任意波形預矯正表生成的製作方法

2023-05-14 00:36:36 1

專利名稱：任意波形預矯正表生成的製作方法
任意波形預矯正表生成相關申請的交叉引用本申請要求2004年10月6日提交的美國臨時申請No.60/616493 的權益，通過引用將其完整地結合到本文中。背景本發明涉及如無線通信中使用的類型之類的功率放大器，以及 更具體來說，涉及為了補償功率放大器引入的失真而確定和實現由 功率放大器放大之前的信號的預矯正調節。功率放大器廣泛用於電信中。例如，在無線通信應用中，功率 放大器見於發射機電路的最後級，在其中，它們用於把所提供信號 的功率提升到用於從天線發射的可接受等級。另外，功率放大器通 常配備了幅度調製(AM)功能，4吏它們能夠按照諸如EDGE(GSM演進 的增強型數據率)、碼分多址(CDMA)、寬帶CDMA(WCDMA)等所使 用的那些之類的非恆定包絡調製方案工作。甚至當使用恆定幅度調 制方案時，功率放大器的AM功能性可在以時隙來執行傳送時應用 於功率控制，例如在時分多址(TDMA)系統中出現的那樣，在其中， 全球移動通信系統(GSM)和EDGE只是兩個這樣的實例。在這類移動通信的應用中採用市場銷售的功率放大器的一個問 題在於，它們通常呈現失真。例如，考慮作為表示將按照多個調製 方案的任一個進行調製的射頻(RF)信號的包絡(AM)的中頻(IF)信號的 參考輸入(稱作AMref)。在理想情況下，把AMref提供到功率放大器 的AM輸入端將在功率放大器的輸出上無失真地產生RF AM信號。 但是，實際上，存在功率放大器中產生的失真AMref到相位調製 失真(PMdist)以及AMref到AM。這些類型的失真可分別縮寫為 AM/PM和AM/AM。在其中信息編碼在信號的相位和/或幅度中的通信應用中，增加 的失真在接收機嘗試提取預期信息時可能導致出現嚴重錯誤。為了 避免這種不合需要的結果，能夠以一種將抵消已知為由功率放大器 所增加的失真的方式，在信號^L大之前來調節信號。這稱作對信號 "預矯正"，以及為此目的需要施加的幅度和相位調節量稱作"預 矯正量"。能夠構建具有內置預矯正的功率放大器，但是由於不同功率放 大器廠商提供的標準"現貨供應"組件沒有這個功能，所以通常在 通信設備的其它部分必須解決/外卜償此失真。能夠以不同方式引入預矯正來補償功率放大器中的失真。在這 點上的 一個重要方面在於，相同標稱功率放大器組件的不同樣本將 呈現不同的AM/PM和AM/AM特性。此外，功率放大器-調製器將 在寬頻帶上具有可變AM/PM和AM/AM失真。這意p未著，對於不同 的功率放大器和頻率需要不同的預矯正補償。在通信裝置、如移動臺(MS)的製造/生產過程中，進行不同類別 的校準。希望具有一種用於發現功率放大器失真以及用於應用所需 補償(預矯正)的校準方法。發現最佳預矯正值的一種方式是通過比較 測量頻譜性能與理想頻譜性能來優化這些值。但是，這種類型的分 析可能極費時間，更希望一種快速準確的解決方案。由於進一步減 緩測量過程的、還預計測量數據是有噪聲的事實，使此問題變得更 難。最傳統的預矯正算法基於不同質量指數的測量，例如誤差向量 調製(EVM)和/或"歸因於調製的頻譜"。因此，則需要迭代過程用 於找出提供充分良好結果的預矯正。但是，必須執行這麼多不同類 型的測量以及然後執行達到可4妄受結果的必要迭代是非常費時的。因此，希望具有一種用於通信設備的生產的校準系統，它幫助 1)獲得通信設備的優良/健壯性能；以及2)節省時間和金錢
發明內容
應當強調的是，在本說明中，術語"包括"用來說明存在所迷特徵、整數、步驟或組件；但這些術語的使用並不排除存在或附加 一個或多個其它特徵、整數、步驟、組件或上述各項的組合。根據本發明的一個方面，通過確定補償由功率放大器電路引起 的失真的預矯正的方法、設備以及機器可讀存儲媒體中存儲的可編 程指令來實現上述目的和其它目的。確定預矯正包括把時變參考信 號施加到功率放大器電路，其中，在每個時刻，時變參考信號具有 參考幅度和參考相位。由功率放大器電路提供的對應輸出信號被測 量，其中，在每個時刻，輸出信號具有測量幅度和測量相位。幅度 預矯正通過把參考幅度與測量幅度進行比較來確定。相位預矯正通 過把參考相位與測量相位進行比較來確定。相位預矯正與參考幅度 之間的關係經過確定，使得對於參考幅度的任何值，標識相位預矯 正的對應^f直。參考信號可採取任何形式例如其中的參考幅度為斜坡波形且 參考相位為常數的形式，其中的參考幅度為三角波形且參考相位為 常數的形式，以及其中的參考信號具有變化幅度以及變化相位的形 式。在另一個方面，幅度預矯正與測量幅度值的範圍關聯，以及確 定預矯正還包括通過執行把測量幅度值的範圍分為多個間隔，從 幅度預矯正中提取代表點；以及對於各間隔，確定平均幅度預矯正 值，並釆用平均幅度預矯正值作為與間隔中心處的測量幅度值關聯 的幅度預矯正值。這類實施例還可包括在分別與相鄰的第 一和第二間隔關聯的兩 個平均幅度預矯正值之間內插，從而確定與第 一和第二間隔的中心 之間的參考幅度值關聯的幅度預矯正值。在又一個方面，相位預矯正與參考幅度值的範圍關聯，以及確 定預矯正還包括通過執行把參考幅度值的範圍分為多個間隔，從 相位預矯正中提取代表點；以及對於各間隔，確定平均相位預矯正 值，並採用平均相位預矯正值作為與間隔中心處的參考幅度值關聯 的相位預矯正值。這類實施例還可包括在分別與相鄰的第 一和第二間隔關聯的兩 個平均相位預矯正值之間內插，從而確定與第 一和第二間隔的中心 之間的參考幅度值關聯的相位預矯正值。在又一個方面，在比較參考幅度與測量幅度之前，標識參考幅 度中的一個或多個下跌處，以及標識測量幅度中的一個或多個下跌 處。通過把參考幅度和測量幅度相互之間移位使參考幅度的下跌處 與測量幅度的對應下跌處最佳對齊的量，相對於時間來對齊參考幅 度和測量幅度。在又一個方面，在比較參考相位與測量相位之前，標識參考相 位中的一個或多個下3失處，以及標識測量相位中的一個或多個下3失 處。通過把參考相位和測量相位相互之間移位使參考相位的下跌處 與測量相位的對應下跌處最佳對齊的量，相對於時間來對齊參考相 位和觀'J量相位。在備選實施例中，在比較參考幅度與測量幅度之前，相對於時 間來對齊參考幅度和測量幅度，其量使與任一個幅度參考值關聯的 多個幅度預矯正值之間的擴展為最小。