CN104283829A - 发射机中的改进的数字预失真系统 - Google Patents

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Abstract

公开了在发射机中使用的各种数字预失真系统。数字预失真系统包括观测路径，所述观测路径执行功率放大器的输出的欠采样或射频采样。可以使得在欠采样频域中出现混叠的速率执行欠采样。通过去除任何下混合模块或抗锯齿模块，同时保持数字预失真系统的合理性能，欠采样和射频采样都降低了数字预失真系统的复杂度。

Description

发射机中的改进的数字预失真系统
技术领域
本公开一般涉及数字预失真，尤其涉及基站收发机系统中的数字预失真的射频(RF)采样和二次采样。
背景技术
移动通信网络依赖移动收发机基站(BTS)来方便用户设备与网络之间的无线通信。BTS在用户设备与网络之间接收和发射信号，并且BTS的一个部件是其功率放大器(PA)。PA配置为放大弱信号，而不添加失真。PA通常是高功耗的，典型地消耗总功率的30％(或更多)。此外，PA昂贵，通常构成BT总成本的30％(或更多)。
功率放大器的一个特性在于，当输入功率相对较小时，输出功率也相对较小。在该工作区中，PA表现为线性，但是PA不太高效。当输入功率相对高时，输出功率也高。在该工作区中，PA非常高效，但是PA失去其线性。这种非线性对信号本身以及相邻信道产生了不期望的效应。当在移动BTS中使用PA时，该问题尤其严重，因为移动通信标准通常使用非恒包络调制技术。因此，BTS中的PA应该在大的振幅范围内实现高效率和线性以保持高的相邻信道泄漏比(ACLR)和低的误差向量幅度(EVM)。虽然解决方案已用于校正非线性效应，但是由于非线性导致的问题仍难以校正，因为在其他方面中效应取决于时域中的在先信号(存储器效应)。
发明内容
本公开一般涉及数字预失真系统。还公开了对应的数字预失真系统。
单频带方案
公开了用于观测和校正发射机中的功率放大器的非线性的数字预失真系统。发射机配置为发射具有上截止频率fH的单频带信号。系统包括观测路径和数字信号处理模块。观测路径配置为对功率放大器的输出信号采样，数字信号处理模块配置为测量和/或校正功率放大器的非线性。
根据一个方案，观测路径包括射频(RF)模数转换器(ADC)，其配置为：(1)以采样率对功率放大器的输出信号采样以产生数字信号；以及(2)将数字信号提供给数字信号处理模块以测量和/或校正功率放大器的非线性。有益地，以尼奎斯特速率或高于尼奎斯特速率对信号直接采样，并且避免了使用下混合模块或抗锯齿模块(通常用于数字预失真系统的观测路径中)的需要。数字信号处理模块则配置为对数字域中的数字信号进行下采样。利用发射机中朝向功率放大器发射的信号已知的数字预失真系统中的学习体系结构的本质，数字信号处理模块配置为通过数字信号处理模块中的自适应算法引擎来去除由于RF ADC的采样过程所引起的伪迹和/或噪声，所述自适应算法引擎配置为将在朝向功率放大器的路径中发射的单频带信号与所述数字信号进行比较。
多频带方案
一种用于观测和校正发射机中的功率放大器的非线性的数字预失真系统，所述发射机配置为发射具有相应带宽B1＝fH1–fL1,…Bm＝fHM–fLM的M个多频带信号，其中fH1…fHM是M个频带的相应的上截止频率，并且是M个频带的相应的下截止频率。系统包括观测路径和数字信号处理模块，所述观测路径配置为对所述功率放大器的输出信号采样，并且所述数字信号处理模块用于测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
在第一实施方案中，观测路径包括射频(RF)模数转换器(ADC)，其配置为以采样率fs≥2fHM对功率放大器的输出信号采样以产生多频带数字信号。RF ADC进一步配置为将多频带数字信号提供给数字信号处理模块以测量和/或校正功率放大器的非线性。
在第二实施方案中，观测路径包括欠采样模数转换器(ADC)，其配置为以采样率fs对功率放大器的输出信号采样以产生欠采样多频带数字信号，其中fS＝fS1∩fS2∩…∩fSM，并且通过计算对每个频带计算fS1…fSM，其中1≤k≤M。特别地，欠采样多频带数字信号具有在频域中存在M频带之间的某些重叠的特性。欠采样ADC进一步配置为将欠采样多频带数字信号提供给数字信号处理模块以多于M个多频带信号测量和/或校正功率放大器的非线性。数字信号处理模块还可以配置为对数字域中的数字信号进行下采样。
