ITMC990051A1 - Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori. - Google Patents

Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori. Download PDF

Info

Publication number
ITMC990051A1
ITMC990051A1 IT1999MC000051A ITMC990051A ITMC990051A1 IT MC990051 A1 ITMC990051 A1 IT MC990051A1 IT 1999MC000051 A IT1999MC000051 A IT 1999MC000051A IT MC990051 A ITMC990051 A IT MC990051A IT MC990051 A1 ITMC990051 A1 IT MC990051A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
circuit
predistortion
signal
clipping
interpolation
Prior art date
Application number
IT1999MC000051A
Other languages
English (en)
Inventor
Sante Andreoli
Paolo Banelli
Original Assignee
Itelco S P A
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Itelco S P A filed Critical Itelco S P A
Priority to IT1999MC000051A priority Critical patent/IT1311679B1/it
Publication of ITMC990051A0 publication Critical patent/ITMC990051A0/it
Priority to EP00830422A priority patent/EP1065856A3/en
Priority to CA002311878A priority patent/CA2311878A1/en
Publication of ITMC990051A1 publication Critical patent/ITMC990051A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1311679B1 publication Critical patent/IT1311679B1/it

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • H03F1/3282—Acting on the phase and the amplitude of the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • H03F1/3247—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits using feedback acting on predistortion circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
    • H03F1/3294—Acting on the real and imaginary components of the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/361—Modulation using a single or unspecified number of carriers, e.g. with separate stages of phase and amplitude modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/366—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator
    • H04L27/367—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion
    • H04L27/368—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion adaptive predistortion
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/102—A non-specified detector of a signal envelope being used in an amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/336—A I/Q, i.e. phase quadrature, modulator or demodulator being used in an amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/438—Separate feedback of amplitude and phase signals being present
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/57—Separate feedback of real and complex signals being present
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/66—Clipping circuitry being present in an amplifier, i.e. the shape of the signal being modified
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2201/00—Indexing scheme relating to details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements covered by H03F1/00
    • H03F2201/32—Indexing scheme relating to modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F2201/3233—Adaptive predistortion using lookup table, e.g. memory, RAM, ROM, LUT, to generate the predistortion
    • 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
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0425—Circuits with power amplifiers with linearisation using predistortion

