CN112737645A - 使用混合波束成形并对数字预失真执行码分反馈的发射机 - Google Patents
使用混合波束成形并对数字预失真执行码分反馈的发射机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112737645A CN112737645A CN201911093263.0A CN201911093263A CN112737645A CN 112737645 A CN112737645 A CN 112737645A CN 201911093263 A CN201911093263 A CN 201911093263A CN 112737645 A CN112737645 A CN 112737645A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- digital
- transmitter
- modules
- signals
- feedback signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B1/0475—Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
Abstract
本公开提供一种使用混合数字/模拟波束成形并被配置成执行数字预失真(DPD)的通信系统中的发射机。在根据本公开的示例性实施例中，所述发射机可产生多个加扰序列。所述发射机可包括多个组合模块以接收经组合反馈信号。所述发射机可使用所述多个加扰序列从所述经组合反馈信号恢复由天线阵列输出的信号。因此，所述发射机可针对每一天线阵列执行数字预失真。
Description
技术领域
本公开涉及一种使用混合波束成形并针对数字预失真执行码分反馈方法的发射机。
背景技术
第五代(5G)通信系统使用大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术及波束成形来提供较高的数据速率。大规模MIMO技术使用极高数目的天线。
图1示出使用波束成形的大规模MIMO系统的实例。在图1中，下一代节点B(NextGeneration Node B，gNB)向若干用户设备(user equipment，UE)传送信号。gNB包含极高数目的天线。gNB的天线被分组成若干天线阵列。gNB使用波束成形向UE传送信号。类似地，gNB通过波束从UE接收信号。UE通过gNB来接入网络。由于gNB包括极高数目的天线，因此gNB可提供较高的数据速率且具有较高的波束成形增益。
图2示出使用全数字波束成形的大规模MIMO系统的发射机的实例。在图2中，发射机向基带预编码块输入Ns个基带信号。基带预编码块输出Lt个经预编码信号。所述经预编码信号是Lt个数/模转换器(digital-to-analog converter，DAC)的输入。所述DAC的Lt个输出是Lt个射频(radio frequency，RF)链的输入。所述RF链的Lt个输出通过发射机的Nt个天线被传送。类似于图1，图2所示发射机也使用波束成形。基带预编码块执行预编码，以在不同波束中传送经预编码信号。
全数字波束成形具有以下缺点：信号处理具有高计算复杂性；以及高功耗。
图3示出使用混合数字/模拟波束成形的大规模MIMO系统的发射机的实例。混合波束成形在数字域中及模拟域中执行预编码。类似于图2，发射机向基带预编码块输入Ns个基带信号。基带预编码块在数字域中执行预编码。基带预编码块输出Lt个经预编码信号。所述经预编码信号是Lt个DAC的输入。所述DAC的Lt个输出是Lt个RF链的输入。然而，不同于图2，在图3中，所述RF链的Lt个输出是RF预编码块的输入。所述RF预编码块在模拟域中执行预编码。所述RF预编码块输出Nt个经预编码信号，这些经预编码信号通过发射机的Nt个天线被传送。
比较图2至图3，基带信号的数目Ns小于或等于RF链的数目Lt：Ns≤Lt。在图2中，RF链的数目Lt等于天线的数目Nt：Lt＝Nt。然而，在图3中，由于混合波束成形具有RF预编码，因此RF链的数目Lt可小于天线的数目Nt：Lt<Nt。
在混合波束成形中，RF链的数目可小于天线的数目。因此，混合波束成形可在保持高波束成形增益及多样性阶数的同时需要更少的RF链。由于混合波束成形可需要更少的RF链，因此混合波束成形可降低大规模MIMO系统的生产成本。
图4示出使用数字预失真的发射机的实例。在图4中，发射机包括功率放大器(power amplifier，PA)、数字预失真(digital pre-distortion，DPD)模块及DPD适配器。发射机接收输入x(n)。发射机输出y(n)。由于功率放大器引起输出y(n)的失真，因此发射机使用DPD来消除失真。DPD模块对x(n)执行DPD，并向PA及DPD适配器输出预失真信号。PA放大所述预失真信号并输出y(n)。DPD适配器耦合到PA的输出，以接收y(n)作为反馈信号。由于DPD适配器接收PA的输入及输出，因此DPD适配器可估计PA在y(n)上引起的失真。在估计失真之后，DPD适配器可调整DPD模块，以消除失真。