在第一和第二实施方案中，观测路径有益地排除了下混合模块和/或抗锯齿模块。有效地降低了数字预失真系统的复杂度和成本。此外，数字信号处理模块配置为通过自适应算法引擎来去除由于RF ADC或欠采样ADC的采样过程所引起的伪迹和/或噪声，所述自适应算法引擎配置为将在朝向功率放大器的路径中发射的已知的多频带信号与多频带数字信号或欠采样多频带数字信号分别进行比较。有益的是，复杂度的降低不会牺牲数字预失真系统的可使用性。
根据一个方案，提供了将多频带数字信号分离成M个单独频带的多频带分离引擎。在一个实施方案中，多频带分离引擎配置为利用在朝向功率放大器的路径中分别发射到M个频带的已知的多频带信号将多频带数字信号或欠采样多频带数字信号分离成M个分离的频带。将朝向功率放大器发射的已知信号与观测信号(即，多频带数字信号或欠采样多频带数字信号)相关的本质有益地允许重叠的频带和图像分离。通过允许频带重叠，选择ADC的采样率有更大的自由度，在一些情况下，允许使用比选择以避免任何重叠/混叠的ADC更慢的ADC。
在使用RF采样ADC的实施方案中，多频带分离引擎配置为利用带通滤波器将多频带数字信号分离成M个分离的频带。
可预想的是，在一些实施方案中，不使用多频带分离引擎，通过自适应算法来处理多频带数字信号，自适应算法将在朝向功率放大器的路径中发射的已知的多频带信号与多频带数字信号进行比较以测量和/或校正功率放大器的非线性。
在将数字多频带信号或欠采样多频带信号分离成M个分离的频带之后，可以在数字信号处理模块中提供至少一个自适应算法引擎，以并行地处理M个分离的频带，从而将在朝向功率放大器的路径中发射的至少一个已知的多频带信号与至少一个相应的分离频带进行比较以测量和/或校正功率放大器的非线性。或者，在一些情况下，数字信号处理模块包括一个或多个自适应引擎，其配置为一次处理一个频带中的M个分离的频带或者一次处理频带子集以将在朝向功率放大器的路径中发射的至少一个已知的多频带信号与至少一个相应的分离频带进行比较以测量和/或校正功率放大器的非线性。
附图说明
图1是图示出典型的数字预失真系统的系统体系结构的简化示意图；
图2是图示出根据本公开的一些实施方案的数字预失真系统的示例性体系结构的简化示意图；
图3是图示出根据本公开的一些实施方案的数字预失真系统的改进的系统体系结构的简化示意图；
图4是单频带方案中的信号的频域中的简化绘图；
图5是M个多频带信号的频域中的简化绘图；
图6A-C图示出根据本公开的一些实施方案的用于单频带方案的频域中的示例性的采样机制；
图7A-C示出了根据本公开的一些实施方案的用于多频带方案的频域中的示例性的采样机制；以及
图8A和8B是根据本公开的一些实施方案的用于多频带方案的数字信号处理模块的简化示意图。
具体实施方式
数字预失真(DPD)系统通常实现在基站收发机(BTS)中，用于缓解功率放大器的非线性问题，同时保持功率放大器处于高效工作区。DPD系统观测功率放大器的输出信号并且校正所观测到的输出信号的非线性。
参考图1，典型的数字预失真(DPD)系统100是回送系统，其具有前向路径(图顶部的信号路径)和观测路径(图底部的信号路径)。在前向路径中，从DPD数字基带102朝向功率放大器(PA)104(的输入)提供信号，DPD系统目的在于校正非线性。在观测路径中，观测功率放大器104的输出信号。典型地，在利用模数转换器(ADC)对该信号采样之前，观测路径包括下混合模块(将功率放大器的输出信号转换成中频(IF)的下混合器)和/或抗锯齿模块(或滤波器)。下混合模块和抗锯齿模块对系统增加了复杂度和成本。
利用观测路径，能够基于在前向路径中发射的已知信号和功率放大器的输出信号(例如，通过比较两个信号)来观测输出信号的非线性。能够对输出信号的非线性建模，并且能够在DPD数字基带102中产生对非线性的逆响应。利用逆响应，通过利用逆响应将前向路径中的(发射)信号预失真，能够在DPD数字基带102中补偿非线性。因此，预失真信号的最终响应将呈现为线性响应。
可以多种方式来进行非线性的建模。一种对非线性建模的方式是使用查找表(LUT)。LUT可用于存储PA的逆响应。一般而言，两个表用于预失真，一个用于振幅映射，另一个用于相位映射。虽然LUT模型实现简单，但是难以处置PA所展现的存储器效应(由于PA内的部件的电响应引起)，其中PA的当前输出信号也受先前的输入信号影响。较大的LUT(或更多的LUT)可用于还包括用于先前信号输入的输入索引，但是这种解决方案不可实现，因为表的大小将呈指数增加。