在一些實施例中，通過確定和幅度參考值關聯的幅度預矯正值 中的最小一個與和幅度參考值關聯的幅度預矯正值中的最大一個之 間的差異來確定擴展。或者，確定擴展包括確定與幅度參考值關聯的幅度預矯正值 中最高值的一些的集合；確定與幅度參考值關聯的幅度預矯正值中 最低值的一些的集合；通過對與幅度參考值關聯的幅度預矯正值中 最高值的一些的集合求平均，來確定幅度預矯正值的噪聲降低最大 值；通過對與幅度參考值關聯的幅度預矯正值中最低值的一些的集 合求平均，來確定幅度預矯正值的噪聲降低最小值；以及通過確定 幅度預矯正值的噪聲降低最小值與幅度預矯正值的噪聲降低最大值 之間的差異，來確定擴展。在又一個方面，在比較參考相位與測量相位之前，相對於時間 來對齊參考相位和測量相位，其量使與任一個幅度參考值關聯的多 個相位預矯正值之間的擴展為最小。這同樣可通過多種方式的任一 種來執行。例如，可通過確定和幅度參考值關聯的相位預矯正值中 的最小一個與和幅度參考值關耳關的相位預矯正值中的最大一個之間 的差異來確定擴展。或者，確定與幅度參考值關聯的相位預矯正值 中最高值的一些的集合；以及確定與幅度參考值關聯的相位預矯正 值中最低值的一些的集合。通過對與幅度參考值關聯的相位預矯正 值中最高值的 一些的集合求平均，來確定相位預矯正值的噪聲降低 最大值，以及通過對與幅度參考值關聯的相位預矯正值中最低值的 一些的集合求平均，來確定相位預矯正值的噪聲降低最小值。然後， 通過確定相位預矯正值的噪聲降低最小值與相位預矯正值的噪聲降 低最大值之間的差異，來實現確定擴展。附圖簡介通過閱讀以下結合附圖的詳細說明，將會了解本發明的目的和 優點，附圖包括圖1是用於對極性功率放大器生成和應用預矯正的基於LUT的 方法的框圖。圖2說明如何配置圖1的裝置以便使功率放大器失真能夠被表徵。圖3是圖表，對於典型功率放大器模塊來說明在時間上已經對 齊兩個信號之後，用作AM參考信號的已施加三角或斜坡波形與測 量AM輸出之間的比較。圖4是圖3所示信息的圖表，但是經過重新排列，使得AMref 處於垂直(即y)軸，而AMmeas處於水平(即x)軸。圖5是圖表，說明這些實例中使用的功率放大器的AM預矯正(即 AMpre與AMmeas之間的關係)。圖6是圖表，對於典型功率放大器模塊來說明已施加恆定相位參考信號與功率放大器模塊的llr出上的rf信號的測量相位之間的比較。圖7是圖表，說明示範功率放大器的PM預矯正，即信號PMpre 與信號AMref之間的關係。圖8是典型EDGE調製信號的I/Q圖。圖9是圖表，說明EDGE調製信號的頻譜特性。圖io是圖表，說明通過三角方法生成的示範有噪am預矯正曲線。圖lla是通過對圖10所示的有噪數據應用提取算法得到的示範 結果的圖表。圖llb是圖表，說明圖10所示圖表的各相應間隔(i^至32)中 使用的平均因子Fi。圖12是圖表，說明施加到通過提取算法所產生的點的線性內插 線的示範結果。圖13是通過調製方法生成的示範AM預^^正曲線，其中的EDGE調製信號用作參考信號。圖14是通過調製方法生成的示範PM預矯正曲線，其中的EDGE調製信號用作參考信號。圖15a是示範圖表，說明對圖13所示的AM預矯正數據應用提 取算法的結果。圖15b是圖表，說明圖13所示圖表的各相應間隔(i^至33)中 使用的平均因子Fi。圖16a是示範圖表，說明對圖14所示的PM預矯正數據應用提 取算法的結果。
圖16b是圖表，說明圖14所示圖表的各相應間隔(i^至33)中 使用的平均因子Fi。圖17a表示說明EDGE參考信號的AM部分的圖表以及說明當 採用例如圖2所示的配置時的輸出的測量AM部分的另 一個圖表。圖17b是用於執行對齊參考和測量信號的下跌處技術的示範過 程的流程圖。圖18a、 18b和18c各包4舌繪製成各個不同時間對齊值的AMref 的函數的信號(例如EDGE調製信號)的相位擴展(PMmeas-PMref)的圖表。圖19是流程圖，說明用於生成測試中的功率放大器的預矯正查 找表值的示範整體過程。圖20a和20b是圖表，說明在本發明的一個示範實施例中執行的 曲線移位的類型。詳細i兌明現在參照


本發明的各種特徵，附圖中，相似部分採用 相同參考標號來標識。現在結合多個示範實施例更詳細地描述本發明的各個方面。為 了便於理解本發明，根據將由計算機系統的元件執行的動作序列來 描述本發明的多個方面。大家知道，在每個實施例中，可通過專用 電路(例如經過互連以執行特殊功能的分立邏輯門電路)、 一個或多個 處理器運行的程序指令或者它們兩者的組合來執行各種動作。此外，指令的適當集合的諸如固態存儲器、磁碟、光碟或載波(例如射頻、 音頻或光頻率載波)之類的任何形式的計算機可讀載體中來實現。因 此，本發明的各個方面可按照"i午多不同形式來實施，以及所有這些 形式均被認為處於本發明的範圍之內。對於本發明的各個方面的每 一個方面，任何這種形式的實施例在本文中可稱作"邏輯配置用於" 作執行所述動作的"邏輯"。關的多個問題，同時避免了對製造過程中迭代測量/分析過程的需求。與這種改進關聯的這些實施例的 一個方面是系統性能降級(即AM/AM 和AM/PM)的原因的焦點，而不是實際系統性能本身。下面所述的各個實施例在某種意義上是"最佳的"，因為它們 針對減小AM/AM和AM/PM失真。此外，這些實施例迅速起作用， 因為它們不依靠迭代測量/分析技術。在其它方面，公開了 "提取" 技術，它們甚至對於有噪和/或調製測量結果也使預矯正實現成為可 ^f亍。現在更詳細地描述本發明的這些方面及其它方面。根據組成無線電的發射機(或收發信機)解決方案的基帶體系結構 和類型，存在可應用預矯正的不同方式。為了說明本發明的各個方 面，本文公開的實例採用查找表(LUT)來生成和應用預矯正。但是，本發明不限於這類實施例。此外，本文獻中的論述和實例集中於其 中發射機為極性調製類型的情況。圖1是用於對將由極性功率放大 器放大的信號生成和應用預矯正的基於LUT的裝置100的框圖。參考AM和PM輸入信號在本文中分別稱作AMref和PMref， 並且由波形發生器(WFG)(未示出)生成。AMref信號被提供給裝置100 的AM通路。類似地，PMref信號被提供給裝置100的PM通路。AM 通路產生幅度預矯正信號AMpre,它被提供給極性功率放大器101 的包絡控制輸入端。PM通路產生相位預矯正信號PMpre,它將改變 提供給功率放大器101的RF輸入端的RF信號的相位。功率放大器 101包括AM調製器103，它採用AMout信號來控制功率放大器101 產生的輸出信號的幅度。功率放大器101還包括"核心"部分105, 它負責放大所提供RF輸入信號的功率。AM通路包括AM/AM預矯正LUT 107，它接收AMref信號，並 從其中產生在其輸出端提供的預矯正信號AMpre。組合電路109把 AM預矯正信號AMpre與原始AM參考信號AMref結合，使得在組