Description

DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
“SISTEMA DI PREDISTORSIONE PER LA LINEARIZZAZIONE DI AMPLIFICATORI”.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un sistema di predistorsione per linearizzare amplificatori che presentino distorsioni di non linearità. In generale un amplificatore istantaneo non lineare può essere modellato mediante le proprie curve di distorsione AM/AM ed AM/PM [1],[2].
Entrambi i tipi di distorsione non lineare causano la ricrescita spettrale deH’uscita amplificata; tale ricrescita spettrale può essere classificata nelle due seguenti categorie:
• intermodulazioni in banda;
• intermodulazioni fuori banda.
Le prime non sono eliminabili attraverso un filtraggio lineare e sono responsabili della degradazione del rapporto segnale/rumore e, conseguentemente, della degradazione della Bit Error Rate (BER) nei sistemi di comunicazione digitali.
Le seconde, che causano l’interferenza tra i canali adiacenti, possono essere filtrate all’uscita dell’amplificatore pur con qualche penalizzazione della potenza di uscita a causa delle perdite di inserzione del filtro stesso.
La predistorsione in banda base è una delle tecniche note per contrastare le distorsioni di tipo AM/ AM ed AM/PM [2], [3]. la cui implementazione digitale adattiva è stata largamente studiata negli ultimi anni [4] [5] [6] [7].
In ogni caso, persino un amplificatore idealmente predistorto, a causa della limitatezza della sua massima potenza di uscita, è modellabile come un dispositivo che limita l’inviluppo del segnale al di sotto di una certo valore massimo e sarà indicato nel seguito con il nome di soft-limiter.
La distorsione non lineare di saturazione è quindi inevitabile ogni qual volta la modulazione del segnale sia caratterizzata da un inviluppo non costante e l’amplificatore non lavori con una potenza adeguatamente minore di quella massima.
Questa situazione è tipica dei segnali multiportanti, i quali sono caratterizzati da un alto rapporto tra potenza di picco e potenza media; conseguentemente è prassi comune limitarne l’ampiezza massima, con un’operazione detta di clipping, al fine di ottenere una più efficiente amplificazione, pur pagando un prezzo in termini di una ridotta purezza spettrale.
La differenza tra la massima potenza di uscita e la potenza di lavoro dell’amplificatore è comunemente indicata con il termine di back off.
opo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di predistorsione per linearizzare amplificatori non lineari in un modo tale da rendere meno complessi e costosi o addirittura eliminare, i filtri in uscita aH’amplifìcatore utilizzati per ridurre la ricrescita spettrale fuoribanda.
Nessuno dei sistemi di predistorsione finora conosciuti considera nel dettaglio il fenomeno del clipping come parte integrante del processo di predistorsione.
L’invenzione consiste nel combinare l’azione della predistorsione con un pre-clipping del segnale che permetta di ridurre od eliminare sia altri fenomeni di clipping che la saturazione dell’amplificatore, e consenta di filtrare i prodotti di intermodulazione fuori banda generati dal clipping stesso.
Il predetto scopo si raggiunge tramite il sistema di predistorsione, secondo il trovato, che include un circuito di predistorsione, un circuito di clipping per ridurre il rapporto tra potenza di picco e potenza media del segnale ed un dispositivo per il filtraggio della ricrescita spettrale generata dal clipping stesso.
Con il termine pre-clipping si vuole sottolineare come l’operazione di clipping debba precedere quella di predistorsione.
Secondo scopo dell 'invenzione è garantire al sistema di predistorsione caratteristiche di adattività.
Questo secondo scopo si raggiunge, secondo il trovato, includendo nel sistema di predistorsione sia un circuito di errore ingresso-uscita che fornisca i valori per modificare l’azione distorcente del suddetto circuito di predistorsione, sia un circuito di temporizzazione per la sincronizzazione dell’ingresso e dell’uscita del sistema stesso.
Si introducono ora alcune considerazioni per capire meglio i motivi per cui il clipping viene introdotto prima del circuito di predistorsione:
• sia il circuito di predistorsione, sia l’amplificatore RF introducono distorsioni non lineari (i.e. AM/AM ed AM/PM) che dipendono unicamente dall’inviluppo del segnale in banda base e quindi dalla potenza istantanea del segnale
• la combinazione ideale del circuito di predistorsione con l’amplificatore dà origine a un sistema complessivo caratterizzato da una curva AM/PM completamente eliminata e da una curva AM/AM residua che agisce come un softlimiter dell’inviluppo del segnale in banda base.
Ciò significa che l’uscita a RF dell’amplificatore idealmente predistorto è equivalente alla modulazione a RF di un segnale complesso di banda base il cui inviluppo sia passato attraverso un dispositivo soft-limiter.
