CN103765766B - 使用预失真的放大器线性化 - Google Patents

Abstract

公开了误差矢量幅度和频谱屏蔽都考虑到的预失真线性化的器件和方法。所述器件和方法基于把预失真器优化问题从时间域变换到频率域，并根据一个或多个期望目标对方程加权。一个目标专注遵守频谱屏蔽，而另一个目标专注改进误差矢量幅度。

Description

使用预失真的放大器线性化

技术领域

一般来说，本公开涉及功率放大器，更确切地说，涉及功率放大器的预失真。

背景技术

一般来说，放大器是用于增大信号功率的器件。理想情况下，放大器会取得输入信号并线性地增大输出信号的功率。真实情况下，典型功率放大器的固有输出，比如用于无线传输，与输入信号不是线性的。虽然功率放大器的输出可以在限度内线性增大，但是达到某点时功率放大器变得饱和并且无法产生任何更大输出。这种状态被称为限幅，导致了失真。

在通信系统语境中，有害的非线性可能导致所传送的信号频谱扩展到相邻的频道，有害地干扰相邻频道。为了减轻这种不希望的后果，往往向发射机分配频谱屏蔽，也称为信道屏蔽或传输屏蔽，限制每个频率范围所允许的传输功率。

涉及通信效率的概念是误差矢量幅度（"EVM"），也称为接收星座误差或RCE。EVM是用于量化发射机或接收机性能的度量。理想情况下，从发射机发射的或由接收机接收的信号将使全部星座点都精确地在其指定位置。实践中，诸如相位噪声或载波泄露的系统缺陷导致实际星座点偏离指定位置。从指定位置偏离被称为EVM。如果期望高保真通信，那么关键是具有低的EVM。一般来说，随着传输的数据速率提高，期望的EVM降低。随着传输的数据速率下降，对期望EVM的限度可以提高，但达到所要求的频谱屏蔽变得更加困难。

降低功率放大器非线性效应的公知技术包括反馈、前馈和预失真。这样的技术阐述在Joel L.Dawson,Power Amplifier Linearization Techniques:An Overview,Workshop on RF Circuits for2.5G and3G Wireless Systems,February4,2001中。该技术旨在降低EVM，同时遵守发射屏蔽约束。以这种方式，相对于未补偿或较少补偿的放大器，以高数据速率和/或更高输出功率实现了通信。

预失真包括努力在放大前更改信号以抵消放大后信号的任何失真。典型的预失真包括确定输出信号的非线性特征，并在输入信号中反转这样的特征，使得结合的传递特征的线性化。这样的线性化通常以数字的或离散的方式执行，随后转换为模拟信号。

数字预失真的基本概念和数学基础被报告在Mohamed K.Nezami,Fundamentalsof Power Amplifier Linearization Using Digital Pre-Distortion,2004HighFrequency Electronics,Summit Technical Media,LLC中。RF功率放大器线性化的基于多项式的预失真发表在D.Giesbers,S.Mann,K.Eccleston,Adaptive DigitalPredistortion Linearization for RF Power Amplifiers,Electronics New ZealandConference2006中。校准过程中接收机和发射机二者的预失真和预失真校正阐述在美国专利申请No.2009/0316826中。

一般来说，作为线性化输出的数据速率与发射屏蔽约束之间的妥协或折衷而进行预失真。换言之，公知的预失真技术对EVM和频谱屏蔽都未能恰当地考虑。为了详细描述，在多速率系统比如IEEE802.11中，在高速率时可以实现频谱屏蔽但是EVM欠佳，而在低速率时频谱屏蔽受侵扰但EVM余量充裕。在中间速率，频谱屏蔽可能稍微受侵扰且EVM可能改进但以更高功率。不仅EVM和频谱屏蔽参数都没有在现今的预失真技术中考虑，而且公知的预失真技术也专注于时间域观点的预失真优化问题。这样做已经持续导致了不满意的后果。

