DE102016110733A1

DE102016110733A1 - Vorrichtungen und Verfahren für eine adaptive Scheitelfaktor-Reduktion bei der dynamischen Vorverzerrung

Info

Publication number: DE102016110733A1
Application number: DE102016110733.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Magesacher; Martin Mataln; Christian Schuberth; Peter Singerl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2016-12-15
Also published as: US9509350B1; US20160373072A1; CN110138348B; KR101845154B1; CN106253861A; CN106253861B; US20160365880A1; KR20160146557A; CN110138348A; US9866183B2

Abstract

Eine nichtlineare Vorverzerrungsmaschine, die eine konstante Spitzenleistung an deren Ausgang beibehält, ist offenbart. Die Maschine umfasst einen Komprimierungsschätzer, einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor, einen digitalen Vorverzerrer und einen Leistungsverstärker. Der Komprimierungsschätzer ist ausgebildet, um einen Komprimierungsschätzwert basierend auf einem Eingangssignal und einem Rückkopplungssignal zu erzeugen. Das Rückkopplungssignal basiert auf einem RF-Ausgangssignal. Der Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor ist ausgebildet, um einen Scheitelfaktor des Eingangssignals zu reduzieren, um ein Scheitelfaktor-reduziertes Signal basierend auf dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen. Der digitale Vorverzerrer ist ausgebildet, um eine Vorverzerrung an das Scheitelfaktor-reduzierte Signal nach einer Anfangsphase anzuwenden und ein vorverzerrtes Signal basierend auf Vorverzerrungsparametern zu erzeugen. Der Leistungsverstärker ist ausgebildet, um das vorverzerrte Signal zu verstärken, um das RF-Ausgangssignal zu erzeugen. Die Operation der Kette bestehen aus Vorverzerrer und Leistungsverstärker ist im Wesentlichen linear und der Vorverzerrer behält eine konstante Spitzenleistung an dessen Ausgang bei, was ungewollte Lawinen- oder Vorverzerrer-Blow-Up-Probleme beseitigt.

Description

HINTERGRUND
Kommunikationssysteme verwenden häufig Übertragungssignale, die um eine Trägerfrequenz eines definierten Kanals fokussiert sind. Information wird übermittelt durch Repräsentieren der Information mit einer Modulation basierend auf Amplitude, Phase, Frequenz und/oder Kombinationen derselben. Die Information wird durch ein oder mehrere Signale über ein Band aus Frequenzen um die Trägerfrequenz gesendet.
Ein Radiofrequenz-(RF-)Leistungsverstärker wird häufig für Modulationen verwendet, wie z. B. eine Amplitudenmodulation. Es ist erforderlich, dass der RF-Leistungsverstärker über breite Frequenzbereiche und Leistungspegel arbeitet. Idealerweise ist eine perfekte Linearität über die Bereiche von Frequenzen und Leistungspegeln erwünscht. Eine perfekte Linearität ist jedoch in realen Systemen unpraktisch zu realisieren. Folglich führen RF-Leistungsverstärker üblicherweise aufgrund ihrer Nichtlinearität ungewollte Verzerrungen ein. Diese Verzerrungen verschlechtern Kommunikationen und beeinflussen das Verhalten.
Der RF-Leistungsverstärker umfasst üblicherweise eine Nichtlinearität und führt ungewollte Verzerrungen in dessen Ausgangssignal ein. Diese Verzerrungen verschlechtern Kommunikationen, verschlechtern Effizienz und beeinflussen das Verhalten negativ. Zusätzlich dazu kann eine Intermodulation von Eingangssignalkomponenten auftreten und eine unerwünschte Interferenz verursachen. Die Intermodulationsprodukte können sich auch außerhalb der erlaubten Bandbreite erstrecken und eine unerwünschte Interferenz verursachen und Übertragungslizenzierung und regulatorische Spektralemissionsanforderungen verletzen.
Eine Technik zum Reduzieren der durch den RF-Leistungsverstärker eingebrachten Verzerrungen ist das Anwenden einer Vorverzerrung an das Verstärkereingangssignal. Die Vorverzerrung versucht, die durch den Verstärker eingeführten Verzerrungen zu kompensieren und die Linearität der Kaskade bestehend aus Vorverzerrer und RF-Leistungsverstärker zu verbessern. Die typischen Algorithmen, die für eine Vorverzerrung verwendet werden, sollen ihre Parameter abstimmen und den Gesamtfehler zwischen dem gewünschten Referenzsignal und einem beobachteten Signal minimieren. Der Betrag oder Grad der Linearisierung jedoch, der tatsächlich erreicht wird, kann wesentlich variieren gemäß beiden momentanen Charakteristika des Referenzsignals, das vorverzerrt wird und der Übertragungscharakteristik des Verstärkers.
ZUSAMMENFASSUNG
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine nichtlineare Vorverzerrungsmaschine, die eine konstante Spitzenleistung an deren Ausgang beibehält, die Maschine umfassend
einen Komprimierungsschätzer, der ausgebildet ist, um einen Komprimierungsschätzwert basierend auf einem Eingangssignal und einem Rückkopplungssignal zu erzeugen, wobei das Rückkopplungssignal auf einem RF-Ausgangssignal basiert; einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor, der ausgebildet ist, um einen Scheitelfaktor des Eingangssignals zu reduzieren, um ein Scheitelfaktor-reduziertes Signal basierend auf dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen; einen digitalen Vorverzerrer, der ausgebildet ist, um eine Vorverzerrung an das Scheitelfaktor-reduzierte Signal nach einer Anfangsphase anzuwenden und ein vorverzerrtes Signal basierend auf Vorverzerrungsparametern zu erzeugen; und einen Leistungsverstärker, der ausgebildet ist, um das vorverzerrte Signal zu verstärken, um ein RF-Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die Operation des Leistungsverstärkers im Wesentlichen linear ist und basierend auf einer konstanten Spitzenleistung arbeitet.
Optional umfasst die Maschine ferner einen Multiplizierer und einen Spitzenschätzer, wobei der Spitzenschätzer ausgebildet ist, um einen Spitzenschätzwerts des Eingangssignals zu erzeugen, und der Multiplizierer ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal zumindest teilweise basierend auf dem Spitzenschätzwert zu erzeugen.
Wiederum optional ist der Spitzenschätzer ausgebildet, um den Spitzenschätzwert unter Verwendung einer Interpolation zu erzeugen, um einen Spitzenwert über einen Block aus Abtastwerten zu identifizieren.
Optional umfasst die Maschine ferner einen Spitzennormierer, der ausgebildet ist, um ein spitzennormiertes Signal basierend auf dem RF-Ausgangssignal zu erzeugen.
Wiederum optional umfasst die Maschine ferner einen Multiplizierer, der ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal basierend auf dem spitzennormierten Signal und einem Spitzenschätzwert zu erzeugen.
Optional umfasst die Maschine ferner einen Multiplizierer, der ausgebildet ist, um ein Rückkopplungsvorverzerrungssignal basierend auf dem spitzennormierten Signal und einem Spitzenschätzwert des vorverzerrten Signals zu erzeugen, das an den Leistungsverstärker bereitgestellt wird.
