PM转换的校正(其涉及用于输入信号振幅的功率放大器的输出信号的相位功能)，因为该校正对相邻信道发射的影响比对所述AM/AM转换的影响小。
在对功率放大器PA的输出信号进行了相干或非相干解调之后，借助于数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)可以非常容易地算出峰值因素。尤其非相干解调显示了极大的成本潜力，并且同时易于实现。为此只需要具有足够带宽的包络线检测器，该包络线检测器的输出信号借助于ADC被数字化。紧接着借助于数字信号处理装置来计算峰值因素。
功率放大器的特征线(短的PA特征线)可以以参数模型的形式(以查找表(Look-Up-Tabelle)的形式)存储，其中借助于所测量的峰值因素来调节或匹配参数。通过参数模型来模拟PA特征线允许功率放大器的输入信号的预失真、例如参数预失真或“复数增益预失真”。除了容易实现之外，反馈回路中的延迟尤其不起作用，这在传统的预失真中是最难解决的问题之一。常常为了调节功率总要利用二极管检测器来收集PA输出信号并将其数字化，也就是说，在这种情况下，基于峰值因素的预失真可以没有附加的硬件花费。只必须匹配该检测器的带宽(例如通过在基带中滤波)。
总而言之，应用峰值因素作为数字预失真中的自适应的基础是完全新的方法。基于峰值因素的确定的自适应预失真理想地适用于移动无线电领域、尤其是移动无线电设备或移动电话，因为峰值因素的确定非常容易，尤其是不依赖于反馈回路中的延迟时间。
附图说明
下面参考附图来解释本发明的优选实施方案，所述附图只有一幅，其中示意性地描述了按照一个优选的实施方案用于执行本发明方法的基本部件。
具体实施方式
如上所述，峰值因素CF描述了调制过程的最大值和RMS值之间的关系。通过功率放大器PA的AM/AM转换来改变调制信号的统计特性。使峰值因素在PA的饱和区域内变小(信号被压缩)。峰值因素的变化是以多大的功率将PA驱动到饱和的量度。因此，瞬时峰值因素也是基本上由AM/AM转换确定的相邻信道发射的量度。
下面根据附图来解释按照一个优选的实施方案用于产生发射信号的电路。
从左向右开始，首先数据、例如语音数据或视频数据被输入到调制解调器MODEM，在该调制解调器中该数据被数字化或被调制。在对数据进行了处理之后，该调制解调器输出相应的尤其是数字基带信号形式的信号vm(t)，该信号最后应被转换到HF(高频)带并且按照功率放大。为此，该信号vm(t)作为(未失真的)输入信号被输入到“复数增益乘法器”CGM(Complex-Gain-Multiplizierer)。在该CGM中，根据该(未失真的)输入信号va(t)的瞬时振幅将其与查找表(Look-Up-Tabelle)LUT中所属的复数值相乘。在此，在查找表中规定了一种映射，其为输入信号(vm(t))的特定值或特定振幅分配针对该输入信号(vm(t))的特定的预失真值。然后，使相乘后的或预失真的输入信号vd(t)在通过DA(Digital-Analog)转换器DAC之后输入到正交调制器或直接调制器QM，其被设计用于将信号直接转换或转化到HF带。为此，该正交调制器QM与压控振荡器VCO(“Voltage-controlledoscillator”)相连接。然后，转换后的输入信号被输入到功率放大器PA的输入端，该功率放大器PA按照功率放大该信号并输出相应的输出信号va(t)。功率放大器PA的输出端上的输出信号va(t)作为发射信号被输入到例如定向耦合器的耦合装置KOP，其将该信号输入到天线ANT并且输出耦合(很小的)一部分，以便将其输入到反馈路径。在此，输出耦合的信号首先被输入到用于测量瞬时功率或平均功率(RMS功率)的(具有足够带宽的)包络线检测器HKD。在此，该包络线检测器HKD具有两个功能，即重建包络线(较大带宽)和确定平均输出功率(较小带宽)。在信号处理装置SV中(通过相应的基带滤波)实现包络线检测器HKD的不同带宽，稍后还将解释该信号处理装置SV。同样可以在该信号处理装置SV中递归地确定峰值因素，因此不需要中间存储采样值。
之后，该信号通过电平转换器LS(Level-Shifter)(其使信号的电平匹配后面的AD(模数)转换器ADC)到达数字信号处理单元SB，该数字信号处理单元由借助虚线的框架表示。在该数字信号处理单元SE中，电平转换器LS的信号由AD转换器ADC进行数字化，以便由后面的部件进行处理。
然后，数字化的信号被输入到信号处理装置SV，如上所述，由该信号处理装置SV递归地算出峰值因素。如果所算出的峰值因素不是位于预定的值域内，则向自适应装置ADAP发送相应的信号，然后该自适应装置ADAP为包含在查找表中的映射计算新的值或表列值或参数。这意味着，计算针对预失真的新值或参数，其可应用于具有特定振幅的输入信号。
利用从信号处理装置SV获得的峰值因素，可以实现如下所述的自适应预失真：
可以实现用于自适应的不同方法。在附图中示出了具有上述“复数增益乘法器”CGM的实现。在此，根据调制解调器MODEM的(未失真的)输入信号vm(t)的瞬时振幅将其与查找表LUT中所属的复数值相乘。