所以期望的器件和方法对EVM和频谱屏蔽都恰当地考虑并且并这样做时通过专注于频率域而不是时间域的预失真线性化。

发明内容

本公开主题的一个示范实施例是使功率放大器的输出线性化的器件。所述器件包括源信号的输入接口；适于使源信号失真的电路，方式为应用一个或多个频率域方程，包含着影响功率放大器输出的一个或多个参数；以及输出信号的输出接口。所述电路根据功率放大器输出的非线性提供逆失真的输出信号。优选情况下，所述参数包括频谱屏蔽和EVM。一个频率域方程优选情况下针对遵守频谱屏蔽，而另一个方程优选情况下针对改进EVM。最优选情况下，所述电路被配置为根据目标对一个方程施加比另一个方程更高的权重。

本公开主题的另一个示范实施例是使功率放大器的输出线性化的方法。所述方法包括识别影响功率放大器输出的一个或多个参数，比如频谱屏蔽和EVM。所述方法可以进一步包括应用一个或多个频率域方程，包含一个或多个参数，以根据功率放大器输出的非线性提供逆失真的输出信号。一个方程可以在频谱屏蔽约束的范围内使功率放大器的输出线性化，而另一个方程可以为确保与频谱屏蔽符合使功率放大器的输出线性化。可以对一个方程施加比另一个方程更高的权重。

本公开主题的进一步示范实施例是校准预失真器的方法，用于使功率放大器的输出信号线性化。所述方法可以包括确定功率放大器输出中由频谱屏蔽约束的范围以及未侵扰频谱屏蔽但是能够改进EVM性能的范围。所述方法还可以包括应用频率域方程在频谱屏蔽约束的范围内使功率放大器的输出线性化以降低EVM。所述方法还可以包括应用频率域方程在未侵扰频谱屏蔽但是能够改进EVM性能的范围内使功率放大器的输出线性化。

附图简要说明

在以下附图中展示了本公开主题的某些非限制性示范实施例。在一幅或多幅图中出现的一致的或复制的或等效的或相似的结构、元件或部件一般都标以同一引用号，可选地标以附加字母或若干字母在相似对象或对象变种之间区分，并且可能不重复地标注和/或描述。为了表达方便或清晰而选择附图中显示的组件和特征的尺度。为了方便或清晰，某些元件或结构未显示或仅仅部分显示以及/或者以不同观点或从不同观察点显示。

图1A展示了功率放大器中输入信号的振幅响应；

图1B展示了功率放大器中输入信号的相移响应；

图2A展示的曲线描绘了功率放大器的输出功率与EVM之间的关系；

图2B展示的曲线描绘了根据本公开主题的示范实施例，在高数据速率为改进EVM预失真之后，功率放大器的输出功率与EVM之间的关系；

图2C展示的曲线描绘了根据本公开主题的示范实施例，在低数据速率为遵守频谱屏蔽预失真之后，功率放大器的输出功率与EVM之间的关系；

图3A展示了功率放大器功能块和响应功率放大器功能块的输出而操作的线性化功能块的方案；

图3B展示了功率放大器功能块和预失真功能块的方案；

图4展示了根据本公开主题的示范实施例，用于实施预失真功能块的框图；

图5展示了根据本公开主题的示范实施例，关于EVM的预失真的效果；

图6A展示了根据本公开主题的示范实施例，在发射机处的预失真关于接收机处的星座图的效果；

图6B展示了关于图6A，无发射机处预失真的接收机处的对应星座图；

图7展示了根据本公开主题的示范实施例，预失真对发射机频谱扩展的效果；

图8A展示了根据本公开主题的示范实施例，功率放大器输出线性化的概要；

图8B展示了根据本公开主题的示范实施例，通过应用频率域方程以及按照要实现的目标对一个方程施加比另一个方程更高的权重对功率放大器输出线性化的概要。

具体实施方式

功率放大器领域中的一般问题是功率放大器输出的固有非线性。一般的解决方案是修改被馈送到功率放大器的信号，或作为替代，对输出信号逆失真以便使功率放大器的输出线性化。

功率放大器领域中的技术问题是控制信号传输以实现高数据速率和/或更高的输出功率，同时遵守为传输分配的频谱屏蔽并且在期望的EVM之内这样做。实施本公开发明精神的技术解决方案考虑了EVM。实施本公开发明精神的另一个技术解决方案考虑了频谱屏蔽。实施本公开发明精神的又一个技术解决方案既考虑了EVM又考虑了频谱屏蔽。该技术解决方案基于把预失真器优化问题从时间域变换到频率域，并根据一个或多个期望目标对方程加权。一个目标专注于遵守频谱屏蔽，而另一个目标专注于改进EVM。