Wiederum optional umfasst die Maschine ferner eine Lernalgorithmuskomponente und einen zweiten digitalen Vorverzerrer, wobei der zweite digitale Vorverzerrer ein zweites vorverzerrtes Signal basierend auf den Vorverzerrungsparametern und dem spitzennormierten Signal erzeugt und die Lernalgorithmuskomponente ausgebildet ist, um die Vorverzerrungsparameter basierend auf einer Kombination des vorverzerrten Signals und des zweiten vorverzerrten Signals zu erzeugen.
Optional umfasst die Maschine ferner eine Zeitausrichtungskomponente, die ausgebildet ist, um eine gekoppelte Version des RF-Ausgangssignals in ein zeitlich ausgerichtetes Signal zeitlich auszurichten und das Rückkopplungssignal zumindest teilweise auf dem zeitlich ausgerichteten Signal basiert.
Wiederum optional ist der Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor ebenfalls ausgebildet, um den Scheitelfaktor einzustellen, um Anforderungen zu erfüllen.
Optional umfassen die Anforderungen Fehlervektorgrößenanforderungen.
Wiederum optional ist der Komprimierungsschätzwert ein Verhältnis einer Durchschnittsleistung des Eingangssignals und einer Durchschnittsleistung des Rückkopplungssignals ist.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Komprimierungsschätzer, umfassend einen ersten Eingang, der ausgebildet ist, um ein erstes Signal zu empfangen; eine erste Absolutwertkomponente, die ausgebildet ist, um einen ersten absoluten Wert des ersten Signals zu erzeugen; eine erste Summierungskomponente, die ausgebildet ist, um den ersten absoluten Wert zu einem ersten Integratorausgangssignal zu addieren, um ein erstes Summierungssignal zu erzeugen; und einen ersten Integrator, der ausgebildet ist, um das erste Summierungssignal zu integrieren und das erste Integratorausgangssignal zu erzeugen, wobei das erste Integratorausgangssignal ein Durchschnittswert des ersten Eingangssignals ist.
Optional umfasst der Komprimierungsschätzer ferner einen zweiten Eingang, der ausgebildet ist, um ein zweites Signal zu empfangen; eine zweite Absolutwertkomponente, die ausgebildet ist, um einen zweiten absoluten Wert des zweiten Signals zu erzeugen; eine zweite Summierungskomponente, die ausgebildet ist, um den zweiten absoluten Wert zu einem zweiten Integratorausgangssignal zu addieren, um ein zweites Summierungssignal zu erzeugen; und einen zweiten Integrator, der ausgebildet ist, um das zweite Summierungssignal zu integrieren und das zweite Integratorausgangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Integratorausgangssignal ein Durchschnittswert des zweiten Eingangssignals ist.
Wiederum optional umfasst der Schätzer ferner einen Multiplizierer, der ausgebildet ist, um einen Komprimierungsschätzwert als ein Verhältnis basierend auf dem Durchschnittswert des ersten Eingangssignals und dem Durchschnittswert des zweiten Eingangssignals zu erzeugen.
Optional umfasst der Schätzer ferner eine Inverterkomponente, die ausgebildet ist, um das zweite Integratorausgangssignal in ein Inverterausgangssignal zu invertieren.
Wiederum optional erzeugt die erste Absolutwertkomponente ein Quadrat des ersten Eingangssignals.
Optional basiert das erste Integratorausgangssignal auf einer Anzahl von Abtastwerten eines Blocks.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine, die eine konstante Spitzenleistung aufweist, das Verfahren umfassend das Erzeugen eines zeitausgerichteten Signals aus einem RF-Ausgangssignal; das Erzeugen eines spitzennormierten Signals des zeitausgerichteten Signals durch einen Spitzennormierer; das Erzeugen eines Spitzenschätzwerts eines Eingangssignals durch einen Spitzenschätzer; das Erzeugen eines Rückkopplungssignals als eine Kombination des spitzennormierten Signals und des Spitzenschätzwerts; das Erzeugen eines Komprimierungsschätzwerts als ein Verhältnis einer Durchschnittsleistung des Eingangssignals geteilt durch eine Durchschnittsleistung des Rückkopplungssignals; und das Reduzieren eines Scheitelfaktors des Eingangssignals, um ein Scheitelfaktor-reduziertes Signal durch einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor gemäß dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen.
Optional umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen eines vorverzerrten Signals aus dem Scheitelfaktor-reduzierten Signal durch einen digitalen Vorverzerrer gemäß Vorverzerrungsparametern, um ein vorverzerrtes Signal zu erzeugen.
Wiederum optional umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen der Vorverzerrungsparameter gemäß dem vorverzerrten Signal und einem zweiten vorverzerrten Signal, wobei das zweite vorverzerrte Signal auf dem spitzennormierten Signal basiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine nichtlineare Vorverzerrungsmaschine darstellt, die In-Band- und Außerband-Verzerrungen verringert.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Spitzen-Schätzer darstellt.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Spitzen-Normierer darstellt.
4 ist ein Diagramm, das einen Komprimierungsschätzer darstellt.
5 ist ein Graph, der Beispielleistungskurven für einen Leistungsverstärker unter Verwendung eines Vorverzerrungsansatzes basierend auf einer konstanten Durchschnittsleistungsskalierung darstellt.
6 ist ein Graph, der Beispielleistungskurven für einen Leistungsverstärker unter Verwendung eines Vorverzerrungsansatzes basierend auf einer konstanten Spitzenleistung darstellt.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben einer nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine mit einer konstanten Spitzenleistung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um durchgehend Bezug auf gleiche Elemente zu nehmen, und in denen die dargestellten Strukturen und Vorrichtungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind.
Systeme, Verfahren, Vorrichtungen und Ausführungsbeispiele werden bereitgestellt, die eine Vorverzerrung für einen RF-Leistungsverstärker implementieren, der eine adaptive Abstimmung eines Scheitelfaktor-Reduktionsprozessors in Kombination mit einem digitalen Vorverzerrer verwendet. Diese können bei einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, die nichtlineare Vorverzerrungsmaschinen (NLPEs; Non-Linear Pre-Distortion Engines) für Anwendungen umfassen, einschließlich aber nicht beschränkt auf Leistungsverstärker in drahtlosen Basisstationen, Leitungstreiber in Drahtleitungs-Sendeempfängern, elektrisch-zu-optisch-Wandler für Optikfaserkommunikations-Sendeempfänger, Leistungsverstärker-Test- und -Charakterisierungs-Ausrüstung und ähnliches.
Eine Liste von Abkürzungen, die hierin nachfolgend verwendet wird:

ACPR: Adjacent Channel Power Ratio; Nachbarkanalleistungsverhältnis
AM-AM: Amplitudenmodulation-Amplitudenmodulation
CE: Compression Estimator; Komprimierungsschätzer
CFRP: Crest-Factor Reduction Processor; Scheitelfaktor-Reduktionsprozessor
DPD: Digital Pre-Distorter; digitaler Vorverzerrer
EVM: Error Vector Magnitude; Fehlervektorgröße
NLPE: Non-Linear Pre-distortion Engine; nichtlineare Vorverzerrungsmaschine
PE: Peak Estimator; Spitzenschätzer
PN: Peak Normalizer; Spitzennormierer
SEM: Spectral Emission Mask; spektrale Emissionsmaske
TA: Time Alignment; Zeitausrichtung

RF-Leistungsverstärker zeigen üblicherweise eine Nichtlinearität zumindest über Teile ihres Bereichs aus Betriebsfrequenzen und/oder Leistungspegeln. Die Nichtlinearität eines Leistungsverstärkers führt ungewollte Verzerrungen in dessen Ausgangssignal ein. Die ungewollten Verzerrungen umfassen Außerband-Verzerrungen und In-Band-Verzerrungen. Diese ungewollten Verzerrungen, insbesondere In-Band-Verzerrungen, verschlechtern die Kommunikation, verschlechtern die Effizienz und beeinflussen das Verhalten negativ. Die Außerband-Verzerrungen resultieren üblicherweise aus einer Intermodulation von Eingangssignalkomponenten. Die Intermodulationsprodukte können sich auch außerhalb der erlaubten Bandbreite erstrecken und eine unerwünschte Interferenz verursachen und die Übertragungslizenzierung und regulatorische Spektralemissionsanforderungen verletzen.