合電路109的輸出端提供(並且表示來自AM通路的輸出)的輸出信號 AMout是AMref信號和AMpre信號之和，按照AMout = AMref + AMpre (AMref ) (AMref)其中，符號AMpre(AMref)表示作為AMref信號的函數的AMpre值。 AMout是用作對極性放大器101的包絡控制輸入的輸入信號的 預矯正AM信號。AMout信號也被提供給AM/PM預矯正LUT 111，它從其中產生 在其輸出端提供的PM預矯正信號PMpre。組合電路113把PM預矯 正信號PMpre與原始PM參考信號PMref結合，使得在組合電路113 的輸出端提供(並且表示來自PM通路的輸出)的輸出信號PMout是 PMref信號和PMpre信號之和，按照PMout = PMref + PMpre (AM out) ②PMout是經由RF發射機的相位調製器115傳遞給功率放大器101 的RF輸入端的預矯正相位信息。要注意，PMpre信號取決於AMout 信號，其相關性由符號PMpre(AMout)表示。現在，論述將進一步涉及用於確定分別產生信號AMpre和PMpre 的兩個查找表107、 111的內容的技術。將描述兩個不同的實施例 一個在本文中稱作"三角波方法"以及另一個在本文中稱作"調製 方法，，。圖2說明如何配置圖1的裝置以便使功率放大器失真能夠被表 徵。AM/AM預矯正LUT 107和AM/PM預矯正LUT 111基本上均 被禁用。因此，AMout=AMref以及PMout二PMref。首先來看採用三角波方法的實施例，如名稱所暗示的，三角波 或者線性斜坡用作幅度調製的參考信號AMref。相位參考信號PMref設置為恆定。再次考慮圖1， AM通路可描述為AMmeas = AMout+ Wamam {AMout} {AMout}(3)
其中，H認扁是引起功率放大器101中的AM/AM失真的函數。為了 包含預矯正的效果，我們採用等式(1)來求等式(3)的值，得 AMmeas - AMref formula see original document page 19 (4)從等式(4)中清楚看到，選擇formula see original document page 19 (5)將在圖1的電路中產生AMmeas=AMref，由此用來補償功率放大器101 引入的AM失真。為了找出要使用什麼AM預矯正，我們把AMmeas(即功率放大 器模塊的輸出上測量的RF包絡)與AMref(即AM參考信號)進行比 較。在時間上對齊兩個信號之後，典型功率放大器的結果可能看起 來如圖3的圖表所示。這些曲線表示AMmeas與AMref之間的關係。希望知道要採用 什麼AMref以便獲得某個AMmeas，所以按照圖4的圖表所示重新 排列信息是有幫助的，其中AMref處於垂直(即y)軸，而AMmeas處 於水平(即x)軸。這時可計算幅度預矯正。採用等式(3)和(5)，並且記住在預矯正表徵階段中AMout=AMref ，得formula see original document page 19…(6)圖5是圖表，說明這些實例中使用的功率放大器的AM預矯正(即 AMpre與AMmeas之間的關係)。預矯正表徵技術的第二部分確定要用於AM/PM預矯正LUT 111 中的PM預矯正。如前面所述，三角波方法採用三角波或線性斜坡作 為幅度調製的參考信號。但相位參考信號設置為恆定的。參照圖1, PM通路的輸入輸出關係可表示為formula see original document page 19 (7)其中，H細pm是引起AM/PM失真的函數。採用等式(2)來求等式(7)的 值，得
formula see original document page 20從其中清楚看到，選擇PMpre--itf^p^AMout} (9)將產生PMmeas=PMref，由此用於補償相位失真的預期目的。為了找出要使用什麼PM預矯正，把信號PMmeas(即PA模塊的輸出上測量的RF信號的相位)與PMref信號(即相位參考信號)進行比較。對於典型功率放大器，結果可能看起來如圖6的圖表所示。這時可計算相位預矯正。採用等式(7)和(9)，並且記住在表徵中PMout=PMref,得到PMpre = PMref - PMmeas (10)圖7是圖表，說明這個實例中使用的功率放大器的PM預矯正， 即信號PMpre與信號AMref之間的關係。描述現在將集中於用於確定適當AM/AM和AM/PM預矯正的一 個備選實施例，其中一個在本文中稱作"調製方法"。如名稱表示 的那樣，調製(例如EDGE)信號在這種情況中用作參考信號，來代替 三角波。EDGE信號採用3丌/8-8PSK調製。這意味著，信息的某個 部分處於發射信號的幅度(包絡)中，以及某個部分處於發射信號的相 位中。換言之，這是AM和PM的組合。圖8是典型EDGE信號的 簡圖。將會觀察到，星座點在同相/正交相位(I/Q)平面的各個幅度和 相位上定義。圖9說明EDGE調製信號的功率譜特性。垂直軸表示功率譜密 度(PSD)，以dB表示；以及水平軸是與載波的頻率距離，以Hz表示。 虛曲線表示對"歸因於調製的頻譜"的要求。因此，當EDGE調製信號作為圖2所示配置中的參考信號施加 時，在輸入端提供兩個信號 一個具有EDGE幅度部分，以及一個 具有EDGE相位信息部分。從其中導出/生成預矯正表的測量數據與 "三角波，，情況相比看起來相當不同，但是從自動化角度來看，在 "三角方法"與"調製方法"之間沒有差別。