JP4091047B2 - 広帯域プリディストーション線形化の方法およびシステム - Google Patents
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Description
・増幅器の特性に従って入力信号の帯域内プリディストーション補償を実行し、帯域内プリディストーション信号を得る。
・増幅器の特性に従って入力信号の帯域外プリディストーション補償を実行し、帯域外プリディストーション信号を得る。
・帯域内プリディストーション信号をアップコンバートする。
・電力増幅器の入力において、アップコンバートされた帯域内プリディストーション信号を、アップコンバートされていない帯域外プリディストーション信号に加算する。
・加算された信号を電力増幅器に入力信号として入力する。
・電力増幅器の出力の一部をフィードバック信号として結合し、この信号を元の入力信号と比較する。
・フィードバック信号の時間領域の波形または周波数スペクトラムが元の入力信号のそれとかなり近くなるように、比較結果に従って、帯域内プリディストーション信号および帯域外プリディストーション信号を生成するための増幅器の特性パラメータを適応的に調整する。
このケースでは、増幅器のメモリ効果は無視できるほど小さいことを理解されたい。すなわち、このケースでは、システムは高性能を必要とせず、メモリ効果を考慮しなくても性能要件を満たすことができる。
ここで、補償の効果を高めるために、増幅器における熱的メモリ効果を考慮する。熱的メモリ効果は過去の信号の影響を反映するので、補償信号は重み付き積分の形をとる。
iOUT−T=K2T・T+K3TGM・T・vIN+K3TGO・T・vOUT (6)
ただし、K2Tは2次温度係数であり、K3TGMは、入力温度相互非線形係数(cross nonlinear coefficient)であり、K3TGOは、出力温度相互非線形係数である。チップ表面温度Tは、次式の関数で表すことができる。
T(i)=f(I2+Q2) (7)
そして、エンベロープ注入信号は次式で表される。
T=TAMB+RTHPDISS(dc)+ZTH(Ω)PDISS(Ω) (9)
TINV=TAMB+RTHPDISS(dc) (10)
TVAR=ZTH(Ω)PDISS(Ω) (11)
プリディストーション補償の精度を高めるために、電気的メモリ効果を考慮する。信号の積分の逆関数は信号の帯域幅を表すので、補償信号は、重み付け積分の逆関数の形をとる。
VIN(ω)=IS(ω)・ZIN(ω)
全体のエンベロープ注入信号=増幅器のAM−AM歪み特性を補正するためのエンベロープ注入信号+熱的メモリ効果エンベロープ注入信号+電気的メモリ効果エンベロープ注入信号 (20)
Claims (20)
- RF電力増幅器のメモリ効果の影響を除去し、デジタル・プリディストーションの線形化帯域幅を拡大する広帯域プリディストーション線形化方法であって、
前記増幅器の特性パラメータに従って入力信号の帯域内プリディストーション補償を実行して帯域内プリディストーション信号を得ることと、
前記増幅器の特性パラメータに従って前記入力信号の帯域外プリディストーション補償を実行して帯域外プリディストーション信号を得ることと、
前記帯域内プリディストーション信号をアップコンバートすることと、
前記電力増幅器の入力において、前記アップコンバートされた帯域内プリディストーション信号を、アップコンバートされていない前記帯域外プリディストーション信号に加算することと、
前記加算された信号を前記電力増幅器に入力信号として入力することと、
前記電力増幅器の出力の一部をフィードバック信号として取り出して元の入力信号と比較することと、
前記フィードバック信号と前記元の入力信号とが時間領域または周波数スペクトラムの波形において可能な限り近くなるように、前記比較結果に従って、前記帯域内プリディストーション信号と前記帯域外プリディストーション信号とを生成するために用いる前記増幅器の特性パラメータを適応的に調整することとを含む方法。 - 前記帯域外プリディストーション補償が主に前記増幅器のメモリ効果を補償し、前記帯域内プリディストーション補償が主に前記増幅器のメモリ無し非線形歪みを補償する、請求項1に記載の方法。