Die hierin beschriebenen Beispiele können verwendet werden, um eine Anzahl von Herausforderungen zu adressieren, was andere Linearitätsvorverzerrungssysteme nicht tun. Eine ausreichende Außerbandunterdrückung, üblicherweise quantifiziert im Hinblick auf Nachbarkanalleistungsverhältnis (ACPR; Adjacent Channel Power Ratio) und Spektralemissionsmaske (SEM; Spectral Emission Mask) wird erreicht. Die In-Band-Verzerrung wird unter einem spezifizierten Niveau beibehalten, das üblicherweise im Hinblick auf eine Einschränkung betreffend Fehlervektorgröße (EVM; Error Vector Magnitude) charakterisiert ist. Die ausgewählte Ausgangsleistung wird beibehalten, während übermäßige Signalspitzen an dem Ausgang der nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine (NLPE; Non-Linear Pre-Distortion Engine) und dem RF-Leistungsverstärkereingang vermieden werden.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine nichtlineare Vorverzerrungsmaschine (NFPE) 100 darstellt, die In-Band- und Außerband-Verzerrungen verringert. Die Maschine 100 ist eine komplexe Basisbandmaschine mit geschlossenem Regelkreis und verwendet eine indirekte Lernarchitektur. Es wird darauf hingewiesen, dass die NLPE 100 in einem vereinfachten Format bereitgestellt ist und dass andere Komponenten verwendet werden können.
Im Allgemeinen umfasst die Maschine 100 einen Komprimierungsverhältnis-Schätzabschnitt 136 und einen Spitzenleistungsabschnitt 138. Der Komprimierungsverhältnis-Schätzabschnitt 136 erzeugt eine Schätzung des Komprimierungsverhältnisses, verursacht durch einen Linearisierungsprozess. Der Spitzenleistungsabschnitt 138 ist ausgebildet, um eine konstante Spitzenleistung für eine Eingabe in einen Leistungsverstärker beizubehalten.
Genauer gesagt umfasst die NLPE 100 einen Scheitelfaktor-Reduktionsprozessor (CFPR) 102, einen Komprimierungsschätzer 104, einen Spitzenschätzer 106, einen ersten digitalen Vorverzerrer (DPD; digital pre-distorter) 108, eine Lernalgorithmuskomponente 110, einen zweiten oder digitalen Nach-Vorverzerrer (DPD) 112, einen zweiten Spitzenschätzer 114, einen Spitzennormierer 116, eine Zeitausrichtungs-(TA-)Komponente 118, einen nichtlinearen Leistungsverstärker 120, eine Aufwärtsumwandlungskomponente 140 (UP) und eine Abwärtsumwandlungskomponente 142 (DOWN) 402.
Die Maschine 100 empfängt ein Eingangssignal x und erzeugt ein RF-Signal an deren Ausgang. Das Eingangssignal x umfasst üblicherweise Modulationskomponenten, wie z. B. Phasenmodulation, Amplitudenmodulation und ähnliches, die Informationen übermitteln. Das RF-Signal kann für eine Übertragung zu einer anderen Vorrichtung oder Komponente außerhalb der Maschine 100 verwendet werden.
Der CFRP 102 ist ausgebildet, um einen Scheitelfaktor des Eingangssignals x zu reduzieren und das reduzierte Signal an dessen Ausgang bereitzustellen. Die Ausgabe des CFRP 102 wird als ein Scheitelfaktor-reduziertes Signal bezeichnet und wird an einen Eingang des ersten DPD 108 bereitgestellt. Der CFRP 102 ist ausgebildet, um Anforderungen zu erfüllen, wie z. B. Anforderungen an Fehlervektorgröße (EVM) und Nachbarkanalleistungsverhältnis (ACPR). Üblicherweise wird die EVM nach Bedarf auf oder unter einen Schwellenwert reduziert. Die EVM kann in regulatorischen Anforderungen spezifiziert sein. Auf ähnliche Weise wird auch das ACPR unter oder auf einen Schwellenwert reduziert.
Der erste DPD 108 empfängt das Scheitelfaktor-reduzierte Signal von dem CFRP 102 und ist ausgebildet, um eine Vorverzerrung anzuwenden und ein vorverzerrtes Signal an dessen Ausgang bereitzustellen. Das vorverzerrte Signal wird als ein Eingangssignal an den Leistungsverstärker 120 bereitgestellt. Im Allgemeinen wendet der DPD 108 Vorverzerrungen an, um eine Nichtlinearitätsverzerrung zu kompensieren, die durch den Leistungsverstärker 120 eingeführt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Aufwärtsumwandlungskomponente 140 das vorverzerrte Signal auf ein RF-Band aufwärts umwandelt, bevor es an den Eingang des Leistungsverstärkers 120 bereitgestellt wird.
Der CFRP 102 stellt sicher, dass der Scheitelfaktor eines Eingangssignals des DPD 108 auf oder unter einen Anfangswert eingestellt ist – das Spitze-zu-Durchschnitt-Leistungsverhältnis (PAPR; Peak to Average Power Ratio; Quadrat des Scheitelfaktors), bezeichnet als PAPR_in, während einer Anfangsphase wo t < T und T eine Dauer der Anfangsphase darstellt. Zusätzlich dazu lässt der DPD 108 sein Eingangssignal während der Anfangsphase unverändert. Somit leitet der DPD 108 das Scheitelfaktor-reduzierte Signal als das vorverzerrte Signal weiter.
Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 120, das RF-Signal, wird aufgezeichnet, zeitlich mit dem Eingangssignal x ausgerichtet und durch den Mischer 130 skaliert, um ein Rückkopplungssignal y zu erhalten, das auch als Rückkopplungs- oder Ergebnis-Signal bezeichnet wird. Der Komprimierungsschätzer 104 verwendet das Rückkopplungssignal y und das Eingangssignal x, um einen Schätzwert einer durchschnittlichen Leistungsdifferenz zwischen dem Eingangssignal x und dem Rückkopplungssignal y zu erzeugen oder zu ergeben. Die geschätzte Leistungsdifferenz ΔP ^ (auch bezeichnet als Komprimierungsschätzwert) ist gleich dem Leistungsabfall, der durch den Realleistungsverstärker aufgrund der Komprimierung verursacht wird, im Vergleich zu einem perfekt linearen Leistungsverstärker. Der Komprimierungsschätzwert ist als ΔP ^ des Komprimierungsverhältnisses
gezeigt
wo x das Eingangssignal ist, y das Rückkopplungssignal ist und k die Anzahl der Abtastwerte ist.
