WO2006069477A1 - Procede et equipement permettant de simuler une linearisation par predistorsion - Google Patents

Procede et equipement permettant de simuler une linearisation par predistorsion Download PDF

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WO2006069477A1
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    • 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
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    • H03F1/3282—Acting on the phase and the amplitude of the input signal

Definitions

  • the present invention relates to linearization techniques in communication systems, and more particularly to analog predistortion linearization methods and apparatus therein. Background technique
  • the transmitted signal tends to have a wider bandwidth, and the amplitude and phase of the signal also carry information, which greatly increases the peak-to-average ratio of the signal. This makes the nonlinearity of the system more serious.
  • these nonlinearities are very harmful as interference, so the system needs to impose higher requirements on the nonlinearities generated to reduce the effects of nonlinearity.
  • the communication system signal is characterized by wide bandwidth and large peak-to-average ratio, which in turn makes the nonlinearity of the system more serious, because the new frequency component of the wideband signal due to nonlinearity will be more abundant, and in order to peak in the signal Reducing the frequency of regeneration due to peak compression, so to ensure that the transmission channel or equipment works in a better linear region, which also puts great pressure on system design and component design.
  • people In order to meet the system's requirements for linearity, people have to sacrifice efficiency to achieve linearization requirements, and hope to mitigate the contradiction between efficiency and linearity through linearization.
  • linearization techniques include feedforward linearization, feedback linearization, and pre-depreciation linearization.
  • the feedforward linearization technique compares the output nonlinear distortion signal with the input standard signal, extracts the distortion signal, and then adjusts the amplitude and phase of the distortion signal, and at the output end, while ensuring delay matching.
  • the advantage of this technology is that the nonlinear distortion of the power amplifier can be used to eliminate the nonlinear distortion of the power amplifier, so the nonlinear matching is better; the disadvantages are as follows: 1) The primary loop and the error loop need to be well matched. ; 2) Compensating the output power of the distortion signal at the output end; 3)
  • the technology is mainly implemented by the RF circuit, and the productivity is relatively poor; 4)
  • the error power amplifier requires a large power; 5) The efficiency is low.
  • the feedback linearization technique converts the extracted distortion signal from the input terminal to achieve a relative cartridge, but since the delay cannot be matched, the bandwidth is limited and the system is unstable.
  • the pre-distortion technique is to add distortion signals opposite to the channel characteristics to the input standard signal for pre-distortion to eliminate distortion. This technology can make the system have higher efficiency and the circuit is simpler to implement.
  • Predistortion technology is divided into analog predistortion technology and digital predistortion technology.
  • Analog pre-distortion technology uses analog circuits to achieve pre-distortion.
  • One solution is to use some analog devices with characteristics that are opposite to the nonlinearity of the signal transmission channel or device. This method is relatively simple, but has poor consistency and is difficult to mass produce.
  • Another scheme is realized by using an analog operation circuit, and the distortion signal is calculated by the analog operation circuit, thereby realizing the weakening or eliminating of the nonlinear distortion, but the scheme relies on the characteristics of the analog device, and the effect of the predistortion is affected by the characteristics of the analog device. The impact is large and the circuit form is relatively complicated.
  • the characteristics of the analog device or the analog operation circuit can be completely opposite to the characteristics of the channel or device to be pre-distorted, and can only be approximated, and the matching interval is small, which also brings difficulties to debugging and production. .
  • the digital pre-distortion technique usually saves the pre-distortion parameters in a look-up table (LUT). Different input I and Q signals call different compensation amounts ⁇ , AQ, and then it)?t
  • the output's distortion detection adaptively refreshes the predistortion parameters in the LUT, ultimately achieving a good predistortion effect.
  • the digital predistortion technology can also first establish a model of the distorted signal, and add the calculated distorted signal as a compensation signal to the signal transmission channel and device, and then adaptively adjust the parameters of the predistortion signal through the output distortion detection. , thereby achieving the function of weakening and eliminating signal distortion.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for realizing the above-described analog predistortion linearization method, which realizes a single cartridge and has good productivity.
  • an analog predistortion linearization method including: performing amplitude adjustment on an input signal, and converting to an intermediate frequency or a low frequency; generating a predistortion signal; adding the predistortion signal to a delay matching process
  • the input signals are transmitted together; the transmitted signal is subjected to distortion detection, and the amplitude and phase parameters of the predistortion signal are adaptively optimized.
  • the step of generating a predistortion signal further comprises: calculating a third-order predistortion signal generated by the frequency-converted input signal; performing frequency conversion on the third-order pre-distortion signal to restore the original frequency;
  • the predistortion signal is adjusted for amplitude and phase.
  • the step of generating a predistortion signal further comprises: calculating a third-order predistortion signal generated by the converted input signal; calculating a fifth-order predistortion signal according to the converted input signal and the third-order predistortion signal; Performing delay matching on the third-order and fifth-order predistortion signals; performing frequency conversion on the two pre-distortion signals to restore the original frequency; and performing amplitude and phase adjustment on the two pre-distorted signals after frequency conversion;
  • the two predistortion signals are combined into a new predistortion signal.
  • the step of generating a predistortion signal further comprises: calculating a third order predistortion signal generated by the frequency converted input signal; calculating a fifth order predistortion signal according to the frequency converted input signal and the third order predistortion signal; Converting the input signal, the third-order distortion signal and the fifth-order distortion signal to calculate a seventh-order distortion signal; delay matching the third-order, fifth-order, and seventh-order distortion signals; and performing the third-order, fifth-order and The seventh-order predistortion signal is subjected to delay matching; the three predistortion signals are frequency-converted to restore the original frequency; and the three pre-distorted signals after the frequency conversion are adjusted in amplitude and phase; The distorted signal is synthesized into a new predistorted signal.
  • an apparatus for implementing the above-described analog predistortion linearization method including: a predistortion processing module and an adaptive processing module respectively located at a transmitting channel or a device input end and an output end of a communication system;
  • the predistortion processing module is configured to generate a predistortion signal and add the input signal
  • the method includes: a signal distribution unit, configured to divide the original input signal into two input signals, where the second input signal is used to generate a predistortion signal;
  • a first delay matching unit configured to perform delay matching on the first input signal
  • An amplitude adjustment unit configured to adjust an amplitude of the second input signal
  • a first frequency conversion unit configured to frequency-convert the second input signal after the adjustment amplitude to an intermediate frequency or a low frequency
  • a predistortion signal generating unit configured to generate a predistortion signal
  • a first combining unit configured to synthesize the first input signal after delay matching with the pre-false signal
  • the adaptive processing module includes:
  • a distortion detecting unit configured to extract and detect a distortion signal from the output signal
  • An adaptive processing and control unit for processing and analyzing the distorted signal to optimize amplitude and phase parameters of the predistorted signal.
  • the predistortion signal generating unit further includes:
  • a third-order predistortion signal generating unit configured to generate an original third-order predistortion signal
  • a second frequency conversion unit configured to frequency convert the original third-order predistortion signal to an original frequency
  • a first phase adjustment unit configured to perform amplitude and phase on the third-order predistortion signal output by the second frequency conversion unit Adjustment.
  • the predistortion signal generating unit further includes:
  • a second delay matching unit configured to perform delay matching on the original third-order predistortion signal
  • a fifth-order predistortion signal generating unit configured to generate an original fifth-order predistortion signal
  • a third frequency conversion unit configured to: convert the original fifth-order predistortion signal to an original frequency; and a second phase adjustment unit configured to perform amplitude and phase on the fifth-order predistortion signal output by the third frequency conversion unit Adjustment;
  • a second combining unit configured to synthesize the predistortion signals output by the first and second phase adjustment units into a new predistortion signal
  • the second frequency conversion unit is configured to perform third-order pre-distortion of the output of the second delay matching unit The signal is converted to the original frequency.