本公开主题提供的一般技术解决方案的潜在益处包括更低的EVM；更高的数据速率；具有降低的相邻频带干扰的更小的输出功率退让；以及具有相对于整体线性化的更大范围的更高传输功率。

下面呈现了实践本公开的一般非限制性综述。本综述概述了本公开的若干实施例的示范实践，为变种和/或替代和/或不同实施例提供了建设性的基础，随后介绍其中的某些。

图1A展示了功率放大器输出的固有非线性。横轴112表示输入信号，比如以dBm表示，纵轴114表示功率放大器的输出振幅，比如以dBm表示。在理想情况下，功率放大器将取得输入信号并线性地增大输出信号的功率，如虚线102展示。实线110展示了真实情况，放大器的输出信号变为非线性。

振幅响应110中可以见到三个区域。区域104展示了在低输入信号时，输出一般是线性的。随着输入信号增大，输出变得不太线性，如区域106所示。最后区域，如区域108所示，弯曲为关于输入信号缓慢上升并逐渐接近饱和，也就是，增大输入信号将在输出中逐渐产生越来越小的增幅，直到，在某些情况下，不能获得进一步增大。

典型情况下，区域106和区域108的非线性导致放大器的输出变形，比如相对于输入信号的相移、更高的EVM以及扩频的扩展或其他变形。此外，记忆或滞后效应，由于例如若干元件比如电容器，可能进一步引起输出信号的变形。

图1B展示了功率放大器中对输入信号的相移响应120，其中相移是放大器输出信号中变形的表现。横轴112表示输入信号，比如以dBm表示，纵轴124表示相移，比如以度表示。随着输入信号增大，相移以类似图1所示的振幅响应110的非线性增加的方式增加。理想情况下，相移响应120的线性化被描绘为在零相移附近的水平虚线。

图2A展示了改进EVM相对遵守或符合频谱屏蔽约束的看似不一致或冲突的目标。输出功率由横轴以诸如mW为单位表示，EVM由纵轴以诸如百分比为单位表示。在EVM纵轴上202的虚线表示对于高数据速率允许的最大EVM的约束，也就是，超过它时数据速率应当改变为较低速率以降低EVM。在EVM纵轴上209的虚线表示对于低数据速率允许的最大EVM的约束，也就是，超过它时发射机信号保真度不可取或一般不可接受。在EVM纵轴上的虚线208表示对于中等高数据速率的最大EVM，例如16-QAM。在输出功率横轴上206的虚线表示频谱屏蔽（也称为频谱发射屏蔽）的限制或约束，也就是，尚未侵扰频谱屏蔽时所允许的最大输出功率。尽管频谱屏蔽一般以频率为单位表示，但是为方便起见频谱屏蔽限制在这里由功率单位表示，因为如上指出，功率放大器的非线性影响着朝向频谱屏蔽的输出扩频。实曲线表示功率放大器特征。

如图2A所示，在高数据速率，频谱屏蔽不是问题，而EVM才是。相反，在低数据速率，EVM不是问题，而频谱屏蔽才是。为了详细描述，在高数据速率，在高于207的功率传输侵扰了最大EVM要求，但就涉及到频谱屏蔽侵扰而言，因为207小于206所以有足够的余量。相反，在低数据速率，以超过206的功率传输侵扰了频谱屏蔽约束，但就涉及到EVM而言，因为208小于209所以有足够的余量。