Wie oben beschrieben ist, ist das Quadrat des Scheitelfaktors während der Anfangsphase
Eine automatische Spitzenskalierung stellt sicher, dass die Spitzenleistung vor der Linearisierung (bezeichnet als P ^_in) gleich der Spitzenleistung nach der Linearisierung ist (bezeichnet als P ^'_in).
Der Komprimierungsschätzwert ΔP ^ 122 wird an den CFRP 102 bereitgestellt. Nach der Anfangsphase (t ≥ T) ist der CFRP 102 ausgebildet, um die Hüllkurvenspitze
dessen Eingangssignal ΔP ^ zu reduzieren, was einen Scheitelfaktor
ergibt. Zusätzlich dazu formt der CFRP 102 die resultierende Verzerrung spektral derart, dass Anforderungen, wie z. B. EVM- und ATPR-Anforderungen, erfüllt werden. Bei einem Beispiel ist der CFRP 102 ausgebildet, um die spektrale Form des Eingangssignals x zu schätzen, um eine ordnungsgemäße spektrale Formung der Verzerrung sicherzustellen.
Der Spitzenschätzer 106 ermöglicht die Erzeugung des Rückkopplungssignals (y) 128, das durch den Komprimierungsschätzer 104 verwendet wird. Der Spitzenschätzer 106 arbeitet auf einem Block oder Strom aus komplexwertigen Basisband-Abtastwerten. Eine Hüllkurvengröße wird für den Block aus Abtastwerten bestimmt. Der realwertige und positive Hüllkurvenblock wird durch einen Faktor K interpoliert, um Spitzen-Wiederwachs-Effekte zu erfassen. Dann wird der Maximalwert des überabgetasteten Blocks verfolgt, was einen Spitzenschätzwert 2 ergibt. Zusätzliche Details über die Operation von und Konfiguration von einem geeigneten Spitzenschätzer sind nachfolgend gezeigt.
Die Zeitausrichtungskomponente 118 ist ausgebildet, um eine gekoppelte Version des RF-Ausgangssignals zu empfangen und das Ausgangssignal mit dem Eingangssignal x zeitlich auszurichten. Die gekoppelte Version des RF-Ausgangssignals wurde von einer RF-Frequenz zu dem Basisband durch die Abwärtsumwandlungskomponente 142 abwärts umgewandelt. Der Spitzennormierer 116 ist ausgebildet, um das zeitlich ausgerichtete RF-Ausgangssignal zu empfangen und das Signal im Hinblick auf seine Spitzen zu normieren. Der Spitzennormierer 116 stellt sein Ausgangssignal als spitzennormiertes Signal bereit, das an den Multiplizierer 132 und den Multiplizierer 130 bereitgestellt wird. Das spitzennormierte Signal kann gezeigt werden als:
wobei x das Eingangssignal ist und der Spitzennormierer 116k Abtastwerte verwendet.
Das spitzennormierte Signal wird an den Multiplizierer 130 bereitgestellt, wobei das Ausgangssignal des Spitzenschätzers 106 mit dem spitzennormierten Signal kombiniert wird, um die Rückkopplung y zu erzeugen. Zusätzlich dazu wird das spitzennormierte Signal an den Multiplizierer 132 bereitgestellt, wo es mit einem zweiten Spitzenschätzersignal aus dem zweiten Spitzenschätzer kombiniert wird und an den zweiten DPD 112 bereitgestellt wird.
Der erste DPD 108 erzeugt das vorverzerrte Signal und der zweite DPD 112 erzeugt ein vorverzerrtes Rückkopplungssignal basierend zumindest teilweise auf dem spitzennormierten Ausgangssignal. Eine Subtraktionskomponente 134 ist ausgebildet, um das vorverzerrte Signal und das vorverzerrte Rückkopplungssignal zu kombinieren und das kombinierte Signal an die Lernalgorithmuskomponente 110 bereitzustellen.
Die Lernalgorithmuskomponente 110 ist ausgebildet, um Vorverzerrungsparameter 126 basierend auf dem kombinierten Signal aus der Subtraktionskomponente 134 zu erzeugen. Die Vorverzerrungsparameter 126 werden sowohl an den ersten DPD 108 als auch den zweiten DPD 112 bereitgestellt, sodass beide dieselbe Vorverzerrung an ihre Eingangssignale bereitstellen. Als Ergebnis wird das vorverzerrte Signal als das Eingangssignal zu dem Leistungsverstärker 120 verwendet und weist eine im Wesentlichen konstante Spitzenleistung auf.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Spitzenschätzer 200 darstellt. Der Spitzenschätzer 200 kann z. B. in dem System 100 als Komponenten 106 und/oder 114 verwendet werden. Der Spitzenschätzer 200 ist zu darstellenden Zwecken bereitgestellt und es wird darauf hingewiesen, dass Variationen und/oder Implementierungen erlaubt sind.
Der Spitzenschätzer 200 umfasst eine Absolutwertkomponente 202, einen Interpolator 204 und eine Maximalfunktionskomponente 206. Die Absolutwertkomponente 202 empfängt ein Signal 208, wie z. B. das Eingangssignal x, und führt einen absoluten Wert an dem Signal aus und erzeugt dessen absoluten Wert als ein Ausgangssignal 210. Somit ist das Ausgangssignal 210 immer ein positiver Wert.
Der Interpolator 204 führt ein Abtasten und Überabtasten des Signals 210 basierend auf den K Abtastwerten aus. Das Signal 210 wird üblicherweise derart betrachtet, dass es Blöcke aufweist, die durch eine Dauer und/oder Anzahl von Symbolen spezifiziert sind und das Überabtasten wird an einem Block des Signals 210 ausgeführt. Somit, für einen Beispielblock, wenn K = 4, sind vier Abtastwerte und neun interpolierte Abtastwerte für insgesamt 13 Überabtastwerte vorhanden. Die Überabtastwerte werden als ein Ausgangssignal 112 des Interpolators bereitgestellt.
Die Maximalfunktionskomponente 206 prüft die Überabtastwerte 212 für den Block und identifiziert einen maximalen oder Spitzen-Wert. Dieser Spitzenwert wird als ein Spitzenschätzwert 214 bereitgestellt. Ein geprüfter oder neuer Schätzwert für jeden zusätzlichen Block bestimmt.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Spitzennormierer 300 darstellt. Der Spitzennormierer 300 ist ein Beispiel eines geeigneten Spitzennormierers, der bei dem System 100 als Komponente 116 verwendet werden kann, wie oben beschrieben ist. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen und Variationen für den Spitzennormierer in Erwägung gezogen werden können.
Der Spitzennormierer 300 empfängt ein Eingangssignal 306, wie z. B. x, und erzeugt ein normiertes Signal 308 an dessen Ausgang. Das normierte Signal 308 fällt üblicherweise innerhalb einen Wertebereich mit einer oberen Grenze bei ungefähr 1 aufgrund der Normierung. Die Normierung ist bei einem Beispiel für einen oder mehrere Blöcke.
Der Spitzennormierer 300 umfasst einen Eingangsanschluss 310, einen Teiler 304 und einen Spitzenschätzer 302. Der Eingangsanschluss 310 ist ausgebildet, um das Eingangssignal 306 zu empfangen. Bei einem Beispiel ist das Eingangssignal 306 eine gekoppelte Version eines RF-Ausgangssignals, das zeitlich mit einem anderen Signal ausgerichtet wurde. Der Spitzenschätzer 302 ist ausgebildet, um das Eingangssignal 306 zu empfangen und einen Spitzenschätzwert über einen oder mehrere Datenblöcke des Eingangssignals 306 zu erzeugen. Der Spitzenschätzwert wird als ein Spitzenausgangssignal an den Teiler 304 bereitgestellt.