功率放大器是通信系统中不可或缺的组件。功率放大器影响通信系统的整体性能及吞吐量(throughput)。然而，功率放大器固有地是非线性的。因此，功率放大器还会引起以下问题：频谱再生(spectral re-growth)；相邻信道干扰(adjacent channelinterference)及带外发射(out-of-band emission)；以及带内失真(in-banddistortion)。因此，通信系统需要DPD来校正这些问题。
DPD适配器可使用功率放大器(PA)的模型。所述模型可为以下方程式中所示的模型：
系数“c”表示PA的响应。在PA模型训练期间，DPD适配器可将已知信号x(n)输入到PA中。DPD适配器可接收PA的输出y(n)。DPD适配器可利用以下方程式来估计系数“c”：c＝(x*x)-1x*y。x*是输入信号x的复共轭。(x*x)是输入信号x的自相关。
图5示出通过数字预失真进行失真抑制的实例。发射机可接收信号。在图5的左侧处，图5示出原始传送信号频谱。在图5所示实例中，原始传送信号频谱是占据频带的方形频谱。首先，发射机可在DPD模块处执行DPD。然后，预失真信号被输入到PA中。PA的输出被示作实线。然而，PA的减损在原始频率之内及原始频带之外均使频谱失真。图5还示出在发射机不执行DPD的情况下传送信号频谱的实例，其被示作虚线。在图5中，如果发射机不执行DPD，则PA将使原始频带的频谱失真。换句话说，PA将引起带内失真。此外，PA将使信号失真并扩展到原始频带之外。换句话说，PA将引起频谱再生及带外发射。因此，在图5中，DPD抑制由从虚线到实线的箭头表示的杂散(spurious)频谱。DPD降低了频谱再生、带外发射及带内失真。
由于上述优点，期望在大规模MIMO系统中采用DPD。然而，大规模MIMO系统中的DPD也呈现出特别的挑战。在用于具有单个天线的系统的DPD方法中，每一放大器需要一个数字链。每一数字链包括DPD模块及反馈电路。在具有许多天线阵列的系统中，功率放大器的数目要高得多，且DPD将需要极高数目的数字链。
此外，在具有天线阵列的系统中，每一数字链耦合到天线阵列。若干功率放大器向天线阵列输出信号。由于功率放大器的数目极高，因此期望对组合了若干功率放大器的输出的反馈信号执行DPD。在传统系统的DPD中，不需要组合反馈信号，因为天线的数目不高。
本公开涉及一种使用混合波束成形及DPD的具有许多天线阵列的发射机。本公开的发射机可包括单个反馈电路，所述反馈电路可将来自天线阵列的反馈信号组合成一个经组合反馈信号。由于反馈电路执行码分方法，因此所述反馈电路能够恢复由天线阵列输出的信号。因此，本公开的发射机可在降低反馈电路硬件复杂性及成本的同时执行DPD。
发明内容
因此，为了解决上述困难，本公开提供一种使用混合数字/模拟波束成形且被配置成执行数字预失真(DPD)的通信系统中发射机。所述发射机可产生多个正交加扰序列或多个具有低相关性的加扰序列。所述发射机可使用所述多个加扰序列从经组合反馈信号恢复由天线阵列输出的信号。因此，发射机可针对每一天线阵列执行DPD。
在一方面中，本公开涉及一种使用混合数字/模拟波束成形的通信系统中发射机，被配置成针对数字预失真(DPD)执行码分反馈方法，所述发射机包括：处理器，输出多个数字基带信号；多个数/模转换器(DAC)，耦合到所述处理器，接收所述多个数字基带信号并输出多个模拟基带信号；多个混频器，耦合到所述多个DAC，接收所述多个模拟基带信号，执行频率升频，并输出多个经升频信号；多个功率放大器，放大所述多个经升频信号，并输出多个传送信号，其中所述多个功率放大器引起所述多个传送信号的失真；多个天线阵列，耦合到所述多个功率放大器，接收所述多个传送信号，并传送所述多个传送信号；多个组合模块，耦合到所述多个天线阵列，接收所述多个传送信号，组合所述多个传送信号，并输出经组合反馈信号；以及接收链，耦合到所述多个组合模块，接收所述经组合反馈信号，将所述经组合反馈信号转换成数字反馈信号，并将所述数字反馈信号输出到所述处理器，其中所述处理器被配置成执行多个模块，所述多个模块包括：多个DPD模块，对所述多个数字基带信号执行DPD，以补偿由所述多个功率放大器引起的所述失真；DPD适配模块，接收所述数字反馈信号，并调整由所述多个DPD模块执行的所述DPD；控制器，控制所述DPD适配模块；以及多个编码模块，从所述控制器接收多个加扰序列，其中所述多个编码模块中的编码模块将所述多个数字基带信号中的数字基带信号乘以所述多个加扰序列中的加扰序列，且所述多个编码模块在执行乘法之后输出所述多个数字基带信号，其中所述DPD适配模块根据所述多个加扰序列从所述数字反馈信号计算所述多个传送信号，并对所述多个数字基带信号中的每一数字基带信号执行DPD处理，其中所述数字基带信号的数目等于所述天线阵列的数目。
为了使本公开的前述特征及优点易于理解，以下结合附图来详细阐述各示例性实施例。应理解，上述一般说明及以下详细说明均为示例性的，且旨在提供对所主张公开内容的进一步解释。
然而，应理解，本公开内容可能不包含本公开的所有方面及实施例，且因此决不意在为限制性或限定性的。此外，本公开将包括对所属领域中的技术人员来说显而易见的改进及修改。
附图说明
