TW202116024A

TW202116024A - 使用混合波束成形並對數位預失真執行碼分回授的傳送器

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Publication number: TW202116024A
Application number: TW108139625A
Authority: TW
Inventors: 卓煒程; 賴韋旻; 陳家銘; 許仁源
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-04-16
Also published as: US10673475B1

Abstract

本揭露提供一種使用混合數位/類比波束成形並被配置成執行數位預失真（DPD）的通訊系統中的傳送器。在根據本揭露的示例性實施例中，所述傳送器可產生多個加擾序列。所述傳送器可包括多個組合模組以接收經組合回授訊號。所述傳送器可使用所述多個加擾序列從所述經組合回授訊號恢復由天線陣列輸出的訊號。因此，所述傳送器可針對每一天線陣列執行數位預失真。

Description

使用混合波束成形並對數位預失真執行碼分回授的傳送器

本揭露涉及一種使用混合波束成形並針對數位預失真執行碼分回授方法的傳送器。

第五代（5G）通訊系統使用大規模多輸入多輸出（multiple-input multiple-output，MIMO）技術及波束成形來提供較高的資料速率。大規模MIMO技術使用極高數目的天線。

圖1示出使用波束成形的大規模MIMO系統的實例。在圖1中，下一代節點B（Next Generation Node B，gNB）向若干用戶設備（user equipment，UE）傳送訊號。gNB包含極高數目的天線。gNB的天線被分組成若干天線陣列。gNB使用波束成形向UE傳送訊號。類似地，gNB通過波束從UE接收訊號。UE通過gNB來接入網路。由於gNB包括極高數目的天線，因此gNB可提供較高的資料速率且具有較高的波束成形增益。

圖2示出使用全數位波束成形的大規模MIMO系統的傳送器的實例。在圖2中，傳送器向基頻預編碼方塊輸入Ns個基頻訊號。基頻預編碼方塊輸出Lt個經預編碼訊號。所述經預編碼訊號是Lt個數位類比轉換器（digital-to-analog converter，DAC）的輸入。所述DAC的Lt個輸出是Lt個射頻（radio frequency，RF）鏈的輸入。所述RF鏈的Lt個輸出通過傳送器的Nt個天線被傳送。類似於圖1，圖2所示傳送器也使用波束成形。基頻預編碼方塊執行預編碼，以在不同波束中傳送經預編碼訊號。

全數位波束成形具有以下缺點：訊號處理具有高計算複雜性；以及高功耗。

圖3示出使用混合數位/類比波束成形的大規模MIMO系統的傳送器的實例。混合波束成形在數位域中及類比域中執行預編碼。類似於圖2，傳送器向基頻預編碼方塊輸入Ns個基頻訊號。基頻預編碼方塊在數位域中執行預編碼。基頻預編碼方塊輸出Lt個經預編碼訊號。所述經預編碼訊號是Lt個DAC的輸入。所述DAC的Lt個輸出是Lt個RF鏈的輸入。然而，不同於圖2，在圖3中，所述RF鏈的Lt個輸出是RF預編碼方塊的輸入。所述RF預編碼方塊在類比域中執行預編碼。所述RF預編碼方塊輸出Nt個經預編碼訊號，這些經預編碼訊號通過傳送器的Nt個天線被傳送。

比較圖2至圖3，基頻訊號的數目Ns小於或等於RF鏈的數目Lt：Ns ≤ Lt。在圖2中，RF鏈的數目Lt等於天線的數目Nt：Lt = Nt。然而，在圖3中，由於混合波束成形具有RF預編碼，因此RF鏈的數目Lt可小於天線的數目Nt：Lt > Nt。

在混合波束成形中，RF鏈的數目可小於天線的數目。因此，混合波束成形可在保持高波束成形增益及多樣性階數的同時需要更少的RF鏈。由於混合波束成形可需要更少的RF鏈，因此混合波束成形可降低大規模MIMO系統的生產成本。