从另一个观点，图2A表明在高速率，频谱屏蔽约束可以以EVM为代价保持，而在低数据速率，频谱屏蔽受侵扰同时有改进EVM的潜力。不仅如此，在中间数据速率，频谱屏蔽可能稍微受侵扰而可以以较高功率改进EVM。

因此，在某些实施例中，功率放大器的输出曲线可以分段线性化，一段对于表示频谱屏蔽限度的线206以下的功率以EVM为目标线性化，一段对于表示频谱屏蔽限度的线206以上的功率以频谱屏蔽为目标线性化。

图2B展示的曲线描绘了根据本公开主题的示范实施例，在高数据速率为了低EVM预失真之后，功率放大器的输出功率与EVM之间的关系。利用预失真，功率放大器特征把在高速率传输的最大功率移动到209，这是可以接受的，因为在图2B的情况下209小于或等于206。

图2C展示的曲线描绘了根据本公开主题的示范实施例，在低数据速率为了遵守频谱屏蔽预失真之后，功率放大器的输出功率与EVM之间的关系。在低速率，预失真的功率放大器特征使EVM恶化但在高于205时频谱屏蔽才受侵扰。

图3A展示了根据本公开主题的示范实施例，功率放大器功能块302和响应功率放大器功能块302的输出而操作的失真后线性化功能块304的方案或模型。从失真后功能块304输出的参数可以用在诸如图3B所示的预失真功能块中。确切地说，图3B展示了根据本公开主题的示范实施例，功率放大器功能块302和预失真功能块304的另一个方案或模型。与动态反馈方案或闭环模型不同，图3B的方案是使用静态预置预失真的开环模型。也就是，预失真功能块304修改源信号s(n)，为功率放大器功能块302形成输入信号x(n)，使功率放大器功能块302的输出信号y(n)线性化，至少在一定程度上。

比如通过校准过程获得或确定预置预失真。由于实际组件或模块或系统可能不具有一致的特征，所以在某些情况下每个组件或模块或系统被单独校准，比如在装配线上。静态预失真可以包括适用于多种条件的多个预失真变量或程序规则，比如内插规则。例如，在预期操作范围内的几个温度下进行校准，并随后使用温度传感器确定操作中的温度，同时在确定为必要时，对未校准的温度进行内插。同样，例如，在预期操作范围内的几个频带进行校准。

在某些实施例中，可以使用或修改图3A和图3B的模型的组合。例如，可以采用部分静态预置预失真和部分动态反馈预失真。作为选项或补充，可以使用其他方案比如来自一个或多个预失真操作后附加级的反馈，以优化功率放大器功能块302最终输出的线性化。功率放大器功能块302的输出信号y(n)可以展示系统中除功率放大器功能块302之外的其他组件导致的非线性或失真，例如，电抗性元件或特征比如残留电容或电感。在某些其他实施例中，图3A、3B中描绘的放大器功能块可以进一步包括闭环，在本文介绍的装置和方法的操作期间提供预失真优化。

典型情况下，不是限制，对数字信号以数字方式执行预失真，其中生成的数字信号最终被转换为模拟信号作为功率放大器的输入。同样，反馈可以以模拟形式进行，或者输出信号转换为数字信号以执行线性化。

图3A和图3B展示了示意性原理；在预失真与功率放大器功能块302之间可以有更多功能块，比如上变频器或滤波器。

参考图3A，h的目标是以y(n)将会传递回x(n)的方式对y(n)滤波，随后h用作对功率放大器功能块302的输入，如图3B所述。因此s(n)被表示为：

$\left(1\right),s\left[n\right]=\underset{p=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=0}{\overset{M_p}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{p,m}{\left|x\right[n-m\left]\right|}^{k-1}x[n-m]$

其中P是所用的最大幂阶，p是幂索引，M_p是用于p阶幂的滤波器长度，m是时延索引。由于这个方程的一个参数使用时延索引，所以对这个阶段预失真优化问题的专注是从时间域的观点。这种技术在本领域称为前-后p阶反演理论，例如在M.Schetzen,TheVolterra and Wiener Theories of Nonlinear Systems,reprinted Malabar,FL;Krieger,2006中所表述。