Der Teiler 304 teilt das Eingangssignal 306 durch den Spitzenschätzwert aus dem Schätzer 302. Als Ergebnis erzeugt der Teiler 304 das normierte Signal 308 und stellt es an dessen Ausgang bereit. Der Teiler 304 arbeitet bei einem Beispiel an Abtastwerten des Eingangssignals und erzeugt normierte Werte für jeden Abtastwert, geteilt durch den Spitzenschätzwert. Der Teiler verwendet üblicherweise denselben Spitzenschätzwert pro Block des Eingangssignals 306.
Bei einer Variation wird ein Multiplizierer anstelle des Teilers 304 verwendet und der Spitzenschätzwert wird vor dem Multiplizieren invertiert.
4 ist ein Diagramm, das einen Komprimierungsschätzer 400 darstellt. Der Komprimierungsschätzer wird als ein Beispiel eines geeigneten Komprimierungsschätzers bereitgestellt, der bei dem System 100 verwendet werden kann, das oben beschrieben ist. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen und Variationen desselben möglich sind.
Der Komprimierungsschätzer 400 stellt einen Vergleich eines ersten Signals 414 und eines zweiten Signals 416 bereit. Der Vergleich wird in der Form eines Verhältnisses bereitgestellt und wird als ein Komprimierungsschätzwert 418 bereitgestellt. Der Komprimierungsschätzwert 418 basiert auf einem oder mehreren Blöcken der Signale 414 und 416.
Eine Komprimierung im Hinblick auf einen Leistungsverstärker, wie z. B. den oben gezeigten Leistungsverstärker 120, bezieht sich auf eine Region, wo das Verstärkerausgangssignal nicht mehr linear mit dem Verstärkereingangssignal zunimmt. Über eine Komprimierungsschwelle hinaus beginnt die inkrementelle Verstärkung des Verstärkerausgangssignals für gegebene Verstärkereingangswerte abzunehmen. Das Verstärkerausgangssignal komprimiert in Richtung des Eingangssignals.
Der Komprimierungsschätzer 400 erzeugt den Komprimierungsschätzwert 418, der erlaubt, dass eine CFRP-Komponente den Scheitelfaktor eines Signals um den Komprimierungsschätzwert 418 reduziert und eine ungewollte Komprimierung verringert.
Der Komprimierungsschätzer 400 erzeugt eine Durchschnittsleistung für das erste Signal 414 und eine Durchschnittsleistung für das zweite Signal 416 und teilt dann die erste Durchschnittsleistung durch die zweite Durchschnittsleistung, um den Komprimierungsschätzwert 418 zu erzeugen. Bei einem Beispiel ist das erste Signal 414 das Eingangssignal x und das zweite Signal 416 ist das Rückkopplungssignal y, wie oben bezugnehmend auf 1 beschrieben wurde.
Eine erste Seite des Komprimierungsschätzers 400 umfasst eine erste Größenkomponente 402 (MAG; magnitude), eine erste Summierungskomponente 420 und einen ersten Integrator 404. Die erste Seite bestimmt eine Durchschnittsleistung für das erste Signal 414. Die Größenkomponente 402 quadriert ihre Eingabe, was immer zu einem positiven Wert führt. Deren Ausgabe wird zu einer Ausgabe des ersten Integrators an der Summierungskomponente 420 addiert. Eine Ausgabe der Summierungskomponente 420 wird durch den ersten Integrator 404 integriert. Die Ausgabe des ersten Integrators wird an einen Multiplizierer/Kombinierer 406 bereitgestellt und repräsentiert eine Durchschnittsleistung des ersten Signals 414 und wird ebenfalls an die erste Summierungskomponente 420 als Rückkopplung bereitgestellt.
Eine zweite Seite des Komprimierungsschätzers 400 umfasst eine zweite Größenkomponente 412, eine zweite Summierungskomponente 422, einen zweiten Integrator 410 und eine inverse Komponente 408. Die zweite Seite bestimmt eine Durchschnittsleistung für das zweite Signal 416. Die zweite Größenkomponente 412 quadriert ihre Eingabe, was zu einem positiven Wert führt. Ihre Ausgabe wird zu einer Ausgabe des zweiten Integrators 410 an der zweiten Summierungskomponente 422 addiert. Eine Ausgabe der Summierungskomponente 422 wird durch den zweiten Integrator 410 integriert. Die Ausgabe des zweiten Integrators 410 wird durch Komponente 408 invertiert und dann an einen Multiplizierer/Kombinierer 406 bereitgestellt und repräsentiert eine Durchschnittsleistung des zweiten Signals 416. Die Ausgabe des zweiten Integrators 410 wird ebenfalls an die zweite Summierungskomponente 422 als Rückkopplung bereitgestellt.
5 ist ein Graph 500, der Beispielcharakteristika eines Leistungsverstärkers unter Verwendung eines Vorverzerrungsansatzes basierend auf einer konstanten Durchschnittsleistungsskalierung darstellt. Die Kurven sind Beispiele einer Vorverzerrungsmaschine, die eine konstante Durchschnittsleistung vor der Linearisierung (d. h. vor und während der Anfangsphase, t < T) und nach der Linearisierung (t ≥ T) beibehält. Die Verstärkercharakteristik ist in Form von Amplitudenmodulation-zu-Amplitudenmodulation-(AM-AM)Kurven beschrieben.
Der Graph 500 umfasst eine x-Achse, die eine zunehmende Eingangsleistung zu einem Leistungsverstärker repräsentiert, und eine y-Achse, die eine zunehmende Ausgangsleistung aus dem Leistungsverstärker repräsentiert. Der Leistungsverstärker ist ein Typ, der z. B. bei RF-Kommunikationen und ähnlichem verwendet wird. Die Kurven oder Linien zeigen Ausgangsleistungswerte für gegebene Eingangsleistungswerte.
Die Linie 502 repräsentiert das AM-AM-Verhalten des Leistungsverstärkers (ohne Linearisierung). Es ist ersichtlich, dass das Verhalten nichtlinear ist. Dies ist ein Beispiel eines typischen Leistungsverstärkerverhaltens ohne Korrektur. Linie 504 repräsentiert das Verhalten von einem nichtlinearen Vorverzerrer. Die Vorverzerrung 504 versucht Verzerrungen zu kompensieren, die durch den Leistungsverstärker eingeführt werden.
Die Kombination der Vorverzerrung und des AM-AM-Verhaltens ist durch Linie 506 repräsentiert. Die Kombination 506 ist das Ergebnis der Leistungsverstärkercharakteristika und der nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine. Es ist ersichtlich, dass die Kombination 506 im Wesentlichen linear ist. Die Kombination ergibt dieselbe durchschnittliche Leistungsverstärkerausgangsleistung P _out . Die Vorverzerrung 504 wirkt einer Komprimierung entgegen, die der Leistungsverstärker 502 dadurch zeigt, dass er ein expansives Verhalten zeigt.