此外，LUT條目的生 成期間使用的算法也可能相同，這將在以下論述中看到。通過上述技術的任一種得到的預矯正結果可按照不同方式來使用1. 作為查找表，其中具有用於充分量化失真的足夠點。2. 採用更少的點和內插。3. 作為從其中生成多項式的表。現在，論述將集中於與項目編號2)相關的方面。希望讓功率放大器表徵過程既迅速又準確，並且具有低噪聲。 此外， 一旦已經找出所需預矯正曲線，它們需要以有限的表大小在 現實系統中實現。因此，現在，論述將集中於結合快速表徵和小型 表的部件及方法。假定通過三角方法生成的AM/AM表徵已經產生例如圖10所示 的AM預矯正曲線，其中已確定AMpre描繪成AMmeas的函數。顯 然，在已確定AMpre中存在大量噪聲。如果某種濾波或求平均已經添加到測量系統中，則可減小噪聲。 但是，求平均花費時間，並且時間耗費金錢-特別是在計算每一秒 的生產線上。此外，在測量設置中添加(更多)濾波要求了解要濾波的 內容，但是情況不一定始終是這樣。如果決定在進行測量的計算機 中加入數字後濾波，則同樣適用。因此，根據另一個方面，現在描述在本文中稱作"數據提取，， 的技術，它從例如圖10所示的那些有噪結果中確定用於生成預矯正 的查找表(例如圖1所示的查找表)中使用的有用數據點的集合。在以 下步驟中描述"數據才是取"過程的一個示範實施例。1. 首先，查找x軸上的最高值max(x)。採取圖IO所示的結果作 為實例，這表示找出max(AMmeas),它大約為0.45 。2. 隨後，4巴x軸分為多個間隔。如果將採用具有E個條目的表， 則採用E個間隔。各間隔的中心之間的距離將為Step=max(x)/E,或 200580033747.6說明書第13/21頁者更一般來說，Step-[max(x)-min(x)]/E(如果x的最小值不等於零)。3. 選擇x軸上的某個值Start,應當從那裡開始信號處理。還判 定要使用什麼IntervalSize(間隔大小)。這兩個參數的值應當經過選 擇，使得第一間隔的下限(LowLimit-Start-IntervalSize/2)以及第一間 隔的上限(HighLimit-Start+IntervalSize/2)可被定義，而沒有終止在不 是有效的值上。換言之，在這個實例中，我們必須選擇Start,使得 LowLimit〉min(AMmeas)以及HighLimit<max(AMmeas)。如果變量Mid 被定義為間隔中間的值，則這表示在用以開始過程的間隔中 Mid=Start。4. 信號處理以確定(並計算)測量信號的樣本的哪一個(以及多少 個)滿足以下條件來開始Start-IntervalSize/2<AMmeas LowLimit & AM—meas<HighLimit);number—o^_samples—AMpre(r)=length(interesting);sum—AM_predist(r)=sum(AMjpredist(min(interesting):max(interesting)));AM__predist32(r)=sum—AM_predist(r)/number—of—samples—AMpre(r);AM—meas32(r)=Mid—new;Mid—old-MM一new;end%圖lla和llb說明其中已經對圖10所示的數據使用提取算法的 一個實例。在這個情況中，使用32個間隔。圖11a說明原始AMpre 對AMmeas曲線(灰線)以及還說明由求平均算法所產生的點 (Xi,yi)KMidi，AMpreAvg，i)(表示為黑點)。圖1 lb說明各相應間隔(1=1至 32)中使用的平均因子Fi。當預矯正表用於應用時，某種內插必須用於在點與其最接近的 相鄰點之間"填充間隙，，。作為一個實例，圖12說明施加到通過提 取算法所產生的點(黑點)的線性內插(黑實線)的結果。為了便於比較， 它們被疊加到原始AMpre對AMmeas曲線(灰線)上。可以看到，提 取算法能夠從有噪測量結果中產生有效預矯正。
當調製方法用來產生預矯正信息時，提取算法對於確定要用於 預矯正查找表的點集合同樣有用。為了更好地理解這些益處，考慮其中的EDGE調製信號用於調製方法的一個實例。在這時，兩個參 考信號-一個用於EDGE AM部分以及一個用於PM部分-具有 1MHz的區域中的頻率分量。EDGE信號的性質將使參考值(例如 AMref)與測量值(例如AMmeas)之間的關係是變化的。因此，AM和 PM預矯正曲線看起來分別如圖13和圖14所示。顯然，即使從調製 方法中得到無噪結果，要添加的AM預頭喬正與AM預矯正之間仍然 存在非函數關係。因此，不存在用以構造預矯正查找表的點的直接 視在集合。但是，提取算法能夠通過這個數據的全部進行歸類，從 而導出AM預矯正以及PM預矯正的相關點。這通過圖15a來說明，它是示範圖表，說明對圖13所示的AM 預矯正數據應用提取算法的結果。還說明了生成點之間的線性內插 的結果。圖15b是圖表，說明圖13所示圖表的各相應間隔(1=1至33) 中使用的平均因子Fi。類似地，圖16a是示範圖表，說明對圖14所示的PM預矯正數據應 用"l是取算法的結果。還說明了生成點之間的線性內插的結果。圖16b 是圖表，說明圖14所示圖表的各相應間隔(i二l至33)中使用的平均 因子Fi。如前面所述，三角方法以及調製方法均涉及把測量結果與所施 加參考信號進行比較。為了取得最佳結果，這種比較應當在首先已 經對兩個信號進行時間對齊之後再進行。現在將提供若干技術用於對齊參考和測量信號。這些技術的第一種在本文中稱作"下跌處技術"。如名稱所表 示的那樣，這種技術在調製中採用AM或PM下i^失處(取決於希望對 齊哪一種類型的調製)來找出最佳對齊。作為一個實例，圖17a表示 說明EDGE參考信號的PM部分的圖表1701以及說明當採用例如圖 2所示的配置(即沒有預矯正的配置)時的輸出的測量PM部分的另一