  • the predistortion signal generating unit further includes:
  • a third delay matching unit configured to perform delay matching on the original fifth-order predistortion signal
  • a seventh-order predistortion signal generating unit configured to generate an original seventh-order predistortion signal
  • a fourth frequency conversion unit configured to be original
  • the seventh-order predistortion signal is frequency-converted to the original frequency
  • the third phase adjustment unit is configured to adjust the amplitude and phase of the seventh-order predistortion signal output by the fourth frequency conversion unit
  • the third frequency conversion unit is configured to frequency-convert the fifth-order predistortion signal output by the third delay matching unit to an original frequency
  • a second combining unit configured to synthesize the predistortion signals output by the first, second, and third phase adjustment units into a new predistortion signal.
  • the method and device of the invention adopts an analog method to generate a predistortion signal, which can realize a wide frequency band and a dynamic range, and the predistortion signal is generated at an intermediate frequency or a low frequency, has strong achievability and productivity, and has low cost.
  • the invention can achieve a good linearization effect by establishing a better nonlinear model, can reduce or eliminate nonlinear distortion in the system, and reduce power backoff caused by nonlinearity, thereby improving system efficiency. Can be applied to systems with nonlinearity and limited nonlinear distortion.
  • the power of the predistortion signal is small, and the effect on efficiency is also low.
  • FIG. 1 is a flow chart of an analog predistortion linearization method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart of generating a predistortion signal in FIG. 1, wherein the predistortion signal is a three-dimensional H3 ⁇ 4 distortion signal;
  • FIG. 3 is a flow chart of generating a predistortion signal in FIG. 1, wherein the predistortion signal is a third-order and fifth-order pre-distortion signal;
  • FIG. 4 is a flow chart of generating a predistortion signal in FIG. 1, wherein the predistortion signals are third-order, fifth-order, and seventh-order predistortion signals;
  • Figure 5 is a diagram of a device for implementing analog predistortion linearization in accordance with one embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a schematic view of the first frequency conversion unit of Figure 5;
  • Figure 7 is a schematic diagram of the predistortion signal generating unit of Figure 5;
  • Figure 8 is a block diagram showing the construction of an apparatus for implementing analog predistortion linearization in accordance with another embodiment of the present invention. detailed description
  • step 100 the input signal is amplitude-adjusted, and the purpose is that the amplitude of the input signal is suitable for the processing of the analog operation, and the adjustment amount of the signal amplitude is determined according to the size of the input signal, and the input signal can be established. For the correspondence table of the amplitude adjustment amount, different input signals use different adjustment amounts.
  • step 110 the amplitude-adjusted signal is downconverted, and its frequency is changed to an intermediate frequency or a low frequency. In order to avoid interference of unwanted signals, the frequency-converted signal is also filtered and amplified.
  • a predistortion signal is generated using the above processed signal, and the generation of the predistortion signal will be described in detail later.
  • the generated predistortion signal is added to the input signal subjected to the delay matching process, and then transmitted together through the transmission channel or device.
  • the transmitted signal is subjected to distortion detection, a distortion signal is extracted, and the distortion signal is analyzed in step 150 to adaptively optimize the amplitude and phase parameter control signals of the predistortion signal.
  • the control signal is fed back to step 120 to generate a predistortion signal along with the other signals, and then to steps 130, 140 and 150, which ultimately minimizes the amplitude of the distortion detected distortion signal.
  • step 201 the third-order predistortion signal generated by the down-converted input signal is calculated, and then in step 205, the frequency of the third-order predistortion signal is changed to the original frequency, and finally, in step 210, the up-converted
  • the amplitude and phase of the third-order predistortion signal are adjusted to produce an amplitude equal to the amplitude of the nonlinear distortion produced by the transmitting channel or device, Predistortion signals with opposite phases.
  • the amplitude and phase adjustment signals of the predistortion signal are derived from the control signals generated in step 150.
  • step 120 of generating a predistortion signal in FIG. 1 is a third-order and fifth-order pre-distortion signal, wherein the same steps as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Description.
  • a fifth-order predistortion signal is calculated based on the downconverted input signal and the third-order predistortion signal.
  • step 315 the fifth-order predistortion signal is upconverted to restore its original frequency.
  • step 320 the amplitude and phase are adjusted for the upconverted fifth order predistortion signal.
  • the amplitude and phase adjustment signals of the predistortion signal are also derived from the control signals generated in step 150.
  • step 325 the two predistorted signals are combined into a new predistorted signal to produce a predistorted signal having an amplitude equal to the amplitude of the nonlinear distortion produced by the transmitting channel or device.
  • step 120 is a flow chart showing the step 120 of generating a predistortion signal in FIG. 1 in the case where the predistortion signals are third-order, fifth-order, and seventh-order predistortion signals, wherein the same steps as in FIGS. 2 and 3 are the same. Mark and omit its description.
  • the seventh-order distortion signal is calculated based on the down-converted input signal, the third-order predistortion signal, and the fifth-order predistortion signal.
  • the fifth-order predistortion signals are also delayed in step 415. match.
  • the three-phase five-stage predistortion signal that has undergone delay matching is upconverted in steps 205 and 315, respectively.
  • the seventh-order predistortion signal is upconverted to restore the original frequency.
  • the amplitude and phase are adjusted for the up-converted seventh-order predistortion signal, and the amplitude and phase adjustment signals are also derived from the control signals generated in step 150.
  • the three pre-distorted signals are combined into a new pre-distorted signal to obtain a pre-distorted signal having the same amplitude and opposite phase as the nonlinear distortion produced by the transmitting channel or device.
  • the predistortion signal can be generated at the intermediate frequency or the low frequency, and the amplitude and phase adjustment of the predistortion signal can be completed on the radio frequency, which can effectively eliminate the system. Distortion, improve efficiency.
  • the third-order, fifth-order, and seventh-order predistortion signals can be independently controlled, which can better eliminate the distortion signal, and finally achieve an optimal predistortion effect, and the required predistortion signal can be pre-predicted according to The characteristics of the distorted channel and device are determined, that is, only the third-order predistortion signal, or the third-order and fifth-order pre-distortion signals, or the third-order, fifth-order, and seventh-order predistortion signals, or even higher-order predistortion can be required. signal.
  • the adaptive control adopted in this embodiment is relatively simple, and the parameters processed by the adaptive algorithm are specific physical quantities, and the influence of these physical quantities on the result has only one extreme value, so it is easy to converge.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the structure of an apparatus for implementing analog predistortion linearization, in accordance with one embodiment of the present invention.
  • the apparatus includes a predistortion processing module 50 and an adaptive processing module 60.
  • the original input signal generates an input signal with a predistortion signal through the predistortion processing module 50, and outputs the same to a transmission channel or device for transmission.
  • the adaptive processing module 60 extracts the distorted signal from the output signal and detects it, and then adaptively adjusts the amplitude and phase parameters of the predistorted signal.
  • the predistortion processing module 50 includes: a signal distribution unit 501, which divides the original input signal into two input signals, wherein the first input signal still maintains the original input signal, only the delay operation is performed, and the second input signal is used to generate
  • the first delay matching unit 502 performs delay matching on the first input signal to match the generated predistortion signal on the delay; the amplitude adjustment unit 503 can be based on the size of the original input signal.
  • the first frequency conversion unit 504 wherein the input signal after the amplitude adjustment is down-converted, and the frequency is changed to an intermediate frequency or a low frequency
  • the first combining unit 506 synthesizes the first input signal that is subjected to delay matching and the generated predistortion signal, and outputs the same to the transmission channel or device.