圖4示出使用數位預失真的傳送器的實例。在圖4中，傳送器包括功率放大器（power amplifier，PA）、數位預失真（digital pre-distortion，DPD）模組及DPD適配器。傳送器接收輸入x(n)。傳送器輸出y(n)。由於功率放大器引起輸出y(n)的失真，因此傳送器使用DPD來消除失真。DPD模組對x(n)執行DPD，並向PA及DPD適配器輸出預失真訊號。PA放大所述預失真訊號並輸出y(n)。DPD適配器耦合到PA的輸出，以接收y(n)作為回授訊號。由於DPD適配器接收PA的輸入及輸出，因此DPD適配器可估計PA在y(n)上引起的失真。在估計失真之後，DPD適配器可調整DPD模組，以消除失真。

功率放大器是通訊系統中不可或缺的元件。功率放大器影響通訊系統的整體性能及傳輸量（throughput）。然而，功率放大器固有地是非線性的。因此，功率放大器還會引起以下問題：頻譜再生（spectral re-growth）；相鄰通道干擾（adjacent channel interference）及帶外發射（out-of-band emission）；以及帶內失真（in-band distortion）。因此，通訊系統需要DPD來校正這些問題。

DPD適配器可使用功率放大器（PA）的模型。所述模型可為以下方程式中所示的模型：

係數“c”表示PA的回應。在PA模型訓練期間，DPD適配器可將已知訊號x(n)輸入到PA中。DPD適配器可接收PA的輸出y(n)。DPD適配器可利用以下方程式來估計係數“c”：c = (x*x)^-1 x*y。x*是輸入訊號x的共軛複數。(x*x)是輸入訊號x的自相關。

圖5示出通過數位預失真進行失真抑制的實例。傳送器可接收訊號。在圖5的左側處，圖5示出原始傳送訊號頻譜。在圖5所示實例中，原始傳送訊號頻譜是佔據頻帶的方形頻譜。首先，傳送器可在DPD模組處執行DPD。然後，預失真訊號被輸入到PA中。PA的輸出被示作實線。然而，PA的減損在原始頻率之內及原始頻帶之外均使頻譜失真。圖5還示出在傳送器不執行DPD的情況下傳送訊號頻譜的實例，其被示作虛線。在圖5中，如果傳送器不執行DPD，則PA將使原始頻帶的頻譜失真。換句話說，PA將引起帶內失真。此外，PA將使訊號失真並擴展到原始頻帶之外。換句話說，PA將引起頻譜再生及帶外發射。因此，在圖5中，DPD抑制由從虛線到實線的箭頭表示的雜散（spurious）頻譜。DPD降低了頻譜再生、帶外發射及帶內失真。

由於上述優點，期望在大規模MIMO系統中採用DPD。然而，大規模MIMO系統中的DPD也呈現出特別的挑戰。在用於具有單個天線的系統的DPD方法中，每一放大器需要一個數位鏈。每一數位鏈包括DPD模組及回授電路。在具有許多天線陣列的系統中，功率放大器的數目要高得多，且DPD將需要極高數目的數位鏈。

此外，在具有天線陣列的系統中，每一數位鏈耦合到天線陣列。若干功率放大器向天線陣列輸出訊號。由於功率放大器的數目極高，因此期望對組合了若干功率放大器的輸出的回授訊號執行DPD。在傳統系統的DPD中，不需要組合回授訊號，因為天線的數目不高。

本揭露涉及一種使用混合波束成形及DPD的具有許多天線陣列的傳送器。本揭露的傳送器可包括單個回授電路，所述回授電路可將來自天線陣列的回授訊號組合成一個經組合回授訊號。由於回授電路執行碼分方法，因此所述回授電路能夠恢復由天線陣列輸出的訊號。因此，本揭露的傳送器可在降低回授電路硬體複雜性及成本的同時執行DPD。

因此，為了解決上述困難，本揭露提供一種使用混合數位/類比波束成形且被配置成執行數位預失真（DPD）的通訊系統中傳送器。所述傳送器可產生多個正交加擾序列或多個具有低相關性的加擾序列。所述傳送器可使用所述多個加擾序列從經組合回授訊號恢復由天線陣列輸出的訊號。因此，傳送器可針對每一天線陣列執行DPD。