包含附图是为了提供对本公开的进一步理解，并且附图被并入本说明书并构成本说明书的一部分。图式示出本公开的实施例，且与本说明一起用于解释本公开的原理。
图1示出使用波束成形的大规模MIMO系统的实例。
图2示出使用全数字波束成形的大规模MIMO系统的发射机的实例。
图3是使用混合数字/模拟波束成形的大规模MIMO系统的发射机的实例。
图4示出使用数字预失真的发射机。
图5示出通过数字预失真进行失真抑制的实例。
图6示出可使用DPD的发射机的实例。
图7示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。
图8示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。
图9示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。
图10示出根据本公开的一个示例性实施例的数字编码模块及模拟编码模块。
图11示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。
图12示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。
图13示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的当前示例性实施例，在附图中示出了这些实施例的实例。只要可能，在图式及说明中使用相同的附图编号来指代相同或相似的部件。
因此，为了解决上述困难，本公开提供一种使用混合波束成形并针对数字预失真执行码分反馈方法的发射机。图6及对应的说明示出由发射机的数字预失真(DPD)适配模块执行的计算。DPD适配模块可执行这些计算来消除失真。
图6示出可使用DPD的发射机的实例。在图6中，发射机可包括DPD模块、数/模转换器(DAC)、混频器、多个编码模块、向天线阵列输出传送信号的多个功率放大器(PA)、组合模块及DPD适配模块。数字信号s可输入到DPD模块。DPD模块可输出预失真信号
预失真信号
可输入到DAC。所述DAC可输出模拟信号。混频器可根据本机振荡器(local oscillator，LO)的频率来对模拟信号执行频率升频。然后，模拟信号可由所述多个编码模块编码。所述多个编码模块的经编码模拟信号可输入到所述多个PA。所述多个PA可放大经编码模拟信号。发射机可通过天线阵列传送由所述多个PA输出的信号。
组合模块可将由天线阵列传送的信号组合成一个经组合信号。组合模块可将经组合信号作为反馈信号r输入到DPD适配模块中。DPD适配模块也可接收预失真信号
以调整DPD模块。假定复合PA响应p，反馈信号r可表达为r＝ps。因此，可按照p＝(s*s)-1s*r来计算p。s*是输入信号s的复共轭。(s*s)是输入信号s的自相关。在获得p之后，DPD适配模块可调整DPD模块以消除失真。
此外，DAC、混频器及所述多个PA可为所属领域中的技术人员所熟知的模拟电路。
图7示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。在图7中，发射机可包括：多个DPD模块；多个编码模块；多个DAC；多个混频器；多个PA；多个天线阵列；多个组合模块；接收链；DPD适配模块；以及控制器。
所述多个DPD模块可接收多个数字基带信号b1、b2、…、bN，并对所述多个数字基带信号执行DPD。所述多个编码模块中的编码模块可将所述多个数字基带信号中的数字基带信号乘以多个加扰序列中的加扰序列。所述多个编码模块可在执行乘法之后输出所述多个数字基带信号。所述多个DAC可接收所述多个数字基带信号并输出多个模拟基带信号。所述多个混频器可接收所述多个模拟基带信号，执行频率升频，并输出多个经升频信号。所述多个PA可放大所述多个经升频信号。所述多个PA可引起所述多个传送信号的失真，并输出多个传送信号。所述多个天线阵列可从所述多个PA接收所述多个传送信号，并传送所述多个传送信号。
所述多个组合模块可从所述多个天线阵列接收所述多个传送信号，组合所述多个传送信号，并输出经组合反馈信号r。接收链可接收经组合反馈信号r，将经组合反馈信号r转换成数字反馈信号，并输出数字反馈信号。DPD适配模块可接收由所述多个DPD模块输出的所述多个数字基带信号。DPD适配模块可进一步接收数字反馈信号，并调整由所述多个DPD模块执行的DPD。控制器可控制DPD适配模块，并将所述多个加扰序列输出到所述多个编码模块。
DPD适配模块可根据所述多个加扰序列从数字反馈信号计算所述多个传送信号。因此，DPD适配模块可根据由所述多个DPD模块输出的所述多个数字基带信号及所述多个传送信号来调整所述多个DPD模块。
此外，所述多个组合模块可为耦合到天线阵列的多个模拟电路。例如，组合模块可为可将由天线阵列传送的信号相加以提供经组合反馈信号的模拟电路。另外，所述多个天线阵列中的天线阵列可包括一个或多个天线，以传送及接收全向天线波束或定向天线波束。
图8示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。在图8中，发射机可包括：硬件处理器、非暂时性存储介质、多个DAC；多个混频器；多个PA；多个天线阵列；多个组合模块；以及接收链。
