用于以降低的过采样输出比来进行数字预失真的方法和装置与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月28日在美国专利商标局提交的发明申请no.15/688,766的优先权和权益，其全部内容通过援引如同在下文全面阐述那样且出于所有适用目的纳入于此。

本发明一般涉及无线通信系统，尤其涉及用于数字预失真(dpd)的方法和装置。

背景

信号传送设备(诸如在无线通信中使用的那些设备)通常包括用于用足够的功率来放大射频(rf)信号以供经由一个或多个天线无线传送到远程设备的功率放大器(pa)。出于功率效率目的，施加于pa的输入rf信号被设为一功率电平以便尽可能接近饱和地驱动pa。然而，这导致由pa产生的输出信号中的失真。经常采用数字预失真(dpd)来减少pa的输出信号中的失真。本公开涉及降低与dpd相关联的功耗和复杂性。

概述

本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括：处理系统，其被配置成：通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号，第一采样率高于第二采样率；通过对第一信号进行预失真来生成第三信号；以及通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号，第三采样率低于第一采样率；以及接口，被配置成输出第四信号以供传输。

本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括：通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号，第一采样率高于第二采样率；通过对第一信号进行预失真来生成第三信号；通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号，第三采样率低于第一采样率；以及输出第四信号以供传输。

本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装备。该装备包括：用于通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号的装置，第一采样率高于第二采样率；用于通过对第一信号进行预失真来生成第三信号的装置；用于通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号的装置，第三采样率低于第一采样率；以及用于输出第四信号以供传输的装置。

本公开的某些方面提供了一种计算机可读介质，其上存储有指令以用于：通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号，第一采样率高于第二采样率；通过对第一信号进行预失真来生成第三信号；通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号，第三采样率低于第一采样率；以及输出第四信号以供传输。

本公开的某些方面提供一种无线节点，包括：处理系统，其被配置成：通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号，第一采样率高于第二采样率；通过对第一信号进行预失真来生成第三信号；以及通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号，第三采样率低于第一采样率；以及发射机，其被配置成传送第四信号。

本公开的某些方面还提供了用于执行本文描述的操作的各种其他装置、方法和计算机可读介质。

附图简述

图1是解说根据现有技术的装备成用于数字预失真(dpd)的发射机的框图。

图2是解说也根据现有技术的图1的发射机的dpd组件的框图。

图3是解说根据本公开的各方面的装备成用于降低的输出采样率的dpd的示例性发射机的框图。

图4是解说根据本公开的各方面的供与图3的发射机联用的示例性dpd组件的框图。

图5是进一步解说根据本公开的各方面的图3的发射机的示例性dpd组件的框图。

图6是解说根据本公开的各方面的供与图3的发射机联用的示例性多相dpd组件的框图。

图7是解说针对其中根据本公开的各方面应用dpd的示例以及其中未应用dpd的示例的因变于频率的示例性发射机输出信号的曲线图。

图8解说了根据本公开各方面的可由具有输出采样率降低的dpd的发射机执行的示例性操作。

图9解说了根据本公开各方面的可由输出采样率降低的dpd设备执行的示例性操作。

图10解说了根据本公开各方面的可由采用多相滤波的输出采样率降低的dpd设备执行的示例性操作。

图11解说了可在其中实现本公开的诸方面的示例性无线通信网络。

图12解说了可在其中实现本公开的诸方面的示例性无线设备。

图13解说了根据本公开的各方面的可由图12的无线设备执行的示例性操作。

图14解说了根据本公开的各方面的可被用于实现图13的操作的示例性组件。

图15解说了根据本公开的各方面的可被用于实现图13的操作的其它示例性组件。

图16解说了根据本公开的各方面的可被用于控制发射机以执行图13的操作的示例性计算机可读介质指令。

详细描述

本公开的各方面涉及提供供在无线发射机内使用的数字预失真(dpd)设备，该无线发射机准许使用以接近数字基带输入信号的带宽的时钟速率操作的数模(dac)和模数(adc)转换器以便例如允许显著地降低传送设备中的功耗和复杂性。这可以通过本文描述的输出速率降低的dpd设备来达成。在一些示例中，输出速率降低的dpd主要被适配成比带外失真更多地减少输出信号的带内失真。

以下参照附图更全面地描述本公开的各种方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。相反，提供这些方面是为了使得本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会，本公开的范围旨在覆盖本文中所披露的本公开的任何方面，不论其是与本公开的任何其他方面相独立地实现还是组合地实现的。例如，可使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本公开的各种方面的补充或者另外的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的此类装置或方法。应当理解，本文中所披露的本公开的任何方面可由权利要求的一个或多个元素来实施。

尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限于特定益处、用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。

信号传送设备(诸如在无线通信中使用的那些设备)通常包括用于以足够的功率放大射频(rf)信号以供经由一个或多个天线无线传送到远程设备的功率放大器(pa)。尽管pa在远离饱和的较低放大水平可以是相当线性的，但pa在饱和或接近饱和之处可能变得相当非线性。对于功率效率并非至关重要的应用，可以通过使pa从饱和状态退避到线性领域来避免非线性。对于无线通信，功率效率经常是相当重要的，因此施加于pa的输入rf信号被设为一功率电平以便尽可能接近饱和地驱动pa。

尽管接近饱和地驱动pa提高了功率效率，但这还能由于pa的非线性而显著地使来自该pa的输出信号失真，尤其是在输入rf信号具有在无线通信中常见的高峰均功率比(papr)时。所得信号失真具有两个主要分量：带内分量和带外分量。带内失真可导致带内信号分量的差错向量幅值(evm)增大。带外失真可导致对毗邻信道传输的污染或干扰，即毗邻信道干扰(aci)。