La distorsione residua introdotta dal sofì-limiter dipende dal rapporto tra potenza di picco e potenza media del segnale e dal back-off di ingresso al sistema predistorto (soft-limiter).
Una distorsione residua è introdotta ogni qual volta il back-off di ingresso al sistema predistorto è più basso del rapporto tra potenza di picco e potenza media del segnale.
Le distorsioni diventano tanto più evidenti quanto più il segnale di ingresso è caratterizzato da un alto rapporto tra potenza di picco e potenza media.
Se l amplificatore predistorto introduce del clipping sull’inviluppo del segnale, la conseguente ricrescita spettrale degrada il segnale sia rispetto al rapporto segnale/rumore sia rispetto all’interferenza nei canali adiacenti.
La degradazione del rapporto segnale/rumore per un fissato valore del back-off di ingresso non è eliminabile in quanto dipende dalle intermodulazioni in banda.
Al contrario, il filtraggio lineare delle intermodulazioni fuori banda prodotte dal clipping può ridurre l’interferenza nei canali adiacenti.
Se l amplificatore predistorto introduce del clipping, runico modo per ridurre l’interferenza tra canali adiacenti è introdurre un filtro RF all’uscita dell’amplificatore.
Ne consegue una spesa significativa in termini di costi dell’apparato e una riduzione della potenza di uscita disponibile a causa delle perdite di inserzione del filtro.
Un’idea che caratterizza questa invenzione è quella di realizzare in banda base un clipping sull’inviluppo del segnale analogo a quello che sarebbe introdotto dall’amplificatore predistorto.
Un tale approccio consente di contrastare in banda base, per mezzo di quelli che in seguito chiameremo filtri post clipping, l’interferenza introdotta sul canale adiacente dal circuito di clipping stesso.
In questo modo è possibile ottenere sul canale adiacente, per una fissata potenza di uscita, la stessa interferenza residua che si otterrebbe attraverso l’utilizzo di filtri RF selettivi all’uscita dell’amplificatore, con una significativa riduzione dei costi del sistema.
Tuttavia, per non vanificare l’azione del predistorsore, sia il clipping sia il filtraggio post clipping devono essere implementati prima del circuito di predistorsione.
In questo modo l’uscita dei filtri post-clipping rappresenta l’equivalente in banda base del migliore segnale residuamente distorto ottenibile all’uscita dell’amplificatore predistorto. Al fine di chiarire la notazione utilizzata nel seguito della descrizione e nelle figure allegate si ricorda che un generico segnale x(t) modulato a Radio Frequenza (RF) ad una frequenza f0 =ω0/2Π è esprimibile analiticamente tramite la seguente relazione:
dove Rx(t) e Θx(t) rappresentano rispettivamente l’inviluppo e la fase istantanei del segnale modulante.
Il segnale può essere equivalentemente rappresentato in banda base dal segnale complesso x(t ) definito nella notazione polare come:
Il segnale complesso x(t) può essere anche rappresentato attraverso la sua notazione cartesiana come:
dove le componenti cartesiane xr(t) e XQ(t) sono le cosiddette componenti in fase e quadratura del segnale e sono legate alla notazione polare dalle relazioni:
Il legame tra il segnale modulato ad RF ed il suo equivalente complesso in banda base è espresso invece dalla seguente espressione analitica:
Per maggiore chiarezza esplicativa verrà descritta qui di seguito l’architettura di una possibile realizzazione non limitativa di un sistema di predistorsione che faccia uso dell’ inventato; tale descrizione, che farà riferimento alla rappresentazione complessa del segnale in banda base, verrà condotta con riferimento alle figure allegate da 1(a) a 6.
La Fig.l(a) rappresenta lo schema di un sistema di amplificazione che fa uso di un Sistema (1) di Predistorsione in banda base, che combina l’impiego di un Circuito (2) di Clipping ed Interpolazione e di un Circuito (3) di Predistorsione.
Se il Circuito (3) di Predistorsione lavora ad RF piutosto che in banda base, lo schema del sistema di amplificazione è del tutto equivalente con il Circuito (9) di Modulazione in Quadratura che precede il Circuito (3) di Predistorsione come illustrato in Fig.1(b).
La Fig.2(a) rappresenta in dettaglio lo schema del Sistema (1) di Predistorsione dove un Circuito (4) di Interpolazione precede un Circuito (5) di Clipping che a sua volta precede il Circuito (3) di Predistorsione.
In particolare il Circuito (4) di Interpolazione può essere realizzato attraverso un Circuito (4a) di Inserzione che inserisce un numero (N-1) di zeri o di repliche di ciascun campione tra i campioni del segnale in ingresso, essendo N il fattore di interpolazione. In cascata si realizza l’azione di interpolazione vera e propria attraverso l’azione del Circuito (4b) dei Filtri di Interpolazione (FIP).