在一方面中，本揭露涉及一種使用混合數位/類比波束成形的通訊系統中傳送器，被配置成針對數位預失真（DPD）執行碼分回授方法，所述傳送器包括：處理器，輸出多個數位基頻訊號；多個數位類比轉換器（DAC），耦合到所述處理器，接收所述多個數位基頻訊號並輸出多個類比基頻訊號；多個混頻器，耦合到所述多個DAC，接收所述多個類比基頻訊號，執行頻率升頻，並輸出多個經升頻訊號；多個功率放大器，放大所述多個經升頻訊號，並輸出多個傳送訊號，其中所述多個功率放大器引起所述多個傳送訊號的失真；多個天線陣列，耦合到所述多個功率放大器，接收所述多個傳送訊號，並傳送所述多個傳送訊號；多個組合模組，耦合到所述多個天線陣列，接收所述多個傳送訊號，組合所述多個傳送訊號，並輸出經組合回授訊號；以及接收鏈，耦合到所述多個組合模組，接收所述經組合回授訊號，將所述經組合回授訊號轉換成數位回授訊號，並將所述數位回授訊號輸出到所述處理器，其中所述處理器被配置成執行多個模組，所述多個模組包括：多個DPD模組，對所述多個數位基頻訊號執行DPD，以補償由所述多個功率放大器引起的所述失真；DPD適配模組，接收所述數位回授訊號，並調整由所述多個DPD模組執行的所述DPD；控制器，控制所述DPD適配模組；以及多個編碼模組，從所述控制器接收多個加擾序列，其中所述多個編碼模組中的編碼模組將所述多個數位基頻訊號中的數位基頻訊號乘以所述多個加擾序列中的加擾序列，且所述多個編碼模組在執行乘法之後輸出所述多個數位基頻訊號，其中所述DPD適配模組根據所述多個加擾序列從所述數位回授訊號計算所述多個傳送訊號，並對所述多個數位基頻訊號中的每一數位基頻訊號執行DPD處理，其中所述數位基頻訊號的數目等於所述天線陣列的數目。

為了使本揭露的前述特徵及優點易於理解，以下結合附圖來詳細闡述各示例性實施例。應理解，上述一般說明及以下詳細說明均為示例性的，且旨在提供對所主張公開內容的進一步解釋。

然而，應理解，本揭露內容可能不包含本揭露的所有方面及實施例，且因此決不意在為限制性或限定性的。此外，本揭露將包括對所屬領域中的技術人員來說顯而易見的改進及修改。

現在將詳細參照本揭露的當前示例性實施例，在附圖中示出了這些實施例的實例。只要可能，在圖式及說明中使用相同的附圖編號來指代相同或相似的部件。

因此，為了解決上述困難，本揭露提供一種使用混合波束成形並針對數位預失真執行碼分回授方法的傳送器。圖6及對應的說明示出由傳送器的數位預失真（DPD）適配模組執行的計算。DPD適配模組可執行這些計算來消除失真。

圖6示出可使用DPD的傳送器的實例。在圖6中，傳送器可包括DPD模組、數位類比轉換器（DAC）、混頻器、多個編碼模組、向天線陣列輸出傳送訊號的多個功率放大器（PA）、組合模組及DPD適配模組。數位訊號s可輸入到DPD模組。DPD模組可輸出預失真訊號

。預失真訊號

可輸入到DAC。所述DAC可輸出類比訊號。混頻器可根據本機振盪器（local oscillator，LO）的頻率來對類比訊號執行頻率升頻。然後，類比訊號可由所述多個編碼模組編碼。所述多個編碼模組的經編碼類比訊號可輸入到所述多個PA。所述多個PA可放大經編碼類比訊號。傳送器可通過天線陣列傳送由所述多個PA輸出的訊號。

組合模組可將由天線陣列傳送的訊號組合成一個經組合訊號。組合模組可將經組合訊號作為回授訊號r輸入到DPD適配模組中。DPD適配模組也可接收預失真訊號

以調整DPD模組。假定複合PA響應p，回授訊號r可表達為r = ps。因此，可按照p = (s*s)^-1 s*r來計算p。s*是輸入訊號s的共軛複數。(s*s)是輸入訊號s的自相關。在獲得p之後，DPD適配模組可調整DPD模組以消除失真。