個圖表1703。下跌處技術的目的是確定什麼時間移位可應用於圖表之一，以便最佳地排齊在相應信號中明顯的下跌處。圖17b是用於執行下跌處技術的示範過程的流程圖。例如，此過程可以進行粗略/粗時間對齊(例如採用數學相關)開始(步驟1751)。圖17b中的框1751以虛線表示，以表明這個步驟是可選的。下一個步驟是找出低於某個等級(門限)的兩個曲線的每個(即分別為參考曲線1701和測量曲線1703)中的所有下跌處(最小值)(步驟 1753)。也就是說，選擇門限值，以及曲線上低於那個門限等級的所 有點被確定為屬於下跌處的部分。對於參考曲線中的下跌處的每個 ("選擇"步驟1755結合判定框1761)，嘗試找出可能與參考曲線1701 中的"參考下跌處"對應的測量曲線1703中的下跌處(步驟1757)。 如果找到似乎匹配"參考下跌處"的"測量"下跌處，則我們得到 "下跌處對"。下一個步驟將是找出每對下跌處之間的定時失配(步 驟1759)。在已經分析所有下跌處之後(判定框1761的"否，，路線)， 最終對需要什麼時間調節(△ t)來對齊測量曲線和參考曲線作出決定 (步驟1763)。對At的適當值作出決定的一個可能的基礎是平均值Afavg = (Af, + Af2 +... 一,+ / iV假定已經找到N對下跌處。在時間是關鍵的系統中，可能無法準確 執行At^表示的移位量，因為A、vg是實數。因此，如果Ts是樣本周 期，則可採用kavg t(其中k^為整數)作為Atavg的近似值。、vg的值 可確定為其中，"ROUND(x)"是找出變元x的最接近整數值的函數。k^的 值則表明理想時間移位所對應的離散時間步長的數量。對At的適當值作出決定的一個備選基礎是多數判定法。也就是 說，對於每對下跌處p，確定時間調節對應於多少樣本k。如果Ts是 樣本周期，則對於樣本對p可寫作Atp"kp . Ts。在檢查所有對之後，
過程則確定k的哪一個值最通用。用於對齊參考和測量信號的一種備選技術在本文中稱作"擴展技術"。這種技術非常準確，並包含分析AM/AM和/或AM/PM失 真。當信號、如EDGE調製信號在表徵過程中用作參考信號時，在 這些曲線中將始終存在"擴展"。本文所使用的術語"擴展"表示 對於測量AM信號(對於AM預兵喬正曲線)或者AM參考信號(對於PM 預矯正曲線)的任何給定值所需預矯正的最大量與預矯正的最小量之 間的差異。例如參見圖13和圖14。作為一個實例，考慮其中的測量 AM信號(以"伏特"單位表示)等於值0.5的AM預矯正曲線上的點。 在這裡，必要的AM預矯正的最小量大約為0.03,以及必要的AM預 矯正的最大量大約為0.046。這個點上的擴展因而為0.046 - 0.03 = 0.016。可執行類似計算來確定測量AM信號的其它值上的擴展，使 得可生成表示AM參考信號的各個值對應的擴展的曲線。在預矯正曲線中找到的擴展量與生成預矯正曲線時使參考和測 量信號時間對齊的良好程度相關；使它們更多地對齊，則擴展更小。' 這種屬性可用來找出參考與測量信號之間的適當對齊。此過程包括 在方法上使參考和測量曲線相互之間移位，並確定對於對應預矯正 曲線的擴展的所得影響。如果對測量結果抽樣，則At的時間延遲在 滿足以下兩個不等式時可被認為是最佳的Spread, < Spread-) 以及S拜d眠)< S，d ((A+)《)其中，k是樣本數量，Ts是樣本周期，以及擴展被定義為 Spread (AMref) = max (Predist (AMref)}—min (Predist (AMref)}(對齊對延遲擴展的影響如圖18a、 18b和18c所示，其中的每個 包括繪製成各個不同時間對齊^直的AMref的函數的信號(例如EDGE 調製信號)的相位擴展(PMmeas-PMref)的圖表。圖18a說明理想情況。 在此圖中，對於標識為AMrefl 、 AMref2和AMref3的AMref的三個
值示出延遲擴展。在這裡，最大擴展處於AMref2附近。圖18b說明測量信號和參考信號沒有經過時間對齊時對延遲擴展發生的情況。在這裡可以看到，AMrefl上的擴展(由雙箭頭的長度表示)對於這種情況比對於理想情況(圖18a)中的對應點大。圖18c說明當定時誤差變得更差時發生的情況-與圖18a和圖18b所示的對應擴展相比，擴展進一步增加，如點AMrefl上更長的雙箭頭所示。在又一個備選方案中，以降低來自測量噪聲的影響的方式重新 定義max(.)和min"函數。設這些函數分別稱作maxNR(J和 min服U(其中下標"NR，，表示噪聲降低)。在以下步驟中說明這些函 數及其使用的一個示範實施例1. 採用max{.}和min{.}的傳統定義，找到Predist匪(△ t) =max {Predist( △ t)}和Predistmin( △ t)=min {Predist( △ t)}。2. 把擴展計算為Spread(厶f) - Predist鵬(At)—Prcdistrain (M)3. 把Predist信號沿擴展的方向分為M個間隔，其中的每個部分為Z = Spread/il/.4. 設Predist,是間隔l:Predistmin至Predistmin+L中的全部值5. 設PredistM是間隔M:Predist匪-L至Predist匪中的全部值6. 然後'才巴minNR{.} 、 maxNR{ }和SpreadNR定義為minNR=avg {Predist,} (12)maxNR = avg {PredistM} (丄"SprcadNR = maxNR—minNR (丄4)等式(14)在有噪環境中將提供比等式(11)更可靠的結杲，因為它 利用 一組低值和一組高值的平均值。這種濾波作用可通過改變數量 M來調節。當M的值減小時，濾波作用得到增強。但是，M應當設置為足夠高，以便為參數Spread皿提供所要求精度。如果AM/AM和AM/PM都用來查找最佳對齊並且它們是不同的，則應當選擇不同的對齊值(即AM與PM參考之間的延遲)。已經描述了本發明的各個方面，現在將參照圖19的流程圖來描述用於生成測試中的功率放大器的預矯正查找表值的整個過程。無 疑可以預計，這個過程將通過自動化機械/電路、例如在運行適當的指令集的可編程處理器的指導下執行。此過程通過在例如圖2所示的配置中採用參考信號AMref運行 功率放大器/AM調製器開始(步驟1901)。在功率放大器的輸出上測 量幅度(AMmeas)和相位(PMmeas)響應，其中所測量響應表示為I和 Q值，或者表示為相位和幅度(步驟1903)。AMref對AMmeas信號應當設置為在峰值參考值上的某個比率， 例如l:l(步驟1905)。