Dieser Ansatz hängt von einem Lernalgorithmus ab, der die Koeffizienten oder Parameter für die Vorverzerrung bestimmt. Schätzfehler, wie z. B. Messrauschen, numerisches Rauschen, suboptimale Modellwahl, nicht perfekte Ausrüstungskonfiguration, Parameterdrift und ähnliches können schwere Expansionscharakteristika bei oberen Leistungswerten erzeugen. Diese ungewollten Effekte werden als Vorverzerrer-Blow-Up, Lawineneffekt und ähnliches bezeichnet und können nachteilige Konsequenzen für den Leistungsverstärker und das System/die Vorrichtung haben, in dem/der er sich befindet. Zusätzlich dazu liegt keine Kontrolle über die Spitzenleistung der Vorverzerrung 504 und/oder des Leistungsverstärkers vor, die diesen Ansatz verwenden.
6 ist ein Graph 600, der Beispielleistungskurven für einen Leistungsverstärker darstellt, der einen Vorverzerrungsansatz basierend auf einer konstanten Spitzenleistung verwendet. Die Kurven sind Beispiele, die einer Vorverzerrungsmaschine zugeordnet sind, die eine konstante Spitzenleistung beibehält. Die Kurven sind Beispiele von Kurven, die unter Verwendung des Systems 100 und Variationen desselben erhalten werden können.
Der Graph 600 umfasst eine x-Achse, die eine zunehmende Eingangsleistung zu einem Leistungsverstärker repräsentiert, und eine y-Achse, die eine zunehmende Ausgangsleistung aus dem Leistungsverstärker repräsentiert. Der verwendete Leistungsverstärker ist von einem Typ, der bei RF-Kommunikationen und ähnlichem verwendet wird, wie z. B. dem Leistungsverstärker 120, der oben beschrieben ist.
Linie 602 repräsentiert das Verhalten des Leistungsverstärkers (ohne Linearisierung). Es ist ersichtlich, dass das Verhalten wiederum nichtlinear ist. Dies ist ein Beispiel eines typischen Leistungsverstärkers, der ein nichtlineares Verhalten ohne Korrektur zeigt. Linie 604 repräsentiert ein Verhalten von einem nichtlinearen Vorverzerrer. Die Vorverzerrung 604 kompensiert Verzerrungen, die durch den Leistungsverstärker eingebracht werden.
Die Kombination der Vorverzerrung und des Leistungsverstärkerverhaltens ist durch Linie 606 dargestellt. Die Kombination 606 ist das Ergebnis der Leistungsverstärkercharakteristika und der nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine. Es ist ersichtlich, dass die Kombination 606 im Wesentlichen linear ist.
Die Kombination 606 ergibt eine konstante Spitzenleistung P _out an dem Verstärkerausgang. Die Spitzeneingangsleistung wird als P ^_in bezeichnet und die durchschnittliche Eingangsleistung wird als P _in bezeichnet. Das Quadrat des Scheitelfaktors während der Anfanshase, wo t < T, ist
Während der Anfangsphase, wie oben beschrieben ist, wird keine Vorverzerrung oder Linearisierung angewendet. Eine automatische Spitzenskalierung durch den CFRP stellt sicher, dass die Spitzenleistung vor der Linearisierung, bezeichnet als P ^_in, gleich der Spitzenleistung nach der Linearisierung ist, bezeichnet als P ^'_in. Nach der Anfangsphase ist die Kombination oder Kette 606, die eine Kombination aus 602 und 604 umfasst, im Wesentlichen linear, was dieselbe Spitzenleistung P ^_out an dem Leistungsverstärkerausgang ergibt. Die Spitzenleistung wird konstant gehalten, sodass die Durchschnittsleistung um ΔP von P _out auf P _out – ΔP abfällt.
Der Graph 600 ist mit einer vertikalen Linie an dem Durchschnittsleistungsverstärkereingang P _in gezeigt. Gemäß dem Ansatz der konstanten Durchschnittsleistung würde die Kompensation 606 durch einen Schnittpunkt des Durchschnittsleistungsverstärkereingangs P _in und des Durchschnittsleistungsverstärkerausgangs P _out liegen. Wird jedoch der Ansatz der konstanten Spitzenleistung verwendet, wird die Kompensation 606 um den Leistungsabfall ΔP verschoben, wie gezeigt ist. Als Ergebnis wird die Linearität der Kette bestehend aus Vorverzerrer und Leistungsverstärker bei diesem Ansatz durch den gesamten Bereich beibehalten, während die Spitzenleistung an dem Leistungsverstärkereingang (oder äquivalent, dem Vorverzerrerausgang) weiter gesteuert wird und somit unerwünschte Lawinen- oder Vorverzerrer-Blow-Up-Effekte vermieden werden. 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 700 zum Betreiben einer nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine mit konstanter Spitzenleistung darstellt. Das Verfahren wendet eine Vorverzerrung derart an, dass eine im Wesentlichen konstante Spitzenleistung verwendet wird.
Das Verfahren 700 beginnt bei Block 702, wo ein zeitausgerichtetes Signal aus einem RF-Ausgangssignal aus einem Leistungsverstärker erzeugt wird. Eine gekoppelte Version des RF-Ausgangssignals wird üblicherweise verwendet. Das RF-Ausgangssignals wird durch den Leistungsverstärker erzeugt, der nichtlineare Charakteristika aufweist. Eine Zeitausrichtungskomponente richtet das zeitausgerichtete Signal mit einem anderen Signal aus, wie z. B. einem Eingangssignal.
Ein spitzennormiertes Signal wird durch einen Spitzennormierer bei Block 704 erzeugt. Der Spitzennormierer identifiziert einen Maximal- oder Spitzen-Wert oder -Schätzwert für eine Anzahl von Abtastwerten des zeitausgerichteten Signals. Dann werden die Abtastwerte durch einen Maximalwert der Anzahl von Abtastwerte geteilt, um das spitzennormierte Signal zu erhalten. Üblicherweise weist das spitzennormierte Signal Werte kleiner oder gleich 1 auf.
Ein Spitzenschätzer erzeugt einen Spitzenschätzwert des Eingangssignals bei Block 706. Das Eingangssignal ist ein Signal mit Modulationskomponenten, wie z. B. Amplitudenmodulationskomponenten, die Informationen übermitteln. Der Spitzenschätzwert ist ein Maximal- oder Spitzen-Wert einer Anzahl von Werten. Üblicherweise weist die Anzahl der Werte einen Block auf. Die Größe des Blocks kann variieren.
Ein Rückkopplungssignal wird bei Block 708 als Kombination des spitzennormierten Signals und des Spitzenschätzwerts erzeugt. Es wird darauf hingewiesen, dass das spitzennormierte Signal auf dem RF-Ausgangssignal basiert und der Spitzenschätzwert auf dem Eingangssignal basiert. Eine Summierungskomponente wird verwendet, um die Signale in das Rückkopplungssignal zu kombinieren.
Ein Komprimierungsschätzer erzeugt einen Komprimierungsschätzwert bei Block 710. Der Komprimierungsschätzwert basiert auf dem Eingangssignal und dem Rückkopplungssignal. Bei einem Beispiel ist der Komprimierungsschätzwert ein Verhältnis einer Durchschnittsleistung des Eingangssignals geteilt durch eine Durchschnittsleistung des Rückkopplungssignals. Beispiele geeigneter Komprimierungsschätzer sind oben beschrieben.