为了尽可能接近饱和地操作pa以达到功率效率目的，同时还减少pa的输出信号的失真，许多无线发射机采用数字预失真(dpd)。利用dpd，pa对输出信号的非线性效应被建模，并且逆失真被应用于基带数字信号，以使得由pa接近饱和时的非线性引入的任何后续失真可以绝大部分被抵消。以此方式，与没有dpd的发射机相比，可以减少从饱和退避的程度，由此在不引入显著信号失真的情况下提高功率效率。

图1解说了包括闭环dpd设备102(即，具有反馈的dpd设备)的示例性无线rf传送设备100。来自信号源104的基带数字信号被施加到dpd102。dpd102将基带数字信号上采样至例如基带信号带宽的五倍，然后应用预失真以校正所传送的最终输出信号的失真。更具体地，由dpd102生成的经预失真的上采样信号被施加到数模转换器(dac)106，该dac106使用频率至少比基带信号带宽高五倍的时钟来将该经预失真信号转换为模拟信号，dac106的时钟由本地振荡器(lo)108生成。从dac106输出的模拟信号由上变频器110进行上变频以产生rf信号。然后，由pa112放大rf信号以生成输出信号以供施加到天线114，该天线114用于将信号辐射到自由空间，以便例如将数据从一个无线设备传送到另一个无线设备。

由pa112提供的输出信号的一部分被采样(经由方向耦合器，未示出)并且被反馈到下变频器116。下变频器对反馈信号进行下变频以生成基带反馈信号，该基带反馈信号被施加到模数转换器(adc)118。adc118以比原始基带信号带宽高五倍的时钟速率将基带反馈模拟信号转换为基带反馈数字信号。lo108也为adc118生成时钟。来自adc118的反馈数字信号被施加到dpd训练模块120，dpd训练模块120还直接从dpd120接收反馈。dpd训练模块120对pa输出信号的带内和带外失真进行建模，并生成或自适应地调整dpd102的预失真系数。dpd102基于预失真系数来如上所述地对基带数字信号进行预失真以减少最终输出信号的失真。

图2是可以在图1的发射机中使用的示例性dpd102的框图。dpd102包括上采样器(1:m)202、低通滤波器(lpf)204以及预失真模块206。预失真模块206包括如图所示连接的n+1个乘法器2080-208n、n个内核2101-210n以及加法器212。上采样器202对输入基带数字信号进行过采样，例如以比基带数字输入信号的带宽高5倍(通过使用适当的m值)的因子来进行过采样。在基带处于2ghz的示例中，上采样信号则是10ghz。lpf204被配置为基本上消除上采样信号的由上采样器203的过采样操作产生的任何副本。过采样信号被施加到n+1个乘法器208的相应第一输入。预失真系数b0至bn(最初由dpd训练模块在图2中未示出的预处理规程中生成)被应用于n+1个乘法器208的相应第二输入。第零个乘法器2080的输出被直接应用于加法器212的一个输入。其他乘法器2081-208n的输出分别被应用于内核2101-n的输入。内核2101-210n的输出被应用于加法器212的相应输入。加法器212输出经预失真的上采样信号，该信号被施加到dac的输入(如图1中)。

包括dpd102的发射机设备100的可能缺点是从dpd102输出的经预失真信号处于过采样率(例如，是基带输入信号带宽的五倍的速率)。由于经预失真信号随后被施加到dac，因此dac需要能够正确地处理高速率经预失真信号。对于上采样信号在10ghz的示例，dpd的输出同样在10ghz，因此dac应能够以该高速率恰当地操作。adc也应能够以该高速率恰当地操作。dac和adc对经过采样信号的处理因此可能消耗相当大的功率，并且可能需要复杂的硬件来处置高速率信号的大带宽。在开环dpd发射机(即，不包括反馈特征的发射机(诸如图1的组件116、118和120)中也可能出现类似的缺点。对于开环dpd，在发射机处于使用中时预失真系数不由发射机自适应地调整。而是使用预定系数，这些预定系数是使用工厂校准来预校准的。

输出速率降低的dpd的说明性装置示例

本文描述的示例性dpd有助于消除向射频(rf)无线发射机的dac和adc提供经高度过采样信号的需要。在一些标准dpd中，采用是数字基带信号带宽的至少五(5)倍的过采样来帮助减少带外失真。然后，dac和adc以对应于dpd的过采样率的时钟速率(例如，信号带宽的五倍)操作，这在功耗和电路空间方面可能具有重大缺点。

利用这里描述的输出速率降低的dpd，从dpd设备输出到dac的经预失真数字信号可以具有小于数字基带输入信号的带宽的1.5倍的采样率，即使在dpd以是数字基带输入信号带宽五倍的过采样率操作的情形中亦是如此。这允许dac(以及接收反馈rf信号的任何adc)以更接近基带信号带宽的时钟速率操作，这可以显著降低传送设备的功耗和复杂性。

在dpd以上采样比5进行过采样的一个示例中，施加到dac的信号的过采样比可以被设置为仅1.32，而同时仍然提供可靠的数模转换。在该示例中，如果到发射机的基带输入信号的带宽是2ghz，则dac仅以2.64ghz操作，与否则需要以10ghz操作以便容适来自常规dpd的高速率输出信号的dac相比，这可以提供功耗和设计复杂性的显著降低。