Il segnale così interpolato è elaborato dal Circuito (5) di Clipping che prima ne limita l’inviluppo (mediante il Dispositivo (5a) di Clipping) e successivamente elimina la ricrescita spettrale fuori banda (mediante il Circuito (5b) dei Filtri Post Clipping (FPC)).
La Fig.2(b) rappresenta invece in dettaglio uno schema alternativo a quello di Fig.2(a) del Sistema (1) di Predistorsione.
In questo caso un Circuito (2) di Interpolazione e Clipping realizza prima il Clipping attraverso un Dispositivo (5a) di Clipping, seguito in cascata da un Circuito (4a) di Inserzione di zeri o repliche dei campioni in ingresso, a sua volta seguito da un Circuito (4c) di Filtraggio che realizza contemporaneamente sia il filtraggio di interpolazione (FIP) vero e proprio, sia il filtraggio post clipping (FPC) della ricrescita spettrale fuori banda del segnale.
Le Fig.3(a) e 3(b) illustrano graficamente l’operazione di clipping effettuata dal Dispositivo (5a) di Clipping su due generici segnali complessi V12 = VIf i + jVQi 2 .
Le Fig.3(b) e 3(a) rappresentano rispettivamente l’azione di un Dispositivo di Clipping Cartesiano (che taglia separatamente ciascuna delle singole componenti (v1VQ) al di sopra di un certo valore) e l’azione di un Dispositivo di Clipping dell’Inviluppo (che agisce contemporaneamente sulle singole componenti (v1VQ) tagliandole in modo tale che l’inviluppo sia minore di una certa soglia).
Le Fig.4(a) e 4(b) mostrano due possibili schemi logici per realizzare il Circuito (3) di Predistorsione in banda base. Lo schema di Fig.4(a) prevede l’utilizzo di un Dispositivo (3 a) per la Conversione del segnale dalla rappresentazione cartesiana del segnale s(t) = s,(t)+jsQ(t) a quella polare s(t) = Rs(t)e<jΘ,(t>) L’inviluppo Rs(t)di tale segnale è utilizzato per indirizzare la Tabella (6) di Predistorsione.
La Tabella (6) di Predistorsione è organizzata in due Tabelle (6a) e (6b). Quando si usa lo schema di Fig.4(a) nella Tabella (6a) si memorizzano i valori dell’Inviluppo Rp(t) del segnale in uscita al Circuito (3) di Predistorsione e nella Tabella (6b) si memorizzano i valori di fase che, dopo essere stati sommati alla fase 0s(t)del segnale di ingresso, vanno a costituire la fase 0p(t)del segnale di precorrezione.
L’Inviluppo Rp(t) e la Fase Θp(t) del segnale di precorrezione così otenuto sono elaborati dal Dispositivo (3b) che riconverte il segnale di precorrezione nelle sue componenti cartesiane p,(t) e pQ(t).
Lo schema alternativo di Fìg.4(b), lavorando diretamente sulle componenti cartesiane del segnale di ingresso s,(t)e sQ(t), realizza la predistorsione attraverso un prodotto complesso del segnale s(t) in ingresso con il segnale complesso le cui componenti cartesiane sono le uscite della Tabella (6) di predistorsione.
Quando si usa lo schema di Fig.4(b) il contenuto delle Tabelle (6a) e (6b) è tale che l’operazione analitica effetuata sul segnale sia equivalente a quella introdota dal Circuito (3) di Fig 4(a).
La Fig.5 rappresenta lo schema di un sistema di amplificazione che preveda la adatività di un sistema di predistorsione in banda base. In tale schema è previsto l’impiego di un Circuito (8) di Sincronizzazione del segnale s(t) (in ingresso al Circuito (3) di Predistorsione) con il segnale à(t) in uscita all’amplificatore RF.
Si fa anche uso di un Circuito (7) che calcola il segnale di errore ingresso-uscita.
La Fig.6 rappresenta lo schema logico di una possibile realizzazione del Circuito di Errore quando il Circuito (3) di Predistorsione è realizzato secondo lo schema di Fig.4(a).
In Fig.1 il segnale x(t) rappresenta un segnale digitale complesso in ingresso al Sistema (1) di Predistorsione.
Tale segnale x(t) può essere opzionalmente sovracampionato dal Circuito (4) di Interpolazione in Fig.2(a) oppure dal Circuito (4a) in Fig.2(b), nel caso in cui la frequenza di campionamento dell’ingresso non sia sufficientemente alta per rappresentare correttamente tale segnale in ambiente non lineare.
Il Dispositivo (5a) di Clipping riportato in Fig.2(a) o Fig.2(b), riduce il rapporto tra potenza di picco e potenza media del segnale al fine di evitare o ridurre qualsiasi altro fenomeno di clipping e saturazione introdotta dal Circuito (3) di Predistorsione e/o dall’ amplificatore RF.
Il Dispositivo (5a) di Clipping riduce il rapporto tra potenza di picco e potenza media del segnale limitando all’interno di un cerchio del piano complesso l’inviluppo del segnale in ingresso, come mostrato in Fig.3(a) con quello che prende il nome di Clipping dell’Inviluppo.
Tuttavia è anche possibile ridurre il rapporto tra potenza di picco e potenza media utilizzando altre strategie di clipping. Ad esempio, una scelta alternativa è quella di limitare separatamente le componenti in fase e quadratura del segnale, come mostrato in Fig.3(b), per mezzo di quello che prende il nome di Clipping Cartesiano.