为简洁起见而不是限制，在以下描述中将考虑图3B的静态非反馈方案或模型。在某些实施例中，源信号s(n)、输入信号x(n)和输出信号y(n)都是向量，其中"n"表示时间索引或图3A方案中实施（未详细描述）的存储器级。

图3A的方案可以在数学上表述为：

(2)x＝Y·h+v

其中

$\left(3\right),\underset{\‾}{x}=\left[\begin{array}{c}x\left[n\right]\\ x[n-1]\\ ...\\ x[n-N]\end{array}\right],\underset{\‾}{h}=\left[\begin{array}{c}{h}_1\\ h_2\\ ...\\ h_P\end{array}\right],$

$\left(4\right),Y=\left[\begin{array}{ccccccccc}y\left[n\right]& y[n-1]& ...& y[n-L]& ...& {\left|y\right[n\left]\right|}^k& {\left|y\right[n-1\left]\right|}^k& ...& {\left|y\right[n-L\left]\right|}^k\\ y[n-1]& y[n-2]& ...& y[n-1-L]& ...& {\left|y\right[n-1\left]\right|}^k& {\left|y\right[n-2\left]\right|}^k& ...& {\left|y\right[n-1-L\left]\right|}^k\\ & & & & & ...& & & \\ y[n-N]& y[n-N-1]& ...& y[n-N-L]& ...& {\left|y\right[n-N\left]\right|}^k& {\left|y\right[n-N-1\left]\right|}^k& ...& {\left|y\right[n-N-L\left]\right|}^k\end{array}\right]$

v表示线性化的“误差”

x(n)表示对功率放大器功能块302的输入，x是向量，表示存储器中x(n)延迟后的向量，"h"是预失真功能块304探索的线性化或预失真操作。y(n)是功率放大器功能块302的输出而Y是y(n)的延迟后和乘方后形式的矩阵，"N"是存储器中样本的数量，"L"是滤波器的时间长度，"P"是预失真系数的数量，"k"是所用的最高阶数。增益反映在"h"中。在某些实施例中，测量噪声作为信号"v"也包含在图3B的静态模型中。根据以上描述，在某些实施例中，系数"h"由校准过程确定。

优选情况下，预失真基于把陈述线性化目标的方程从时间域变换到频率域，以及根据期望目标对方程加权。为了详细说明，如果目标遵守频谱屏蔽，那么给变换域中带外频谱线加更高的权重。如果目标是改进EVM，那么给带内频谱线加更高的权重。作为选项，使用两个权重的组合来实现EVM更低又符合频谱屏蔽的目标，如下所述。

相应地表示为向量和矩阵，"h"的求解方程描述如下，其中解可以表示为

$\left(5\right),\underset{\‾}{\overset{^}{h}}={\left(Y^H\mathrm{WY}\right)}^{-1}{Y}^{H}W\underset{\‾}{x},$

其中Y^H是矩阵Y的厄密形式，W是非负对称，可能为对角矩阵。

在优选实施例中，通过傅里叶变换把方程(2)至(4)中的表达变换到频率域，给出

(6)x(f)＝Y(f)·h+v(f)

其中Y(f)、x(f)和v(f)分别为变换后的Y、x和v。

方程(7)中给出了h的对应“解”

$\left(7\right),\underset{\‾}{\overset{^}{h}}={(Y^H\left(f\right)\·W\·Y\left(f\right))}^{-1}{Y}^H\left(f\right)\·W\underset{\‾}{x}\left(f\right)$

优选情况下，不是限制，矩阵"W"为对角矩阵：

$\left(8\right),W=\left[\begin{array}{cccc}{w}_1& 0& ...& 0\\ 0& w_2& ...& 0\\ ...& ...& ...& ...\\ 0& 0& ...& w_N\end{array}\right]$