所述多个DAC、所述多个混频器、所述多个PA、所述多个天线阵列、所述多个组合模块及所述接收链类似于图7中的那些。可在对图7的说明中找到对这些组件的说明。
图8不同于图7，因为图8所示发射机包括硬件处理器及非暂时性存储介质。硬件处理器电连接到非暂时性存储介质，且至少被配置成根据示例性实施例及替代变型而执行发射机的多个模块。硬件处理器可被配置成至少执行所述多个DPD模块、所述多个编码模块、DPD适配模块及控制器。可在对图7的说明中找到对由硬件处理器执行的这些模块及组件的说明。
此外，硬件处理器901被配置成处理数字信号，并根据本公开提出的示例性实施例而至少执行发射机的所述多个模块。此外，硬件处理器可存取存储由硬件处理器指派的编程代码、码本配置、缓冲数据及记录配置的非暂时性存储介质。可通过使用例如微处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)芯片、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等可编程单元来实作硬件处理器901。也可利用单独的电子装置或集成电路(integrated circuit，IC)来实作硬件处理器的功能。应注意，可利用硬件或软件来实作硬件处理器的功能。
因此，图7及图8联合示出使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真(DPD)执行码分反馈方法的通信系统中发射机，所述发射机包括：处理器，输出多个数字基带信号；多个数/模转换器(DAC)，耦合到处理器，接收所述多个数字基带信号，并输出多个模拟基带信号；多个混频器，耦合到所述多个DAC，接收所述多个模拟基带信号，执行频率升频，并输出多个经升频信号；多个功率放大器，放大所述多个经升频信号，并输出多个传送信号，其中所述多个功率放大器引起所述多个传送信号的失真；多个天线阵列，耦合到所述多个功率放大器，接收所述多个传送信号，并传送所述多个传送信号；多个组合模块，耦合到所述多个天线阵列，接收所述多个传送信号，组合所述多个传送信号，并输出经组合反馈信号；以及接收链，耦合到所述多个组合模块，接收所述经组合反馈信号，将所述经组合反馈信号转换成数字反馈信号，并将所述数字反馈信号输出到所述处理器，其中所述处理器被配置成执行多个模块，所述多个模块包括：多个DPD模块，对所述多个数字基带信号执行DPD以补偿由所述多个功率放大器引起的失真；DPD适配模块，接收数字反馈信号，并调整由所述多个DPD模块执行的DPD；控制器，控制DPD适配模块；以及多个编码模块，从控制器接收多个加扰序列，其中所述多个编码模块中的编码模块将所述多个数字基带信号中的数字基带信号乘以所述多个加扰序列中的加扰序列，且所述多个编码模块在执行乘法之后输出所述多个数字基带信号，其中所述DPD适配模块根据所述多个加扰序列从所述数字反馈信号计算所述多个传送信号，并对所述多个数字基带信号执行DPD处理，其中数字基带信号的数目等于天线阵列的数目。
根据本公开的一个示例性实施例，图7所示控制器可向所述多个编码模块输出多个哈达玛(Hadamard)序列或沃尔什(Walsh)序列。因此，在此实施例中，所述多个加扰序列是多个哈达玛序列或沃尔什序列。
根据本公开的一个示例性实施例，图7所示DPD适配模块可根据多个正交加扰序列从数字反馈信号计算所述多个传送信号，且进一步产生DPD补偿信号。因此，在此实施例中，DPD适配模块根据多个正交加扰序列从数字反馈信号计算所述多个传送信号，并产生DPD补偿信号。
在本公开的另一个示例性实施例中，可将经组合反馈信号变换成波束域以进行处理。
图9示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。在图9中，发射机可包括：数字基带预编码器；多个DPD模块；多个数字编码模块；多个DAC；多个混频器；多个模拟编码模块；多个PA；多个天线阵列；组合模块；接收链；DPD适配模块；以及控制器。
数字基带信号s被输入到数字基带预编码器。数字基带预编码器输出多个经预编码基带信号b1、b2、…、bN。所述多个DPD模块可接收所述多个经预编码基带信号b1、b2、…、bN，并对b1、b2、…、bN执行DPD。所述多个数字编码模块中的数字编码模块可将所述多个经预编码基带信号中的经预编码基带信号乘以多个加扰序列中的加扰序列。所述多个编码模块可在执行乘法之后输出所述多个经预编码基带信号。所述多个DAC可接收所述多个经预编码基带信号并输出多个模拟基带信号。所述多个混频器可接收所述多个模拟基带信号，执行频率升频，并输出多个经升频信号。所述多个模拟编码模块可接收所述多个经升频信号并执行模拟编码。在模拟编码之后，所述多个PA可放大所述多个经升频信号。所述多个PA可引起所述多个传送信号的失真，并输出多个传送信号。所述多个天线阵列可从所述多个PA接收所述多个传送信号，并传送所述多个传送信号。
组合模块可从所述多个天线阵列接收所述多个传送信号，组合所述多个传送信号，并输出经组合反馈信号r。接收链可包括混频器及模/数转换器(analog-to-digitalconverter，ADC)。接收链可接收经组合反馈信号r。混频器可对经组合反馈信号r执行频率降频。在频率降频之后，ADC将经组合反馈信号r转换成数字反馈信号，并输出所述数字反馈信号。DPD适配模块可接收由所述多个DPD模块输出的所述多个经预编码基带信号。DPD适配模块可进一步接收数字反馈信号，并调整由所述多个DPD模块执行的DPD。
