CN104662794B - 用于数字上转换的方法、设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及多频带多阶功率放大器(MOPA)的数字上转换，其使能够精确而准确地控制多频带MOPA的多频带分裂信号输入的增益、相位和延迟。一般而言，多频带MOPA配置成放大在多频带MOPA的N个输入上分裂为N个多频带分裂信号的多频带信号，其中N是多频带MOPA的阶并且大于或等于2。多频带MOPA的数字上转换系统配置成独立控制至少N‑1个并且优选地所有多频带分裂信号中每个分裂信号的多频带信号的M个频带中的每个频带的增益、相位和延迟。

Description

用于数字上转换的方法、设备和系统
相关申请
此申请要求2012年7月26日提交的美国专利申请序列号13/558,455的权益，该申请的公开内容通过参考全部结合在本文中。
技术领域
本公开涉及多频带多阶功率放大器的数字上转换。
背景技术
多阶功率放大器(MOPA)是具有多个输入的功率放大器，其中要由MOPA放大的输入信号在多个输入上分裂，使得作为结果的分裂输入信号驱动多个放大块。分裂输入信号通常由模拟电路或智能数字分裂算法创建。多个放大块一起操作以在MOPA的输出产生输入信号的放大版本。MOPA的一些示例包含2路Doherty放大器、3路Doherty放大器、具有非线性组件的线性放大(LINC)放大器、包络消除和恢复(EER)放大器以及Chireix放大器。
MOPA操作要求，分裂输入信号相对于彼此在相位、增益和延迟上静态偏移。存在实现这个控制的几种模拟方法。一种方法是作为MOPA的输入匹配网络的一部分的输入信号的射频(RF)模拟分裂(例如模拟Doherty)。另一种方法是在模拟上转换之后进行基带信号分裂，其中要求每个上转换器的各个补偿匹配上转换路径中的增益、相位和延迟，并且要求附加校正电路和/或算法对于由模拟正交调制器产生的振幅和相位失衡进行校正。
在模拟域分裂输入信号可能是最简单的方法，但作为结果的分裂是频率相关的，并且在能力上非常有限。尽管放大路径上的相位、增益和延迟匹配可由分裂结构的物理对称实现，但对任何组件变化的补偿变得非常困难。这种类型分裂限制了可由具有多个同时输入的 MOPA实现的效率并且要求对频率范围的独立信号控制。
基带信号分裂具有优于RF模拟分裂的优点，但要求上转换链在多个分裂输入信号的多个实例上匹配，使得在基带进行的分裂在上转换之后保持完整。由于上转换通常在模拟域，因此这对于第二阶MOPA是相对困难的任务，但对于更高阶MOPA是极其困难的。进一步说，补偿增益、相位和延迟是频率相关的，并且甚至更坏地是物理实现相关的(例如，构建的每个单元需要进行不同地校准，或者对于限制可实现是性能的所有单元使用平均校准)。
用于提供给MOPA的分裂输入信号的增益、相位和延迟进行偏移的现有方法的一个问题是准确性和复杂性。随着MOPA的阶(即输入数量)的增加，现有解决方案的复杂性变得几乎不可克服。现有解决方案的另一问题是它们是频率相关的。因此，它们不适合于多频带输入信号。
发明内容
本公开涉及多频带多阶功率放大器(MOPA)的数字上转换，其使能够精确而准确地控制多频带MOPA的多频带分裂信号输入的增益、相位和延迟。一般而言，多频带MOPA配置成放大在多频带MOPA的N个输入上分裂为N个多频带分裂信号的多频带信号，其中N是多频带MOPA的阶，并且大于或等于2。多频带MOPA的数字上转换系统配置成独立控制至少N-1个并且优选地所有多频带分裂信号中每个分裂信号的多频带信号的M个频带中的每个频带的增益、相位和延迟。优选地，每一个多频带分裂信号的每一个频带的增益、相位和延迟被独立控制，使得多频带MOPA的一个或多个性能参数(例如线性、效率和/或输出功率)被优化。
在一个实施例中，对于多频带信号的M个频带中的每个频带，数字上转换系统包含将频带的数字基带输入信号分裂成频带的N个基带分裂信号的数字信号分裂器。频带的N个基带分裂信号中的每个分裂信号对应于多频带MOPA的N阶中的不同阶。进一步说，对于M个频带中每个频带的N个基带分裂信号中的每个分裂信号，数字上转换系统包含将基带分裂信号数字上转换到期望上转换频率以便由此提供对应的上转换分裂信号的数字上转换器。数字上转换器包含配置成控制上转换分裂信号的增益、相位和延迟的一个或多个校准激励器（actuator）。在数字上转换之后，存在每一个频带的多频带MOPA的每一阶的不同上转换分裂信号。
进一步说，在一个实施例中，数字上转换系统对于多频带MOPA的N阶中的每个阶都包含数字组合器和数模转换器。数字组合器配置成数字组合多频带MOPA的所述阶的M个频带的上转换分裂信号，以提供多频带MOPA的所述阶的组合上转换数字信号。数模转换器然后将组合上转换数字信号转换成多频带MOPA的所述阶的组合上转换模拟信号。组合上转换模拟信号然后由模拟电路处理以向多频带MOPA的对应输入提供对应多频带分裂信号。多频带信号的每一个频带的多频带MOPA的不同阶的数字上转换器的一个或多个校准激励器独立配置成独立控制每一个上转换分裂信号的增益、相位和延迟。用这种方式，数字上转换系统独立控制多频带MOPA中的每一个多频带分裂信号输入的每个频带的增益、相位和延迟。在一个实施例中，每一个上转换分裂信号的增益、相位和延迟被独立控制，以优化多频带MOPA的一个或多个性能参数(例如线性、效率和/或输出功率)。
本领域技术人员在结合附图阅读了优选实施例的如下详细描述之后，将认识到本公开的范围并意识到其附加方面。
附图说明
合并到此说明书中并形成其一部分的附图图示了本公开的几个方面，并与说明书一起用来说明本公开的原理。
图1图示了根据本公开一个实施例放大在多频带MOPA的多个输入上分裂为多个多频带分裂信号的多频带信号的多频带多阶功率放大器(MOPA)，其中独立控制每一个多频带分裂信号的多频带信号的每个频带的增益、相位和延迟，以便优化多频带MOPA的一个或多个性能参数。