显然，过采样仍然被用于生成高采样率信号(例如，x5)以用于由本文所述的dpd进行内部处理，以允许dpd高效地减少最终传送的rf信号的带内失真，从而减小差错向量幅值(evm)。然而，这里描述的输出速率降低的dpd的输出处在比dpd内部处理的信号的采样率低得多的采样率，并且因此dac(以及其他下游组件，诸如反馈adc)不需要以相同的高采样率操作。这里描述的dpd被称为“输出采样率降低的dpd”，因为从dpd输出到诸如dac之类的下游组件的信号的采样率相对于输入或内部dpd采样率降低了。

这里描述的一些特征可以特别适用于可以容忍输出信号有相当大量的带外失真的情形。例如，如果传送设备的频谱掩模要求具有宽松的规范，则在本文描述的至少一些示例中，dpd被配置为主要校正带内失真，而容忍更大量的带外失真。

图3是包括具有降低的输出采样率的dpd304的示例性发射机300的高级框图。除了dpd304之外，发射机300可以与以上讨论的发射机100相同，因此发射机300的绝大多数组件在本节中将仅被简要描述。来自信号源302的数字基带信号被施加到dpd304。dpd304包括以下组件：(1)将输入基带数字信号的采样率提高至基带信号带宽的m倍(即，它按m:1对输入信号进行上采样)；(2)对上采样信号应用预失真以减少发射机的最终rf输出信号的失真；(3)将经预失真信号的采样率降低回原始速率(即，按1:m对经预失真信号进行下采样)。m可以例如设置为五(5)，但是可以设置为其他值，这取决于特定系统的需求和容差，诸如3到10范围内的值，即信号被过采样达至少三(3)倍，更高的m值通常产生更好的带内失真校正。

然后，从dpd304输出的经预失真数字信号被施加到dac306，dac306可以以接近或恰好高于基带信号带宽(例如，仅为基带带宽的1.32倍)的时钟速率操作。dac306将经预失真数字信号转换为模拟信号，dac306的时钟由本地振荡器(lo)308产生。从dac306输出的信号由rf上变频器310进行上变频以产生rf信号，然后由pa312放大该rf信号以生成最终输出信号以供施加到天线314或其他发射机。

由pa312提供的输出信号的一部分被采样并反馈到rf下变频器316。下变频器对反馈rf信号进行下变频以生成基带反馈信号，该基带反馈信号被施加到adc318，adc318将该基带反馈模拟信号转换为基带反馈数字信号。如同dac306，adc318可以以接近或恰好高于基带信号带宽(例如，仅为基带带宽的1.32倍)的时钟速率操作。来自adc318的反馈数字信号被施加到dpd训练模块320，dpd训练模块320还直接从dpd304接收反馈。dpd训练模块320对最终输出信号的失真进行建模，并生成或自适应地调整预失真系数。dpd304使用最新的一组预失真系数来对基带数字信号进行预失真，以减少或校正最终输出信号的带内和带外失真，或者在一些示例中仅仅带内分量。

注意，图3解说了闭环dpd发射机。本公开的各方面也可以在开环dpd发射机内实现。对于开环dpd，发射机不包括反馈特征(诸如图1的组件316、318和320)。对于开环dpd，当在操作中时不由发射机自适应地调整预失真系数。而是使用工厂校准规程来预先校准系数，并且将预定系数存储在发射机内以供在实际设备操作期间使用。

图4是供在图3的发射机中使用的示例性dpd设备400的框图。dpd设备400的输入处理部分包括第一采样率转换器402和第一低通滤波器(lpf)404。dpd模块406包括如图所示连接的乘法器408、内核410和加法器412，以用于应用预失真。dpd400设备的输出处理部分包括第二lpf414和第二采样率转换器416。

第一采样率转换器402被配备或配置成提高基带数字输入信号的采样率，即，它将输入信号上采样例如五倍。上采样准许dpd设备对信号应用更准确的预失真(与没有上采样的类似dpd相比)，以更好地减少功率放大器的输出信号的带内失真。第一lpf404对上采样信号进行低通滤波达足以从上采样信号中移除所有或绝大多数信号副本的量(使用下面讨论的特定截止比)。然后将上采样信号施加到预失真模块406，预失真模块406使用一组乘法器408、内核410和加法器412，基于如前所述的预失真系数b0到bn来对数字信号应用预失真。

经预失真数字信号被施加到第二lpf414，第二lpf414从该预失真数字信号中基本上移除带外信号分量(使用下面讨论的截止比)。这样做以使得由图3的dac306执行的后续向模拟的转换不会导致带外分量折叠回到带内并由此破坏带内信号。否则，数模转换会导致带外分量摺叠到带内分量中，因为预失真模块406处的经预失真数字信号的采样率处于远高于图3的dac306将数字信号转换为模拟信号的速率(因为dac以低得多的速率操作，例如基带带宽的1.32倍，而不是带宽的5倍)的速率。

在经预失真信号的带外信号分量被lpf414基本上移除之后，第二采样率转换器416将采样率降低回到其原始采样率，例如它将信号下采样达等于先前上采样的量。这允许图3的dac306以接近或恰好高于原始基带信号的采样率操作(例如，在原始信号的采样率的1到1.5倍的范围内)。因此，与图1和图2的dac相比，dac设计不需要改变，因为它以与基带信号带宽相似的速率或恰好略高的速率操作。与图1和图2的使用被配置为以高得多的时钟速率操作的dac和adc的设备相比，这允许发射机消耗比否则可能需要的功率少得多的功率并且降低dac(以及任何反馈adc)的复杂性。