Ein Scheitelfaktor des Eingangssignals wird durch einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor bei Block 712 basierend auf dem Komprimierungsschätzwert reduziert. Der Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor erzeugt ein reduziertes Scheitelfaktor-Signal als ein Ausgangssignal. Das reduzierte Scheitelfaktor-Signal weist einen reduzierten Scheitelfaktor gemäß dem Komprimierungsschätzwert und/oder anderen Anforderungen auf, wie z. B. EVM und ähnlichem.
Ein digitaler Vorverzerrer erzeugt ein vorverzerrtes Signal aus dem Scheitelfaktorreduzierten Signal gemäß Vorverzerrungsparametern, um ein vorverzerrtes Signal bei Block 714 zu erzeugen. Ein Beispiel des vorverzerrten Signals ist durch Linie 604 von 6 gegeben. Das vorverzerrte Signal wird modifiziert oder verzerrt, um eine Nichtlinearität des Leistungsverstärkers zu kompensieren.
Der Leistungsverstärker erzeugt dann das RF-Ausgangssignal aus dem vorverzerrten Signal. Aufgrund der Vorverzerrung wird das RF-Ausgangssignal mit einer im Wesentlichen linearen Beziehung durch die Kette zu dem Eingangssignal erzeugt.
Zusätzlich dazu erzeugt ein zweiter digitaler Vorverzerrer ein zweites vorverzerrtes Signal basierend auf dem spitzennormierten Signal. Eine Lernalgorithmuskomponente erzeugt die Vorverzerrungsparameter basierend auf dem vorverzerrten Signal und dem zweiten vorverzerrten Signal. Das vorverzerrte Signal und das zweite vorverzerrte Signal sollten im Wesentlichen ähnlich sein. Differenzen darin werden durch die Lernalgorithmuskomponente erkannt, die die Vorverzerrungsparameter ändert oder einstellt, um zu kompensieren.
Während das Verfahren nachfolgend als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben ist, wird darauf hingewiesen, dass die dargestellte Reihenfolge solcher Schritte oder Ereignisse nicht in einem einschränkenden Sinn interpretiert werden soll. Z. B. können einige Schritte in unterschiedlichen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen abgesehen von jenen auftreten, die hierin dargestellt und/oder beschrieben sind. Zusätzlich dazu sind möglicherweise nicht alle dargestellten Schritte erforderlich, um einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsbeispiele der Offenbarung hierin zu implementieren. Ferner können einer oder mehrere der hierin gezeigten Schritte in einem oder mehreren separaten Schritten und/oder Phasen ausgeführt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der beanspruchte Gegenstand als ein Verfahren, eine Vorrichtung oder ein Herstellungsartikel unter Verwendung standardmäßiger Programmierungs- und/oder Konstruktions-Techniken zur Herstellung von Software, Firmware, Hardware oder jeglicher Kombination derselben implementiert sein kann, um einen Computer zu steuern, um den offenbarten Gegenstand zu implementieren (z. B. sind die Systeme, Anordnungen und ähnliches, die in 1, 2, etc. gezeigt sind, nichteinschränkende Beispiele, die zum Implementieren der obigen Verfahren verwendet werden können). Der Ausdruck „Herstellungsartikel”, wie er hierin verwendet wird, soll ein Computerprogramm einschließen, das von jeglicher computerlesbaren Vorrichtung, Träger oder Medium zugreifbar ist. Natürlich werden Fachleute auf dem Gebiet viele Modifikationen erkennen, die an dieser Konfiguration ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich oder Wesen des beanspruchten Gegenstands abzuweichen.
Eine nichtlineare Vorverzerrungsmaschine mit konstanter Spitzenleistung ist offenbart. Die Maschine umfasst einen Komprimierungsschätzer, einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor, einen digitalen Vorverzerrer und einen Leistungsverstärker. Der Komprimierungsschätzer ist ausgebildet, um einen Komprimierungsschätzwert basierend auf einem Eingangssignal und einem Rückkopplungssignal zu erzeugen. Das Rückkopplungssignal basiert auf einem RF-Ausgangssignal. Der Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor ist ausgebildet, um einen Scheitelfaktor des Eingangssignals zu reduzieren, um ein Scheitelfaktorreduziertes Signal basierend auf dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen. Der digitale Vorverzerrer ist ausgebildet, um eine Vorverzerrung an das Scheitelfaktor-reduzierte Signal nach einer Anfangsphase anzuwenden und ein vorverzerrtes Signal basierend auf Vorverzerrungsparametern zu erzeugen. Der Leistungsverstärker ist ausgebildet, um das vorverzerrtes Signal zu verstärken, um das RF-Ausgangssignal zu erzeugen. Die Operation der Kette bestehend aus Vorverzerrer und Leistungsverstärker ist im Wesentlichen linear und arbeitet basierend auf einer konstanten Spitzenleistung.
Ein Komprimierungsschätzer umfasst einen ersten Eingang, eine erste Absolutwertkomponente, eine erste Summierungskomponente und einen ersten Integrator. Der erste Eingang ist ausgebildet, um ein erstes Signal zu empfangen. Die erste Absolutwertkomponente ist ausgebildet, um einen ersten absoluten Wert des ersten Signals zu erzeugen. Die erste Summierungskomponente ist ausgebildet, um den ersten absoluten Wert zu einem ersten Integratorausgangssignal zu addieren, um ein erstes Summierungssignal zu erzeugen. Der erste Integrator ist ausgebildet, um das erste Summierungssignal zu integrieren und das erste Integratorausgangssignal zu erzeugen. Das erste Integratorausgangssignal ist eine Durchschnittsleistung des ersten Eingangssignals.
Ein Verfahren zum Betreiben einer nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine mit konstanter Spitzenleistung ist offenbart. Ein zeitausgerichtetes Signal wird aus einem RF-Ausgangssignal erzeugt. Ein spitzennormiertes Signal wird durch einen Spitzennormierer erzeugt. Ein Spitzenschätzwert eines Eingangssignals wird durch einen Spitzenschätzer erzeugt. Ein Rückkopplungssignal wird als eine Kombination des spitzennormierten Signals und den Spitzenschätzwerts erzeugt. Ein Komprimierungsschätzwert wird als ein Verhältnis einer Durchschnittsleistung des Eingangssignals und einer Durchschnittsleistung des Rückkopplungssignals erzeugt. Ein Scheitelfaktor des Eingangssignals wird reduziert, um ein Scheitelfaktor-reduziertes Signal durch einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor gemäß dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen.
Insbesondere im Hinblick auf die verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen ausgeführt werden (Anordnungen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systeme, etc.) sollen die Ausdrücke (einschließlich einer Bezugnahme auf ein „Mittel”), die verwendet werden, um solche Komponenten zu beschreiben, außer anderweitig angegeben, jeglicher Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z. B. die funktional äquivalent ist), obwohl sie strukturell nicht äquivalent zu der offenbarten Struktur ist, die die Funktion bei den hierin dargestellten exemplarischen Implementierungen der Erfindung ausführt. Zusätzlich dazu, während ein bestimmtes Merkmal der Erfindung möglicherweise im Hinblick auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, je nach Wunsch und wie es für eine gegebene oder bestimmte Anwendung vorteilhaft ist. Ferner, falls die Ausdrücke „umfassen”, „umfasst”, „haben”, „hat”, „mit” oder Varianten derselben entweder in der detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Ausdrücke umfassend sein, auf ähnliche Weise zu dem Ausdruck „aufweisen”.