图2图示了根据本公开的一个实施例包含多频带MOPA和数字上转换系统的系统，数字上转换系统独立控制多频带MOPA的每个多频带分裂信号输入的多频带信号的每个频带的增益、相位和延迟，使得多频带MOPA的一个或多个性能参数被优化；以及
图3根据本公开的一个实施例更详细图示了图2的数字上转换器之一。
具体实施方式
下面阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实行实施例的必要信息，并且说明了实行实施例的最佳模式。在按照附图阅读如下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念，并将认识到在本文中未具体解决的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用落在本公开和所附权利要求书的范围内。
本公开涉及多频带多阶功率放大器(MOPA)的数字上转换，其使能够精确而准确地控制多频带MOPA的多频带分裂信号输入的增益、相位和延迟。在这方面，图1图示了根据本公开一个实施例具有多频带MOPA 10的每个输入的要由多频带MOPA 10放大的每个频带的独立增益、相位和延迟校准的多频带MOPA 10。一般而言，多频带MOPA 10操作以放大在多频带MOPA 10的N个输入12-1至12-N上分裂为多频带分裂信号(SMB-1至 SMB-N)的多频带信号(SMB)。数字N是多频带MOPA 10的输入12-1至12-N的数量，并且也称为多频带MOPA 10的“阶”。数字N大于或等于2。多频带信号(SMB)具有(M)个频带，其中M大于或等于2。多频带MOPA10例如可以是多频带Doherty功率放大器(例如2路和3路Doherty放大器)、具有非线性组件的线性放大(LINC)放大器、包络消除和恢复(EER)放大器以及Chireix放大器。
如本文所使用的，“多频带信号”是含有占用在相邻频带之间没有频率分量的多个频带(即，第一连续频带、第二连续频带等)的频率分量的信号。在每个频带内，多频带信号包含在多频带信号的对应载波频率的在本文称为“窄带信号”的信号。本文所使用的“窄带信号”不一定是传统意义上的“窄带”，但具有小于(窄于)多频带信号总带宽的带宽。要指出的是，多频带信号的频带中的窄带信号优选地是单频带信号。然而，在一个备选实施例中，多频带信号的其中一个或多个频带中的其中一个或多个窄带信号本身可以是多频带信号。
如所图示的，从多频带信号(SMB)的M个频带中的每个频带的(N)个分裂信号生成提供给多频带MOPA 10的输入12-1至12-N的多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)，它们分别称为分裂信号S1-1至S1-N、…、SM-1至SM-N。更确切地说，如所图示的，分裂信号S1-1至 S1-N用于多频带信号(SMB)的第一载波频率(f1)(即，用于多频带信号(SMB)的第一频带)。同样，分裂信号SM-1至SM-N用于多频带信号(SMB)的第M载波频率(fM)(即，用于多频带信号(SMB)的第M频带)。组合器14-1组合分裂信号S1-1至SM-1(即，所有M个频带的多频带MOPA 10的第一阶或输入的分裂信号)，以便为多频带MOPA 10的输入12-1提供多频带分裂信号(SMB-1)。同样，组合器14-N组合分裂信号S1-N至SM-N(即，所有M个频带的多频带MOPA 10的第N阶或输入的分裂信号)，以便为多频带MOPA 10的输入12-N提供多频带分裂信号(SMB-N)。虽然未图示，但组合器14-1至14-N优选是数字组合器，并且在数字转换器后面的数模转换器和模拟电路还处理数字组合器的输出以提供多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)。然而，在图1中，为了讨论的清晰和简便，省略了这些元素。
多频带MOPA 10放大多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)以提供多频带输出信号(SOUT)。如下面所详细讨论的，独立控制或配置每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N) 的增益、相位和延迟。因此，分裂信号(S1-1)的增益(G1-1)、相位( )和延迟()与所有M个频带的所有其它分裂信号的增益、相位和延迟独立控制，分裂信号(S1-2)的增益(G1-2)、相位 ()和延迟()与所有M个频带的所有其它分裂信号的增益、相位和延迟独立控制，以此类推。用这种方式，每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟都被独立控制。优选地，每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N)的增益、相位和延迟以及因此每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟被独立控制，使得多频带MOPA 10的一个或多个性能参数(例如效率、线性和/或输出功率)被优化。在一个实施例中，一个或多个性能参数包含效率以及线性和输出功率之一或二者。在一个具体实施例中，独立控制每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N) 的增益、相位和延迟以最大化效率，同时保持充分线性以满足对于多频带MOPA 10的一个或多个预定义要求(例如预定义发射要求)。