为了达成准确的预失真，推荐由预失真模块406对显著过采样的基带数字信号进行操作，因此使用第一采样率转换器402来实现这种过采样(例如，1:m上采样，其中m＝5)。然而，在一些系统中，可能不希望以如此高的速率对信号进行过采样。在这种情形中，可以执行并行处理，以使得每个并行预失真模块以大约输入基带数字信号的采样率操作。然后组合来自并行处理的经处理信号以达成类似于图4中执行的预失真。(下面结合图6讨论该替代实现)。

图5是解说供在图3的发射机中使用的图4的示例性dpd设备的进一步细节的框图。图5的dpd设备500包括：上采样器(1:m)502、第一(dpd前)lpf(lpf1)504，以及包括n+1个乘法器5080-508n、n个内核5101-510n和加法器512的dpd模块506，如图所示地连接。预失真模块506包括第二(dpd后)lpf(lpf2)514和下采样器(m:1)516。上采样器(1:m)502以相对较高的上采样率(例如1:5)对输入基带数字信号进行上采样以产生更准确的预失真，以便更好地减少功率放大器的输出信号的带内失真。例如，可以通过按m-1提供零填充来达成上采样。第一lpf504从过采样信号中移除(或“清除”)信号副本。例如，lpf504可以采用π/m的截止比。

然后将过采样信号施加到dpd模块506，dpd模块506使用n个并行乘法器5080-508n、n个并行内核5101-510n和加法器512(以组合n个单独馈送)，基于预失真系数b0到bn来执行对基带数字信号的预失真。经预失真数字信号然后被施加到第二lpf514，第二lpf414从该经预失真数字信号中基本上移除带外信号分量。例如，lpf514可以使用π/(osfxm)的截止比来清除带外发射，其中过采样因子(osf)是系统时钟速率与输入到lpf514的信号的带宽之间的比率。如上所述，在没有第二lpf滤波器(lpf514)的情况下，由于系统的采样率有限，因此带外发射可能会摺叠到“带内”，并由此导致高evm，破坏了带内信号。在由lpf514移除了经预失真信号的带外信号分量之后，下采样器(m:1)516将信号下采样回到其原始采样率。如已经讨论过的，这允许dac306(图3)以与原始基带信号基本相同的采样率操作(例如，不超过原始基带速率的1.5倍，或者在一些示例中是1.32x)。

如上所述，在一些系统中，可以容忍更大量的带外噪声。在这样的系统内，dpd模块506和lpf滤波器514可以被配置为比带外滤波更强调带内滤波。例如，lpf滤波器514可以被配置为提供对带外分量稍少的滤波(尽管仍然应该提供足够的滤波以防止其中带外发射否则可能破坏带内信号的上述问题)。在一些示例中，dpd模块506所使用的特定系数可以被适配成强调减少带内失真而不是带外失真(特别是因为现在采用单独的带外lpf滤波器514)。

还要注意，在一些系统中，以高速率对信号进行过采样可能是不合乎需要的，因此用一组并行预失真模块执行并行处理，每个并行预失真模块以大约输入基带数字信号的采样率操作。然后组合来自并行处理的经处理信号以便以更高的过采样率达成类似于图5中执行的预失真。

图6是提供合适的并行预失真处理的示例性多相dpd设备600的框图。dpd设备600包括解复用器(“demux”)604，其具有接收输入基带数字信号的输入(经受由处于输入基带数字信号的采样率的时钟信号驱动的模m计数器606)以及耦合到第一组多相滤波器6081-608m的输入的一组m个输出，其中例如m同样为5。因此，在该配置中，输入信号值以循环方式被相继地提供给m个多相滤波器6081-608m。多相滤波器6081-608m将输入信号共同分解为具有1/m的有效采样率的m个信号。这m个信号被施加到相应的dpd模块6121-612m，这些dpd模块基于预失真系数b0到bn将相应的预失真应用于相应的m个信号。

预失真模块6121-612m的输出处的经预失真信号被施加到第二组m个多相滤波器6161-616m。这些多相滤波器基本上移除每一个信号的带外分量。同样，如以上所讨论的，这防止在经预失真的基带数字信号被图3的发射机设备的dac转换成模拟信号时带外分量被折叠回到带内。多相滤波器6161-616m的输出处的经滤波的预失真信号被施加到复用器(“mux”)618的相应m个输入。mux618基于由处于与输入基带数字信号相同的采样率的时钟驱动的第二模m计数器620生成的信号来复用来自多相滤波器6161-616m的输出的m个信号。经复用信号则是施加到图3的作为整个发射机设备的一部分的用于转换为模拟的dac306的经预失真数字信号。注意，利用图6的多相实现，就不使用单独的上采样器和下采样器(如图5的实现中那样)。

因此，利用dpd设备600，通过采用并行处理，避免了对在dpd设备500中使用的输入基带数字信号的高过采样。注意，dpd模块6121-612m中的每一个可以以与图5的dpd模块506相同的方式操作，即每个dpd模块都包括乘法器、内核和加法器，如已经描述的。还注意，当采用多相滤波器时，不使用单独的lpf，因为多相滤波器可被配备成执行相同的功能。在其它示例中，可能使用单独的lpf。

图7是针对其中使用本文描述的技术来应用dpd的第一示例702以及其中未应用dpd的第二示例704的因变于频率(相对于被示为0hz的中心频率)的发射机输出信号(以db为单位)的示例性曲线图700。对于这两种情形，作为pa饱和功率与平均输出功率之比的退避(bo)约为7.2db。信号带宽(bw)是4ghz。该系统和dac采样率是5.28ghz。osf是1.32。曲线图的中心部分是带内信号。旁侧部分表示带外信号。曲线图示出dpd情形的evm与非dpd情形相比显著改善，因为dpd曲线图702中就在中心带内部分之外处存在明显凹口，其原本绝大部分是平坦的更具体地，对于dpd情形，与非dpd情形的发射evm(其为-22.7db)相比，发射evm仅为-34db。凹口的宽度是0.64ghz。