也就是說，結果經過歸一化，使得它們可在相 同標度上表示。將分別分析幅度和相位結果。因此，在測量響應以I和Q值的形式得到的情況中，它們應當被轉換為幅度和相位值。首先來看幅 度分析，採用多種技術的任一種、例如但不限於前面所述技術對AMref 和AMmeas信號進行時間對齊(步驟1907)。測量數據經過換算以便適合給定基帶表示的給定動態範圍和分 辨率(步驟1909)。例如，如果8位用來表示編號，則數據被換算為採 用256個可能的等級(範圍從0到255)。 AMref值則被映射到AMmeas 的對應值(步驟1911)。然後選擇沿AMref曲線的M+l個點，以及執行提取算法(如前 面所述)以便產生M+l個預矯正值(步驟1913)。M+l個預矯正值則存儲在用作AM/AM預矯正表的表中(步驟 1915)。相位值以類似方式來處理。在步驟1917開始，採用多種技術的 任一種、例如但不限於前面所述技術對PMref和PMmeas曲線進行時間對齊。PMmeas信號則以絕對值進行移位，但保持相對數據(步驟1919)。 圖20a和圖20b說明在這個步驟中執行的移位的類型。圖20a是進行 任何移位之前繪製成時間的函數的PMmeas的圖表。PMref在時間上 是恆定的，並且在這個實例中^:置為等於0度。測量相位與參考相 位之間的最大差異為"PMmeas,maxl ; 以及最小差異為 PMmeas，min。沒有移位，則預矯正信號將必須跨越從0到 PMmeas,maxl。圖20b說明向下移動PMmeas,min的圖20a的數據，它佳羞帶中 的解析度能夠以更有效的方式被使用。這是因為預矯正信號僅必須 跨越從0到y2=PMmeas,max2=PMmeas,maxl-PMmeas,min。現在回到圖19，然後選擇沿AMref曲線的L+l個點，以及執行 提取算法(如前面所述)以便產生L+l個預矯正值(步驟1921)。L+l個預矯正值則存儲在用作AM/PM預矯正表的表中(步驟 1923)。本文所述的技術提供功率放大器的預矯正的快速校準，從而實產。這些技術還提供包括提取和平滑的準確單步預矯正及查找表生 成。這些技術的使用產生優良的調製性能(例如誤差向量幅度和相鄰 信道功率比)，並放寬對於功率》文大器在AM/AM和AM/PM失真方面的要求。已經參照具體實施例描述了本發明。然而，本領域的技術人員 非常清楚，能夠按照不同於上述實施例的具體形式來實現本發明。例如，以不同方式所述的實施例已經假定採用以下各項的移動 臺l)極性調製無線電體系結構；以及2)釆用查找表的預矯正。但是， 這些技術對於其它類型的系統也適用(例如，線性無線電體系結構、 採用多項式的預^j^正等)。因此，所述實施例只是說明性的，而決不應當看作是限制性的。本發明的範圍由所附權利要求、而不是由上述說明來給定，以及落 入本權利要求的範圍之內的所有變更及等效方案均要包含在其中。
權利要求
1.一種確定將補償由功率放大器電路引起的失真的預矯正的方法，所述方法包括把時變參考信號施加到所述功率放大器電路，其中，在每個時刻，所述時變參考信號具有參考幅度和參考相位；測量由所述功率放大器電路提供的對應輸出信號，其中，在每個時刻，所述輸出信號具有測量幅度和測量相位；通過把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較來確定幅度預矯正；通過把所述參考相位與所述測量相位進行比較來確定相位預矯正；以及確定所述相位預矯正與所述參考幅度之間的關係，使得對於所述參考幅度的任何值，標識所述相位預矯正的對應值。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述參考幅度是斜 坡波形，以及所述參考相位為常數。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述參考幅度是三 角波形，以及所述參考相位為常數。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述參考信號具有 變化幅度以及變化相位。
5. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於 所述幅度預矯正與測量幅度值的範圍關聯；以及表點把所述測量幅度值的範圍分為多個間隔；以及 對於所述間隔中的每個，確定平均幅度預矯正值，並採用所述平均幅度預矯正值作為與所述間隔的中心處的測量幅度值關聯的幅度預矯正值。
6. 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括在分別與相鄰的第 一和第二間隔關聯的兩個平均幅度預矯正值 之間內插，從而確定與所述第 一 和第二間隔的中心之間的測量幅度 值關聯的幅度預矯正值。
7. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於 所述相位預矯正與參考幅度值的範圍關聯；以及 所述方法還包括通過執行以下步驟從所述相位預矯正中提取代表點把所述參考幅度值的範圍分為多個間隔；以及 對於所述間隔中的每個，確定平均相位預矯正值，並採用所述平均相位預矯正值作為與所述間隔的中心處的參考幅度值關聯的相位預矯正值。
8. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，還包括在分別與相鄰的第 一和第二間隔關聯的兩個平均相位預矯正值 之間內插，從而確定與所述第一和第二間隔的中心之間的參考幅度 值關聯的相位預矯正值。
9. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，包括 在把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較之前，執行以下步驟標識所述參考幅度中的 一個或多個下跌處； 標識所述測量幅度中的一個或多個下跌處；以及 通過把所述參考幅度和所述測量幅度相互之間移位使所述參考幅度的下跌處與所述測量幅度的對應下跌處最佳對齊的量，相對於時間來對齊所述參考幅度和所述測量幅度。
10. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，包括 在把所述參考相位與所述測量相位進行比較之前，執行以下步驟標識所述參考相位中的一個或多個下跌處；標識所述測量相位中的一個或多個下跌處；以及 通過把所述參考相位和所述測量相位相互之間移位使所述參考相位的下跌處與所述測量相位的對應下跌處最佳對齊的量，相對於時間來對齊所述參考相位和所逸測量相位。
11. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括在把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較之前，相對於時間 來對齊所述參考幅度和所述測量幅度，其量使與任一個幅度參考值 關聯的多個幅度預矯正值之間的擴展為最小。
12. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，包括恢研一個與和所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中的最大一個之 間的差異來確定所述擴展。
13. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，包括確定與所述幅度參考值關耳關的所述幅度預矯正值中最高值的一 些的集合；確定與所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中最低值的一 些的集合；通過對與所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中最高值的 一些的集合求平均，來確定所逸幅度預矯正值的噪聲降低最大值；通過對與所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中最低值的 一些的集合求平均，來確定所述幅度預矯正值的噪聲降低最小值； 以及通過確定所述幅度預矯正值的噪聲降低最小值與所述幅度預矯 正值的噪聲降低最大值之間的差異，來確定所述擴展。
14. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括 在把所述參考相位與所述測量相位進行比較之前，相對於時間來對齊所述參考相位和所述測量相位，其量使與任一個幅度參考值 關聯的多個相位預矯正值之間的擴展為最小。
15. 如權利要求14所述的方法，其特徵在於，包括通過確定和所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中的最小 一個與和所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中的最大一個之間的差異來確定所述擴展。
16. 如權利要求14所述的方法，其特徵在於，包括 確定與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最高值的一些的集合；確定與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最低值的一 些的集合；通過對與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最高值的 一些的集合求平均，來確定所述相位預矯正值的噪聲降低最大值；通過對與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最低值的 一些的集合求平均，來確定所述相位預矯正值的噪聲降低最小值； 以及通過確定所述相位預矯正值的噪聲降低最小值與所述相位預矯 正值的噪聲降低最大值之間的差異，來確定所述擴展。
17. —種用於確定將補償由功率放大器電路引起的失真的預矯正 的設備，所述設備包括把時變參考信號施加到所述功率放大器電路的邏輯，其中，在 每個時刻，所述時變參考信號具有參考幅度和參考相位；測量由所述功率放大器電路提供的對應輸出信號的邏輯，其中， 在每個時刻，所述輸出信號具有測量幅度和測量相位；通過把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較來確定幅度預矯通過把所述參考相位與所述測量相位進行比較來確定相位預矯 正的邏輯；以及確定所述相位預矯正與所述參考幅度之間的關係、使得對於所 述參考幅度的任何值標識所述相位預矯正的對應值的邏輯。
18. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述參考幅度是 斜坡波形，以及所述參考相位為常數。
19. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述參考幅度是 三角波形，以及所述參考相位為常數。
20. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述參考信號具有變化幅度以及變化相位。
21. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於 所述幅度預矯正與測量幅度值的範圍關聯；以及 所述設備還包括通過執行以下步驟從所述幅度預矯正中提取代表點的邏4尋把所述測量幅度值的範圍分為多個間隔；以及 對於所述間隔中的每個，確定平均幅度預矯正值，並採用所述平均幅度預矯正值作為與所述間隔的中心處的測量幅度值關聯的幅度預矯正值。
22. 如權利要求21所述的設備，其特徵在於，還包括在分別與相鄰的第 一和第二間隔關聯的兩個平均幅度預矯正值 之間內插、從而確定與所述第 一 和第二間隔的中心之間的測量幅度 值關聯的幅度預矯正值的邏輯。
23. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於 所述相位預矯正與參考幅度值的範圍關聯；以及 所述設備還包括通過執行以下步驟從所述相位預矯正中提取代表點的邏輯把所述參考幅度值的範圍分為多個間隔；以及 對於所述間隔中的每個，確定平均相位預矯正值，並採用所述平均相位預矯正值作為與所述間隔的中心處的參考幅度值關聯的相位預矯正值。