此外，DAC、混頻器及所述多個PA可為所屬領域中的技術人員所熟知的類比電路。

圖7示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。在圖7中，傳送器可包括：多個DPD模組；多個編碼模組；多個DAC；多個混頻器；多個PA；多個天線陣列；多個組合模組；接收鏈；DPD適配模組；以及控制器。

所述多個DPD模組可接收多個數位基頻訊號b1、b2、…、bN，並對所述多個數位基頻訊號執行DPD。所述多個編碼模組中的編碼模組可將所述多個數位基頻訊號中的數位基頻訊號乘以多個加擾序列中的加擾序列。所述多個編碼模組可在執行乘法之後輸出所述多個數位基頻訊號。所述多個DAC可接收所述多個數位基頻訊號並輸出多個類比基頻訊號。所述多個混頻器可接收所述多個類比基頻訊號，執行頻率升頻，並輸出多個經升頻訊號。所述多個PA可放大所述多個經升頻訊號。所述多個PA可引起所述多個傳送訊號的失真，並輸出多個傳送訊號。所述多個天線陣列可從所述多個PA接收所述多個傳送訊號，並傳送所述多個傳送訊號。

所述多個組合模組可從所述多個天線陣列接收所述多個傳送訊號，組合所述多個傳送訊號，並輸出經組合回授訊號r。接收鏈可接收經組合回授訊號r，將經組合回授訊號r轉換成數位回授訊號，並輸出數位回授訊號。DPD適配模組可接收由所述多個DPD模組輸出的所述多個數位基頻訊號。DPD適配模組可進一步接收數位回授訊號，並調整由所述多個DPD模組執行的DPD。控制器可控制DPD適配模組，並將所述多個加擾序列輸出到所述多個編碼模組。

DPD適配模組可根據所述多個加擾序列從數位回授訊號計算所述多個傳送訊號。因此，DPD適配模組可根據由所述多個DPD模組輸出的所述多個數位基頻訊號及所述多個傳送訊號來調整所述多個DPD模組。

此外，所述多個組合模組可為耦合到天線陣列的多個類比電路。例如，組合模組可為可將由天線陣列傳送的訊號相加以提供經組合回授訊號的類比電路。另外，所述多個天線陣列中的天線陣列可包括一個或多個天線，以傳送及接收全向天線波束或定向天線波束。

圖8示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。在圖8中，傳送器可包括：硬體處理器、非暫時性儲存媒體、多個DAC；多個混頻器；多個PA；多個天線陣列；多個組合模組；以及接收鏈。

所述多個DAC、所述多個混頻器、所述多個PA、所述多個天線陣列、所述多個組合模組及所述接收鏈類似於圖7中的那些。可在對圖7的說明中找到對這些元件的說明。

圖8不同於圖7，因為圖8所示傳送器包括硬體處理器及非暫時性儲存媒體。硬體處理器電連接到非暫時性儲存媒體，且至少被配置成根據示例性實施例及替代變型而執行傳送器的多個模組。硬體處理器可被配置成至少執行所述多個DPD模組、所述多個編碼模組、DPD適配模組及控制器。可在對圖7的說明中找到對由硬體處理器執行的這些模組及元件的說明。

此外，硬體處理器901被配置成處理數位訊號，並根據本揭露提出的示例性實施例而至少執行傳送器的所述多個模組。此外，硬體處理器可存取儲存由硬體處理器指派的程式設計代碼、碼本配置、緩衝資料及記錄配置的非暫時性儲存媒體。可通過使用例如微處理器、微控制器、數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）晶片、現場可程式化邏輯閘陣列（field programmable gate array，FPGA）等可程式化單元來實作硬體處理器901。也可利用單獨的電子裝置或積體電路（integrated circuit，IC）來實作硬體處理器的功能。應注意，可利用硬體或軟體來實作硬體處理器的功能。