  • the adaptive processing module 60 includes: a distortion detecting unit 601, which extracts a distortion signal from an output signal at an output end of the transmitting channel or device, and detects the same; the adaptive processing and control unit 602 further processes the result according to the detection result. And analyzing the distorted signal to produce a signal that controls the amplitude and phase of the predistorted signal to optimize the amplitude and phase parameters of the predistorted signal to minimize the detected distorted signal. ⁇ The operation of the apparatus for implementing analog predistortion linearization shown in FIG.
  • the signal distribution unit 501 is divided into two input signals, wherein the first 5» input signal input
  • the predistortion signal generated by the second input signal is matched on the delay to ensure that the delays of the two signals are matched, that is, the two signals are in the same period.
  • the second input signal is used to generate a pre-distortion signal.
  • the input signal is amplitude-adjusted in the amplitude adjusting unit 503 to make the amplitude suitable for the processing of the pre-distortion signal generating unit 505; the magnitude of the signal amplitude adjustment is determined by the size of the input signal.
  • a correspondence table can be established in advance according to the size and adjustment amount of the input signal, and different input signals call different adjustment amounts.
  • the frequency of the signal is then changed to an intermediate frequency or a low frequency in the first frequency converting unit 504 to facilitate the processing of the predistortion signal generating unit 505.
  • the converted signal is input to the predistortion generating unit 505 to generate a predistortion signal.
  • the predistortion signal and the delay matched first input signal are combined in a combined path unit 506 and then output to a transmit channel or device for transmission.
  • the distortion detecting unit 601 extracts the distortion signal from the output signal and performs detection, and then the distortion signal is further processed and analyzed in the adaptive processing and control unit 602 to adaptively generate the pre-
  • the amplitude control signal and the phase control signal of the distorted signal are optimally adjusted for the amplitude and phase of the predistorted signal.
  • the adaptive processing and control unit 602 also generates a control signal A1 to the amplitude adjustment unit 503 to optimize the amplitude adjustment of the input signal.
  • A1 is used to adjust the amplitude of entering the predistortion circuit, so that its amplitude is most suitable for the processing of the predistortion circuit. Its value is related to the input signal size.
  • the LUT table can be used, and different input signals can be called differently. The value of A1.
  • the first frequency conversion unit 504 further includes: a local oscillation signal unit 5041 that provides a local oscillation signal; and a first amplification circuit 5042 that amplifies the local oscillation signal to drive the following description.
  • the second amplifying circuit 5045 amplifies the filtered signal.
  • the first frequency conversion unit 504 by setting the local oscillation signal unit 5041, a suitable local oscillation signal can be obtained, and the frequency of the local oscillation signal is related to the intermediate frequency.
  • Local oscillator signal passes first After the amplification of the amplifying circuit 5042, the driving mixer 5043 performs frequency conversion; the input signal adjusted by the amplitude adjusting unit 503 is input to the mixer 5043 for frequency conversion, so that the frequency of the input signal is changed to the intermediate frequency.
  • the converted signal is input to the low-pass filter 5044 for filtering. Because the frequency of the frequency-converted signal is noisy, it is necessary to filter out the interference, and only the required intermediate frequency signal is passed, and the signals of other frequencies are suppressed.
  • the filtered signal is amplified by a second amplifying circuit 5045 to a suitable amplitude to ensure the amplitude of the signal entering the predistortion signal generating unit 505.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the predistortion signal generating unit 505.
  • the predistortion signal generating unit 505 includes a third-order predistortion signal generating unit 521, which can be implemented by an analog operation circuit whose frequency is an intermediate frequency or a low frequency.
  • the third-order predistortion signal generating unit 521 calculates the original third-order predistortion signal which the signal will generate based on the input signal, and outputs it to the second frequency converting unit 522.
  • the second frequency conversion unit 522 can convert the calculated original third-order predistortion signal to the original frequency of the input signal. To ensure the stability of the frequency, the entire local frequency conversion process uses the same local oscillator signal.
  • the converted signal is output to the first phase adjustment unit 523.
  • the first phase adjustment unit 523 performs amplitude and phase adjustment on the third-order predistortion signal that returns to the original frequency, and the amplitude and phase adjustment control signals are the control signals A2 and P1 output by the adaptive processing and control unit 602. Where A2 is used to control the amplitude of the third-order predistortion signal, and P1 is used to control the phase of the third-order predistortion signal.
  • the adjusted third-order predistortion signal is equal in amplitude and opposite in phase to the nonlinear distortion produced by the transmit channel or device, thereby attenuating or eliminating nonlinear distortion generated by the transmit channel or device.
  • the first phase adjustment unit 523 outputs the signal to the first combining unit 506.
  • the predistortion signal generating unit 505 may further include: a fifth-order predistortion signal generating unit 524 that may generate an original fifth-order predistortion signal.
  • the original fifth-order predistortion signal is associated with the original third-order predistortion signal, and the fifth-order predistortion signal generation unit 524 calculates the original fifth-order predistortion signal based on the signal output by the first frequency conversion unit 504 and the original third-order predistortion signal.
  • the original third-order predistortion signal Since the original third-order predistortion signal has a delay mismatch with the original fifth-order predistortion signal, delay matching of the original third-order predistortion signal is performed, which is implemented by the second delay matching unit 525, and then The delay-matched third-order predistortion signal is frequency-converted in the second frequency conversion unit 522. The original fifth-order predistortion signal is frequency-converted in the third frequency conversion unit 526 to restore the original frequency, and the local oscillator signal used for the frequency conversion is unchanged.
  • the fifth-order predistortion signal after frequency conversion passes through the second phase adjustment sheet
  • the element 527 performs amplitude and phase adjustment, and the amplitude and phase adjustment control signals are control signals A3 and P2 output by the adaptive processing and control unit 602, wherein A3 is used to control the amplitude of the fifth-order predistortion signal, and P2 is used for control.
  • the adjusted predistortion signal is equal in magnitude and opposite in phase to the nonlinear distortion produced by the transmit channel or device, thereby attenuating or eliminating nonlinear distortion produced by the transmit channel or device.
  • the predistortion signal generating unit 505 further includes a second combining unit 528, and synthesizes the predistortion signals output by the first amplitude adjusting unit 523 and the second amplitude adjusting unit 527 into a new predistortion signal, and outputs the first pre-distortion signal to the first combination.
  • a second combining unit 528 synthesizes the predistortion signals output by the first amplitude adjusting unit 523 and the second amplitude adjusting unit 527 into a new predistortion signal, and outputs the first pre-distortion signal to the first combination.
  • the predistortion signal generating unit 505 may further include: a seventh-order predistortion signal generating unit 529, and calculating the original seventh-order predistortion according to the signal output by the first frequency converting unit 504 and the original third-order predistortion signal and the original fifth-order predistortion signal signal. Similarly, since the original three-distortion signal, the original fifth-order pre-distortion signal and the original seventh-order pre-distortion signal have a delay mismatch, the original third-order pre-distortion signal and the original fifth-order pre-distortion signal are subjected to delay matching.
  • the delay matching of the original three-distortion signal is implemented by the second delay matching unit 525, and the delay matching of the original fifth-order pre-distorted signal is implemented by the third delay matching unit 530, thereby realizing the delay of the three pre-distorted signals. Matches when.
  • the fifth-order predistortion signal subjected to delay matching is frequency-converted by the third frequency conversion unit 526.
  • the original seventh-order predistortion signal is frequency-converted in the fourth frequency conversion unit 531, and the original frequency is restored and output to the third phase adjustment unit 532.