Il Clipping Cartesiano riduce l’inviluppo del segnale ma introduce anche ulteriori distorsioni di fase sul segnale, come mostrato in Fig.3 (b).
Inoltre il Clipping Cartesiano non coincide esattamente col Clipping di Inviluppo introdotto dall’amplificatore predistorto. Di conseguenza un ulteriore clipping è introdotto dall’amplificatore predistorto se si sceglie di realizzare il clipping del segnale complesso esterno al quadrato circoscritto al cerchio di clipping dell’amplificatore, o viceversa inutili distorsioni saranno introdotte dal clipping cartesiano se si sceglie di lavorare con il quadrato di clipping inscritto nel cerchio di clipping dell’amplificatore, come mostrato in Fig.3(b).
Tuttavia il Clipping Cartesiano è più semplice e più economico da implementare e quindi può essere considerato un buon compromesso tra prestazioni e costi. Se il Circuito (4) di Interpolazione è incluso nel Circuito (1) di Predistorsione e Clipping, qualsiasi tipo di strategia di clipping può essere implementata prima o dopo il processo di interpolazione (vedi Fig.2(a) e Fig.2(b)).
Il Circuito (5) di Clipping situato dopo il circuito di interpolazione rappresenta la migliore soluzione in termini di prestazioni ottenibili.
L’altro approccio tuttavia è caratterizzato da un minore complessità del sistema poiché il Circuito (4c) dei filtri di Post-Clipping agisce anche da filtro di interpolazione.
L’uscita s(t)del Circuito (2) di Clipping ed Interpolazione rappresenta l’ingresso al Circuito (3) di Predistorsione. Il Circuito (3) di Predistorsione modifica le componenti s,(t) e sQ(t) del segnale complesso generando le componenti p,(t) e pQ(t) in modo da introdurre delle distorsioni AM/AM ed AM/PM che compensino quelle introdotte daH’ampIificatore a RF.
Esistono diversi modi di realizzare questo tipo di distorsioni non lineari come riportato in [5], [6] e [7], Entrambe le soluzioni mostrate in Fig.4(a) e Fig.4(b) utilizzano delle tabelle in cui memorizzare la predistorsione desiderata e fanno uso dell’inviluppo Rs(t) del segnale come unico indirizzo, in modo da ridurre le dimensioni delle Tabelle (6a) e (6b) di Predistorsione.
Si può tuttavia prevedere un qualunque altro tipo di realizzazione del Circuito (3) di Predistorsione senza ridurre l’efficacia e l’originalità della principale idea proposta in questa invenzione in cui l’azione del predistorsore è combinata ed ottimizzata con la strategia di clipping.
Il Circuito (3) di Predistorsione illustrato in Fig.4(a) è probabilmente uno tra i più intuitivi in quanto utilizza nettamente le curve di distorsione AM/AM ed AM/PM.
Al contrario, il Circuito (3) di Predistorsione illustrato in Fig.4(b) utilizza una rappresentazione in termini di guadagno complesso della caratteristica ingresso-uscita non lineare.
Tale secondo approccio consente di lavorare con Tabelle (6a) e (6b) di Predistorsione di minore dimensione pur aumentando la complessità generale del sistema.
Il Circuito (3) di Predistorsione può anche adattare la distorsione introdotta in base ai cambiamenti delle condizioni di funzionamento causate dall’invecchiamento dell’amplificatore, dalle variazioni di temperatura, dalla variazione del canale o della potenza, e così via.
Il compito del Circuito (7) di Calcolo dell’Errore è di stimare l’errore non lineare ingresso-uscita del sistema predistorto e di fornire un segnale di errore è(t) al Circuito (3) di Predistorsione.
La Fig.6 mostra una possibile implementazione del circuito di errore in cui l’inviluppo e la fase dell’ingresso s(t) del Circuito (3) di Predistorsione sono sottratti dalla corrispondente uscita à(t) dell’amplificatore.
I due segnali di errore Re(t) e 0e(t) così ottenuti sono pesati attraverso due coefficienti reali aR ed αθ per fornire i termini di correzione per l’azione del Circuito (3) di Predistorsione.
Nel caso in cui il Circuito di Predistorsione sia realizzato secondo lo schema di Fig.4(a) tali segnali di errore sono utilizzati come termine di correzione dei valori memorizzati rispettivamente nella Tabella (6a) e (6b).
I due segnali di errore sono espressi analiticamente da:
dove G rappresenta il guadagno lineare desiderato per l’amplificatore predistorto.
Se il Sistema (1) di Predistorsione fa uso del Circuito (3) di Predistorsione di Fig.4(b), l’algoritmo di adattività deve essere analogamente implementato in coordinate cartesiane.
Il valore dei coefficienti aRed αθ di adattamento deve essere scelto come compromesso tra velocità di adattamento e reiezione del rumore.
Il Circuito (8) di Sincronizzazione ha il compito di stimare il ritardo di anello del sistema adattivo e di compensarlo per consentire al Circuito (7) di Calcolo dell’Errore di paragonare correttamente l’ingresso s(t) del Circuito (3) di Predistorsione con l’uscita à(t) dell’amplificatore.