另一种对PA的非线性建模的方式是使用多项式模型。多项式模型能够容易地通过从先前的时域样本添加多项式项而考虑到存储器效应。图2是示出根据本公开的一些实施方案的数字预失真系统的学习体系结构200的简化示意图，其使用的是多项式模型。功率放大器202的输出信号在观测路径信号链中反向耦合并且通过ADC204捕获到数字域中。捕获的信息(即，ADC的输出)馈送到非线性滤波器206，其中利用例如多项式来对捕获的信息建模。然后，将非线性滤波器206的输出与已知的发射信号(例如，诸如DAC208的输入的期望信号)进行比较以确定误差210。误差提供给自适应算法引擎212，自适应算法引擎更新用于使发射信号预失真的非线性滤波器206的系数。可以通过迭代的方式进行这种更新。当自适应算法引擎收敛时，误差信号208将较小(使其尽可能合理地小)，并且非线性滤波器206将被校准而具有PA202的非线性响应的逆响应。然后，将校准的非线性滤波器206设置为系统前向路径中的非线性滤波器214以使发射信号预失真。因此，与PA202的响应结合的经校准的非线性滤波器214的响应将产生线性响应。结果，预失真发射信号对PA202的结合响应和非线性PA202的响应将导致PA输出处的线性响应。
自适应算法引擎可以使用最小军方、最小二乘、递归最小二乘或卡尔曼算法以最小化/减小误差。可设想的是，可以使用其他的适合于该目的的误差最小化自适应算法。虽然本公开讨论的是使用LUT和多项式模型，但是可以使用其他适合的模型，诸如更复杂的Volterra级数因子图模型或模型。此外，虽然本文讨论了用于学习非线性的“逆”的“逆学习体系结构”，但是可设想，可以使用其他类型的学习体系结构，诸如LUT和前向学习体系结构。
在过去几年里，对于较高带宽的需求对于下一代BTS持续上升。从仅需要200千赫带宽的GSM时期，更近期的一些公司现在期望实现需要超过100兆赫带宽来支持多载波、多频带、多标准方案的应用。在典型的DPD系统(诸如图1中所示的系统)中，为了捕获功率放大器的输出信号中的非线性，观测路径通常将对信号带宽进行至少5次采样。对于具有100兆赫带宽的信号，DPD系统将需要1吉赫的ADC(相对高速)。在一些情况下，这种ADC会由于其复杂度和成本而不可取。
已经发现，能够改进DPD系统以简化发射机中的DPD系统，而基本上不牺牲DPD系统测量和校正功率放大器的非线性的性能。此外，改进的DPD系统能够满足对于较高带宽的市场需求。
图3是示出根据本公开的一些实施方案的数字预失真系统的改进的系统体系结构的简化示意图。通过去除观测路径中的下混合模块和抗锯齿模块(由具有虚线轮廓的框表示)，简化了DPD系统的体系结构(当与图1比较时。通过在DPD数字基带中使用不同类型的ADC和机制，这种DPD系统可以不同的方式来实现，下文将结合图6-8对此进行说明。简言之，可以使用欠采样ADC，或者可以使用对信号直接采样的RF采样ADC。DPD数字基带将配置为与所使用的特定类型的ADC一起工作。
在本公开的背景下的欠采样(在文献中有时称为带通采样)意味着以低于尼奎斯特速率(即，带通信号的上截止频率的两倍)以下的采样率对带通滤波的或带限的信号进行采样。虽然在尼奎斯特速率以下进行采样，但是带通滤波的或带限的信号的欠采样使能重新构造带通滤波的或带限的信号，因此，欠采样信号可用于校正和/或测量功率放大器的非线性。
图4是发射机中的单频带方案的信号的频域中的简化绘图。水平轴代表频率，垂直轴代表幅度和/或能量。所示的条图示出了具有带宽B的单频带信号的简化表示。信号频带具有下截止频率fL和上截止频率fH。因此，单频带信号的带宽是fH–fL。
图5是M个多频带信号的频域中的简化绘图。水平轴表示频率，垂直轴表示幅度和/或能量。在绘图中表示为条的多频带方案中的M个信号具有相应的带宽：B1＝fH1–fL1,…Bm＝fHM–fLM，其中是M个频带的相应的上截止频率，fL1…fLM是M个频带的相应的下截止频率。
图6A-C图示出根据本公开的一些实施方案的用于单频带方案的频域中的示例性的采样机制。为了图示说明改进的数字预失真系统，对在812.5兆赫的中心处发射的具有100兆赫带宽的特定的单频带实施例进行了说明，并且在图6A中的频域中示出了单频带信号。可预想的是，信号频带可具有其他的带宽，或者信号中心能够用于所公开的实施方案。存在两种对发射机的DPD系统中尤其是观测路径中的信号进行采样的示例性方式。