  • the third phase adjustment unit 532 performs amplitude and phase adjustment on the seventh-order predistortion signal, and the amplitude and phase adjustment control signals are control signals A4 and P3 output by the adaptive processing and control unit 602, wherein A4 is used to control seven
  • the amplitude of the pre-distortion signal, P3 is used to control the phase of the seventh-order predistortion signal.
  • the adjusted predistortion signal is equal in magnitude and opposite in phase to the nonlinear distortion produced by the transmit channel or device, thereby attenuating or eliminating nonlinear distortion produced by the transmit channel or device.
  • the second combining unit 528 synthesizes the predistortion signals output by the first phase adjustment unit 523, the second phase adjustment unit 527, and the third phase adjustment unit 532 into a new predistortion signal, and outputs the same to the first combining unit. 506.
  • the attenuator can be used to adjust the amplitude
  • the phase shifter can adjust the phase
  • the vector modulator can be used to simultaneously adjust the amplitude and phase.
  • this embodiment uses an analog linear operation circuit to generate a predistortion signal. No., does not rely on the baseband I, Q signal, greatly increases the dynamic range of the application and improves the productivity, and can generate third-order, fifth-order and seventh-order predistortion signals relatively independently; and the analog operation circuit realizes the single. Electromagnetic compatibility problems are easy to solve and low in cost. In addition, this embodiment can realize a very wide-band pre-distortion process, such as a bandwidth from hundreds of megabytes to upper G.
  • Fig. 8 is a view showing the configuration of an apparatus for realizing analog predistortion linearization according to another embodiment of the present invention, wherein the same elements as those of Figs. 5 and 7 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the phase adjustment of the predistortion signal in the foregoing embodiment is different on the main path of the predistortion signal.
  • the phase adjustment of the predistortion signal is realized on the phase shift of the local oscillation signal.
  • the pre-distortion signal generating unit 505 further includes a first local oscillator phase shifting unit 541, which shifts and amplifies the local oscillator signal, and outputs the signal to the second frequency converting unit 522, where the control signal of the shifting item is The control signal P1 output by the adaptive processing and control unit 602; the second local oscillator phase shifting unit 544 shifts and amplifies the local oscillator signal, and outputs the signal to the third frequency converting unit 526, wherein the control signal of the shifting item is adaptive processing and The control signal P2 output by the control unit 602; the third local oscillator phase shifting unit 546 shifts and amplifies the local oscillator signal, and outputs the signal to the fourth frequency converting unit 531, wherein the control signal of the shifting item is the output of the adaptive processing and control unit 602.
  • the method further includes: a first amplitude adjustment unit 542, performing amplitude adjustment on the frequency-converted third-order predistortion signal, wherein the amplitude adjustment control signal is the control signal A2 output by the adaptive processing and control unit 602; and the second amplitude adjustment unit 545, performing amplitude adjustment on the converted fifth-order predistortion signal, wherein the amplitude adjustment control signal is the control signal A3 output by the adaptive processing and control unit 602; the third amplitude adjustment unit 547, the seventh-order predistortion after the frequency conversion