因此，在本公开的一个示例性实施例中，接收链包括：混频器，接收经组合反馈信号以执行频率降频；以及模/数转换器(ADC)，从混频器接收降频之后的经组合反馈信号以转换成数字反馈信号，并输出所述数字反馈信号。
控制器可控制DPD适配模块，将所述多个加扰序列输出到所述多个数字编码模块，并调整所述多个模拟编码模块。因此，控制器可执行两层式编码。控制器可控制所述多个数字编码模块执行第一编码层。控制器可进一步控制所述多个模拟编码模块执行第二编码层。第一编码层可为加扰序列的第一层。第二编码层可为加扰序列的第二层。
DPD适配模块可根据所述多个加扰序列及由所述多个模拟编码模块执行的模拟编码而从数字反馈信号计算所述多个传送信号。因此，DPD适配模块可根据由所述多个DPD模块输出的所述多个经预编码基带信号及所述多个传送信号来调整所述多个DPD模块。DPD适配模块可调整所述多个DPD模块，以为每一天线阵列提供DPD补偿。另外，可将经组合反馈信号r变换成以波束为导向(beam-oriented)的DPD以进行DPD补偿。
在本公开的一个示例性实施例中，图8所示发射机可进一步包括多个模拟编码模块，且所述多个编码模块可为多个数字编码模块。因此，在此实施例中，多个数字编码模块是所述多个编码模块，且发射机进一步包括：多个模拟编码模块，耦合到混频器，对所述多个经升频信号执行模拟编码，并在模拟编码之后将所述多个经升频信号输出到所述多个功率放大器，其中模拟编码模块的数目等于所述多个天线阵列的天线的数目。
图10示出根据本公开的一个示例性实施例的数字编码模块及模拟编码模块。数字编码模块具有输入。通过将输入与数字编码系数相乘来执行数字编码。输入与数字编码系数的乘积是数字编码模块的输出。在本公开的若干实施例中，数字编码系数可为序列，包括但不限于正交序列、哈达玛序列、沃尔什序列等。另外，数字编码模块可由处理器来实作。例如，数字编码模块可由图8所示硬件处理器来实作。
模拟编码模块可为包括DAC及输入的模拟电路。所述DAC可接收模拟编码系数，并根据模拟编码系数而输出模拟信号。模拟编码模块可根据模拟信号对输入执行模拟编码，并输出经编码信号。例如，模拟编码模块可在输入上引起相移。换句话说，模拟编码模块可为移相器。根据本公开的一个示例性实施例，多个模拟编码模块可为多个移相器，其可执行第二编码层及加扰序列的第二层。
图11示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。图11类似于图9。不同之处在于，图11所示发射机包括多个组合模块，而图9所示发射机包括一个组合模块。
图11所示的数字基带预编码器、所述多个DPD模块、所述多个数字编码模块、所述多个DAC、所述多个混频器、所述多个模拟编码模块、所述多个PA、所述多个天线阵列、接收链、接收链的混频器及ADC、DPD适配模块以及控制器类似于图9中的那些。可在对图9的说明中找到对这些组件的说明。
类似于图9，图11所示的所述多个组合模块可从所述多个天线阵列接收所述多个传送信号，组合所述多个传送信号，并输出经组合反馈信号r。然而，存在多个组合模块。因此，不存在直接连接到所有天线阵列的组合模块。在图11中，所述多个组合模块中的组合模块可直接连接到一个天线阵列。因此，组合模块的数目等于天线阵列的数目。
图12示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。图12类似于图11。不同之处在于，在图12中，所述多个组合模块中的组合模块可直接连接到一个、两个、三个或其他数目的天线阵列。所述多个组合模块中的组合模块可直接连接到更多的天线阵列或者更少的天线阵列。换句话说，各组合模块可能并不直接连接到相同数量的天线阵列。可在对图11的说明中找到关于其他方面对所述多个组合模块的说明。
图12所示的数字基带预编码器、所述多个DPD模块、所述多个数字编码模块、所述多个DAC、所述多个混频器、所述多个模拟编码模块、所述多个PA、所述多个天线阵列、接收链、接收链的混频器及ADC、DPD适配模块以及控制器类似于图9中的那些。可在对图9的说明中找到对这些组件的说明。
图13示出根据本公开的一个示例性实施例使用混合数字/模拟波束成形、被配置成针对数字预失真DPD执行码分反馈方法的通信系统中发射机。图13类似于图9、图11及图12。不同之处在于，在图13中，发射机可进一步包括接收链处的组合天线，而非多个组合模块。组合天线可通过无线信道H接收经组合反馈信号r。
图12所示的数字基带预编码器、所述多个DPD模块、所述多个数字编码模块、所述多个DAC、所述多个混频器、所述多个模拟编码模块、所述多个PA、所述多个天线阵列、接收链、接收链的混频器及ADC、DPD适配模块以及控制器类似于图9中的那些。可在对图9的说明中找到对这些组件的说明。
在图13中，假定复合PA响应p、加扰序列c及输入基带信号s，反馈信号r可表达为r＝c p H s。因此，如果PA在线性区域中工作，则DPD适配模块可计算无线信道H。在计算H及p之后，DPD适配模块可调整DPD模块以消除失真。