根据以上的方程和定义，通过本领域众所周知的数学技术可以找到"h"。

在某些实施例中，可以使用其他滤波器，包括Volterra滤波器和/或不同阶的有限变种。作为选项或作为替代，确定线性化操作的方式可以为根据相继的结果相继地修改操作，可选地基于已知的估计结果。作为选项或作为补充，相继确定可以由半解析过程象卡尔曼滤波器或其他方法包括贝叶斯方法增强。作为选项，也可以使用其他方法，包括模糊逻辑或神经网络。

在某些实施例中，实施或扩充校准的方式可以为可选地在模拟实际条件比如噪声的环境中发送信号和由具有已知响应或在一定程度上实际上线性响应的接收机接收所发送的信号。在接收机处的接收特征，比如由相对于理想星座图的星座图或EVM确定的，用在确定预失真操作中。

图4展示了框图400，根据本公开主题的示范实施例，用于以数字方式实施预失真功能块，比如或类似于图3B的预失真功能块304。框图400被显示为用在本领域中，并且框图400的元件及其间的互连可以在若干实施之间变化，比如，表示为Z^-1的延迟级的数量。源信号s(n)是对框图400的输入信号，而输入信号x(n)是预失真的信号x(n)，作为框图400的输出信号。

在某些实施例中，源信号s(n)经由输入接口或端口提供给框图400，而在某些实施例中，输入信号x(n)经由其输出接口或端口提供为框图400的输出。输入或输出端口或接口被隐含在框图400中而没有明确指示。在某些实施例中，输入和/或输出端口或接口仅仅是接线，而在某些实施例中，输入和/或输出端口或接口包括电子电路，用于缓冲信号或用于阻抗匹配。

源信号s(n)可以是数字信号，或者作为选项和作为替代，源信号s(n)也可以是数字化的模拟信号。典型情况下，不是限制，输入信号x(n)是模拟信号，作为放大器的输入，比如由图3A或图3B的功率放大器功能块302所指示。作为选项，输入信号x(n)从数字形式转换为模拟形式。输入信号x(n)以放大器的逆失真被预失真，至少部分地和/或在其输入范围内，使放大器的输出线性化，至少部分地和/或在其输出范围内。

在某些实施例中，用于把功率放大器的输出线性化或预失真器件包括电路，比如或包括框图400的实施。所述器件被配置为根据功率放大器的输出使源信号预失真或失真，以与放大器输出的非线性相反地修改放大器的输出，至少部分地和/或在其范围内。可以修改放大器的输出，在频谱屏蔽所约束的范围内实践上不考虑频谱屏蔽而降低EVM，以及在侵扰频谱屏蔽约束的范围内实践上不考虑EVM遵守频谱屏蔽约束。

在某些实施例中，用于预失真或线性化的器件包括计算机化的器件，包括例如数字信号处理器，具有由处理器可执行并在由处理器可读的介质或器件中存储的指令，比如在存储器件中存储的程序，或者在诸如门阵列的电路中实施的指令，或者实施为其组合。在某些实施例中，指令和/或电路的实施用于进行求解，比如以上公式(2)或公式(7)。

图5展示了根据本公开主题的示范实施例，关于横轴512上功率放大器的输出，对纵轴514上EVM的预失真效果，类似于图2。曲线510是预失真后而曲线502是预失真前的对应曲线。线206表示频谱屏蔽的限度。不同于曲线502，显然在到达和超过频谱屏蔽的限度时，曲线510在最大EVM之下，其中关于曲线510的EVM低于曲线502的EVM。这个图示显示了预失真的改进，比如方式为允许以比无预失真更高的数据速率和/或更高的输出功率传输。

图6A展示了根据本公开主题的示范实施例，在发射机处的预失真关于接收机处的星座图的效果。图6B展示了无发射机处预失真的接收机处的对应星座图。若干区域，比如区域600，表示传输调制的期望或设计的位置，而若干点或区域比如图6A中区域602a和图6B中区域602b是或表示所收到传输的检测到的调制。显然由诸如图6A中区域602a等区域表示的调制更密集并位于诸如区域600等期望区域附近，与此相对，诸如图6B的602B等调制更稀疏并落入比诸如区域600的期望区域更远。因此，当检测到的调制离诸如区域600的期望区域的距离表示或反映了EVM时，图6A中预失真后的EVM低于图6B中无预失真的EVM。