输出速率降低的dpd规程的说明性方法示例

图8概述了用于使用图3的发射机或类似配备的发射机来传送信号的无线通信方法800。简言之，在802，从信号源(例如，其中安装了发射机的无线设备的其他组件)输入基带数字信号。在804，将基带数字信号施加到dpd，该dpd被配备成(1)将输入基带数字信号的采样率提高到适于应用预失真以校正至少带内失真的过采样率；(2)对经过采样信号应用预失真以减少发射机的最终rf输出信号的失真(原本会由于发射机的功率放大器接近饱和时的非线性而产生)；以及(3)将经预失真信号的采样率降低回到原始基带速率。在806处，来自dpd的经预失真信号被施加到dac以将经预失真信号转换为模拟信号，该dac以接近或恰好高于基带信号的带宽的时钟速率操作。在808，模拟信号从dac被输出到上变频器以产生rf信号，然后由发射机的一个或多个pa放大该rf信号以生成rf输出信号以供施加到发射天线以传送到自由空间。在810处，rf输出信号的一部分被反馈到下变频器以对反馈信号进行下变频以生成基带反馈信号，该基带反馈信号被施加到adc以将基带反馈模拟信号转换为基带反馈数字信号以供用于调整预失真系数以改进失真校正。

图9概述了用于使用图4和5的预失真模块或类似配备的设备来对信号进行预失真的方法900。图9的操作可对应于图8的框804。简言之，在902，按1:m对输入基带数字信号进行上采样，其中m是例如5。在904，使用第一低通滤波器来对上采样信号进行滤波以使用例如π/m的截止比来移除或清除过采样信号中的信号副本。在906处，经滤波的上采样信号被分成n+1个流或馈送(例如，馈送0……n)，其中信号馈送0……n中的每一者被施加到一组n+1个乘法器0……n中的相应乘法器以将该信号乘以一组n个预失真系数(b0...n)中相应的一个预失真系数。在908处，将除了第0个乘法器之外的所有乘法器的输出应用于相应的预失真内核0……n以生成一组n个信号，以供使用还接收第0个乘法器(即，乘法器0)的输出的加法器进行组合以产生组合预失真信号。在910，使用第二低通滤波器来对组合预失真信号进行滤波以便使用例如π/(osfxm)的截止比来从经预失真数字信号中基本上移除带外信号分量，其中osf是系统时钟速率与输入到第二lpf的信号的带宽之间的比率。在912处，按m:1对所得信号进行下采样以将信号恢复到其原始采样率，并且将下采样信号输出到发射机的dac(以供由发射机的其他组件进一步处理，如已经描述的)。

图10概述了用于使用图6的多相预失真模块或类似配备的设备来对信号进行预失真的方法1000。图10的操作也可对应于图8的框804。简言之，在1002，输入基带数字信号被解复用成m个信号以便以循环方式将信号值应用于一组m个多相滤波器，这受制于由处于输入基带数字信号的采样率的时钟信号驱动的模m计数器，其中例如m是5。在1004，使用m个多相滤波器来对经解复用的信号进行滤波以将输入信号分解为m个信号，每个信号具有1/m的有效采样率。在1006，使用相应的预失真模块来将一组n+1个预失真系数应用于每个上采样信号，以减少传送设备的最终输出信号的失真。在1008处，使用另一组m个多相滤波器来对所得到的m个信号进行滤波，以基本上移除这m个信号中的每一个信号的带外分量。在1010，基于由处于与输入基带数字信号相同的采样率的时钟驱动的第二模m计数器生成的信号来复用这m个信号以将该信号恢复到其原始采样率，然后将该信号输出到发射机的dac(用于由该发射机的其他组件进一步处理，如已经描述的)。

无线通信系统的说明性示例

本文所描述的各技术可用于各种宽带无线通信系统，包括基于正交复用方案的通信系统。此类通信系统的示例包括空分多址(sdma)、时分多址(tdma)、正交频分多址(ofdma)系统、单载波频分多址(sc-fdma)系统等。sdma系统可利用充分不同的方向来同时传送属于多个用户终端的数据。tdma系统可通过将传输信号划分在不同时隙中、每个时隙被指派给不同的用户终端来允许多个用户终端共享相同的频率信道。ofdma系统利用正交频分复用(ofdm)，这是一种将整个系统带宽划分成多个正交副载波的调制技术。这些副载波也可以被称为频调、频槽等。在ofdm下，每个副载波可以用数据独立调制。sc-fdma系统可以利用交织式fdma(ifdma)在跨系统带宽分布的副载波上传送，利用局部式fdma(lfdma)在由毗邻副载波构成的块上传送，或者利用增强式fdma(efdma)在多个由毗邻副载波构成的块上传送。一般而言，调制码元在ofdm下是在频域中发送的，而在sc-fdma下是在时域中发送的。

本文中的教导可被纳入各种有线或无线装置(例如，节点)中(例如，在其内实现或由其执行)。在一些方面，根据本文中的教导实现的无线节点可包括接入点或接入终端。

接入点(“ap”)可包括、被实现为、或被称为b节点、无线电网络控制器(“rnc”)、演进型b节点(enb)、基站控制器(“bsc”)、基收发机站(“bts”)、基站(“bs”)、收发机功能(“tf”)、无线电路由器、无线电收发机、基本服务集(“bss”)、扩展服务集(“ess”)、无线电基站(“rbs”)、或其他某个术语。