另外，在接收链处可能已经知晓H。由于天线阵列的天线之间的距离是固定的并且是短的，因此可在制造发射机之后测量H。
因此，在本公开的若干实施例中，所述多个组合模块是在所述多个功率放大器的输出处实作，或者实作为接收链处的组合天线。
鉴于上述说明，本公开适用于使用混合数字/模拟波束成形并被配置成执行DPD的具有许多天线阵列的发射机。在具有许多天线阵列的系统中，每一天线阵列将需要一个接收链。此种要求将导致硬件复杂性及成本的增加。本公开的发射机可包括单个反馈电路，所述反馈电路可将来自天线阵列的反馈信号组合成一个经组合反馈信号。由于反馈电路执行码分方法，因此所述反馈电路能够恢复由天线阵列输出的信号。因此，本公开的发射机可在降低反馈电路硬件复杂性及成本的同时执行DPD。
在对本申请所公开的实施例的详细说明中使用的任何元件、动作或指令均不应被解释为对本公开绝对关键或必要，除非明确如此阐述。此外，本文中所使用的每一不定冠词“一个(a及an)”可包括多于一个项目。如果预期仅有一个项目，则将使用用语“单个(asingle)”或类似的语言。此外，本文中所使用的后跟多个项目及/或多个项目类别的列表的用语“…中的任一者”旨在单独地或与其他项目及/或其他项目类别结合地包括所述项目及/或项目类别“中的任一者”、“的任一组合”、“的任何多个”及/或“中的多个的任一组合”。此外，本文中所使用的用语“集合(set)”旨在包括任何数目的项目，包括零个。此外，本文中所用的用语“数目(number)”旨在包括任何数目，包括零个。
对于所属领域中的技术人员来说显而易见，在不背离本公开的范围或精神的条件下，可对所公开的实施例的结构作出各种修改及变化。鉴于上述内容，本公开旨在涵盖本公开的修改及变化，只要所述修改及变化归入以上权利要求书及其等效内容的范围内即可。
[符号的说明]
b1、b2、…、bN：数字基带信号/经预编码基带信号
H：无线信道
r：经组合反馈信号
s：数字基带信号/输入基带信号
x(n)：输入
y(n)：输出
Claims (8)
1.一种使用混合数字/模拟波束成形的通信系统中的发射机，被配置成针对数字预失真(DPD)执行码分反馈方法，其特征在于，所述发射机包括：
处理器，输出多个数字基带信号；
多个数/模转换器(DAC)，耦合到所述处理器，接收所述多个数字基带信号并输出多个模拟基带信号；
多个混频器，耦合到所述多个数/模转换器，接收所述多个模拟基带信号，执行频率升频，并输出多个经升频信号；
多个功率放大器，放大所述多个经升频信号，并输出多个传送信号，其中所述多个功率放大器引起所述多个传送信号的失真；
多个天线阵列，耦合到所述多个功率放大器，接收所述多个传送信号，并传送所述多个传送信号；
多个组合模块，耦合到所述多个天线阵列，接收所述多个传送信号，组合所述多个传送信号，并输出经组合反馈信号；以及
接收链，耦合到所述多个组合模块，接收所述经组合反馈信号，将所述经组合反馈信号转换成数字反馈信号，并将所述数字反馈信号输出到所述处理器，
其中所述处理器被配置成执行多个模块，所述多个模块包括：
多个数字预失真模块，对所述多个数字基带信号执行数字预失真，以补偿由所述多个功率放大器引起的所述失真；
数字预失真适配模块，接收所述数字反馈信号，并调整由所述多个数字预失真模块执行的所述数字预失真；
控制器，控制所述数字预失真适配模块；以及
多个编码模块，从所述控制器接收多个加扰序列，其中所述多个编码模块中的编码模块将所述多个数字基带信号中的数字基带信号乘以所述多个加扰序列中的加扰序列，且所述多个编码模块在执行乘法之后输出所述多个数字基带信号，
其中所述数字预失真适配模块根据所述多个加扰序列从所述数字反馈信号计算所述多个传送信号，并对所述多个数字基带信号中的每一数字基带信号执行数字预失真处理，
其中所述数字基带信号的数目等于所述天线阵列的数目。
2.根据权利要求1所述的发射机，其中所述多个加扰序列是多个哈达玛序列或沃尔什序列。
3.根据权利要求1所述的发射机，其中多个数字编码模块是所述多个编码模块，且所述发射机进一步包括：
多个模拟编码模块，耦合到所述混频器，对所述多个经升频信号执行模拟编码，并在模拟编码之后将所述多个经升频信号输出到所述多个功率放大器，
其中所述模拟编码模块的数目等于所述多个天线阵列的天线的数目。
4.根据权利要求1所述的发射机，其中所述数字预失真适配模块根据多个正交加扰序列从所述数字反馈信号计算所述多个传送信号，并产生数字预失真补偿信号。
5.根据权利要求1所述的发射机，其中所述多个组合模块是在所述多个功率放大器的输出处实作，或者实作为所述接收链处的组合天线。
6.根据权利要求3所述的发射机，其中所述多个模拟编码模块是多个移相器。
7.根据权利要求4所述的发射机，其中所述经组合反馈信号被变换成波束域以进行处理。
8.根据权利要求1所述的发射机，其中所述接收链包括：
混频器，接收所述经组合反馈信号以执行频率降频；以及
模/数转换器(ADC)，从所述混频器接收降频之后的所述经组合反馈信号以转换成所述数字反馈信号，并输出所述数字反馈信号。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/600,574 | 2019-10-14 | ||