Claims

Eine nichtlineare Vorverzerrungsmaschine, die eine konstante Spitzenleistung an deren Ausgang beibehält, die Maschine umfassend: einen Komprimierungsschätzer, der ausgebildet ist, um einen Komprimierungsschätzwert basierend auf einem Eingangssignal und einem Rückkopplungssignal zu erzeugen, wobei das Rückkopplungssignal auf einem RF-Ausgangssignal basiert; einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor, der ausgebildet ist, um einen Scheitelfaktor des Eingangssignals zu reduzieren, um ein Scheitelfaktor-reduziertes Signal basierend auf dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen; einen digitalen Vorverzerrer, der ausgebildet ist, um eine Vorverzerrung an das Scheitelfaktor-reduzierte Signal nach einer Anfangsphase anzuwenden und ein vorverzerrtes Signal basierend auf Vorverzerrungsparametern zu erzeugen; und einen Leistungsverstärker, der ausgebildet ist, um das vorverzerrte Signal zu verstärken, um das RF-Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die Operation des Leistungsverstärkers im Wesentlichen linear ist und basierend auf einer konstanten Spitzenleistung arbeitet.
Die Maschine gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Multiplizierer und einen Spitzenschätzer, wobei der Spitzenschätzer ausgebildet ist, um einen Spitzenschätzwerts des Eingangssignals zu erzeugen, und der Multiplizierer ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal zumindest teilweise basierend auf dem Spitzenschätzwert zu erzeugen.
Die Maschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Spitzenschätzer ausgebildet ist, um den Spitzenschätzwert unter Verwendung einer Interpolation zu erzeugen, um einen Spitzenwert über einen Block aus Abtastwerten zu identifizieren.
Die Maschine gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Spitzennormierer, der ausgebildet ist, um ein spitzennormiertes Signal basierend auf dem RF-Ausgangssignal zu erzeugen.
Die Maschine gemäß Anspruch 4, ferner umfassend einen Multiplizierer, der ausgebildet ist, um das Rückkopplungssignal basierend auf dem spitzennormierten Signal und einem Spitzenschätzwert zu erzeugen.
Die Maschine gemäß Anspruch 4 oder 5, ferner umfassend einen Multiplizierer, der ausgebildet ist, um ein Rückkopplungsvorverzerrungssignal basierend auf dem spitzennormierten Signal und einem Spitzenschätzwert des vorverzerrten Signals zu erzeugen, das an den Leistungsverstärker bereitgestellt wird.
Die Maschine gemäß Anspruch 6, ferner umfassend eine Lernalgorithmuskomponente und einen zweiten digitalen Vorverzerrer, wobei der zweite digitale Vorverzerrer ein zweites vorverzerrtes Signal basierend auf den Vorverzerrungsparametern und dem spitzennormierten Signal erzeugt und die Lernalgorithmuskomponente ausgebildet ist, um die Vorverzerrungsparameter basierend auf einer Kombination des vorverzerrten Signals und des zweiten vorverzerrten Signals zu erzeugen.
Die Maschine gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Zeitausrichtungskomponente, die ausgebildet ist, um eine gekoppelte Version des RF-Ausgangssignals in ein zeitlich ausgerichtetes Signal zeitlich auszurichten und das Rückkopplungssignal zumindest teilweise auf dem zeitlich ausgerichteten Signal basiert.
Die Maschine gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor ebenfalls ausgebildet ist, um den Scheitelfaktor einzustellen, um Anforderungen zu erfüllen.
Die Maschine gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anforderungen Fehlervektorgrößenanforderungen umfassen.
Die Maschine gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Komprimierungsschätzwert ein Verhältnis einer Durchschnittsleistung des Eingangssignals und einer Durchschnittsleistung des Rückkopplungssignals ist.
Ein Komprimierungsschätzer, umfassend: einen ersten Eingang, der ausgebildet ist, um ein erstes Signal zu empfangen; eine erste Absolutwertkomponente, die ausgebildet ist, um einen ersten absoluten Wert des ersten Signals zu erzeugen; eine erste Summierungskomponente, die ausgebildet ist, um den ersten absoluten Wert zu einem ersten Integratorausgangssignal zu addieren, um ein erstes Summierungssignal zu erzeugen; und einen ersten Integrator, der ausgebildet ist, um das erste Summierungssignal zu integrieren und das erste Integratorausgangssignal zu erzeugen, wobei das erste Integratorausgangssignal ein Durchschnittswert des ersten Eingangssignals ist.
Der Komprimierungsschätzer gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: einen zweiten Eingang, der ausgebildet ist, um ein zweites Signal zu empfangen; eine zweite Absolutwertkomponente, die ausgebildet ist, um einen zweiten absoluten Wert des zweiten Signals zu erzeugen; eine zweite Summierungskomponente, die ausgebildet ist, um den zweiten absoluten Wert zu einem zweiten Integratorausgangssignal zu addieren, um ein zweites Summierungssignal zu erzeugen; und einen zweiten Integrator, der ausgebildet ist, um das zweite Summierungssignal zu integrieren und das zweite Integratorausgangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Integratorausgangssignal ein Durchschnittswert des zweiten Eingangssignals ist.
Der Schätzer gemäß Anspruch 13, ferner umfassend einen Multiplizierer, der ausgebildet ist, um einen Komprimierungsschätzwert als ein Verhältnis basierend auf dem Durchschnittswert des ersten Eingangssignals und dem Durchschnittswert des zweiten Eingangssignals zu erzeugen.
Der Schätzer gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend eine Inverterkomponente, die ausgebildet ist, um das zweite Integratorausgangssignal in ein Inverterausgangssignal zu invertieren.
Der Schätzer gemäß einem der Ansprüche 12–15, wobei die erste Absolutwertkomponente ein Quadrat des ersten Eingangssignals erzeugt.
Der Schätzer gemäß einem der Ansprüche 12–16, wobei das erste Integratorausgangssignal auf einer Anzahl von Abtastwerten eines Blocks basiert.
Ein Verfahren zum Betreiben einer nichtlinearen Vorverzerrungsmaschine, die eine konstante Spitzenleistung aufweist, das Verfahren umfassend: Erzeugen eines zeitausgerichteten Signals aus einem RF-Ausgangssignal; Erzeugen eines spitzennormierten Signals des zeitausgerichteten Signals durch einen Spitzennormierer; Erzeugen eines Spitzenschätzwerts eines Eingangssignals durch einen Spitzenschätzer; Erzeugen eines Rückkopplungssignals als eine Kombination des spitzennormierten Signals und des Spitzenschätzwerts; Erzeugen eines Komprimierungsschätzwerts als ein Verhältnis einer Durchschnittsleistung des Eingangssignals geteilt durch eine Durchschnittsleistung des Rückkopplungssignals; und Reduzieren eines Scheitelfaktors des Eingangssignals, um ein Scheitelfaktorreduziertes Signal durch einen Scheitelfaktor-Reduzierungsprozessor gemäß dem Komprimierungsschätzwert zu erzeugen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 18, ferner umfassend das Erzeugen eines vorverzerrten Signals aus dem Scheitelfaktor-reduzierten Signal durch einen digitalen Vorverzerrer gemäß Vorverzerrungsparametern, um ein vorverzerrtes Signal zu erzeugen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 19, ferner umfassend das Erzeugen der Vorverzerrungsparameter gemäß dem vorverzerrten Signal und einem zweiten vorverzerrten Signal, wobei das zweite vorverzerrte Signal auf dem spitzennormierten Signal basiert.