  • the signal is amplitude adjusted, wherein the amplitude adjusted control signal is the control signal A4 output by the adaptive processing and control unit 602.
  • the same local oscillator signal is used.
  • the phase adjustment of the predistortion signal can be completed on the local oscillator. Since the local oscillator signal is a single tone signal, there is no disadvantage of in-band amplitude, phase, and delay unevenness. Avoid in-band unevenness caused by the phase adjustment unit when the bandwidth is wide, and amplitude variation caused when the phase is adjusted.
  • the present invention can be applied to the reduction and elimination of nonlinear distortion, and the present invention can be employed wherever there is nonlinear distortion. Specifically, the present invention can be applied to the transmission of a mobile communication system. A channel or device that transmits a channel or device, a data transmission system, and a transmission channel or device for optical communication.
  • the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention, but by way of example only, those skilled in the art Examples are replaced and modified. The scope of the invention is defined by the appended claims.

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Description

模拟预失真线性化方法及实现所述方法的装置 技术领域
本发明涉及通信系统中的线性化技术， 具体地说， 涉及其中的模拟预 失真线性化方法及装置。 背景技术
随着通信技术的发展， 为了能在系统中传送更多的信息， 传输的信号 往往具有更宽的带宽， 并且信号的幅度和相位也都携带有信息， 这会大大 增加信号的峰均比， 从而使系统的非线性情况更加严重。 对于通信系统来 说， 这些非线性作为干扰是非常有害的， 因此系统需要对产生的非线性提 出比较高的要求， 以减弱非线性带来的影响。
信号通过发送通道和发送设备进行发送， 而这些通道和设备往往存在 非线性， 这种非线性会造成信号的频讲扩散， 从而对相邻邻道产生干扰。 而目前通信系统信号的特点是带宽宽、 峰均比大， 这又会使系统的非线性 更加严重， 因为宽带信号由于非线性产生的新的频率分量将更加丰富， 而 且为了在信号出现峰值时减少由于峰值压缩而引起的频讲再生的产生， 因 此要保证发射通道或设备工作在较好的线性区， 这也给系统设计和部件设 计带来了很大压力。 为达到系统对线性指标的要求， 人们不得不牺牲效率 来实现线性化的要求， 并且希望通过线性化的手段緩和效率与线性之间的 矛盾。
目前常用的线性化技术包括前馈线性化技术、 反馈线性化技术和预失 真线性化技术。
前馈线性化技术是通过将输出的非线性失真信号与输入的标准信号进 行对比处理， 取出失真信号， 然后调整这个失真信号的幅度和相位， 并且 在保证延时匹配的情况下， 在输出端对消失真信号。 该技术的优点是可利 用功率放大器自身的非线性失真来消除功率放大器的非线性失真， 因此非 线性匹配得比较好；缺点则有以下几点： 1 )主环和误差环需要很好的匹配； 2 )在输出端完成失真信号的对消会损耗输出功率； 3 )该技术主要采用射 频电路实现， 可生产性相对较差； 4 )误差功率放大器需要较大功率； 5 ) 效率较低。
反馈线性化技术是将取出的失真信号再从输入端输入，实现相对筒单， 但由于时延无法匹配， 因此带宽受限， 并且会造成系统的不稳定。
预失真技术是在输入的标准信号中加入与通道特性相反的失真信号进 行预先失真，从而达到消除失真的目的，该技术可使系统具有较高的效率， 并且电路的实现形式也较简单。 预失真技术又分为模拟预失真技术和数字 预失真技术两种。
模拟预失真技术是采用模拟电路来实现预失真的， 主要有两种方案。 一种方案是利用一些模拟器件具有与信号发送通道或设备的非线性相反的 特性来实现的， 这种方法相对筒单， 但一致性差， 难于批量生产。 另一种 方案是采用模拟运算电路实现， 通过模拟运算电路计算出失真信号， 从而 实现对非线性失真的削弱或消除， 但该方案比较依赖模拟器件的特性， 预 失真的效果受模拟器件的特性影响较大，并且电路形式也相对复杂。此夕卜， 模拟器件或模拟运算电路的特性能够与待预失真的通道或设备的特性完全 相反是很困难的， 只能近似匹配， 并且匹配区间很小， 同样给调试和生产 带来了困难。
数字预失真技术通常是把预失真的参数保存在一个查询表格 ( Look-Up Table, 筒称 LUT )中， 不同输入的 I、 Q信号调用不同的补偿 量 ΔΙ、 A Q, 然后通 it)?t输出的失真检测， 自适应地刷新 LUT 中的预失 真参数， 最终达到一个很好的预失真效果。 此外， 数字预失真技术也可以 先建立失真信号的模型， 将计算出的失真信号作为补偿信号一起加入信号 的发送通道和设备， 然后通过输出的失真检测， 以自适应地调整预失真信 号的参数， 从而达到减弱和消除信号失真的功能。 但其采用的自适应算法 较为复杂。 发明内容 本发明正; ϋ于现有技术中的上述技术问题提出的， 其目的在于提供 一种模拟预失真线性化方法， 可以有效消除信号的失真， 并能实现很宽频 带的预失真处理。
本发明的另一个目的在于提供一种实现上述模拟预失真线性化方法的 装置， 电路实现筒单， 具有很好的可生产性。
根据本发明的一个方面， 提供一种模拟预失真线性化方法， 包括： 对 输入信号进行幅度调整， 并变频到中频或低频； 产生预失真信号； 将所述 预失真信号加入经过延时匹配处理的输入信号中一起传输； 对传输后的信 号进行失真检测， 并自适应地优化预失真信号的幅度和相位参数。
优选地， 所述产生预失真信号的步骤进一步包括： 计算变频后的输入 信号产生的三阶预失真信号； 对所述三阶预失真信号进行变频， 恢复原来 的频率； 对变频后的三阶预失真信号进行幅度和相位的调整。
优选地， 所述产生预失真信号的步骤进一步包括： 计算变频后的输入 信号产生的三阶预失真信号； 根据变频后的输入信号和所述三阶预失真信 号计算五阶预失真信号； 对所述三阶和五阶预失真信号进行延时匹配； 对 所述两个预失真信号进行变频， 恢复原来的频率； 对变频后的所述两个预 失真信号进行幅度和相位的调整； 将所述两个预失真信号合成为新的预失 真信号。
优选地， 所述产生预失真信号的步骤进一步包括： 计算变频后的输入 信号产生的三阶预失真信号； 根据变频后的输入信号和所述三阶预失真信 号计算五阶预失真信号； 根据变频后的输入信号、 所述三阶失真信号和五 阶失真信号计算七阶失真信号； 将所述三阶、 五阶和七阶失真信号进行延 时匹配； 对所述三阶、 五阶和七阶预失真信号进行延时匹配； 对所述三个 预失真信号进行变频， 恢复原来的频率； 对变频后的所述三个预失真信号 进行幅度和相位的调整； 将所述三个预失真信号合成为新的预失真信号。