| US16/600,574 US10673475B1 (en) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Transmitter using hybrid beamforming and performing a code division feedback method for digital pre-distortion |
| TW108139625A TW202116024A (zh) | 2019-10-14 | 2019-11-01 | 使用混合波束成形並對數位預失真執行碼分回授的傳送器 |
| TW108139625 | 2019-11-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112737645A true CN112737645A (zh) | 2021-04-30 |
Family
ID=75589142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911093263.0A Withdrawn CN112737645A (zh) | 2019-10-14 | 2019-11-11 | 使用混合波束成形并对数字预失真执行码分反馈的发射机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112737645A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078216A (en) * | 1998-03-31 | 2000-06-20 | Spectrian Corporation | Aliased wide band performance monitor for adjusting predistortion and vector modulator control parameters of RF amplifier |
| CN102594749A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-18 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种数字预失真处理方法及装置 |
| US20140292579A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Beam forming device and method for forming beam using the same |
| US20150326327A1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Envelope tracking rf transmitter calibration |
| US20170359111A1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-14 | Maxlinear Asia Singapore Private Limited | Predistortion For Hybrid Digital/Analog Precoders |
| WO2018098629A1 (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 华为技术有限公司 | 一种数字预失真处理方法和装置 |
-
2019
- 2019-11-11 CN CN201911093263.0A patent/CN112737645A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078216A (en) * | 1998-03-31 | 2000-06-20 | Spectrian Corporation | Aliased wide band performance monitor for adjusting predistortion and vector modulator control parameters of RF amplifier |
| CN102594749A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-18 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种数字预失真处理方法及装置 |
| US20140292579A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Beam forming device and method for forming beam using the same |
| US20150326327A1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Envelope tracking rf transmitter calibration |