接入终端(“at”)可包括、被实现为、或被称为订户站、订户单元、移动站(ms)、远程站、远程终端、用户终端(ut)、用户代理、用户设备、用户装备(ue)、用户站、或其他某个术语。在一些实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“sip”)话机、无线本地环路(“wll”)站、个人数字助理(“pda”)、具有无线连接能力的手持式设备、站(“sta”)、或连接到无线调制解调器的其他某种合适的处理设备。因此，本文中所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、平板设备、便携式通信设备、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、全球定位系统(gps)设备、或被配置成经由无线或有线介质来通信的任何其他合适的设备中。在一些方面，节点是无线节点。此类无线节点可例如经由有线或无线通信链路来为网络(例如，广域网(诸如因特网)或蜂窝网络)提供连通性或提供至该网络的连通性。

图11解说了其中可实践本公开的各方面的具有接入点和用户终端的多址多输入多输出(mimo)系统1100。例如，接入点1110或用户终端1120可以包括具有如上所述配置的dpd设备的发射机。为简单起见，图11中示出仅一个接入点1110。接入点一般是与各用户终端通信的固定站，并且也可称为基站或其他某个术语。用户终端可以是固定的或者移动的，并且也可被称作移动站、无线设备、或其他某个术语。接入点1110可在任何给定时刻在下行链路和上行链路上与一个或多个用户终端1120通信。下行链路(即，前向链路)是从接入点至用户终端的通信链路，而上行链路(即，反向链路)是从用户终端至接入点的通信链路。用户终端还可与另一用户终端进行对等通信。系统控制器1130耦合至各接入点并提供对这些接入点的协调和控制。

尽管以下公开的各部分将描述能够经由空分多址(sdma)来通信的用户终端1120，但对于某些方面，用户终端1120还可包括不支持sdma的一些用户终端。因此，对于此类方面，ap1110可被配置成与sdma用户终端和非sdma用户终端两者通信。此办法可便于允许较老版本的用户终端(“旧式”站)仍得以部署在企业中以延长其有用寿命，同时允许在认为恰当的场合引入较新的sdma用户终端。

sdma系统可以是时分双工(tdd)系统或频分双工(fdd)系统。对于tdd系统，下行链路和上行链路共享相同频带。对于fdd系统，下行链路和上行链路使用不同频带。mimo系统1100还可利用单载波或多载波进行传输。每个用户终端可装备有单个天线(例如为了抑制成本)或多个天线(例如在能够支持附加成本的场合)。如果各用户终端1120通过将传送/接收划分成不同时隙、每个时隙被指派给不同用户终端1120的方式来共享相同频率信道，则系统1100还可以是tdma系统。

图12解说了其中可实践本公开的各方面且可在mimo系统1100内采用的无线设备1202中可利用的各种组件。无线设备1202是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。无线设备1202可以是接入点1110或用户终端1120。

无线设备1202可包括处理器1204，其控制无线设备1202的操作。处理器1204也可被称为中央处理单元(cpu)。存储器1206(其可包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram))向处理器1204提供指令和数据。存储器1206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(nvram)。处理器1204通常基于存储器1206内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器1206中的指令可被执行以实现本文所描述的方法。处理器1204可以例如指导各附图的各种流程图的所有或一些操作以实现dpd或其他特征。

无线设备1202还可包括外壳1208，该外壳1208可包括发射机1210和接收机1212以允许在无线设备1202和远程位置之间进行数据的传送和接收。发射机1210和接收机1212可被组合成收发机1214。单个或多个发射天线1216或其它发射机可被附连到外壳1208并且电耦合至收发机1214。无线设备1202还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机、以及多个收发机。可以如上所述配备或配置发射机120以执行各种流程图的操作。

无线设备1202还可包括信号检测器1218，其可被用于力图检测和量化由收发机1214接收到的信号电平。信号检测器1218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类的信号以及其它信号。无线设备1202还可包括用于处理信号的数字信号处理器(dsp)1220。无线设备1202的各个组件可由总线系统1222耦合在一起，该总线系统1222除了数据总线之外还可包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。

示例性操作和装置的概述

图13概述了根据本公开的某些方面的可由一装置执行的用于对信号应用预失真的示例性方法1300。简言之，方法1300包括通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号，第一采样率高于第二采样率(框1302)。方法1300进一步包括通过对第一信号进行预失真来生成第三信号(框1304)。另外，方法1300包括通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号，第三采样率低于第一采样率(框1306)。方法1300还包括输出第四信号以供传输(框1308)。

第四信号然后可被输出至dac或其它下游设备，以允许该dac或其它下游设备以比在该下游设备改为需要以应用预失真的提高的速率(即，第一经预失真数字信号的速率)操作的情况下原本需要的速率更低的速率操作。在上述一些示例中，下游dac可以以2.64ghz而不是10ghz操作。即，dac可以被设计成以相对接近于数字基带输入信号的带宽的时钟速率而不是高得多的速率操作，相比于需要配备成以10ghz操作的dac的发射机，这可以显著降低传送设备的功耗和复杂性。在一些示例中，第二信号是数字基带输入信号，第一信号是速率提高的数字输入信号，第三信号是第一经预失真数字信号，第四信号是第二经预失真数字信号。