一种对发射机中的DPD系统的观测路径中的信号采样的方式是使用射频(RF)模数转换器(ADC)。发射机的观测路径中的RF ADC配置为以采样率fs≥2fH(2fH是尼奎斯特速率＝上截止频率的两倍，如图4所示)对功率放大器的输出信号进行采样以产生数字信号。在该实施例中，以2吉赫对功率放大器的输出信号进行采样，并且在图6B的频域中显示了数字信号。从图中可见，以812.5兆赫为中心的数字信号具有以1187.5兆赫为中心的图像。然后，数字信号从RF ADC提供给数字信号处理模块以测量和/或校正功率放大器的非线性。免除了具有下混合模块的需要，从而降低了系统的复杂度。在正常接收机中，滤除不需要信道的高Q抗锯齿滤波器的需求阻止了RF采样的使用。然而，在DPD系统的观测路径中，能够利用发射信号的知识，使得不需要高Q滤波。此外，RF阶段的去除减少了系统成本并且降低了频率计划的复杂度，使得系统更易于进行软件升级。
RF采样情况下的数字信号处理模块配置为对数字域中的数字信号进行下采样，例如，至较低的采样率并且将采样率与发射机采样率匹配以在使信号预失真时执行自适应算法。此外，数字信号处理模块配置为去除由于采样过程引起的任何伪迹和/或噪声。数字信号处理模块能够有效地这样做，是因为在用于发射机的DPD系统中，朝向功率放大器发射的期望信号是已知的。因此，数字信号处理模块能够在数字信号处理模块中使用自适应算法引擎以将在前向路径中朝向功率放大器发射的单频带信号与数字信号进行比较，从而去除由于RF采样ADC引起的任何伪迹和/或噪声。
另一种方式是利用相对低速的ADC对发射机中的DPD系统的观测路径中的信号欠采样。欠采样ADC可用于以低于单频带信号的上截止频率的两倍的速率对功率放大器的输出进行采样。例如，对于图6A中所示的实施例，可以250兆赫的速率对功率放大器的输出信号进行采样。在图6C中示出了频域中的欠采样数字信号的结果，其中信号本身及其图像现在分别以62.5兆赫和187.5兆赫为中心。
已经认识到，欠采样在该单频带方案中起到了很好的作用，因为发射信号能够由欠采样数字信号构成，并且能够通过数字信号处理模块有效地去除由于欠采样ADC引起的任何噪声和/或伪迹(例如，折叠到图像上的噪声)。在单频带方案中，也不存在可能由于其他信道引起的干扰。还可以在数字域中滤除图像。具体地，数字信号处理模块能够使用数字信号处理模块中的自适应算法引擎以将在朝向功率放大器的前向路径中发射的单频带信号与欠采样数字信号进行比较，从而去除由于欠采样ADC引起的噪声和/或伪迹中的至少一些。
图7A-C图示出根据本公开的一些实施方案的用于多频带方案的频域中的示例性的采样机制。为了图示出改进的数字预失真系统，对在562.5兆赫的第一中心处以及在812.5兆赫的第二中心处发射的具有100兆赫的两个频带的特定的多频带实施例进行了说明，并且在图7A的频域中示出了多频带信号。存在两种对发射机的DPD系统中特别是观测路径中的信号进行采样的示例性方式。
一种对发射机中的DPD系统的观测路径中的信号采样的方式是使用射频(RF)模数转换器(ADC)。发射机的观测路径中的RF ADC配置为以采样率fS≥2fHM(2fHM是以最高频率为中心的频带的上截止频率的两倍，如图5所示)对功率放大器的输出信号进行采样以产生多频带数字信号。在该实施例中，以2吉赫对功率放大器的输出信号采样，并且在图7B的频域中显示出多频带数字信号。从图中可以看出，多频带数字信号具有其相应的图像，一个以1187.5兆赫为中心，另一个以1437.5兆赫为中心(在多频带数字信号中看到共4个频带＝两个原始信道和两个图像)。然后，将多频带数字信号从RF ADC提供给数字信号处理模块以测量和/或校正功率放大器的非线性。
在RF采样情况下的数字信号处理模块配置为对数字域中的数字信号进行下采样。数字信号处理模块可以采用带通滤波器(例如，在多频带分离引擎中)以将多频带数字信号分离成M个分离的频带。此外，数字信号处理模块配置为去除由于采样过程引起的任何伪迹和/或噪声。数字信号处理模块能够有效地这样做，因为在用于发射机的DPD系统中，朝向功率放大器发射的期望信号是已知的。因此，数字信号处理模块能够使用数字信号处理模块中的自适应算法引擎以将在朝向功率放大器的前向路径中发射的多频带信号与数字信号进行比较以去除由于RF采样ADC引起的任何伪迹和/或噪声。