24. 如權利要求23所述的設備，其特徵在於，還包括在分別與相鄰的第 一和第二間隔關聯的兩個平均相位預矯正值之間內插、從而確定與所述第一和第二間隔的中心之間的參考幅度 值關聯的相位預矯正值的邏輯。
25. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，包括 在把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較之前執行以下步驟的邏輯標識所述參考幅度中的 一個或多個下跌處； 標識所述測量幅度中的一個或多個下跌處；以及 通過把所述參考幅度和所述測量幅度相互之間移位使所述參考幅度的下跌處與所述測量幅度的對應下跌處最佳對齊的量，相對於時間來對齊所述參考幅度和所迷測量幅度。
26. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，包括 在把所述參考相位與所述測量相位進行比較之前執行以下步驟的邏輯標識所述參考相位中的一個或多個下跌處； 標識所述測量相位中的一個或多個下跌處；以及 通過把所述參考相位和所述'測量相位相互之間移位使所述參考相位的下跌處與所述測量相位的對應下跌處最佳對齊的量，相對於時間來對齊所述參考相位和所述測量相位。
27. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，包括 在把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較之前相對於時間來對齊所述參考幅度和所述測量幅度的邏輯，所述對齊所用的量使與 任一個幅度參考值關聯的多個幅度預矯正值之間的擴展為最小。
28. 如權利要求27所述的設備，其特徵在於，包括通過確定和所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中的最小 一個與和所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中的最大一個之間的差異來確定所述擴展的邏輯。
29. 如權利要求27所述的設備，其特徵在於，包括 確定與所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中最高值的一 些的集合的邏輯；確定與所述幅度參考值關耳關的所述幅度預矯正值中最低值的一 些的集合的邏輯；通過對與所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中最高值的 一些的集合求平均來確定所述幅度預矯正值的噪聲降低最大值的邏 輯；通過對與所述幅度參考值關聯的所述幅度預矯正值中最低值的 一些的集合求平均來確定所述幅度預矯正值的噪聲降低最小值的邏 輯；以及通過確定所述幅度預矯正值的噪聲降低最小值與所述幅度預矯 正值的噪聲降低最大值之間的差異來確定所述擴展的邏輯。
30. 如權利要求17所述的設備，其特徵在於，包括 在把所述參考相位與所述測量相位進行比較之前相對於時間來對齊所述參考相位和所述測量相位的邏輯，對齊所用的量使與任一 個幅度參考值關聯的多個相位預矯正值之間的擴展為最小。
31. 如權利要求30所述的設備，其特徵在於，包括通過確定和所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中的最小 一個與和所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中的最大一個之間的差異來確定所述擴展的邏輯。
32. 如權利要求30所述的設備，其特徵在於，包括 確定與所述幅度參考值關^f關的所述相位預矯正值中最高值的一些的集合的邏輯；確定與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最低值的一 些的集合的邏輯；通過對與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最高值的 一些的集合求平均來確定所述相位預矯正值的噪聲降低最大值的邏 輯；通過對與所述幅度參考值關聯的所述相位預矯正值中最低值的 一些的集合求平均來確定所述相位預矯正值的噪聲降低最小值的邏輯；以及通過確定所述相位預矯正值的噪聲降低最小值與所述相位預矯 正值的噪聲降低最大值之間的差異來確定所述擴展的邏輯。
33. —種機器存儲媒體，其中存儲了用於確定將補償由功率放大 器電路引起的失真的預矯正的程序指令集，所述程序指令集使處理 器及關聯邏輯執行以下步驟把時變參考信號施加到所述功率放大器電路，其中，在每個時 刻，所述時變參考信號具有參考幅度和參考相位；測量由所述功率放大器電路提供的對應輸出信號，其中，在每 個時刻，所述輸出信號具有測量幅度和測量相位；通過把所述參考幅度與所述測量幅度進行比較來確定幅度預矯正；通過把所述參考相位與所述測量相位進行比較來確定相位預矯 正；以及確定所述相位預矯正與所述參考幅度之間的關係，使得對於所 述參考幅度的任何值，標識所迷相位預矯正的對應值。
全文摘要
通過把時變參考信號(AMref，PMref)施加到功率放大器電路(101)來確定將補償由功率放大器電路(101)引起的失真的預矯正，其中，在每個時刻，時變參考信號具有參考幅度(AMref)和參考相位(PMref)。測量由功率放大器電路(101)提供的對應輸出信號(Ammea，Pmmeas)，其中，在每個時刻，輸出信號具有測量幅度(AMmeas)和測量相位(PMmeas)。幅度預矯正(AMpre)通過把參考幅度(AMref)與測量幅度(AMmeas)進行比較來確定，以及相位預矯正(PMpre)通過把參考相位(PMref)與測量相位(PMeas)進行比較來確定。相位預矯正與參考幅度之間的關係經過確定，使得對於參考幅度(AMref)的任何值，標識相位預矯正(PMpre)的對應值。
文檔編號H03F1/32GK101133550SQ200580033747
公開日2008年2月27日 申請日期2005年9月26日 優先權日2004年10月6日
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