在继续进行之前，应该指出，可使用任何适合的技术选择或校准每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N) 的增益、相位和延迟的值。在一个具体实施例中，在工厂校准过程中，选择每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N) 的增益、相位和延迟。比如，可测量多频带MOPA 10的一个或多个性能参数，同时使用任何适合的算法调整每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N) 的增益、相位和延迟的值，直到确定提供一个或多个性能参数的期望优化的值为止。这些值然后可被存储，并在多频带MOPA 10操作期间利用。在另一实施例中，可基于在多频带MOPA10操作期间的多频带输出信号 (SOUT)的测量，动态选择每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N) 的增益、相位和延迟的值。用这种方式，可根据需要随时间更新每一个分裂信号(S1-1至S1-N, …, SM-1至SM-N)的增益、相位和延迟的值，以优化多频带MOPA 10的一个或多个性能参数。
图2图示了根据本公开一个实施例包含多频带MOPA 18和用于多频带MOPA18的数字上转换系统20的系统16。一般而言，多频带MOPA 18操作以放大在多频带MOPA 18的N个输入22-1至22-N上分裂为多频带分裂信号(SMB-1至 SMB-N)的多频带信号(SMB)。数字N是多频带MOPA 18的输入22-1至22-N的数量，并且也称为多频带MOPA 18的“阶”。数字N大于或等于2。多频带信号(SMB)具有(M)个频带，其中M大于或等于2。多频带MOPA 18例如可以是多频带Doherty功率放大器(例如2路和3路Doherty放大器)、LINC放大器、EER放大器以及Chireix放大器。
数字上转换系统20对多频带信号(SMB)的M个频带的数字基带信号(SBB,1至SBB,M)进行数字上转换，并生成N个多频带模拟信号(SANALOG-1至SANALOG-N)，这些信号在由模拟电路24-1至24-N进一步处理之后向多频带MOPA 18的相应输入22-1至22-N提供多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)。更确切地说，数字上转换系统20包含如所示连接的数字信号分裂器26-1至26-M、数字上转换器28(1-1)至28(M-N)(各包含一个或多个校准激励器)、数字组合器30-1至30-N以及数模(D/A)转换器32-1至32-N。数字信号分裂器26-1操作以将数字基带信号(SBB,1)分裂成N个基带分裂信号(SBB,1-1至SBB,1-N)，各对应于多频带MOPA 18的不同阶或输入。数字信号分裂器26-1分裂信号基带信号(SBB,1) 的方式可根据具体实现而改变。进一步说，可使用任何适合的数字分裂技术。作为一个示例，数字信号分裂器26-1同样将数字基带信号(SBB,1)分裂成基带分裂信号(SBB,1-1至SBB,1-N)。作为另一示例，如果多频带MOPA 18是第二阶Doherty放大器，则当数字表示的信号的电压小于预定义阈值时，数字信号分裂器26-1可将整个数字基带信号(SBB,1)提供给基带分裂信号 (SBB,1-1)，并且当数字表示的信号的电压大于或等于预定义阈值时，在基带分裂信号(SBB,1-1和SBB,1-2)上相等地分裂数字基带信号(SBB,1)。作为又一示例，如果多频带MOPA 18是第二阶Doherty放大器，则数字信号分裂器26-1可将数字基带信号(SBB,1)的峰值提供给基带分裂信号(SBB,1-2)，并将数字基带信号(SBB,1)的剩余非峰值部分提供给基带分裂信号(SBB,1-1)。以上示例仅是示例，并不打算限制本公开的范围。
数字上转换器28(1-1)至28(1-N)分别将基带分裂信号(SBB,1-1至SBB,1-N)数字上转换到第一频带的期望上转换频率，由此提供上转换的分裂信号(SUP,1-1至SUP,1-N)。在一个实施例中，期望上转换频率是多频带信号(SMB)的第一频带的载波频率。然而，期望上转换频率不限于此。数字上转换器28(1-1)至28(1-N)各包含控制对应上转换分裂信号的增益、相位和延迟的一个或多个校准激励器。从而，数字上转换器28(1-1)包含控制上转换分裂信号(SUP,1-1)的增益(G1-1)、相位 ()和延迟()的一个或多个校准激励器。同样，数字上转换器28(1-N)包含控制上转换分裂信号(SUP,1-N)的增益(G1-N)、相位 ()和延迟()的一个或多个校准激励器。
以相同方式，数字信号分裂器26-M操作以将数字基带信号(SBB,M)分裂成各对应于多频带MOPA 18的不同阶或输入的N个基带分裂信号(SBB,M-1至 SBB,M-N)。如上面相对于数字信号分裂器26-1所讨论的，数字信号分裂器26-M分裂数字基带信号(SBB,M)的方式可根据具体实现而改变。进一步说，可使用任何适合的分裂技术。数字上转换器28(M-1)至28(M-N)分别将基带分裂信号(SBB,M-1至SBB,M-N)数字上转换到第M频带的期望上转换频率，由此提供上转换的分裂信号(SUP,M-1至SUP,M-N)。数字上转换器28(M-1)至28(M-N)各包含控制对应上转换分裂信号的增益、相位和延迟的一个或多个校准激励器。从而，数字上转换器28(M-1)包含控制上转换分裂信号(SUP,M-1)的增益 (GM-1), 相位 ()和延迟() 的一个或多个校准激励器。同样，数字上转换器28(M-N)包含控制上转换分裂信号(SUP,M-N)的增益(GM-N)、相位 ()和延迟()的一个或多个校准激励器。