另一种方式是使用相对低速的ADC对发射机中的DPD系统的观测路径中的信号进行欠采样。欠采样ADC可以用于以采样率fS对功率放大器的输出采样以产生欠采样多频带数字信号，其中fS＝fS1∩fS2∩…∩fSM，并且通过计算 2 f Hk n ≤ f Sk ≤ 2 f Lk n - 1 对于每个频带计算fS1…fSM，其中 1 ≤ n ≤ [ f Hk B k ] , 1≤k≤M(在图5中图示说明了注释)。
欠采样多频带数字信号具有如下特性：当以例如250兆赫对图7A所示的多频带信号欠采样时，从图7C的左侧绘图中看出，在频域中存在M频带之间的某些重叠。然后，将欠采样多频带数字信号提供给数字信号处理模块以对于M个多频带信号测量和/或校正功率放大器的非线性。在图7C左侧绘图中图示出频域中的欠采样多频带数字信号的示例性结果，其中多频带信号及其多频带图像在接近62.5兆赫和187.5兆赫的频率处重叠。
可通过数学方式来定义重叠/混叠特性。假设fC1…fCM是在欠采样之前M个频带的相应的信号中心频率。将f'C1…f'CM定义为在利用fS作为采样频率在数字域中进行欠采样之后M个频带的相应的信号中心频率，将f'iC1…f'iCM定义为在利用fS作为采样频率在数字域中进行欠采样之后M个图像的相应的信号中心频率。在欠采样之后M个频带的相应的信号中心频率因此为f'Ck＝fCk-nfS，其中1≤k≤M，并且选择n以满足0≤f'C<fS。在欠采样之后M个图像的相应的信号中心频率为f'iCk＝-fCk+nfS，其中1≤k≤M，并且选择n以满足0≤f'iC<fS。如果来自M个频带的任意两个频带j,k匹配下列条件，则将发生重叠/混叠：
| f &prime; Cj - f &prime; Ck | < max ( B j 2 , B k 2 ) 或者 | f &prime; Cj - f &prime; iCk | < max ( B j 2 , B k 2 )
其中1≤j≤M，1≤k≤M，j≠k。
可预想的是，还可以根据相应的M个频带的上截止频率和下截止频率及其图像来定义上述数学公式。
值得注意的是，不要求采样频率来确保在所得到的欠采样多频带数字信号中不存在重叠或混叠。在一些实施方案中，选择采样率以允许或确保对于频域中的欠采样多频带信号确实存在一些重叠或混叠。通过允许频域中的欠采样多频带数字信号中的频带及其图像的重叠，在一些情况下采样率可以低于不允许重叠/混叠的速率。以较低的速率采样有益地降低了数字预失真系统的复杂度和成本。此外，通过去除了这种避免任何重叠/混叠的限制，数字预失真系统设计者更自由地选择用于特定系统的ADC。
在欠采样多频带数字信号中允许频带之间的一些重叠，因为可以在数字信号处理模块中提供多频带分离引擎。已经发现，因为在发射机的数字预失真观测路径中朝向功率放大器的发射的多频带信号是已知的，所以多频带分离引擎能够将欠采样多频带数字信号(或根据需要是RF采样多频带数字信号)中的重叠频带分离成M个分离的频带。多频带分离引擎通过将朝向功率放大器发射的已知信号与来自功率放大器的输出的观测信号相关而起作用。
已经认识到，欠采样在该多频带方案中起到很好的作用，因为发射信号能够由欠采样多频带数字信号构成，并且由于欠采样ADC引起的任何噪声和/或伪迹(例如，折叠到图像上的噪声)能够通过数字信号处理模块有效地去除。具体地，数字信号处理模块能够使用数字信号处理模块中的自适应算法引擎来将在朝向功率放大器的前向路径中发射的已知的多频带信号与欠采样多频带数字信号进行比较，从而去除由于欠采样ADC引起的噪声和/或伪迹中的至少一些。
图8A和图8B是根据本公开的一些实施方案的用于多频带方案的数字信号处理模块的简化示意图。无论是使用RF采样ADC还是使用欠采样ADC，数字信号处理模块都能够并行地或者以时分类型的方式来分离多频带数字信号的频带。在两个数字信号处理模块中提供多频带分离引擎以将存在于来自ADC(RF或欠采样ADC)的输出的数字多频带信号中的频带分离。
在一个实施方案中，可以将来自多频带分离引擎的输出的分离频带并行地或者同时地提供给多个自适应算法引擎以将朝向功率放大器发射的已知的多频带信号与相应的分离频带相关/比较。在另一实施方案中，来自多频带分离引擎的输出的分离频带之一或子集可一次提供给一个频带或一次提供给频带子集以允许对于多个分离的频带以时分类型的方式再次使用相同的自适应算法引擎。在一些实施方案中，还预想通过并行地处理一些频带或者以时分类型方式处理一些频带的混杂式结合。允许自适应算法引擎的时分和再使用，因为自适应算法引擎不必实时地运行，相反，引擎时常运行以校准预失真器1至M(其中，处理自适应算法阶段中的多频带数字信号的所有频带所花费的时间量不是关键设计要求)。