Claims (13)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori caratterizzato per il fatto di comprendere un circuito (3) di predistorsione preceduto da un circuito (5) di clipping formato da almeno un dispositivo (5a) di clipping seguito da almeno un dispositivo (5b) di filtraggio postclipping.
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto di impiegare almeno una tabella (6) di predistorsione.
  3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto di impiegare almeno un circuito (4) di interpolazione del detto segnale.
  4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato per il fatto che il detto circuito di interpolazione è realizzato attraverso un circuito (4a) di inserzione di zeri o repliche del primo campione tra campioni successivi del detto segnale seguito da un circuito (4b) o (4c) dei filtri di interpolazione.
  5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato per il fatto che il detto dispositivo (5a) di clipping è posto prima del detto circuito (4) di interpolazione e in cui i detti filtri post clipping (4c) agiscano da filtri di interpolazione.
  6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato per il fatto che il detto circuito (5) di clipping è posto dopo il detto circuito (4) di interpolazione.
  7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato per il fatto di impiegare un circuito di adattamento (10) costituito da almeno un circuito (8) di sincronizzazione ed un circuito (7) di calcolo deH’errore che generi almeno un segnale di errore per aggiornare le dette tabelle (6) di predistorsione.
  8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato per il fatto che dette tabelle (6) di predistorsione sono indirizzate dal segnale in ingresso al detto circuito (3) di predistorsione.
  9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che il detto dispositivo (5a) di clipping limita Pinviluppo del detto segnale, lasciandone inalterata la fase.
  10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che il detto dispositivo (5a) di clipping limita separatamente le componenti cartesiane del detto segnale, limitandone quindi l’inviluppo e alterandone la fase.
  11. 1 1. Sistema secondo la rivendicazione 7, caratterizzato per il fatto che il detto circuito (7) di calcolo dell’errore genera ameno uno dei detti segnali di errore sottraendo, a meno di un coefficiente di proporzionalità, le componenti di inviluppo e fase in banda base dell’uscita dell’amplificatore dalle corrispondenti componenti in ingresso al detto circuito (3) di predistorsione.
  12. 12. Sistema secondo la rivendicazione 7, caratterizzato per il fatto che ciascuno dei detti segnali di errore è moltiplicato da almeno un coefficiente di pesatura. ·
  13. 13. Sistema secondo la rivendicazione 7, caratterizzato per il fatto che ciascun valore delle dete tabelle (6) di predistorsionè è aggiornato per ciascun valore del loro indirizzo sommando al loro contenuto originario il valore di deto segnale di errore oppure una media temporale su un numero di valori, maggiore od uguale ad uno, consecutivamente assunti dal segnale di errore per ciascun valore dell’ indirizzo.
IT1999MC000051A 1999-06-17 1999-06-17 Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori. IT1311679B1 (it)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT1999MC000051A IT1311679B1 (it) 1999-06-17 1999-06-17 Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori.
EP00830422A EP1065856A3 (en) 1999-06-17 2000-06-15 Baseband predistortion system for linearising power amplifiers.
CA002311878A CA2311878A1 (en) 1999-06-17 2000-06-16 Baseband predistortion system for linearising power amplifiers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT1999MC000051A IT1311679B1 (it) 1999-06-17 1999-06-17 Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ITMC990051A0 ITMC990051A0 (it) 1999-06-17
ITMC990051A1 true ITMC990051A1 (it) 2000-12-17
IT1311679B1 IT1311679B1 (it) 2002-03-19