接下来，数字组合器30-1至30-N组合多频带MOPA 18的对应阶或输入的上转换分裂信号，以提供对应的组合数字信号(SCOMB-1至SCOMB-N)。每一个组合数字信号(SCOMB-1至SCOMB-N)是包含多频带MOPA 18的相应阶的上转换分裂信号的多频带数字信号。更确切地说，数字组合器30-1组合多频带MOPA 18的第一阶或第一输入22-1的上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-1)，以提供多频带MOPA 18的第一阶的组合数字信号(SCOMB-1) 。同样，数字组合器30-N组合多频带MOPA 18的第N阶或第N输入22-N的上转换分裂信号(SUP,1-N至SUP,M-N)，以提供多频带MOPA 18的第N阶的组合数字信号(SCOMB-N) 。D/A转换器32-1至32-N然后分别对组合数字信号(SCOMB-1至SCOMB-N)进行数模转换，以提供多频带模拟信号(SANALOG-1至SANALOG-N)，这些信号在本文也被称为组合模拟信号。
最后，多频带模拟信号(SANALOG-1至SANALOG-N)分别由模拟电路24-1至24-N处理，以向多频带MOPA 18的相应输入22-1至22-N提供多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N) 。模拟电路24-1至24-N可包含任何期望的模拟电路，诸如例如操作以从多频带模拟信号(SANALOG-1至SANALOG-N)中移除不期望的频率分量的一个或多个模拟滤波器以及可能一个或多个预放大器。
重要的是，数字上转换器28(1-1)至28(M-N)中的校准激励器独立控制上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至) 。这么做时，数字上转换器28(1-1)至28(M-N)中的校准激励器独立控制每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟。要指出的是，独立控制上转换分裂信号(SUP,1-1至 SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至) 是有益的，因为虽然对数字上转换系统20中的数字电路的增益、相位和延迟的影响是确定性的，但对模拟电路24-1至24-N的增益、相位和延迟的影响是不确定性的(例如，随温度的变化、制造中的变化、老化等)。
优选地，使用数字上转换器28(1-1) 至28(M-N)中的校准激励器，独立控制或配置上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至)以及因此每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，以优化多频带MOPA 18的一个或多个性能参数(例如，效率、线性和/或输出功率)。要指出的是，在另一实施例中，可校准仅N-1个上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)中每个分裂信号的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，因为可能优选的是控制增益、相位和延迟之间的偏移，而不是它们的绝对值。在一个实施例中，一个或多个性能参数包含效率以及线性和输出功率之一或二者。在一个具体实施例中，使用数字上转换器28(1-1) 至28(M-N)中的校准激励器，独立控制或配置上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至)以及因此每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，以最大化多频带MOPA 18的效率，同时保持充分线性以满足对于多频带MOPA 18的一个或多个预定义要求(例如，预定义发射要求)。
可使用任何适合的技术来选择或校准上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至)的值。在一个具体实施例中，在工厂校准过程中选择上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至) 的值。比如，可测量多频带MOPA 18的一个或多个性能参数，同时使用任何适合的算法调整上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至)的值，直到确定提供一个或多个性能参数的期望优化的值为止。这些值然后可由数字上转换系统20存储或者另外编程到数字上转换系统20中，并在多频带MOPA 18操作期间利用。在另一实施例中，可基于在多频带MOPA 18操作期间多频带输出信号(SOUT)的测量，动态选择上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至) 的值。用这种方式，可根据需要随时间更新上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益(G1-1至GM-N)、相位(至)和延迟(至)的值，以优化多频带MOPA 18的一个或多个性能参数。
图3是根据本公开一个实施例图2的数字上转换器28(1-1)至28(M-N)之一(其一般标为28(X-Y))的更详细图示。如所图示的，数字上转换器28(X-Y)包含若干校准激励器34、数字上转换器链36，在一些实施例中还有速率改变滤波器(RCF) 38。如果基带分裂信号(SBB,X-Y)的采样率不等于fS/NUS，其中fS是D/A转换器32-Y的有效采样率，并且NUS是数字上转换器链36的上采样器40的上采样率，则RCF 38可能是期望的。事实上，RCF 38是基带分裂信号(SBB,X-Y)的采样率与D/A转换器32-Y的有效采样率之间的桥。