一般而言，公开的实施方案内的电容器、时钟、DFF、分压器、电感器、电阻器、放大器、开关、数字核、晶体管和/或其它部件能够容易地替换、替代或以其它方式修改从而适应特定的电路系统需要。而且，应当注意的是，互补的电子设备、硬件、软件等的使用提供了用于实现本公开教导的同样可实施的选项。
在一个示例性实施方案中，可以在关联的电子设备板上实现图中的任意数量的电气电路。板可以是能够保持电子设备的内部电子系统的各部件的普通电路板，并且进一步提供用于其它外围设备的连接器。更具体地，板能够提供系统的其它部件借以进行电通信的电气连接。基于特定的配置需要、处理需求、计算机设计等，任何适合的处理器(包括数字信号处理器、微处理器、支持芯片组等)、存储器元件等能够适当地与板耦合。诸如外部存储设备、附加传感器、音频/视频显示控制器和外围设备的其它部件可经由电缆作为插入式卡附接到板上，或者集成到板本身中。
在另一示例性实施方案中，图中的电气电路可实现为独立模块(例如，具有关联的部件和配置为执行具体应用或功能的电路系统的设备)或插入式模块实现到电子设备的专用硬件中。值得注意的是，本公开的特定实施方案可部分地或全部地容易地包含在片上系统(SOC)封装中。SOC代表了将计算机或其它电子系统的部件集成到单个芯片中的IC。其可以包含数字、模拟、混合信号以及通常的射频功能：所有这些可提供在单个芯片基板上。其它实施方案可以包括多芯片模块(MCM)，其中多个单独的IC定位在单个电子封装内并且配置为彼此之间通过电子封装密切地交互。在各其它实施方案中，可以在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和其它半导体芯片中的一个或多个硅核中实现放大功能。
还值得注意的是，本文所概括的全部的规格、尺度和关系(例如，处理器、逻辑操作等的数量)仅是为了实施例和教导的目的而提供。这些信息可以适当地改变，而不偏离本公开的精神或随附权利要求的范围。规格仅适应于一个非限制实施例，因此，应当对它们进行如此解释。在前面的说明中，已经参考特定的处理器和/或部件布置对示例性实施方案进行了说明。可以在不偏离随附权利要求的范围的情况下对这些实施方案进行各种修改和改变。因此，应当在示例说明的意义而不是在限制的意义上理解说明书和附图。
注意的是，上文结合附图所论述的活动能够应用于涉及信号处理的任何集成电路，特别是那些能够执行专门化的软件程序或算法的集成电路，其中一些可能与处理数字化实时数据相关联。一些实施方案能够涉及到多DSP信号处理、浮点处理、信号/控制处理、固定函数处理、微控制器应用等。
在一些背景下，本文所论述的特征能够应用于任何校正系统，例如，非线性校正系统/噪声校正系统/激励校正系统。那些应用的实施例有：无线和有线通信、音频和视频装备、工业仪器、消费便携式/移动设备。
值得注意的是，通过本文提供的多个实施例，可以根据两个、三个、四个或更多个电气部件来描述交互作用。然而，这仅仅是为了清晰和示例的目的而进行。应当理解，系统能够以任何适合的方式合并。沿着相似的设计备选方案，任何图示说明的部件、模块和元件可以在各种可能的配置中结合，所有这些都明确地在本说明书的广义范围内。在一些情况下，通过仅参照有限数量的电气元件，能够更易于描述既定流程集合的一项或多项功能。应当理解的是，图中的电气电路及其教导能够容易地扩展并且能够适应较大数量的部件以及更复杂/精巧的布置和配置。因此，所提供的实施例不应限制范围或者抑制可能应用于多种其它体系结构的电气电路的广义教导。
值得注意，在本说明书中，在“一个实施方案”、“示例性实施方案”、“实施方案”、“另一实施方案”、“一些实施方案”、“各个实施方案”、“其它实施方案”、“可选实施方案”和类似表达中包括的对各特征(例如，元件、结构、模块、部件、步骤、操作、特性等)的指代旨在表示任何这样的特征包括在本公开的一个或多个实施方案中，并且可以或者可以不必然地在同一实施方案中相结合。
本领域技术人员可以确定多种其它的改变、替代、变型例、改动和修改，并且目的在于是本公开包含落在随附权利要求的范围之内的所有这样的改变、替代、变型例、改动和修改。为了辅助美国专利商标局(USPTO)以及另外的在本申请上发布的任何专利的任何读者解释随附的权利要求书，申请人希望注意到，申请人：(a)不意在任何随附的权利要求书在其申请日起存在时援引美国专利法典第35章第112节第六(6)段，除非在特定权利要求中具体地使用了用语“用于…的手段”或“用于…的步骤”；以及(b)不意在通过说明书中的任何陈述来以不反映在随附权利要求中的任何方式来限制本公开。