- 前記帯域内プリディストーション補償が、少なくとも、前記増幅器のAM−PM歪み特性に関連する非線形歪みの補償を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記帯域内プリディストーション補償が、前記入力信号の変調周波数に関連する線形歪みの補償をさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記帯域内プリディストーション補償が、直角変調−復調を用いるシステムにおけるIチャネルとQチャネルの好ましくない変調−復調特性に関連する歪みの補償をさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記帯域外プリディストーション補償が、前記増幅器における熱的メモリ効果の補償と、前記増幅器における電気的メモリ効果の補償とを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記帯域外プリディストーション補償が、前記増幅器のAM−AM歪み特性に関連する非線形歪みの補償をさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記増幅器の特性パラメータの前記適応調整が、2つのモード、すなわち、モデル・パラメータ同定モードとモデル・パラメータ適応調整モードとを含む、請求項1に記載の方法。
- 無線電力増幅器におけるメモリ効果の影響を除去し、デジタル・プリディストーションの線形化帯域幅を拡大する広帯域プリディストーション・システムであって、
帯域内信号プリディストーション処理部と、直角変調手段(アップコンバート手段)と、帯域外信号プリディストーション処理部と、信号加算器と、RF電力増幅器と、直角復調手段(ダウン・コンバート手段)と、適応モデル・パラメータ抽出部とを備え、
入力信号の一部が、前記帯域内信号プリディストーション処理部によって帯域内プリディストーション信号を生成するために用いられ、前記入力信号の別の一部が、前記帯域外信号プリディストーション処理部によって帯域外プリディストーション信号を生成するために用いられ、前記帯域内プリディストーション信号が、前記直角変調手段(アップコンバート手段)によって搬送波周波数に変調およびアップコンバートされ、前記信号加算器において、アップコンバートされていない前記帯域外プリディストーション信号に直接加算され、前記加算によって得られた合成信号が前記RF電力増幅器に伝達され、増幅された後にアンテナから送出され、前記RF電力増幅器の出力信号の一部が、前記直角復調手段によって直角復調およびダウン・コンバートされた後、フィードバック信号として、前記適応モデル・パラメータ抽出部に供給され、前記適応モデル・パラメータ抽出部が、前記フィードバック信号を元の入力信号と比較し、前記比較の結果に基づいてパラメータ更新信号を生成し、前記パラメータ更新信号が、前記帯域内信号プリディストーション処理部および前記帯域外信号プリディストーション処理部で必要なプリディストーション補償パラメータを適応的に調整するために、前記帯域内信号プリディストーション処理部および前記帯域外信号プリディストーション処理部に供給されるシステム。 - 前記帯域内信号プリディストーション処理部の出力と前記直角変調手段との間に接続された第1のデジタル/アナログ変換器と、前記帯域外信号プリディストーション処理部の出力と前記信号加算器との間に接続された第2のデジタル/アナログ変換器とをさらに備えた、請求項9に記載のシステム。
- 前記直角復調手段と前記適応モデル・パラメータ抽出部との間に接続されたアナログ/デジタル変換器をさらに含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記帯域内信号プリディストーション処理部が、帯域内メモリ無し非線形歪み補正部を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記帯域内信号プリディストーション処理部が、有線インパルス応答フィルタリング手段をさらに含む、請求項12に記載のシステム。
- 前記帯域内信号プリディストーション処理部が、直角変調−復調誤差補正手段をさらに含む、請求項12または13に記載のシステム。
- 前記帯域外信号プリディストーション処理部が、電力エンベロープ計算装置と、熱的メモリ効果補正手段と、電気的メモリ効果補正手段とを備えた、請求項9に記載のシステム。
- 前記熱的メモリ効果補正手段がFIRフィルタである、請求項15に記載のシステム。
- 前記電気的メモリ効果補正手段がFIRフィルタを含む、請求項15に記載のシステム。
- 前記帯域外信号プリディストーション処理部が比例部をさらに含む、請求項15に記載のシステム。
- 前記適応モデル・パラメータ抽出部が、遅延調整器と、信号比較器と、適応アルゴリズム部と、モデル・パラメータ初期計算部とを備えた、請求項9に記載のシステム。
- 前記適応モデル・パラメータ抽出部が、モデル・パラメータ同定機能と、モデル・パラメータ適応調整機能とを実行する、請求項19に記載のシステム。
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