现在，借助由信号处理装置SV算出的峰值因素CF来调节或匹配查找表LUT中的表列值或参数。如果所算出的峰值因素CF不是位于预定的区域内或峰值因素(CF)未超过预定的阈值CFth，则基于ACLR(ACLR：Adjacent Channel Leakage Power Ratio相邻信道泄漏功率比)和峰值因素CF之间的关系而知道，关于ACLR的要求不再被遵守。借助于(自适应装置ADAP中的)自适应算法，为查找表LUT中的映射计算新的表列值或参数，并且在将新的参数应用于输入信号之后重新测量所产生的峰值因素CF。自适应过程或调节过程一直持续，直到(当前)所算出的峰值因素再次位于预定的值域内或大于预定的阈值(也就是说一直适用至CF>CFth)。
用于收集峰值因素的另一种可能性可以利用功率放大器PA的输出信号的相干解调来实现。但是上述(利用包络线检测器进行的)非相干解调显示了极大的成本潜力，而且同时易于实现，因为常常为了调节功率总是利用二极管检测器来收集PA信号并使该信号数字化，也就是说，在这种情况下基于峰值因素的预失真可能没有附加的硬件花费。除了容易实现之外，反馈回路中的延迟尤其不起作用，这在传统的利用相干解调的预失真中是最难解决的问题之一。

Claims (12)

1.用于产生发射信号的方法，在所述方法中将需放大的预失真的输入信号(vd(t))输入到功率放大器(PA)，该功率放大器将所述需放大的预失真的输入信号(vd(t))输出为被放大的输出信号(va(t))，其中所述方法包括下列步骤:
提供一种映射，其为输入信号(vm(t))的特定值分配针对所述输入信号(vm(t))的特定的预失真值；
根据所述映射确定针对输入信号(vm(t))的相应的预失真值；
将所述特定的预失真值应用于所述输入信号(vm(t))，并且将所述预失真的输入信号(vd(t))输入到功率放大器(PA)；
从所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))中算出峰值因素(CF)，其中所述峰值因素(CF)描述调制过程的最大值与平方根值之间的关系；
当所算出的峰值因素不是位于预定的值域内时，调节所述映射。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述映射的调节包括以下步骤:
重新计算所述映射的值；
将所述相应的预失真值重新应用于所述输入信号(vm(t))；
从所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))中重新算出所述峰值因素；
其中一直重复所述重新计算以及重新应用并从所述功率放大器的所述输出信号中算出所述峰值因素，直到所算出的峰值因素位于预定的值域内。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中借助于数字信号处理装置(SV)来执行所述峰值因素的计算。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))被非相干解调。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))在非相干解调之后被数字化并且被输入到所述数字信号处理装置。
6.如权利要求4所述的方法，其中借助于包络线检测器(HKD)对所述输出信号(va(t))进行所述非相干解调。
7.用于产生发射信号的电路，具有下列特征:
功率放大器(PA)，其具有用于接收需放大的预失真的输入信号(vd(t))的输入端，所述预失真的输入信号(vd(t))在所述功率放大器的输出端上被输出为被放大的输出信号(va(t))；
用于提供映射的装置，所述映射为输入信号(vm(t))的特定值分配针对所述输入信号(vm(t))的特定的预失真值；
用于确定针对输入信号(vm(t))的相应的预失真值并且用于将所述相应的预失真值应用于所述输入信号(vm(t))的装置；
用于从所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))中算出峰值因素(CF)的计算装置，其中所述峰值因素(CF)描述调制过程的最大值与平方根值之间的关系；
用于在所算出的峰值因素位于预定的值域之外时调节所述映射的自适应装置(ADAP)。
8.如权利要求7所述的电路，其中所述计算装置包括用于算出所述峰值因素的数字信号处理装置(SV)。
9.如权利要求8所述的电路，其此外还包括包络线检测器(HKD)，该包络线检测器用于对所述功率放大器(PA)的所述输出信号(va(t))进行非相干解调。
10.如权利要求9所述的电路，其此外还具有用于使解调后的、所述功率放大器(PA)的输出信号(va(t))数字化的模数转换器(ADC)，以便将所述输出信号输入到所述数字信号处理装置(SV)。
11.移动无线电装置，具有如权利要求7至10之一所述的用于产生发射信号的电路。
12.如权利要求11所述的移动无线电装置，其中，该移动无线电装置是移动电话。
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