图7展示了根据本公开主题的示范实施例，预失真对发射机频谱扩展的效果。确切地说，图7展示了输入信号的频谱扩展702、无线性化或预失真时功率放大器输出的频谱扩展706以及线性化或预失真后功率放大器的输出的频谱扩展704。频谱扩展在横轴712以GHz为单位以频率展示，而幅度在纵轴714以诸如dBm为单位表示。

关于输入信号的频谱扩展702作为参考，比如具有的原始频率扩展随后被功率放大器放大，显然线性化后功率放大器输出的频谱扩展704显现出比无线性化功率放大器输出的频谱扩展706更大的幅度。在某些实施例中或情况下，相对于频谱扩展704，频谱扩展706的更大幅度意味着与其他传输的干扰更小和/或更好地符合频谱屏蔽。

图8展示了根据本公开主题的示范实施例，对功率放大器输出线性化的概要或预失真方法的概要。在802，所述方法包含确定由频谱屏蔽约束的输出功率范围和侵扰频谱屏蔽约束的输出功率范围。在某些实施例中，关于诸如图2的关系确定了若干范围。作为选项或作为替代，所述范围根据功率放大器输出的其他特征确定，比如根据对输入信号的输出响应的频谱。

在804，在由频谱屏蔽约束的所确定范围内，对功率放大器的输出线性化或预失真以降低EVM，这与功率放大器的输出相关联，实践上不考虑频谱屏蔽。在侵扰频谱屏蔽约束的所确定范围内，也对功率放大器的输出线性化或预失真，以遵守频谱屏蔽约束而实践上不考虑EVM。在某些实施例中，确定EVM与功率放大器的输出的关联的方式为在线性化或预失真之前和/或期间和/或之后分析功率放大器输出的失真或频率成分。

图8B展示了根据本公开主题的示范实施例，通过最优化加权对功率放大器的输出线性化的概要。在806，对EVM目标和/或频谱屏蔽目标的预失真最优化问题在时间域方程中阐明或表达，比如以上公式(1)-(6)。在808，时间域方程被变换到频率域，比如以上公式(7)。在810，求解这些方程，方式为如果EVM是期望的目标就分配给EVM目标足够高的权重，以及/或者如果频谱屏蔽是期望的目标就分配给频谱屏蔽目标足够高的权重。在某些实施例中，这些方程可以构成一个方程；并且时间域方程可以基于Volterra级数。

在某些实施例中，符合于频谱屏蔽约束的范围的线性化可以与侵扰频谱屏蔽约束的范围的线性化分开进行。在某些实施例中，降低EVM的线性化可以在对于低功率比如对于高数据速率的最大EVM，以及对于更高功率比如对于更低数据速率的最大EVM的约束下执行。

在某些实施例中，代替和/或补充EVM的另一个特征可以被用于线性化。例如，可以采用关于功率放大器的输入信号，所发射信号的忠实度或保真度，以及/或者所收到信号的忠实读或保真度。

因此，以上主题公开了对功率放大器的输出线性化的器件和方法。所述器件可以包括源信号的输入接口以及适于使源信号失真的电路，方式为应用一个或多个频率域方程，比如包含影响功率放大器输出的一个或多个参数的公式(7)。图4展示了该电路的优选实施例。所述器件也可以包括输出信号的输出接口。所述电路提供了根据功率放大器输出的非线性逆失真的输出信号。优选情况下，参数包括频谱屏蔽和EVM，如图2A中表示。一个频率域方程优选情况下针对于遵守频谱屏蔽，而另一个方程优选情况下针对于改进EVM。最优选情况下，该电路被配置为根据目标对一个方程施加比另一个方程更高的权重。

虽然已经介绍了一定的实施例，但是这些实施例仅仅通过实例方式呈现，并非意在限制本发明的范围。确实，本文介绍的新颖的器件和方法可以通过各种其他形式实施；此外，可以对本文介绍的器件和方法的形式做出多种省略、替换和改变而不脱离本发明的精神。附带权利要求书及其等效内容旨在覆盖这样的形式或修改，因为会落入本发明的范围和精神之内。