Family

ID=11357712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT1999MC000051A IT1311679B1 (it) 1999-06-17 1999-06-17 Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori.

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1065856A3 (it)
CA (1) CA2311878A1 (it)
IT (1) IT1311679B1 (it)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168931A (ja) * 2001-12-04 2003-06-13 Nec Corp 歪補償回路
US7349490B2 (en) * 2003-04-16 2008-03-25 Powerwave Technologies, Inc. Additive digital predistortion system employing parallel path coordinate conversion
US7042287B2 (en) 2003-07-23 2006-05-09 Northrop Grumman Corporation System and method for reducing dynamic range and improving linearity in an amplication system
WO2006114513A1 (fr) * 2005-04-28 2006-11-02 France Telecom Procede de transmission d'un signal module avec une forte dynamique d'amplitude, emetteur et recepteur correspondant
US8737526B2 (en) * 2010-06-30 2014-05-27 Qualcomm Incorporated Predistortion of complex modulated waveform
US8891668B2 (en) * 2011-06-30 2014-11-18 Intel IP Corporation System and method for estimating and correcting phase shift in a wireless communication device
US8964821B2 (en) 2011-10-14 2015-02-24 Qualcomm Incorporated Shared feedback for adaptive transmitter pre-distortion

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2315379B (en) * 1996-07-11 2001-01-10 Roke Manor Research Non-linear filter apparatus
US5737432A (en) * 1996-11-18 1998-04-07 Aphex Systems, Ltd. Split-band clipper
WO1998023068A1 (fr) * 1996-11-19 1998-05-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Emetteur
US5886573A (en) * 1998-03-06 1999-03-23 Fujant, Inc. Amplification using amplitude reconstruction of amplitude and/or angle modulated carrier

Also Published As

Publication number Publication date
EP1065856A3 (en) 2003-09-03
IT1311679B1 (it) 2002-03-19
CA2311878A1 (en) 2000-12-17
EP1065856A2 (en) 2001-01-03
ITMC990051A0 (it) 1999-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10727879B2 (en) Wide bandwidth digital predistortion system with reduced sampling rate
US11245429B2 (en) System and method for increasing bandwidth for digital predistortion in multi-channel wideband communication systems
CA2099410C (en) Modulated signal transmission system capable of removing not only a nonlinear distortion but also a linear distortion
US8989307B2 (en) Power amplifier system including a composite digital predistorter
KR100959032B1 (ko) 통신 네트워크들에서의 스퓨리어스 방사들을 감소시키기위한 주파수 의존적 크기 전치 왜곡
CN103314523B (zh) 双带传送器中的数字预失真系统和方法
JPH03135249A (ja) デジタル送信システム用先行歪ませ装置
KR101024829B1 (ko) 비대칭 특성을 갖는 전력 증폭기의 선형화를 위한 디지털전치 왜곡
JPH03135232A (ja) デジタル送信システム用先行歪ませ装置
US7848717B2 (en) Method and system for out of band predistortion linearization
WO2012023624A1 (ja) 包絡線追跡型電源を用いたシレー電力増幅方法および送信機
ITMC990051A1 (it) Sistema di predistorsione per la linearizzazione di amplificatori.
Bernardini et al. Analysis of different optimization criteria for IF predistortion in digital radio links with nonlinear amplifiers
US20050242876A1 (en) Parameter estimation method and apparatus
EP1129556A1 (en) Method and apparatus for reducing distortion of digital data
WO2021129494A1 (zh) 预失真处理装置、信号传输系统和预失真处理方法
JP2005073032A (ja) 歪補償増幅装置及び歪補償方法
ITMC990052A1 (it) Sistema di predistorsione misto in banda base e if per la linearizzazione di amplificatori.
EP3347982B1 (en) Systems and methods for signal predistortion
CN114244292B (zh) 适用多场景的dpd分频段校正方法及应用
WO2009093396A1 (ja) 非線形歪補償回路、送信回路、及び非線形歪補償方法
JPH0865352A (ja) ディジタル変調器