根据本发明的另一个方面， 提供一种实现上述模拟预失真线性化方法 的装置， 包括： 分别位于通信系统的发射通道或设备输入端和输出端的预 失真处理模块和自适应处理模块； 其中， 所述预失真处理模块， 用于产生预失真信号并加入输入信号中， 包括: 信号分配单元， 用于将原始输入信号分成两路输入信号， 其中第二路 输入信号用于产生预失真信号；
第一延时匹配单元， 用于对第一路输入信号进行延时匹配；
幅度调整单元， 用于对所述第二路输入信号的幅度进行调整； 第一变频单元， 用于将调整幅度后的所述第二路输入信号变频到中频 或低频；
预失真信号产生单元， 用于产生预失真信号；
第一合路单元， 用于将延时匹配后的所述第一路输入信号与所述预失 真信号进行合成；
所述自适应处理模块， 包括：
失真检测单元， 用于从输出信号中提取和检测失真信号；
自适应处理与控制单元， 用于处理和分析所述失真信号， 以优化所述 预失真信号的幅度和相位参数。
优选地， 所述预失真信号产生单元进一步包括：
三阶预失真信号产生单元， 用于生成原始三阶预失真信号；
第二变频单元， 用于将所述原始三阶预失真信号变频到原来的频率； 第一幅相调整单元， 用于对所述第二变频单元输出的三阶预失真信号 进行幅度和相位的调整。
优选地， 所述预失真信号产生单元还包括：
第二延时匹配单元， 用于对所述原始三阶预失真信号进行延时匹配； 五阶预失真信号产生单元， 用于生成原始五阶预失真信号；
第三变频单元， 用于将所述原始五阶预失真信号变频到原来的频率； 第二幅相调整单元， 用于对所述第三变频单元输出的五阶预失真信号 进行幅度和相位的调整；
第二合路单元， 用于将所述第一、 第二幅相调整单元输出的预失真信 号合成为新的预失真信号； 其中，
所述第二变频单元， 用于将所述第二延时匹配单元输出的三阶预失真 信号变频到原来的频率。
优选地， 所述预失真信号产生单元还包括：
第三延时匹配单元， 用于对所述原始五阶预失真信号进行延时匹配； 七阶预失真信号产生单元， 用于生成原始七阶预失真信号； 第四变频单元， 用于将原始七阶预失真信号变频到原来的频率； 第三幅相调整单元， 用于对所述第四变频单元输出的七阶预失真信号 进行幅度和相位的调整； 其中，
所述第三变频单元， 用于将所述第三延时匹配单元输出的五阶预失真 信号变频到原来的频率；
第二合路单元， 用于将所述笫一、 第二、 第三幅相调整单元输出的预 失真信号合成为新的预失真信号。
本发明所述方法和装置采用模拟方式产生预失真信号， 能够实现很宽 的频带和动态范围， 同时预失真信号在中频或低频产生， 具有较强的可实 现性以及可生产性， 成本较低； 本发明通过建立较好的非线性模型， 能达 到 ^好的线性化效果， 可以减小或消除系统中的非线性失真， 并减少因为 非线性而造成的功率回退， 从而提高系统的效率， 可以应用于存在非线性 并对非线性失真有一定限定的系统。 此外， 预失真信号的功 »艮小， 对效 率的影响也很低。 附图说明
图 1是根据本发明的一个实施例的模拟预失真线性化方法的流程图； 图 2是图 1中产生预失真信号的流程图， 其中预失真信号是三 ¾H¾失 真信号；
图 3是图 1中产生预失真信号的流程图， 其中预失真信号是三阶和五 阶预失真信号；
图 4是图 1中产生预失真信号的流程图， 其中预失真信号是三阶、 五 阶和七阶预失真信号；
图 5是根据本发明的一个实施例的实现模拟预失真线性化的装置的结 构示意图；
图 6是图 5中第一变频单元的示意图；
图 7是图 5中预失真信号产生单元的示意图；
图 8是根据本发明的另一个实施例的实现模拟预失真线性化的装置的 结构示意图。 具体实施方式
相信通过下面结合附图对本发明优选实施例的详细说明， 可以更清楚 地了解本发明的上述和其它目的、 特征和优点。
图 1是才艮据本发明的一个实施例的模拟预失真线性化方法的流程图。 如图 1所示， 在步骤 100， 对输入信号进行幅度调整， 其目的在于是输入 信号的幅度适合模拟运算的处理， 信号幅度的调整量是根据输入信号的大 小确定的， 可以建立输入信号与幅度调整量的对应关系表， 不同的输入信 号采用不同的调整量。 在步骤 110， 对经过幅度调整的信号下变频， 将其 频率变到中频或低频， 为了避免无用信号的干扰， 还对变频后的信号进行 了滤波放大。 在步骤 120, 利用上述处理后的信号产生预失真信号， 有关 预失真信号的产生将在后面详细说明。 然后在步骤 130, 将产生的预失真 信号加入经过延时匹配处理的输入信号中， 然后一起通过发送通道或设备 传输。 在步骤 140， 对经过传输后的信号进行失真检测， 提取出失真信号， 并在步骤 150中对失真信号进行分析， 自适应地优化预失真信号的幅度和 相位参数的控制信号。 上述控制信号被反馈到步骤 120中， 和其它信号一 起产生预失真信号， 然后继续步驟 130、 140和 150, 最终使失真检测到的 失真信号幅度最小。
图 2是在预失真信号是三阶预失真信号的情况下， 图 1中产生预失真 信号的步驟 120的流程图。 首先在步骤 201， 计算下变频后的输入信号产 生的三阶预失真信号， 然后在步骤 205， 将该三阶预失真信号的频率变到 原来的频率， 最后在步驟 210, 对经过上变频的三阶预失真信号的幅度和 相位进行调整， 以产生与发射通道或设备产生的非线性失真的幅度相等、 相位相反的预失真信号。 在该步骤中， 预失真信号的幅度和相位的调整信 号来自步骤 150中产生的控制信号。
图 3是在预失真信号是三阶和五阶预失真信号的情况下， 图 1中产生 预失真信号的步驟 120的流程图，其中与图 2相同的步骤釆用相同的标记， 并省略其说明。 在产生了三阶预失真信号后， 在步骤 305, 根据下变频后 的输入信号和三阶预失真信号计算出五阶预失真信号。 由于存在时延的不 匹配， 因此需要在步骤 310， 对三阶预失真信号进行延时匹配， 经过延时 匹配后的三阶预失真信号再在步骤 205中进行上变频。 然后在步骤 315， 对五阶预失真信号进行上变频， 恢复其原来的频率。 在步驟 320, 对经过 上变频的五阶预失真信号进行幅度和相位的调整， 在该步驟中， 预失真信 号的幅度和相位的调整信号也来自步驟 150中产生的控制信号。 最后在步 骤 325， 将这两个预失真信号合成为新的预失真信号， 产生与发射通道或 设备产生的非线性失真的幅度相等、 相位相反的预失真信号。
图 4是在预失真信号是三阶、 五阶和七阶预失真信号的情况下， 图 1 中产生预失真信号的步骤 120的流程图， 其中与图 2、 图 3相同的步骤采 用相同的标记， 并省略其说明。 在分别产生了三阶预失真信号和五阶预失 真信号后， 在步骤 410， 根据下变频后的输入信号、 三阶预失真信号和五 阶预失真信号计算出七阶失真信号。 由于三阶、 五阶和七阶预失真信号存 在时延的不匹配，因此除了在步骤 310对三阶预失真信号进行延时匹配外， 还要在步骤 415对五阶预失真信号进行延时匹配。 经过延时匹配的三结合 五阶预失真信号分别在步骤 205和步骤 315中进行上变频。 在步驟 420， 对七阶预失真信号进行上变频， 恢复原来的频率。 然后在步骤 425， 对上 变频后的七阶预失真信号进行幅度和相位的调整， 其幅度和相位的调整信 号也来自步骤 150中产生的控制信号。 最后在步骤 430, 将这三个预失真 信号合成为新的预失真信号， 得到与发射通道或设备产生的非线性失真的 幅度相等、 相位相反的预失真信号。
通过以上的描述可知， 采用本实施例， 可在中频或低频产生预失真信 号， 并在射频上完成预失真信号的幅度和相位调整， 可以有效消除系统中 的失真， 提高效率。 此外， 本实施例可以分别独立控制三阶、 五阶和七阶 预失真信号， 能够更好地消除失真信号， 最终达到一个最佳的预失真效果， 并且所需的预失真信号可以根据待预失真的通道和设备的特点来确定， 即 可以只需要三阶预失真信号， 或者三阶和五阶预失真信号， 或者三阶、 五 阶和七阶预失真信号， 甚至更高阶的预失真信号。 此外， 本实施例所采用 的自适应控制比较简单， 其自适应算法处理的参数是特定的物理量， 这些 物理量对结果的影响只有一个极值， 因此很容易收敛。
图 5是根据本发明的一个实施例的实现模拟预失真线性化的装置的结 构示意图。如图 5所示，该装置包括预失真处理模块 50和自适应处理模块 60, 原始输入信号通过预失真处理模块 50产生带有预失真信号的输入信 号， 输出到发射通道或设备中进行传输。 在发射通道或设备的输出端， 自 适应处理模块 60从输出的信号中提取出失真信号，并对其进行检测， 然后 自适应地调整预失真信号的幅度和相位参数。