其它注解、实施例和实现方式
值得注意的是，上文所描述的装置的所有任选特征还可以针对本文所描述的方法或过程来实现，并且实施例中的具体细节可以用于一个或多个实施方案中的任何地方。
在第一实施例中，提供了一种系统(其可以包括任何适合的电路系统、分压器、电容器、电阻器、电感器、ADC、DFF、逻辑门、软件、硬件、链路等)，该系统可以是任何类型的计算机的部分，其还可以包括与多个电子部件耦合的电路板。系统可以包括：利用第一时钟将来自数字核的数据按时钟送到宏的第一数据输出的手段，第一时钟是宏时钟；利用第二时钟将来自宏的第一数据输出的数据按时钟送到物理接口的手段，所述第二时钟是物理接口时钟；利用宏时钟将来自数字核的第一复位信号按时钟送到宏的复位输出的手段，第一复位信号输出用作第二复位信号；利用第三时钟对第二复位信号采样的手段，这提供了比第二时钟的速率大的时钟速率，从而产生采样复位信号；以及响应于采样复位信号的转变而将第二时钟复位到物理接口的预定状态的手段。
在这些实例(上述)中的‘用于…的手段’可以包括(但不限于)使用本文所论述的任何适合的部件以及任何适合的软件、电路系统、中继器、计算机代码、逻辑、算法、硬件、控制器、接口、链路、总线、通信路径等。在第二实施例中，系统包括存储器，存储器进一步包括机器可读指令，当执行机器可读指令时，使系统执行上述活动中的任一项。

Claims (20)

1.用于观测和校正发射机中的功率放大器的非线性的数字预失真系统，所述发射机配置为发射具有上截止频率fH的单频带信号，所述系统包括：
观测路径，其配置为对所述功率放大器的输出信号进行采样；以及
数字信号处理模块，其用于测量和/或校正所述功率放大器的非线性；
其中所述观测路径包括射频(RF)模数转换器(ADC)，其配置为：(1)以采样率fs≥2fH对所述功率放大器的输出信号采样以产生数字信号；以及(2)将所述数字信号提供给所述数字信号处理模块以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述观测路径排除了下混合模块和/或抗锯齿模块。
3.如权利要求1所述的系统，其中：
所述数字信号处理模块还配置为对所述域中的所述数字信号进行下采样。
4.如权利要求1所述的系统，其中：
所述数字信号处理模块配置为通过所述数字信号处理模块中的配置为将在朝向所述功率放大器的路径中发射的所述单频带信号与所述数字信号进行臂件的自适应算法引擎来去除由于所述RF ADC的采样过程所引起的伪迹和/或噪声。
5.用于观测和校正发射机中的功率放大器的非线性的数字预失真系统，所述发射机配置为发射具有相应带宽B1＝fH1–fL1,…Bm＝fHM–fLM的M个多频带信号，其中fH1…fHM是M频带的相应的上截止频率，fL1…fLM是M频带的相应的下截止频率，所述系统包括：
观测路径，其配置为对所述功率放大器的输出信号采样；以及
数字信号处理模块，其用于测量和/或校正所述功率放大器的非线性；
其中所述观测路径包括：
射频(RF)模数转换器(ADC)，其配置为：(1)以采样率fs≥2fHM对所述功率放大器的输出信号采样以产生多频带数字信号；以及(2)将所述多频带数字新提供给所述数字信号处理模块以测量和/或校正所述功率放大器的非线性，或者
欠采样模数转换器(ADC)，其配置为：(1)以采样率fS对所述功率放大器的输出信号采样以产生欠采样多频带数字信号，其中fS＝fS1∩fS2∩…∩fSM，并且通过计算对于每个频带计算fS1…fSM，其中1≤k≤M，
所述欠采样多频带数字信号具有在所述频域中存在M频带之间的某些重叠的特性；以及(2)将所述欠采样多频带数字信号提供给所述数字信号处理模块以对于所述M多频带信号测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述观测路径排除了下混合模块和/或抗锯齿模块。
7.如权利要求5所述的系统，其中:
所述数字信号处理模块进一步配置为：当在所述观测路径中使用所述RF ADC时，对所述数字域中的所述数字信号下采样。
8.如权利要求5所述的系统，其中：
所述数字信号处理模块配置为通过配置为将在朝向所述功率放大器的路径中发射的已知多频带信号与所述多频带数字信号或所述欠采样多频带数字信号分别进行比较的自适应算法引擎来去除由于所述RF ADC或所述欠采样ADC的采样过程所引起的伪迹和/或噪声。