因此，圖7及圖8聯合示出使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真（DPD）執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器，所述傳送器包括：處理器，輸出多個數位基頻訊號；多個數位類比轉換器（DAC），耦合到處理器，接收所述多個數位基頻訊號，並輸出多個類比基頻訊號；多個混頻器，耦合到所述多個DAC，接收所述多個類比基頻訊號，執行頻率升頻，並輸出多個經升頻訊號；多個功率放大器，放大所述多個經升頻訊號，並輸出多個傳送訊號，其中所述多個功率放大器引起所述多個傳送訊號的失真；多個天線陣列，耦合到所述多個功率放大器，接收所述多個傳送訊號，並傳送所述多個傳送訊號；多個組合模組，耦合到所述多個天線陣列，接收所述多個傳送訊號，組合所述多個傳送訊號，並輸出經組合回授訊號；以及接收鏈，耦合到所述多個組合模組，接收所述經組合回授訊號，將所述經組合回授訊號轉換成數位回授訊號，並將所述數位回授訊號輸出到所述處理器，其中所述處理器被配置成執行多個模組，所述多個模組包括：多個DPD模組，對所述多個數位基頻訊號執行DPD以補償由所述多個功率放大器引起的失真；DPD適配模組，接收數位回授訊號，並調整由所述多個DPD模組執行的DPD；控制器，控制DPD適配模組；以及多個編碼模組，從控制器接收多個加擾序列，其中所述多個編碼模組中的編碼模組將所述多個數位基頻訊號中的數位基頻訊號乘以所述多個加擾序列中的加擾序列，且所述多個編碼模組在執行乘法之後輸出所述多個數位基頻訊號，其中所述DPD適配模組根據所述多個加擾序列從所述數位回授訊號計算所述多個傳送訊號，並對所述多個數位基頻訊號執行DPD處理，其中數位基頻訊號的數目等於天線陣列的數目。

根據本揭露的一個示例性實施例，圖7所示控制器可向所述多個編碼模組輸出多個哈達瑪（Hadamard）序列或沃爾什（Walsh）序列。因此，在此實施例中，所述多個加擾序列是多個哈達瑪序列或沃爾什序列。

根據本揭露的一個示例性實施例，圖7所示DPD適配模組可根據多個正交加擾序列從數位回授訊號計算所述多個傳送訊號，且進一步產生DPD補償訊號。因此，在此實施例中，DPD適配模組根據多個正交加擾序列從數位回授訊號計算所述多個傳送訊號，並產生DPD補償訊號。

在本揭露的另一個示例性實施例中，可將經組合回授訊號變換成波束域以進行處理。

圖9示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。在圖9中，傳送器可包括：數位基頻預編碼器；多個DPD模組；多個數位編碼模組；多個DAC；多個混頻器；多個類比編碼模組；多個PA；多個天線陣列；組合模組；接收鏈；DPD適配模組；以及控制器。

數位基頻訊號s被輸入到數位基頻預編碼器。數位基頻預編碼器輸出多個經預編碼基頻訊號b1、b2、…、bN。所述多個DPD模組可接收所述多個經預編碼基頻訊號b1、b2、…、bN，並對b1、b2、…、bN執行DPD。所述多個數位編碼模組中的數位編碼模組可將所述多個經預編碼基頻訊號中的經預編碼基頻訊號乘以多個加擾序列中的加擾序列。所述多個編碼模組可在執行乘法之後輸出所述多個經預編碼基頻訊號。所述多個DAC可接收所述多個經預編碼基頻訊號並輸出多個類比基頻訊號。所述多個混頻器可接收所述多個類比基頻訊號，執行頻率升頻，並輸出多個經升頻訊號。所述多個類比編碼模組可接收所述多個經升頻訊號並執行類比編碼。在類比編碼之後，所述多個PA可放大所述多個經升頻訊號。所述多個PA可引起所述多個傳送訊號的失真，並輸出多個傳送訊號。所述多個天線陣列可從所述多個PA接收所述多個傳送訊號，並傳送所述多個傳送訊號。