图14概述了根据本公开的某些方面的具有可被用于对信号应用预失真的组件的示例性装置或设备1400。简言之，该装置或设备1400包括处理系统1402，其被配置为通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号，第一采样率高于第二采样率；通过对第一信号进行预失真以生成第三信号；以及通过将第三信号转换为第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号，第三采样率低于第一采样率。装置1400进一步包括被配置成输出第四信号以供传输的接口1404。

以上所描述的方法的各种操作可由能够执行相应功能的任何合适的装置来执行。这些装置可包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(asic)、或处理器。一般而言，在存在附图中解说的操作的场合，这些操作可具有带相似编号的相应配对装置加功能组件。

例如，图13的方法1300的各个操作可对应于图15中解说的装备1500的各个装置，装备1500的各个装置进而可以与图3-6中解说的一个或多个设备或组件相对应。例如，装备1500包括用于通过转换与第二采样率相关联的第二信号来生成具有第一采样率的第一信号的装置1502，第一采样率高于第二采样率；这样的装置1502例如包括处理器1204、dsp1220、上采样器402和lpf404、上采样器502和lpf1504、或多相滤波器6081至608m中的至少一者。装备1500进一步包括用于通过对第一信号进行预失真来生成第三信号的装置1504。例如，这样的装置1504包括处理器1204、dsp1220、包括乘法器408、内核410和加法器412的dpd模块406，包括乘法器5080到508n的dpd模块506或dpd6121至612m模块中的至少一者。装备1500包括用于通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号的装置1506，第三采样率低于第一采样率。这样的装置1506包括例如处理器1204、dsp1220、下采样器416、下采样器516或多相滤波器6161至616m中的至少一者。装备1500进一步包括用于输出第四信号以供传输的装置1508。这样的装置1508包括例如总线系统1222以及dpd304或dac306之间的接口中的至少一者。

关于其他装置、用于从第二信号中移除信号副本的装置包括例如处理器1204、dsp1220、lpf404或lpf1504中的至少一者。用于以π/m的截止比对第二信号进行低通滤波的装置包括例如处理器1204、dsp1220、lpf404或lpf1504中的至少一者，其中m是第一采样率与第二采样率之比。用于生成第四信号的装置进一步包括用于从第三信号中滤除带外信号分量的装置，其包括例如处理器1204、dsp1220、lpf414或lpf2514中的至少一者。用于生成第四信号的装置进一步包括用于以π/(osfxm)的截止比对第三信号进行低通滤波的装置，其包括例如处理器1204、dsp1220、lpf404或lpf1504中的至少一者，其中过采样因子(osf)是系统时钟速率与第二信号的带宽之间的比率，并且其中m是第一采样率与第二采样率之比。

关于附加装置，用于将第一信号乘以一组预失真系数以生成第一组中间信号的装置包括例如处理器1204、dsp1220、乘法器408或乘法器5080至508n中的至少一者。用于通过由一组预失真内核分别修改第一组中间信号中的至少一些来生成第二组中间信号的装置包括例如处理器1204、dsp1220、内核410或内核1-n5101至510n中的至少一者。用于对第二组中间信号求和的装置包括例如处理器1204、dsp1220、加法器412或加法器512中的至少一者。用于对第二信号进行下采样的装置包括例如处理器1204、dsp1220、下采样器416、下采样器516或多相滤波器6161至616m中的至少一者。

关于其他装置，用于对第二信号进行多相滤波以生成第一信号的装置包括例如处理器1204、dsp1220或多相滤波器6081至608m中的至少一者。用于解复用第二信号的装置包括例如处理器1204、dsp1220或解复用器604中的至少一者。用于对第三信号进行多相滤波以生成第四信号并同时滤除第三信号的带外分量的装置包括例如处理器1204、dsp1220或多相滤波器6161至616m中的至少一者。用于复用第四信号的装置包括例如处理器1204、dsp1220或复用器618中的至少一者。

这些仅是本文描述的特定装置加功能组件的一些示例，并且可以使用其他合适的设备或组件。

在一些示例中，可以提供非瞬态计算机可读介质，其具有存储在其上的用于控制发射机设备(诸如图3的发射机设备)的指令。指令可以用于对控制处理器(诸如图12的处理器1204)的操作进行控制以控制发射机(诸如图12的发射机1210)。

图16解说了示例性非瞬态计算机可读介质及其指令。简言之，可提供计算机可读介质1600，其上存储有用于通过将与第二采样率相关联的第二信号转换到第一采样率来生成具有第一采样率的第一信号的指令1602，第一采样率高于第二采样率该计算机可读介质还可在其上存储用于通过对第一信号进行预失真来生成第三信号的指令1604。计算机可读介质还可在其上存储有用于通过将第三信号转换成第三采样率来生成具有第三采样率的第四信号的指令1606，第三采样率低于第一采样率。该计算机可读介质还可在其上存储有用于输出第四信号以供传输的指令1608。这些仅是可以存储在非瞬态计算机可读介质中并用于控制一个或多个组件或设备的指令的一些示例。一般而言，本文描述的任何功能或方法操作可以具有用于控制或至少激活或停用相应设备或组件的相应指令集。

如本文所使用的，术语“生成”涵盖各种各样的动作。例如，“生成”可包括演算、造成、计算、创建、确定、处理、推导、研究、制定、产生、提供、引发、引向、导致、查找(例如，在表、数据库或其他数据结构中查找)、查明以及类似动作。而且，“生成”可包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)以及类似动作。而且，“生成”还可包括解析、选择、选取、确立以及类似动作。

如本文中所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可包括演算、计算、处理、推导、研究、查找(例如，在表、数据库或其他数据结构中查找)、查明、及类似动作。“确定”也可包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。而且，“确定”还可包括解析、选择、选取、确立及类似动作。而且，“确定”可包括测量、估计及类似动作。