| US20170359111A1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-14 | Maxlinear Asia Singapore Private Limited | Predistortion For Hybrid Digital/Analog Precoders |
| WO2018098629A1 (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 华为技术有限公司 | 一种数字预失真处理方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10673475B1 (en) | Transmitter using hybrid beamforming and performing a code division feedback method for digital pre-distortion | |
| US10135505B2 (en) | Predistortion for hybrid digital/analog precoders | |
| CN109565293B (zh) | 用于多天线系统的数字预失真 | |
| EP3540990B1 (en) | Digital predistortion processing method and device | |
| TWI737035B (zh) | 使用混合波束成形並執行天線校準方法的收發器 | |
| US20190238204A1 (en) | Beam steering digital predistortion | |
| EP2517362B1 (en) | Active antenna array with modulator-based pre-distortion | |
| US8750410B2 (en) | Multi-band power amplifier digital predistortion system and method | |
| US11476809B2 (en) | Polyphase digital signal predistortion in radio transmitter | |
| EP3267579B1 (en) | Linearizing power amplifiers outputs in multi-antenna system | |
| KR20170110275A (ko) | 고주파 신호 전치왜곡 장치 및 전력증폭기 비선형 왜곡 보정 장치 | |
| CN111988250B (zh) | 一种模拟全连接混合波束成形系统及发射机 | |
| CN102710311A (zh) | 无线通信装置以及无线通信方法 | |
| US11563464B2 (en) | Signal processing device and inter-beam interference suppression method | |
| CN105450184B (zh) | 数字预失真电路与方法以及数字预失真训练电路 | |
| Duarte et al. | Full duplex MIMO digital beamforming with reduced complexity AUXTX analog cancellation | |
| US20190199295A1 (en) | Improved Feedback in MISO Systems | |
| JP7087991B2 (ja) | マルチアンテナ通信装置及び歪み補償方法 | |
| EP2161841B1 (en) | Predistortion of a radio frequency signal | |
| KR20170018436A (ko) | 송신기 및 간섭 상쇄 방법 | |
| CN112737645A (zh) | 使用混合波束成形并对数字预失真执行码分反馈的发射机 | |
| CN112737707B (zh) | 使用混合波束成形并执行天线校准方法的收发器 | |
| CN109995393B (zh) | 一种校正装置及方法 | |
| KR20140118130A (ko) | 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치 및 방법 | |
| Liu et al. | A Spatial Sigma-Delta Approach to Mitigation of Power Amplifier Distortions in Massive MIMO Downlink |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210430 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |