专利名称：无线通信用高效发送器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及通信系统，更具体地说，涉及无线通信系统。
背景技术：
无线通信发送器的功率损耗和功率转换在历史上一直不佳。90年代初期，无线通信网络中用到的线性放大器的效率只有很少的几个百分比。最近，无线发送器实施了“少线性”放大器，该放大器利用数字线性化技术，可以达到30-40%范围内的效率。然而，即使这样的效率，现在仍然认为是不够的。例如，服务提供商和世界上各国政府对降低能耗增大了压力，并且对将来的无线发送器设定了超过40%的目标效率。达成这一目标将表明无线发送器的效率有革命性的进步，尤其是在，但并不限于，移动电话领域。理论上，能够达到该目标效率的一项技术就是所谓的LINC发送器/放大器方法(LINC 利用非线性元件的线性放大)。LINC放大器和Chireix组合器的概念是H. Chireix于19；35年提出的。LINC放大器的第一个实施的构造用到了模拟电路。尽管针对所需的信号处理的理论基础合理，但是 Chireix信号处理的数学在现实世界的实施已经证明是有困难的，并且，到目前为止，模拟 LINC放大器无法达到理论效率。采用数字信号处理硬件的新优点，有可能将LINC方法用于符合诸如CDMA、UMTS、LTE, OFDM,以及它们的组合的空中接口标准的通信信号中。然而，对于构造无线发送器用到的LINC放大器的商业实施的尝试同样无法达到理论最大效率。为获得理论效率而采用的模拟和数字方法的失败是因为，至少部分因为，LINC系统中多个通路的缺陷。缺陷包括，但不限于，群时延、增益、相位、平整度和时变负荷的相位加载/牵引。 典型情况下，采用滤波来减少乱真发射，并且，目前的架构依赖宽带过滤，在某些情况下，宽带过滤可以减少滤波器的插入损耗。图1概念性地说明了常用的LINC放大器100，该放大器具有诸如Chireix组合器的组合器105。输入信号110提供到包括信号分离器115的放大器100，其中信号分离器将输入信号110分解成两个恒包络信号120，125。放大器100的每个分支包括一个非线性放大电路130，135，用于放大相应的恒包络信号120，125。接着，放大的信号120，125送入组合器105，组合器将两个信号组合从而形成一个放大的信号140。理论上来说，恒包络信号 120,125的放大具有完全相同的增益，然后以完全相同的时延和相移传播通过放大器120 的两个分支。因此，当恒包络信号120，125在组合器105中组合时，形成了放大信号140，该信号完全是输入信号110放大后的复制。然而，实际上，LINC放大器100中的每个单元引入了些许不同的增益、时延和/或相移，可以大幅降低放大信号140的质量。图2A和图2B给出了说明由于LINC放大器中两通路之间的增益不平衡引起的重建信号降级的模拟结果。纵轴是以分贝为单位的，横轴是以兆赫为单位的。在图2A和图2B 所示的模拟中，输入信号表示为一个居于图中间、约20MHz带宽中传送的信号。信号的两翼表示传送带宽外的噪声。如图2A所示，模拟的输入信号噪声水平比传送带宽中的信号低约 80dB。该模拟假定LINC两个通路之间有0. IdB的增益不平衡。在这种情况下，图2B中所示的重组信号具有的噪声基底比传送带宽中的信号只低约10到30dB。因此，0. IdB的相对小增益不平衡大幅降低了重组放大信号的质量。
发明内容
揭示主题旨在解决以上列出的一个或多个问题的影响。下文给出了揭示主题的简化总结，以对揭示主题的某些方面有一个基本的了解。该总结并非揭示主题的详尽总览。该总结并非旨在认定揭示主题的重点或者关键元素、或者描述揭示主题的范围。其唯一目的在于，以简化形式给出一些概念，作为之后讨论的更详细描述的开端。在一种实施方式中，给出了一种LINC放大器。该放大器能够包括信号分离器和放大器电路，信号分离器把输入信号分解成恒包络信号，放大器电路用来放大恒包络信号。 放大器还能够包括组合器，用来组合放大的恒包络信号以形成输入信号放大表示的输出信号。可采用线性校正电路将增益、相位和/或时延校正应用于恒包络信号中。校正是根据输出信号的反馈部分来确定的。可采用预失真电路将非线性预失真应用于恒包络信号中。 非线性预失真是根据输出信号的反馈部分来确定的。
参考下文结合附图而进行的描述，能够理解揭示主题，附图中，相似的参考号表示相似的单元，并且在附图中图1概念性地说明了一个具有Chireix组合器的常用LINC放大器；图2A和图2B给出了说明由于LINC放大器中两通路之间的增益不平衡引起的重组信号降级的模拟结果；图3概念性地说明了一个LINC放大器的一种示例实施方式；图4概念性地说明了输入有界调幅信号分解成两个恒包络调相信号的一种示例实施方式；图5概念性地说明了一个LINC分离器的一种示例实施方式，该分离器利用模拟反馈数字地实施校准和补偿；图6和图7给出了说明误差向量幅度(EVM)对LINC放大器的两个通路中相位和增益差异依赖的模拟结果；图8概念性地说明了一个预失真块的一种示例实施方式；以及图9给出了对于诸如图3中所示的LINC放大器的放大器输出信号中噪声的模拟结果。由于揭示主题很容易有不同的修改形式和改变形式，因此，本文图中作为例子给出了特定的实施方式，并且在本文中对其进行详细描述。但是，应该明白，本文对特定实施方式的描述并非旨在将揭示主题限制在公开的特定形式上，相反，该描述旨在包括所有落入附属权利要求范围中的修改、对等和替代。
具体实施例方式说明性的实施方式描述如下。为了清楚起见，该说明书中并没有对实际实施中的所有特征进行描述。当然，应该了解的是，在任何此类实际实施方式的发展中，能够做出许多特定实施的决定，以达到开发者的目的，例如，符合系统相关的和商业相关的约束，这些约束随着实施的不同而各不相同。并且，应该了解的是，这样一个开发可能既复杂又耗时， 但是尽管如此，对于本专业内得益于该揭示的普通技术人员来说，是一项常规的工作。现在参考附图对揭示主题进行描述。图中系统描绘了不同的结构、系统和装置，其目的仅仅是为了解释说明，从而不会将本发明与本专业技术人员熟知的细节相混淆。因此， 附图包括在其中，用以描述和解释该揭示主题的说明性例子。本文用到的字和词组必须理解和解释为具有与本专业技术人员对这些字和词组的理解相一致的含义。本文中术语或词组的习惯用法旨在不包括术语和词组的特殊定义，即不同于本专业技术人员理解的普通常用的含义的定义。对于术语或词组旨在具有特殊含义(即不同于专业技术人员理解的含义)，这样的特殊定义将会在说明中以定义方式进行详细表达，该定义方式会直接明确地给出术语或词组的特殊定义。图3概念性地说明了一个LINC放大器300的一种示例实施方式。在说明的实施方式中，LINC放大器300包括一个LINC分离器305，用以接收输入信号a (t)，该输入信号为有界振幅和相位调制信号。分离器305配置用于将输入信号分成两个或多个恒包络调相信号Ul_n(t)，调相信号可被相加以重新生成有界调幅输入信号。图4概念性地说明了输入有界调幅信号a(t)分解成两个恒包络调相信号Ul_2(t) 的一种示例实施方式。在说明的实施方式中，调制信号表示为，
权利要求
1.一种放大器，包括信号分离器，用于将输入信号分解成至少两个恒包络信号； 至少两个放大器电路，用于放大所述恒包络信号；组合器，用于组合所述放大的恒包络信号，从而形成所述输入信号的放大表示的输出信号；至少两个线性校正电路，其中，每个线性校正电路配置为根据所述输出信号的反馈部分，将增益、相位、或者时延校正中的至少一个应用于恒包络信号中的相应一个，其中先于所述恒包络信号的放大而应用所述校正；以及至少两个预失真电路，其中，每个预失真电路配置为根据所述输出信号的反馈部分，将非线性预失真应用于恒包络信号中的相应一个，其中先于所述恒包络信号的放大而应用所述校正。
2.如权利要求1中所述的放大器，其中，所述信号分离器配置为产生控制信号，用来针对最大增益、最大功率或电压中至少一个设定参数，并且，其中所述参数是根据所述至少两个放大器电路的类型来确定的。
3.如权利要求1中所述的放大器，其中，每个线性校正电路配置为应用所述至少一个增益、相位、或时延校正，其选择为最小化误差向量幅度，该误差向量幅度是波形质量度量， 其用来测量组合器的所述输出信号和所述输入信号之间的差异。
4.如权利要求3中所述的放大器，其中，所述放大器包含至少两个滤波器，用以对预失真之后的所述恒包络信号进行滤波，并且，其中每个预失真电路配置为应用非线性预失真， 以校正所述至少两个滤波器引入的相位损害。
5.一种方法，包括将输入信号分解成至少两个恒包络信号；根据反馈信号，将线性增益、相位、或者时延校正中的至少一个应用于每个恒包络信号中；根据所述反馈信号，将非线性预失真应用于每个恒包络信号中； 在将所述线性校正和所述非线性预失真应用于所述恒包络信号之后，放大所述恒包络信号；以及组合所述放大的恒包络信号，从而形成输出信号，其中，所述输出信号的一部分用来产生所述反馈信号。
6.如权利要求5中所述的方法，包含产生控制信号，用来针对最大增益、最大功率或电压中的至少一个设定参数，并且，其中所述参数是根据用于放大所述恒包络信号的至少两个放大器电路的类型来确定的。
7.如权利要求5中所述的方法，其中，应用所述至少一个增益、相位、或时延校正包含确定所述至少一个增益、相位、或时延校正，使得误差向量幅度最小化，该误差向量幅度是波形质量度量，其用来测量组合器的所述输出信号和所述输入信号之间的差异。
8.如权利要求7中所述的方法，其中，应用所述非线性预失真包含确定非线性预失真， 以校正非线性相位超前/滞后。
9.如权利要求8中所述的方法，包含在预失真之后并且在组合所述放大的恒包络信号之前，对所述放大的恒包络信号进行滤波，并且，其中应用所述非线性预失真包括应用所述非线性预失真以校正对所述放大的恒包络信号进行滤波而引入的相位损害。
全文摘要
本发明给出了一种用于无线发送器的放大器。在一种实施方式中，所述放大器包括一个信号分离器，用于将一个输入信号分解成恒包络信号；和放大器电路，用于放大恒包络信号。放大器还包括一个组合器，用于组合所述放大的恒包络信号，从而形成一个所述输入信号放大表示的输出信号。使用线性校正电路来向恒包络信号应用增益、相位、和/或时延校正。校正是根据所述输出信号的反馈部分来确定的。利用预失真电路将一个非线性预失真应用于所述恒包络信号。所述非线性预失真是根据所述输出信号的反馈部分来确定的。
文档编号H03F1/32GK102460956SQ201080027125
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月1日 优先权日2009年6月18日
发明者W·洪查伦科 申请人:阿尔卡特朗讯