如所图示的，在此实施例中，基带分裂信号(SBB,X-Y)是复信号。在一些实施例中，基带分裂信号(SBB,X-Y)的采样率由RCF 38改变。然后，基带分裂信号(SBB,X-Y)被提供给校准激励器34。一般而言，校准激励器34经由对应的校准值(GX-Y,CAL, , 和)控制上转换分裂信号(SUP,X-Y)的增益(GX-Y)、相位()和延迟() 。更确切地说，校准激励器34包含均衡器42、复乘法器44和46、粗延迟电路48和细延迟电路50。要指出的是，可改变均衡器42、复乘法器44和46、粗延迟48以及细延迟50的排序。均衡器42操作以有效地均衡对应模拟电路24-Y的响应。复乘法器44和46分别将均衡的基带分裂信号乘以相位和增益校准值(和 GX-Y,CAL)。相位和增益校准值(和 GX-Y,CAL)使得上转换分裂信号(SUP,X-Y)具有期望的相位()和增益(GX-Y)。要指出的是，在一个备选实施例中，复乘法器44和46被组合成校准增益和相位的单个复乘法器。在继续进行之前，应该指出，在此实施例中，校准激励器34在基带实现，但本公开不限于此。一个或多个并且可能所有校准激励器34可在数字上转换期间或之后实现。
相位和增益校准的基带分裂信号然后通过粗延迟电路48和细延迟电路50以提供校准的基带分裂信号(SBB_CAL,X-Y)。由粗延迟电路48施加的粗延迟受粗延迟校准值()控制。作为一个示例，粗延迟电路48可实现为一系列触发器，并且粗延迟校准值()选择触发器之一的输出作为粗延迟电路48的输出，其由此控制由粗延迟电路48提供的延迟。由细延迟电路50施加的细延迟受细延迟校准值()控制。作为一个示例，细延迟电路50可实现为滤波器，其中细延迟校准值()是一个或多个滤波器系数。粗和细校准值(和)一起形成延迟校准值()。
校准的基带分裂信号(SBB_CAL,X-Y)然后由数字上转换器链36进行数字上转换，以提供在期望上转换频率的上转换分裂信号(SUP,X-Y) 。在一个实施例中，期望上转换频率是多频带信号(SMB)的对应频带的载波频率。然而，在其它实施例中，期望上转换频率是预定频率，其选择成使得在由D/A转换器32-Y和模拟电路24-Y处理上转换分裂信号(SUP,X-Y)之后，作为结果的信号在多频带信号(SMB)的对应频带的期望载波频率。
在此示例中，数字上转换器链36包含将校准基带分裂信号(SBB_CAL,X-Y)(其是复信号)调谐到期望频率的复调谐器56。复调谐器56将校准基带分裂信号(SBB_CAL,X-Y)调谐到期望基带调谐频率以便由此产生复调谐数字分裂信号。在一个实施例中，基带调谐频率是可编程的，或者另外在fS/2NUS与fS/2NUS的范围内是可选择的，其中fS是D/A转换器32-Y的有效采样率，并且NUS是上采样器40的上采样率。
上采样器40以上采样率NUS对复调谐数字分裂信号进行上采样，其中NUS≥ 2，以产生具有fS采样率的上采样数字分裂信号。在频域，上采样数字分裂信号包含在0到fS频率范围中相等间隔的复调谐数字分裂信号的NUS个图像，其中fS是D/A转换器32-Y的有效采样率。图像选择滤波器54对上采样数字分裂信号进行滤波，以选择复调谐数字分裂信号的图像之一，并且由此提供滤波分裂信号。更确切地说，图像选择滤波器54优选经由一个或多个参数(例如滤波器系数)可编程，使得图像选择滤波器54的通带以期望滤波器调谐频率为中心。滤波器调谐频率选择成使得复调谐数字分裂信号的期望图像落在图像选择滤波器54的通带内。
数字正交调制器56对滤波分裂信号执行正交调制，以提供由数字上转换链36输出的上转换分裂信号(SUP,X-Y)。在频域，正交调制导致将滤波分裂信号中的复调谐数字分裂信号的图像频率变换或频率移位了fQMOD，其中fQMOD是数字正交调制器56的调制频率，并将复信号转换成实信号。调制频率(fQMOD)可以是包含0的任何期望频率。在数字正交调制之后，复调谐数字分裂信号的频率变换图像以数字上转换器链36的期望上转换频率为中心。
要指出的是，数字正交调制器56可配置成在正交调制的定义上作为a+jb或a-jb操作。这可能是期望的，例如因为不同蜂窝通信标准(例如码分多址 (CDMA) 2000 和第三代合作伙伴项目(3GPP))可不同地定义正交调制。因为，为了适应不同的通信标准，数字正交调制器56可以用这种方式配置。备选地，这个配置可由可根据需要激活或去激活的复调谐器52之前的复共轭函数处置。进一步说，在一个实施例中，数字正交调制器56可与图像选择滤波器54组合。
对于关于数字上转换器链36的更多信息以及复调谐器52、上采样器40、图像选择滤波器54和数字正交调制器56的一些示例实现，感兴趣的读者被指向在2008年10月20日提交并在2010年4月22日公布的题为“METHODS AND SYSTEMS FOR PROGRAMMABLE DIGITALUP-CONVERSION”的共同拥有和转让的美国专利申请公布No.2010/0098191 A1，该申请通过参考全部结合在本文中。例如，虽然上采样器40和图像选择滤波器54可实现为单独组件，但它们不限于此。上采样器40和图像选择滤波器54备选地可一起实现为执行上采样和图像选择滤波的多相滤波器。作为另一示例，数字上转换器链36可包含布置在若干上采样和滤波级中的多个上采样器40和图像选择滤波器54。此外，虽然对理解本公开不是必不可少的，对于有关数字上转换的另外信息，感兴趣的读者被指向在2012年6月7日提交的题为“PROGRAMMABLE DIGITAL UP-CONVERSION FOR CONCURRENT MULTI-BAND SIGNALS”的共同拥有和转让的美国专利申请序列号13/490,801，该申请通过参考全部结合在本文中。