組合模組可從所述多個天線陣列接收所述多個傳送訊號，組合所述多個傳送訊號，並輸出經組合回授訊號r。接收鏈可包括混頻器及類比數位轉換器（analog-to-digital converter，ADC）。接收鏈可接收經組合回授訊號r。混頻器可對經組合回授訊號r執行頻率降頻。在頻率降頻之後，ADC將經組合回授訊號r轉換成數位回授訊號，並輸出所述數位回授訊號。DPD適配模組可接收由所述多個DPD模組輸出的所述多個經預編碼基頻訊號。DPD適配模組可進一步接收數位回授訊號，並調整由所述多個DPD模組執行的DPD。

因此，在本揭露的一個示例性實施例中，接收鏈包括：混頻器，接收經組合回授訊號以執行頻率降頻；以及類比數位轉換器（ADC），從混頻器接收降頻之後的經組合回授訊號以轉換成數位回授訊號，並輸出所述數位回授訊號。

控制器可控制DPD適配模組，將所述多個加擾序列輸出到所述多個數位編碼模組，並調整所述多個類比編碼模組。因此，控制器可執行兩層式編碼。控制器可控制所述多個數位編碼模組執行第一編碼層。控制器可進一步控制所述多個類比編碼模組執行第二編碼層。第一編碼層可為加擾序列的第一層。第二編碼層可為加擾序列的第二層。

DPD適配模組可根據所述多個加擾序列及由所述多個類比編碼模組執行的類比編碼而從數位回授訊號計算所述多個傳送訊號。因此，DPD適配模組可根據由所述多個DPD模組輸出的所述多個經預編碼基頻訊號及所述多個傳送訊號來調整所述多個DPD模組。DPD適配模組可調整所述多個DPD模組，以為每一天線陣列提供DPD補償。另外，可將經組合回授訊號r變換成以波束為導向（beam-oriented）的DPD以進行DPD補償。

在本揭露的一個示例性實施例中，圖8所示傳送器可進一步包括多個類比編碼模組，且所述多個編碼模組可為多個數位編碼模組。因此，在此實施例中，多個數位編碼模組是所述多個編碼模組，且傳送器進一步包括：多個類比編碼模組，耦合到混頻器，對所述多個經升頻訊號執行類比編碼，並在類比編碼之後將所述多個經升頻訊號輸出到所述多個功率放大器，其中類比編碼模組的數目等於所述多個天線陣列的天線的數目。

圖10示出根據本揭露的一個示例性實施例的數位編碼模組及類比編碼模組。數位編碼模組具有輸入。通過將輸入與數位編碼係數相乘來執行數位編碼。輸入與數位編碼係數的乘積是數位編碼模組的輸出。在本揭露的若干實施例中，數位編碼係數可為序列，包括但不限於正交序列、哈達瑪序列、沃爾什序列等。另外，數位編碼模組可由處理器來實作。例如，數位編碼模組可由圖8所示硬體處理器來實作。

類比編碼模組可為包括DAC及輸入的類比電路。所述DAC可接收類比編碼係數，並根據類比編碼係數而輸出類比訊號。類比編碼模組可根據類比訊號對輸入執行類比編碼，並輸出經編碼訊號。例如，類比編碼模組可在輸入上引起相移。換句話說，類比編碼模組可為移相器。根據本揭露的一個示例性實施例，多個類比編碼模組可為多個移相器，其可執行第二編碼層及加擾序列的第二層。

圖11示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖11類似於圖9。不同之處在於，圖11所示傳送器包括多個組合模組，而圖9所示傳送器包括一個組合模組。

圖11所示的數位基頻預編碼器、所述多個DPD模組、所述多個數位編碼模組、所述多個DAC、所述多個混頻器、所述多個類比編碼模組、所述多個PA、所述多個天線陣列、接收鏈、接收鏈的混頻器及ADC、DPD適配模組以及控制器類似於圖9中的那些。可在對圖9的說明中找到對這些元件的說明。