如本文中所使用的，引述一列项目“中的至少一者”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在覆盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c、以及包括多重相同成员的任何此类列表(例如，包括aa、bb、或cc的任何列表)。

结合本公开所描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用设计成执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件(pld)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本公开描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在本领域所知的任何形式的存储介质中。可使用的存储介质的一些示例包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom，等等。软件模块可以包括单条指令、或许多条指令，且可分布在若干不同的代码段上，分布在不同的程序间以及跨多个存储介质分布。存储介质可被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。

本文中所公开的方法包括用于达成所描述的方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可以彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。

所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果以硬件实现，则示例硬件配置可包括无线节点中的处理系统。处理系统可以用总线架构来实现。取决于处理系统的具体应用和整体设计约束，总线可以包括任何数目的互连总线和桥接器。总线可将包括处理器、机器可读介质、以及总线接口的各种电路链接在一起。总线接口可被用于将网络适配器等经由总线连接至处理系统。网络适配器可被用于实现phy层的信号处理功能。在用户终端120(见图1)的情形中，用户接口(例如，按键板、显示器、鼠标、操纵杆，等等)也可以被连接到总线。总线还可以链接各种其他电路，诸如定时源、外围设备、稳压器、功率管理电路以及类似电路，它们在本领域中是众所周知的，因此将不再进一步描述。

处理器可负责管理总线和一般处理，包括执行存储在机器可读介质上的软件。处理器可用一个或多个通用和/或专用处理器来实现。示例包括微处理器、微控制器、dsp处理器、以及其他能执行软件的电路系统。软件应当被宽泛地解释成意指指令、数据、或其任何组合，无论是被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或其他。作为示例，机器可读介质可包括ram(随机存取存储器)、闪存、rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦式可编程只读存储器)、eeprom(电可擦式可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬驱动器、或者任何其他合适的存储介质、或其任何组合。机器可读介质可被实施在计算机程序产品中。该计算机程序产品可以包括包装材料。

在硬件实现中，机器可读介质可以是处理系统中与处理器分开的一部分。然而，如本领域技术人员将容易领会的，机器可读介质或其任何部分可在处理系统外部。作为示例，机器可读介质可包括传输线、由数据调制的载波、和/或与无线节点分开的计算机产品，所有这些都可由处理器通过总线接口来访问。替换地或补充地，机器可读介质或其任何部分可被集成到处理器中，诸如高速缓存和/或通用寄存器文件可能就是这种情形。

处理系统可以被配置为通用处理系统，该通用处理系统具有一个或多个提供处理器功能性的微处理器、以及提供机器可读介质中的至少一部分的外部存储器，它们都通过外部总线架构与其他支持电路系统链接在一起。替换地，处理系统可以用带有集成在单块芯片中的处理器、总线接口、用户接口(在接入终端情形中)、支持电路系统、和至少一部分机器可读介质的asic(专用集成电路)来实现，或者用一个或多个fpga(现场可编程门阵列)、pld(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门控逻辑、分立硬件组件、或者任何其他合适的电路系统、或者能执行本公开通篇所描述的各种功能性的电路的任何组合来实现。取决于具体应用和加诸于整体系统上的总设计约束，本领域技术人员将认识到如何最佳地实现关于处理系统所描述的功能性。

机器可读介质可以包括数个软件模块。这些软件模块包括当由处理器执行时使处理系统执行各种功能的指令。这些软件模块可以包括传送模块和接收模块。每个软件模块可以驻留在单个存储设备中或者跨多个存储设备分布。作为示例，当触发事件发生时，可以从硬驱动器中将软件模块加载到ram中。在软件模块执行期间，处理器可以将一些指令加载到高速缓存中以提高访问速度。可随后将一个或多个高速缓存行加载到通用寄存器文件中以供处理器执行。在以下述及软件模块的功能性时，将理解此类功能性是在处理器执行来自该软件模块的指令时由该处理器来实现的。

如果以软件实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，这些介质包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能用于携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或无线技术(诸如红外(ir)、无线电、以及微波)从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或无线技术(诸如红外、无线电、以及微波)就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘、和碟，其中盘(disk)常常磁性地再现数据，而碟(disc)用激光来光学地再现数据。因此，在一些方面，计算机可读介质可以包括非瞬态计算机可读介质(例如，有形介质)。另外，对于其他方面，计算机可读介质可以包括瞬态计算机可读介质(例如，信号)。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。

因此，某些方面可以包括用于执行本文中给出的操作的计算机程序产品。例如，此类计算机程序产品可以包括其上存储(和/或编码)有指令的计算机可读介质，这些指令能由一个或多个处理器执行以执行本文中所描述的操作。对于某些方面，计算机程序产品可包括包装材料。

此外，应当领会，用于执行本文中所描述的方法和技术的模块和/或其它恰适装置能由用户终端和/或基站在适用的场合下载和/或以其他方式获得。例如，此类设备能被耦合至服务器以促成用于执行本文中所描述的方法的装置的转移。替换地，本文中所描述的各种方法能经由存储装置(例如，ram、rom、诸如压缩碟(cd)或软盘等物理存储介质等)来提供，以使得一旦将该存储装置耦合至或提供给用户终端和/或基站，该设备就能获得各种方法。此外，可利用适于向设备提供本文中所描述的方法和技术的任何其他合适的技术。

将理解，权利要求并不被限于以上所解说的精确配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布局、操作和细节上作出各种改动、更换和变形而不会脱离权利要求的范围。