包含上转换分裂信号(SUP,1-1至SUP,M-N)的增益、相位和延迟的独立控制的数字上转换系统20使能够精确控制每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟。此精确控制的一个益处是，每一个多频带分裂信号(SMB-1至SMB-N)的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟可配置成使得多频带MOPA 18在期望操作点操作。此期望操作点可选择成优化一个或多个性能参数(例如，效率、线性和/或输出功率)。
此公开通篇使用如下首字母缩略词。
3GPP第三代合作伙伴项目
CDMA码分多址
D/A 数模
DAC数模转换器
EER包络消除和恢复
LINC 具有非线性组件的线性放大
MOPA多阶功率放大器
RCF速率改变滤波器
RF 射频
本领域技术人员将认识到对本公开优选实施例的改进和修改。所有此类改进和修改都被认为在本文公开的概念和随附权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种包括多频带多阶功率放大器(18)以及用于所述多频带多阶功率放大器(18)的数字上转换系统(20)的系统(16)，
其中，所述多频带多阶功率放大器(18)配置成放大在所述多频带多阶功率放大器(18)的多个输入(22)上分裂为多个多频带分裂信号的多频带信号，所述多个输入(22)包括所述多频带多阶功率放大器(18)的N阶中的每阶的不同输入，其中N大于或等于2；以及
其中，所述数字上转换系统(20)配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中至少N-1个中的每个分裂信号的所述多频带信号的M个频带中的每个频带的增益、相位和延迟。
2.如权利要求1所述的系统(16)，其中所述数字上转换系统(20)配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中所述至少N-1个中的每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带的所述增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个性能参数被优化。
3.如权利要求2所述的系统(16)，其中所述一个或多个性能参数包括效率以及由线性和输出功率构成的组中的至少一个。
4.如权利要求1所述的系统(16)，其中所述数字上转换系统(20)配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中所述至少N-1个中的每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带的所述增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的效率被最大化，同时保持充分线性以满足对于所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个预定义要求。
5.如权利要求1所述的系统(16)，其中所述多频带信号包括所述多频带信号的所述M个频带中的M个窄带信号，其中M大于或等于2，并且所述数字上转换系统(20)包括：对于所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带，
数字信号分裂器(26)，其将所述频带的数字基带信号分裂成所述频带的N个基带分裂信号，所述频带的所述N个基带分裂信号中的每个分裂信号用于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的不同阶；以及
对于所述频带的所述N个基带分裂信号的所述频带的每个基带分裂信号，数字上转换器(28)，其将所述频带的所述基带分裂信号转换到期望上转换频率以便由此提供所述频带的上转换分裂信号，所述数字上转换器(28)包括配置成控制所述频带的所述上转换分裂信号的增益、相位和延迟的一个或多个校准激励器。
6.如权利要求5所述的系统(16)，其中所述数字上转换系统(20)进一步包括：对于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的每阶：
数字组合器(30)，配置成数字组合所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述多频带信号的所述M个频带的所述上转换分裂信号，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的组合上转换数字信号；以及
数模转换器(32)，配置成对所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述组合上转换数字信号进行数模转换，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的组合上转换模拟信号。
7.如权利要求6所述的系统(16)，进一步包括：对于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的每阶：
模拟电路(24)，配置成处理所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述组合上转换模拟信号，以便为与所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶对应的所述多频带多阶功率放大器(18)的所述多个输入(22)之一提供所述多个多频带分裂信号之一。