類似於圖9，圖11所示的所述多個組合模組可從所述多個天線陣列接收所述多個傳送訊號，組合所述多個傳送訊號，並輸出經組合回授訊號r。然而，存在多個組合模組。因此，不存在直接連接到所有天線陣列的組合模組。在圖11中，所述多個組合模組中的組合模組可直接連接到一個天線陣列。因此，組合模組的數目等於天線陣列的數目。

圖12示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖12類似於圖11。不同之處在於，在圖12中，所述多個組合模組中的組合模組可直接連接到一個、兩個、三個或其他數目的天線陣列。所述多個組合模組中的組合模組可直接連接到更多的天線陣列或者更少的天線陣列。換句話說，各組合模組可能並不直接連接到相同數量的天線陣列。可在對圖11的說明中找到關於其他方面對所述多個組合模組的說明。

圖12所示的數位基頻預編碼器、所述多個DPD模組、所述多個數位編碼模組、所述多個DAC、所述多個混頻器、所述多個類比編碼模組、所述多個PA、所述多個天線陣列、接收鏈、接收鏈的混頻器及ADC、DPD適配模組以及控制器類似於圖9中的那些。可在對圖9的說明中找到對這些元件的說明。

圖13示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖13類似於圖9、圖11及圖12。不同之處在於，在圖13中，傳送器可進一步包括接收鏈處的組合天線，而非多個組合模組。組合天線可通過無線通道H接收經組合回授訊號r。

在圖13中，假定複合PA回應p、加擾序列c及輸入基頻訊號s，回授訊號r可表達為r = c p H s。因此，如果PA在線性區域中工作，則DPD適配模組可計算無線通道H。在計算H及p之後，DPD適配模組可調整DPD模組以消除失真。

另外，在接收鏈處可能已經知曉H。由於天線陣列的天線之間的距離是固定的並且是短的，因此可在製造傳送器之後測量H。

因此，在本揭露的若干實施例中，所述多個組合模組是在所述多個功率放大器的輸出處實作，或者實作為接收鏈處的組合天線。

鑒於上述說明，本揭露適用於使用混合數位/類比波束成形並被配置成執行DPD的具有許多天線陣列的傳送器。在具有許多天線陣列的系統中，每一天線陣列將需要一個接收鏈。此種要求將導致硬體複雜性及成本的增加。本揭露的傳送器可包括單個回授電路，所述回授電路可將來自天線陣列的回授訊號組合成一個經組合回授訊號。由於回授電路執行碼分方法，因此所述回授電路能夠恢復由天線陣列輸出的訊號。因此，本揭露的傳送器可在降低回授電路硬體複雜性及成本的同時執行DPD。

在對本申請所公開的實施例的詳細說明中使用的任何元件、動作或指令均不應被解釋為對本揭露絕對關鍵或必要，除非明確如此闡述。此外，本文中所使用的每一不定冠詞“一個（a及an）”可包括多於一個專案。如果預期僅有一個項目，則將使用用語“單個（a single）”或類似的語言。此外，本文中所使用的後跟多個項目及/或多個項目類別的列表的用語“…中的任一者”旨在單獨地或與其他項目及/或其他項目類別結合地包括所述項目及/或項目類別“中的任一者”、“的任一組合”、“的任何多個”及/或“中的多個的任一組合”。此外，本文中所使用的用語“集合（set）”旨在包括任何數目的專案，包括零個。此外，本文中所用的用語“數目（number）”旨在包括任何數目，包括零個。

對於所屬領域中的技術人員來說顯而易見，在不背離本揭露的範圍或精神的條件下，可對所公開的實施例的結構作出各種修改及變化。鑒於上述內容，本揭露旨在涵蓋本揭露的修改及變化，只要所述修改及變化歸入以上權利要求書及其等效內容的範圍內即可。