预失真处理模块 50包括： 信号分配单元 501， 其将原始输入信号分成 两路输入信号， 其中第一路输入信号仍保持原始输入信号， 只进行延时操 作， 第二路输入信号则用于产生预失真信号； 第一延时匹配单元 502， 将 第一路输入信号进行延时匹配，以在时延上与产生的预失真信号进行匹配； 幅度调整单元 503， 可根据原始输入信号的大小， 选择相应的调整量， 并 按调整量调整第二路输入信号的幅度； 第一变频单元 504， 其将调整幅度 后的输入信号进行下变频， 将频率变到中频或低频； 预失真信号产生单元 505, 采用模拟运算电路构成， 可以在中频或低频产生预失真信号； 第一合 路单元 506， 将经过延时匹配的第一路输入信号与产生的预失真信号进行 合成， 输出到发射通道或设备。
自适应处理模块 60包括： 失真检测单元 601， 在发射通道或设备的输 出端从输出信号中提取出失真信号， 并对其进行检测； 自适应处理与控制 单元 602, 根据检测的结果， 进一步处理和分析失真信号， 产生对预失真 信号的幅度和相位进行控制的信号，以优化预失真信号的幅度和相位参数， 使检测到的失真信号最小。 · 图 5所示的实现模拟预失真线性化的装置的工作过程如下： 原始输入 信号进入预失真处'理模块 50后 , 被信号分配单元 501分成两路输入信号， 其中第一 5»入信号输入到笫一延时匹配模块 502中， 在时延上与由第二 路输入信号产生的预失真信号进行匹配， 从而保证两个信号的时延是匹配 的， 即两个信号位于同一个周期。第二 入信号则用于产生预失真信号， 首先输入信号在幅度调整单元 503中进行幅度调整， 使其幅度适合于预失 真信号产生单元 505的处理；信号幅度调整的大小由输入信号的大小确定， 可事先根据输入信号的大小和调整量建立一个对应表， 不同的输入信号调 用不同的调整量。 然后在第一变频单元 504中将信号的频率变到中频或低 频， 以便于预失真信号产生单元 505的处理。 变频后的信号输入预失真产 生单元 505中， 以产生预失真信号。 预失真信号和经过延时匹配的第一路 输入信号在笫一合路单元 506中进行合成， 然后输出到发射通道或设备中 进行发射。 在发射通道或设备的输出端， 失真检测单元 601从输出信号中 提取出失真信号，并进行检测，然后失真信号在自适应处理与控制单元 602 中进行进一步的处理和分析， 自适应地产生预失真信号的幅度控制信号以 及相位控制信号， 对预失真信号的幅度和相位进行优化调整。 此外， 自适 应处理与控制单元 602还产生对幅度调整单元 503的控制信号 A1 ,优化对 输入信号的幅度调整。 A1用于调整进入预失真电路的幅度，使其幅度最适 合预失真电路的处理，其取值和输入信号大小相关，在自适应控制处理时， 可以用 LUT表格， 不同的输入信号调用不同的 A1的值。
图 6示出了图 5中第一变频单元 504的示意图， 第一变频单元 504进 一步包括： 提供本振信号的本振信号单元 5041; 第一放大电路 5042， 对本 振信号进行放大， 驱动下面描述的混频器 5043; 混频器 5043， 对信号进行 变频， 将信号的频率变到中频或低频； 低通滤波器 5044, 将变频后的信号 进行滤波， 仅让所需的中频或低频信号通过； 第二放大电路 5045， 将滤波 后的信号进行放大。
在第一变频单元 504中， 通过设置本振信号单元 5041 , 可以得到一个 合适的本振信号， 该本振信号的频率是和中频相关的。 本振信号通过第一 放大电路 5042的放大后， 驱动混频器 5043进行变频； 经过幅度调整单元 503调整后的输入信号输入到混频器 5043中进行变频，使输入信号的频率 变到中频。 变频后的信号输入到低通滤波器 5044中进行滤波， 因为变频后 的信号的频 il^艮杂， 需要滤除干扰， 仅让所需的中频信号通过， 而对其它 频率的信号进行抑制。经过滤波后的信号通过笫二放大电路 5045放大到一 个合适的幅度， 以保证进入预失真信号产生单元 505的信号的幅度。
图 7是预失真信号产生单元 505的示意图。 预失真信号产生单元 505 包括三阶预失真信号产生单元 521， 可采用模拟运算电路实现， 其频率是 中频或低频。 三阶预失真信号产生单元 521根据输入信号计算出信号会发 生的原始三阶预失真信号， 输出到第二变频单元 522。 第二变频单元 522, 可将计算出的原始三阶预失真信号变频到输入信号原来的频率， 为了保证 频率的稳定度， 整个变频过程使用同一个本振信号。 经过变频后的信号输 出到第一幅相调整单元 523中。 第一幅相调整单元 523, 对变回到原来频 率的三阶预失真信号进行幅度和相位的调整， 其幅度和相位调整的控制信 号是自适应处理与控制单元 602输出的控制信号 A2和 P1 , 其中 A2用于 控制三阶预失真信号的幅度， P1用于控制三阶预失真信号的相位。 经过调 整的三阶预失真信号与发射通道或设备产生的非线性失真的幅度相等、 相 位相反， 从而減弱或消除发射通道或设备产生的非线性失真。 第一幅相调 整单元 523将信号输出到第一合路单元 506中。
预失真信号产生单元 505还可以包括： 五阶预失真信号产生单元 524, 可以产生原始五阶预失真信号。 原始五阶预失真信号与原始三阶预失真信 号相关， 五阶预失真信号产生单元 524根据第一变频单元 504输出的信号 和原始三阶预失真信号共同计算出原始五阶预失真信号。 由于原始三阶预 失真信号与原始五阶预失真信号存在时延的不匹配， 因此需对原始三阶预 失真信号进行延时匹配， 该操作是通过第二延时匹配单元 525实现的， 然 后将经过延时匹配的三阶预失真信号在第二变频单元 522中进行变频。 原 始五阶预失真信号在第三变频单元 526中进行变频， 恢复原来的频率， 变 频所采用的本振信号不变。 变频后的五阶预失真信号通过第二幅相调整单 元 527进行幅度和相位的调整， 其幅度和相位调整的控制信号是自适应处 理与控制单元 602输出的控制信号 A3和 P2， 其中 A3用于控制五阶预失 真信号的幅度， P2用于控制五阶预失真信号的相位。 经过调整的预失真信 号与发射通道或设备产生的非线性失真的幅度相等、 相位相反， 从而减弱 或消除发射通道或设备产生的非线性失真。 预失真信号产生单元 505中还 包括笫二合路单元 528，将第一幅相调整单元 523和第二幅相调整单元 527 输出的预失真信号合成为新的预失真信号， 输出到第一合路单元 506中。
预失真信号产生单元 505还可以包括： 七阶预失真信号产生单元 529, 根据第一变频单元 504输出的信号和原始三阶预失真信号、 原始五阶预失 真信号共同计算出原始七阶预失真信号。 相似地， 由于原始三 失真信 号、 原始五阶预失真信号与原始七阶预失真信号存在时延的不匹配， 因此 需对原始三阶预失真信号和原始五阶预失真信号进行延时匹配， 对原始三 失真信号的延时匹配通过笫二延时匹配单元 525实现， 而对原始五阶 预失真信号的延时匹配通过第三延时匹配单元 530实现， 从而实现三个预 失真信号的延时匹配。 经过延时匹配的五阶预失真信号通过第三变频单元 526进行变频。 原始七阶预失真信号在第四变频单元 531 中进行变频， 恢 复原来的频率， 输出到第三幅相调整单元 532中。 第三幅相调整单元 532 对七阶预失真信号进行幅度和相位的调整， 其幅度和相位调整的控制信号 是自适应处理与控制单元 602输出的控制信号 A4和 P3， 其中 A4用于控 制七阶预失真信号的幅度， P3用于控制七阶预失真信号的相位。 经过调整 的预失真信号与发射通道或设备产生的非线性失真的幅度相等、相位相反， 从而减弱或消除发射通道或设备产生的非线性失真。 第二合路单元 528将 第一幅相调整单元 523、 第二幅相调整单元 527和笫三幅相调整单元 532 输出的预失真信号合成为新的预失真信号， 输出到第一合路单元 506中。
对于第一幅相调整单元 523、 第二幅相调整单元 527和第三幅相调整 单元 532, 可以采用衰减器调整幅度、 移相器调整相位， 也可以采用矢量 调制器同时调整幅度和相位。
通过以上的描述可知， 本实施例采用模拟线性运算电路产生预失真信 号， 不依赖基带 I、 Q信号， 大大增加了应用的动态范围并提高了可生产 性， 同时可以相对独立地产生三阶、 五阶和七阶预失真信号； 而且模拟运 算电路实现筒单， 电磁兼容问题容易解决， 成本低。 此外， 本实施例可以 实现很宽频带的预失真处理， 如从上百兆到上 G的带宽。