8.如权利要求7所述的系统(16)，其中所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述N个基带分裂信号的每一个所述数字上转换器(28)的所述一个或多个校准激励器配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个性能参数被优化。
9.如权利要求8所述的系统(16)，其中所述一个或多个性能参数包括效率以及由线性和输出功率构成的组中的至少一个。
10.如权利要求7所述的系统(16)，其中所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述N个基带分裂信号的每一个所述数字上转换器(28)的所述一个或多个校准激励器配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的效率被最大化，同时保持充分线性以满足对于所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个预定义要求。
11.一种用于多频带多阶功率放大器(18)的数字上转换系统(20)，配置成放大在所述多频带多阶功率放大器(18)的多个输入(22)上分裂为多个多频带分裂信号的多频带信号，所述多个输入(22)包括所述多频带多阶功率放大器(18)的N阶中每阶的不同输入，其中N大于或等于2，并且所述多频带信号包括所述多频带信号的M个频带中的M个窄带信号，其中M大于或等于2，包括：
对于所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带：
数字信号分裂器(26)，其将所述频带的数字基带信号分裂成所述频带的N个基带分裂信号，所述频带的所述N个基带分裂信号中的每个分裂信号用于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的不同阶；以及
对于所述频带的所述N个基带分裂信号的所述频带的每个基带分裂信号，数字上转换器(28)，其将所述频带的所述基带分裂信号转换到期望上转换频率以便由此提供所述频带的上转换分裂信号，所述数字上转换器(28)包括配置成控制所述频带的所述上转换分裂信号的增益、相位和延迟的一个或多个校准激励器；以及
电路，配置成处理所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中每阶的所述多频带信号的所述M个频带的所述上转换分裂信号，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述多个输入(22)的所述多个多频带分裂信号。
12.如权利要求11所述的数字上转换系统(20)，其中所述数字上转换系统(20)进一步包括：对于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的每阶：
数字组合器(30)，配置成数字组合所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述多频带信号的所述M个频带的所述上转换分裂信号，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的组合上转换数字信号；以及
数模转换器(32)，配置成对所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述组合上转换数字信号进行数模转换，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的组合上转换模拟信号。
13.如权利要求12所述的数字上转换系统(20)，其中，对于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的每阶，模拟电路(24)处理所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述组合上转换模拟信号，以便为与所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶对应的所述多频带多阶功率放大器(18)的所述多个输入(22)之一提供所述多个多频带分裂信号之一。
14.如权利要求13所述的数字上转换系统(20)，其中所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述N个基带分裂信号的每一个所述数字上转换器(28)的所述一个或多个校准激励器配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个性能参数被优化。
15.如权利要求14所述的数字上转换系统(20)，其中所述一个或多个性能参数包括效率以及由线性和输出功率构成的组中的至少一个。
16.如权利要求13所述的数字上转换系统(20)，其中所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述N个基带分裂信号的每一个所述数字上转换器(28)的所述一个或多个校准激励器配置成独立控制所述多个多频带分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的效率被最大化，同时保持充分线性以满足对于所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个预定义要求。
17.一种用于数字上转换的方法，包括：
经由多频带多阶功率放大器(18)放大在所述多频带多阶功率放大器(18)的多个输入(22)上分裂为多个多频带分裂信号的多频带信号，所述多个输入(22)包括所述多频带多阶功率放大器(18)的N阶中的每阶的不同输入，其中N大于或等于2；以及