b1、b2、…、bN:數位基頻訊號/經預編碼基頻訊號 H:無線通道 r:經組合回授訊號 s:數位基頻訊號/輸入基頻訊號

:預失真訊號 x(n):輸入 y(n):輸出

包含附圖是為了提供對本揭露的進一步理解，並且附圖被併入本說明書並構成本說明書的一部分。圖式示出本揭露的實施例，且與本說明一起用於解釋本揭露的原理。圖1示出使用波束成形的大規模MIMO系統的實例。圖2示出使用全數位波束成形的大規模MIMO系統的傳送器的實例。圖3是使用混合數位/類比波束成形的大規模MIMO系統的傳送器的實例。圖4示出使用數位預失真的傳送器。圖5示出通過數位預失真進行失真抑制的實例。圖6示出可使用DPD的傳送器的實例。圖7示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖8示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖9示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖10示出根據本揭露的一個示例性實施例的數位編碼模組及類比編碼模組。圖11示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖12示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。圖13示出根據本揭露的一個示例性實施例使用混合數位/類比波束成形、被配置成針對數位預失真DPD執行碼分回授方法的通訊系統中傳送器。

b1、b2、…、bN:數位基頻訊號/經預編碼基頻訊號

r:經組合回授訊號

Claims

一種使用混合數位/類比波束成形的通訊系統中的傳送器，被配置成針對數位預失真（DPD）執行碼分回授方法，所述傳送器包括：處理器，輸出多個數位基頻訊號；多個數位類比轉換器（DAC），耦合到所述處理器，接收所述多個數位基頻訊號並輸出多個類比基頻訊號；多個混頻器，耦合到所述多個數位類比轉換器，接收所述多個類比基頻訊號，執行頻率升頻，並輸出多個經升頻訊號；多個功率放大器，放大所述多個經升頻訊號，並輸出多個傳送訊號，其中所述多個功率放大器引起所述多個傳送訊號的失真；多個天線陣列，耦合到所述多個功率放大器，接收所述多個傳送訊號，並傳送所述多個傳送訊號；多個組合模組，耦合到所述多個天線陣列，接收所述多個傳送訊號，組合所述多個傳送訊號，並輸出經組合回授訊號；以及接收鏈，耦合到所述多個組合模組，接收所述經組合回授訊號，將所述經組合回授訊號轉換成數位回授訊號，並將所述數位回授訊號輸出到所述處理器，其中所述處理器被配置成執行多個模組，所述多個模組包括：多個數位預失真模組，對所述多個數位基頻訊號執行數位預失真，以補償由所述多個功率放大器引起的所述失真；數位預失真適配模組，接收所述數位回授訊號，並調整由所述多個數位預失真模組執行的所述數位預失真；控制器，控制所述數位預失真適配模組；以及多個編碼模組，從所述控制器接收多個加擾序列，其中所述多個編碼模組中的編碼模組將所述多個數位基頻訊號中的數位基頻訊號乘以所述多個加擾序列中的加擾序列，且所述多個編碼模組在執行乘法之後輸出所述多個數位基頻訊號，其中所述數位預失真適配模組根據所述多個加擾序列從所述數位回授訊號計算所述多個傳送訊號，並對所述多個數位基頻訊號中的每一數位基頻訊號執行數位預失真處理，其中所述數位基頻訊號的數目等於所述天線陣列的數目。
如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中所述多個加擾序列是多個哈達瑪序列或沃爾什序列。
如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中多個數位編碼模組是所述多個編碼模組，且所述傳送器進一步包括：多個類比編碼模組，耦合到所述混頻器，對所述多個經升頻訊號執行類比編碼，並在類比編碼之後將所述多個經升頻訊號輸出到所述多個功率放大器，其中所述類比編碼模組的數目等於所述多個天線陣列的天線的數目。
如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中所述數位預失真適配模組根據多個正交加擾序列從所述數位回授訊號計算所述多個傳送訊號，並產生數位預失真補償訊號。
如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中所述多個組合模組是在所述多個功率放大器的輸出處實作，或者實作為所述接收鏈處的組合天線。
如申請專利範圍第3項所述的傳送器，其中所述多個類比編碼模組是多個移相器。
如申請專利範圍第4項所述的傳送器，其中所述經組合回授訊號被變換成波束域以進行處理。
如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中所述接收鏈包括：混頻器，接收所述經組合回授訊號以執行頻率降頻；以及類比數位轉換器（ADC），從所述混頻器接收降頻之後的所述經組合回授訊號以轉換成所述數位回授訊號，並輸出所述數位回授訊號。