9.如权利要求5所述的系统，其中所述数字信号处理模块包括：
多频带分离引擎，其配置为利用在朝向所述功率放大器的路径中分别发射到M个频带的已知多频带信号将所述多频带数字信号或所述欠采样多频带数字信号分离成M个分离的频带。
10.如权利要求5所述的系统，其中所述数字信号处理模块包括：
多频带分离引擎，其配置为利用带通滤波器将所述多频带数字信号分离成M个分离的频带。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述数字信号处理模块还包括至少两个自适应算法引擎，所述自适应算法引擎配置为并行地处理所述M个分离的频带以将在朝向所述功率放大器的路径中发射的至少一个已知多频带信号与至少一个相应的分离信号进行比较以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
12.如权利要求10所述的系统，其中所述数字信号处理模块还包括至少一个自适应算法引擎，所述自适应算法引擎配置为并行地处理所述M个分离的频带以将在朝向所述功率放大器的路径中发射的至少一个已知多频带信号与至少一个相应的分离频带进行比较以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
13.如权利要求9所述的系统，其中所述数字信号处理模块还包括一个或多个自适应引擎，所述自适应引擎配置为一次处理一个频带中的M各分离频带或一次处理频带子集以将在朝向所述功率放大器的路径中发射的至少一个已知多频带信号与至少一个相应的分离频带进行比较以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
14.如权利要求10所述的系统，其中所述数字信号处理模块还包括一个或多个自适应引擎，所述自适应引擎配置为一次处理一个频带中的M个分离的频带或一次处理频带子集以将在朝向所述功率放大器的路径中发射的至少一个已知多频带信号与至少一个相应的分离频带进行比较以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
15.用于观测和校正发射机中的功率放大器的非线性的数字预失真方法，所述发射机配置为发射具有上截止频率fH的单频带信号，所述方法包括：
利用射频(RF)模数转换器(ADC)以采样率fs≥2fH对观测路径中的所述功率放大器的输出信号进行采样以产生数字信号；以及
将所述数字信号提供给数字信号处理模块以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述观测路径排除了下混合模块和/或抗锯齿模块。
17.如权利要求15所述的方法，还包括：
在所述数字信号处理模块中对所述数字域中的所述数字信号进行下采样。
18.用于观测和校正发射机中的功率放大器的非线性的数字预失真方法，所述发射机配置为发射具有相应的带宽B1＝fH1–fL1,…Bm＝fHM–fLM的M个多频带信号，其中fH1…fHM是M个频带的相应的上截止频率，并且fL1…fLM是M个频带的相应的下截止频率，所述方法包括：
利用射频(RF)模数转换器(ADC)以采样率fs≥2fHM对观测路径中的所述功率放大器的输出信号进行采样以产生多频带数字信号；或者
利用欠采样模数转换器(ADC)以采样率fs对观测路径中的所述功率放大器的输出信号进行采样以产生欠采样多频带数字信号，其中fS＝fS1∩fS2∩…∩fSM，通过计算对于每个频带计算fS1…fSM，其中1≤k≤M，所述欠采样多频带数字信号具有在所述频域中存在M个频带之间的某些重叠的特性；
将所述多频带数字信号或所述欠采样多频带数字信号提供给所述数字信号处理模块以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
19.如权利要求15所述的方法，还包括：
利用所述数字信号处理模块中的多频带分离引擎，使用在朝向所述功率放大器的路径中发射到相应的M频带的已知的多频带信号将所述多频带数字信号或所述欠采样多频带数字信号分离成M个分离的频带。
20.如权利要求18所述的方法，还包括：
利用一个或多个自适应引擎一次处理一个频带中的M个分离的频带或者一次处理频带子集以将在朝向功率放大器的路径中发射的至少一个已知多频带信号和至少一个相应的分离频带进行比较以测量和/或校正所述功率放大器的非线性。
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