Claims (14)

1.一种使功率放大器的输出线性化的器件，所述器件包括：

用于接收源信号的输入接口；

适于使源信号失真的电路，方式为应用一个或多个频率域方程，包含着影响功率放大器的输出的多个参数，以提供根据功率放大器的输出的非线性逆失真的输出信号；其中，所述多个参数包括误差矢量幅度EVM和频谱屏蔽；以及

用于向功率放大器发送输出信号的输出接口。

2.根据权利要求1的器件，其中，所述一个或多个频率域方程中的一个频率域方程在由所述频谱屏蔽约束的范围内使功率放大器的输出线性化。

3.根据权利要求2的器件，其中，所述一个或多个频率域方程包括多个频率域方程；其中，所述多个频率域方程包括针对遵守所述频谱屏蔽的第一频率域方程和针对改进所述误差矢量幅度的第二频率域方程。

4.根据权利要求3的器件，其中，电路进一步被配置为根据目标对第一频率域方程和第二频率域方程中的一个频率域方程施加比第一频率域方程和第二频率域方程中的另一个频率域方程更高的权重。

5.根据权利要求1的器件，其中，所述一个或多个频率域方程中的一个频率域方程在由所述频谱屏蔽约束的范围内使功率放大器的输出线性化；其中，所述一个或多个频率域方程中的另一个频率域方程在不侵扰所述频谱屏蔽而能够改进所述误差矢量幅度的范围内使功率放大器的输出线性化。

6.一种使功率放大器的输出线性化的方法，所述方法包括：

识别影响功率放大器的输出的多个参数；其中，所述多个参数包括误差矢量幅度EVM和频谱屏蔽；以及

应用一个或多个频率域方程，包含多个参数，以根据功率放大器的输出的非线性提供逆失真的输出信号。

7.根据权利要求6的方法，其中，一个频率域方程在由所述频谱屏蔽约束的范围内使功率放大器的输出线性化。

8.根据权利要求7的方法，其中，所述一个或多个频率域方程中的另一个频率域方程在不侵扰所述频谱屏蔽而能够改进所述误差矢量幅度的范围内使功率放大器的输出线性化。

9.根据权利要求8的方法，其中，所述一个或多个频率域方程包括多个频率域方程；并且所述多个频率域方程中的一个频率域方程被施加比所述多个频率域方程中的另一个频率域方程更高的权重。

10.根据权利要求6的方法，其中，所述一个或多个频率域方程包括多个频率域方程；其中，所述多个频率域方程包括针对遵守所述频谱屏蔽的第一频率域方程和针对改进所述误差矢量幅度的第二频率域方程。

11.根据权利要求6的方法，其中，所述一个或多个频率域方程包括多个频率域方程；其中，所述多个频率域方程中的一个频率域方程针对遵守所述频谱屏蔽，而所述多个频率域方程中的另一个频率域方程针对改进所述误差矢量幅度。

12.根据权利要求11的方法，其中，电路进一步被配置为根据目标对所述多个频率域方程中的一个频率域方程施加比所述多个频率域方程中的另一个频率域方程更高的权重。

13.一种校准预失真器的方法，用于使功率放大器的输出信号线性化，所述方法包括：

确定功率放大器的输出中由频谱屏蔽约束的范围以及未侵扰所述频谱屏蔽但是能够改进误差矢量幅度的范围；

应用第一频率域方程在由所述频谱屏蔽约束的范围内使功率放大器的输出线性化以降低所述误差矢量幅度；以及

应用第二频率域方程在未侵扰所述频谱屏蔽但是能够改进所述误差矢量幅度的范围内使功率放大器的输出线性化。

14.根据权利要求13的方法，进一步包括根据要实现的目标对第一频率域方程和第二频率域方程中的一个频率域方程施加比第一频率域和第二频率域方程中的另一个频率域方程更高的权重。