图 8是根据本发明的另一个实施例的实现模拟预失真线性化的装置的 结构示意图， 其中与图 5、 图 7相同的元件采用相同的标记， 并省略其说 明。 与前述实施例中预失真信号的相位调整在预失真信号的主路上实现不 同， 在本实施例中， 预失真信号的相位调整在本振信号的移相上实现。 因 此， 在该实施例中， 预失真信号产生单元 505中还包括第一本振移相单元 541， 对本振信号进行移项和放大， 输出到第二变频单元 522, 其中移项的 控制信号是自适应处理与控制单元 602输出的控制信号 P1;第二本振移相 单元 544，对本振信号进行移项和放大， 输出到第三变频单元 526， 其中移 项的控制信号是自适应处理与控制单元 602输出的控制信号 P2;第三本振 移相单元 546, 对本振信号进行移项和放大， 输出到第四变频单元 531 , 其 中移项的控制信号是自适应处理与控制单元 602输出的控制信号 P3。此外， 还包括： 第一幅度调整单元 542， 对变频后的三阶预失真信号进行幅度调 整， 其中幅度调整的控制信号是自适应处理与控制单元 602输出的控制信 号 A2;第二幅度调整单元 545,对变频后的五阶预失真信号进行幅度调整， 其中幅度调整的控制信号是自适应处理与控制单元 602 输出的控制信号 A3； 第三幅度调整单元 547, 对变频后的七阶预失真信号进行幅度调整， 其中幅度调整的控制信号是自适应处理与控制单元 602 输出的控制信号 A4。 在本实施例中， 采用同一个本振信号。
通过以上描述可知， 采用本实施例， 预失真信号的相位调整可以在本 振上完成， 由于本振信号是单音信号， 不存在带内幅度、 相位和时延的不 平坦的缺点， 因此可以避免相位调整单元在带宽比较宽时引起的带内不平 坦， 以及在调整相位时引起的幅度变化。
本发明可以应用于非线性失真的减弱和消除， 凡是存在非线性失真的 地方均可以采用本发明。 具体的说， 本发明可以应用于移动通信系统的发 射通道或设备、数据传输系统的通道或设备以及光通信的传输通道或设备。 以上通过优选实施例并结合特定设备对本发明进行了详细的描述， 但 仅是作为示例性的说明， 本领域的技术人员应当理解， 可以在不脱离本发 明的精神的情况下， 对本发明的实施例进行替换和修改。 本发明的范围由 所附的权利要求限定。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种模拟预失真线性化方法， 其特征在于， 包括： 对输入信号进 行幅度调整， 并变频到中频或低频； 产生预失真信号； 将所述预失真信号 加入经过延时匹配处理的输入信号中一起传输； 对传输后的信号进行失真 检测， 并自适应地优化预失真信号的幅度和相位参数。
2. 根据权利要求 1所述的模拟预失真线性化方法， 其特征在于， 所 述对输入信号进行幅度调整的步骤进一步包括： 根据输入信号的大小确定 信号幅度的调整量； 按照幅度调整量调整信号的幅度。
3. 根据权利要求 1所述的模拟预失真线性化方法， 其特征在于， 所 述自适应地优化预失真信号的幅度和相位参数的步驟包括： 才艮据失真检测 结果， 对失真信号进行分析； 自适应地产生预失真信号的幅度和相位参数 的控制信号。
4. 根据权利要求 1至 3任一所述的模拟预失真线性化方法， 其特征 在于， 所述产生预失真信号的步驟进一步包括： 计算变频后的输入信号产 生的三阶预失真信号；对所述三阶预失真信号进行变频， 恢复原来的频率； 对变频后的三阶预失真信号进行幅度和相位的调整。
5. 根据权利要求 1至 3任一所述的模拟预失真线性化方法， 其特征 在于， 所述产生预失真信号的步骤进一步包括： 计算变频后的输入信号产 生的三阶预失真信号； 根据变频后的输入信号和所述三阶预失真信号计算 五阶预失真信号； 对所述三阶和五阶预失真信号进行延时匹配； 对所述两 个预失真信号进行变频， 恢复原来的频率； 对变频后的所述两个预失真信 号进行幅度和相位的调整；将所述两个预失真信号合成为新的预失真信号。
6. 根据权利要求 1至 3任一所述的模拟预失真线性化方法， 其特征 在于， 所述产生预失真信号的步驟进一步包括： 计算变频后的输入信号产 生的三阶预失真信号； 根据变频后的输入信号和所述三阶预失真信号计算 五阶预失真信号； 根据变频后的输入信号、 所述三阶失真信号和五阶失真 信号计算七阶失真信号； 将所述三阶、五阶和七阶失真信号进行延时匹配； 对所述三阶、 五阶和七阶预失真信号进行延时匹配； 对所述三个预失真信 号进行变频， 恢复原来的频率； 对变频后的所述三个预失真信号进行幅度 和相位的调整； 将所述三个预失真信号合成为新的预失真信号。
7. 一种实现权利要求 1所述模拟预失真线性化方法的装置， 包括： 分别位于通信系统的发射通道或设备输入端和输出端的预失真处理模块和 自适应处理模块； 其特征在于，
所述预失真处理模块，用于产生预失真信号并加入输入信号中， 包括： 信号分配单元， 用于将原始输入信号分成两路输入信号， 其中第二路 输入信号用于产生预失真信号；
第一延时匹配单元， 用于对第一路输入信号进行延时匹配；
幅度调整单元， 用于对所述第二路输入信号的幅度进行调整； 第一变频单元， 用于将调整幅度后的所述第二路输入信号变频到中频 或低频；
预失真信号产生单元， 用于产生预失真信号；
第一合路单元， 用于将延时匹配后的所述笫一路输入信号与所述预失 真信号进行合成；
所述自适应处理模块， 包括：
失真检测单元， 用于从输出信号中提取和检测失真信号；
自适应处理与控制单元， 用于处理和分析所述失真信号， 以优化所述 预失真信号的幅度和相位参数。
8. 根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于， 所述第一变频单元进 一步包括：
本振信号单元， 用于提供本振信号；
第一放大电路， 用于对本振信号进行放大；
混频器， 用于在所述放大电路的驱动下， 对信号进行变频；
低通滤波器， 用于滤除变频后信号中的干扰；
第二放大电路， 用于对滤波后的信号进行放大。
9. 根据权利要求 7或 8所述的装置， 其特征在于， 所述预失真信号 产生单元进一步包括：
三阶预失真信号产生单元， 用于生成原始三阶预失真信号； 第二变频单元， 用于将所述原始三阶预失真信号变频到原来的频率； 第一幅相调整单元， 用于对所述第二变频单元输出的三阶预失真信号 进行幅度和相位的调整。
10. 根据权利要求 9所述的装置， 其特征在于， 所述预失真信号产生 单元还包括：
第二延时匹配单元， 用于对所述原始三阶预失真信号进行延时匹配； 五阶预失真信号产生单元， 用于生成原始五阶预失真信号； 第三变频单元， 用于将所述原始五阶预失真信号变频到原来的频率； 第二幅相调整单元， 用于对所述第三变频单元输出的五阶预失真信号 进行幅度和相位的调整；
第二合路单元， 用于将所述第一、 第二幅相调整单元输出的预失真信 号合成为新的预失真信号； 其中，
所述第二变频单元， 用于将所述笫二延时匹配单元输出的三阶预失真 信号变频到原来的频率。
11. 根据权利要求 10所述的装置， 其特征在于， 所述预失真信号产 生单元还包括：
第三延时匹配单元， 用于对所述原始五阶预失真信号进行延时匹配； 七阶预失真信号产生单元， 用于生成原始七阶预失真信号；
第四变频单元， 用于将原始七阶预失真信号变频到原来的频率； 第三幅相调整单元， 用于对所述第四变频单元输出的七阶预失真信号 进行幅度和相位的调整； 其中，
所述第三变频单元， 用于将所述第三延时匹配单元输出的五阶预失真 信号变频到原来的频率；
第二合路单元， 用于将所述第一、 第二、 第三幅相调整单元输出的预 失真信号合成为新的预失真信号。
12. 根据权利要求 7或 8所述的装置， 其特征在于， 所述预失真信号 产生单元进一步包括：
三阶预失真信号产生单元， 用于生成原始三阶预失真信号； 第一本振移相单元， 用于对本振信号进行移项和放大；
第二变频单元， 用于将所述原始三阶预失真信号变频到原来的频率； 第一幅度调整单元， 用于对所述第二变频单元输出的三阶预失真信号 进行幅度调整。
13. 根据权利要求 12所述的装置， 其特征在于， 所述预失真信号产 生单元还包括：
第二延时匹配单元， 用于对所述原始三阶预失真信号进行延时匹配； 五阶预失真信号产生单元， 用于生成原始五阶预失真信号； 第二本振移相单元， 用于对本振信号进行移项和放大；
第三变频单元， 用于将所述原始五阶预失真信号变频到原来的频率； 第二幅度调整单元， 用于对所述第三变频单元输出的五阶预失真信号 进行幅度调整；
第二合路单元， 用于将所述第一、 第二幅度调整单元输出的预失真信 号合成为新的预失真信号； 其中，
所述笫二变频单元， 用于将所述第二延时匹配单元输出的三阶预失真 信号变频到原来的频率。
14. 根据权利要求 13所述的装置， 其特征在于， 所述预失真信号产 生单元还包括：
第三延时匹配单元， 用于对所述原始五阶预失真信号进行延时匹配； 七阶预失真信号产生单元， 用于生成原始七阶预失真信号； 第三本振移相单元， 用于对本振信号进行移项和放大；
第四变频单元， 用于将原始七阶预失真信号变频到原来的频率； 第三幅度调整单元， 用于对所述第四变频单元输出的七阶预失真信号 进行幅度调整； 其中，
所述笫三变频单元， 用于将所述笫三延时匹配单元输出的五阶预失真 信号变频到原来的频率； 所述第二合路单元， 用于将所述笫一、 第二、 第三幅度调整单元输出 的预失真信号合成为新的预失真信号。
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