独立控制所述多个多频带分裂信号中的至少N-1个分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟。
18.如权利要求17所述的方法，其中独立控制所述多个多频带分裂信号中的所述至少N-1个分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟包括：
独立并且数字控制在基带的所述多个多频带分裂信号中的所述至少N-1个分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟。
19.如权利要求17所述的方法，其中独立控制所述多个多频带分裂信号中的所述至少N-1个分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟包括：
独立控制所述多个多频带分裂信号中所述至少N-1个中的每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带的所述增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个性能参数被优化。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个性能参数包括效率以及由线性和输出功率构成的组中的至少一个。
21.如权利要求17所述的方法，其中独立控制所述多个多频带分裂信号中的所述至少N-1个分裂信号中每个分裂信号的所述多频带信号的M个频带中每个频带的增益、相位和延迟包括：
独立控制所述多个多频带分裂信号中所述至少N-1个中的每个分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带的所述增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的效率被最大化，同时保持充分线性以满足对于所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个预定义要求。
22.如权利要求17所述的方法，其中所述多频带信号包括所述多频带信号的所述M个频带中的M个窄带信号，其中M大于或等于2，并且独立控制所述多个多频带分裂信号中每个多频带分裂信号的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述增益、相位和延迟包括：对于所述多频带信号的所述M个频带中的每个频带：
将所述频带的数字基带信号数字分裂成所述频带的N个基带分裂信号，所述频带的所述N个基带分裂信号中的每个分裂信号用于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的不同阶；以及
对于所述频带的所述N个基带分裂信号的所述频带的每个基带分裂信号，将所述频带的所述基带分裂信号数字上转换到期望上转换频率以便由此提供所述频带的上转换分裂信号；
其中数字上转换所述频带的所述基带分裂信号包括控制所述频带的所述上转换分裂信号的增益、相位和延迟。
23.如权利要求22所述的方法，进一步包括：对于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的每阶：
数字组合所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述多频带信号的所述M个频带的所述上转换分裂信号，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的组合上转换数字信号；以及
对所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述组合上转换数字信号进行数模转换，以提供所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的组合上转换模拟信号。
24.如权利要求23所述的方法，进一步包括：对于所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中的每阶：
经由模拟电路(24)处理所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶的所述组合上转换模拟信号，以便为与所述多频带多阶功率放大器(18)的所述阶对应的所述多频带多阶功率放大器(18)的所述多个输入(22)之一提供所述多个多频带分裂信号之一。
25.如权利要求24所述的方法，其中控制所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中每阶的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述上转换分裂信号的所述增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个性能参数被优化。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述一个或多个性能参数包括效率以及由线性和输出功率构成的组中的至少一个。
27.如权利要求24所述的方法，其中控制所述多频带多阶功率放大器(18)的所述N阶中每阶的所述多频带信号的所述M个频带中每个频带的所述上转换分裂信号的所述增益、相位和延迟，使得所述多频带多阶功率放大器(18)的效率被最大化，同时保持充分线性以满足对于所述多频带多阶功率放大器(18)的一个或多个预定义要求。
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