專(zhuān)利名稱(chēng)：用于補(bǔ)償削波功率損失的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，特別是涉及用于在通信系統(tǒng)中補(bǔ)償削波
(chipping)功率損失的設(shè)備和方法。相關(guān)技術(shù)的背景


圖1示出在通信系統(tǒng)中使用的典型的發(fā)射陣容。基帶信號(hào)被生成[l],其可在理論上被上變頻到期望的載波頻率，并通過(guò)通信媒介發(fā)射。然而，現(xiàn)代通信系統(tǒng)使用振幅調(diào)制，其產(chǎn)生具有大的峰均比(PAR)的信號(hào)。PAR也稱(chēng)為信號(hào)的波峰因子(CF)。具有大的PAR的信號(hào)在現(xiàn)實(shí)世界的發(fā)射器中很難放大，因?yàn)樗鼘?duì)發(fā)射路徑的模擬分量提出嚴(yán)格的要求。特別是，D/A[2]需要更大的動(dòng)態(tài)范圍，并且功率放大器(PA)變得非常低效。
很常見(jiàn)的是，波峰因子消減(CFR)模塊被插入發(fā)射陣容。CFR模塊[4](有時(shí)也稱(chēng)為削波模塊)的目的是減小信號(hào)的PAR,同時(shí)將盡可能少的失真引入信號(hào)中。存在幾種不同的CFR算法，但共同的一個(gè)因素是，CFR模塊的增益不是不變的。例如，可能在低發(fā)射功率等級(jí)，CFR模塊的增益是0犯。然而，在高發(fā)射功率等級(jí)，CFR模塊的增益可能是-0.9dB。
這提出一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榛鶐盘?hào)發(fā)生模塊[l]難以保證將被傳送到通信媒介的實(shí)際信號(hào)功率等級(jí)。實(shí)際的發(fā)射功率等級(jí)或許低于或甚至高于基帶信號(hào)發(fā)生器^i殳的功率等級(jí)。從系統(tǒng)性能方面考慮，如果有一種方法來(lái)保證發(fā)射路徑的增益保持恒定，則將更好。
一種常用來(lái)修正CFR模塊的增益誤差的方法是，在CFR模塊[4]后增加增益^f莫塊[15]，如在圖2中可看到的。在增益模塊[15]中，應(yīng)用一增益，該增益與通過(guò)CFR模塊[4]的增益在數(shù)值上相等，但在符號(hào)上相反。因而，CFR模塊[4]和增益模塊[15]的總增益將是0dB。
典型的CFR模塊的一個(gè)有益的特征是，對(duì)于寬范圍的平均輸入功率值，在CFR模塊的輸出上的峰值瞬時(shí)值保持幾乎不變，或者，最多非常輕微地變化。例如，當(dāng)以發(fā)射器的最大額定功率發(fā)射時(shí)，CFR模塊的輸出上的平均功率也許是-13dB,峰值位于大約-5dB處。如果平均發(fā)射功率減小到-15 dB，則一般CFR模塊的輸出上的峰值仍將一般位于大約-5 dB處。
事實(shí)上，對(duì)于寬范圍的發(fā)射功率值，來(lái)自CFR模塊的峰值瞬時(shí)功率值不變對(duì)CFR模塊之后出現(xiàn)的所有元件都是有好處的。例如，如果峰值功率值差不多恒定，則D/A轉(zhuǎn)換器[2]就需要較少的活動(dòng)空間，因?yàn)椴恍枰嗟貋?lái)包括變化的峰值功率等級(jí)。
圖2所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題是，由于增益乘法器[15]的增益會(huì)變化，來(lái)自增益乘法器的峰值將不會(huì)一致，并將隨時(shí)間變化。這對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器提出更難的要求，并且甚至可能對(duì)發(fā)射陣容中可能存在的數(shù)字預(yù)失真(DPD )系統(tǒng)提出更難的要求。
存在對(duì)于正傳輸?shù)男盘?hào)的峰值在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)保持一致的技術(shù)解決方案的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于補(bǔ)償削波功率損失的設(shè)備，其具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值將在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)一致的益處。所述設(shè)備包括增益乘法器，其用于將增益應(yīng)用于輸入到發(fā)射鏈中波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得從所述波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率等于從所述發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率，其中，所述增益乘法器布置在所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊和所述波峰因子消減模塊之間。
依照本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施方案，所述設(shè)備還包括 一裝置，其用于通過(guò)利用從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率和從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益，并輸出所計(jì)算的所述增益到所述增益乘法器。依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述設(shè)備還包括第一功率估計(jì)器，其用于估計(jì)從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，并且將所估計(jì)的從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率輸出到所述裝置；以及第二功率估計(jì)器，其用于估計(jì)從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率，并且將所估計(jì)的從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率輸出到所述裝置。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述裝置執(zhí)行迭代算法來(lái)計(jì)算增益。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，迭代算法由下式給出
G(" + l)-G(") + fl/z^^(/^(")-尸(.,w("))，其中，尸朋是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，是從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率，G(0)設(shè)置為OdB，n是迭代次數(shù)，以及alpha根據(jù)所述波峰因子消減模塊的增益特性而被設(shè)置。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所計(jì)算的所述增益被規(guī)定在指定的范圍內(nèi)而決不能落在所述指定的范圍之外。
依照本發(fā)明的又一實(shí)施方案，所迷設(shè)備還包括 一裝置，其通過(guò)利用從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益，并輸出所計(jì)算的所述增益到所述增益乘法器，其中在所述發(fā)射鏈中，所述波峰因子消減模塊的增益是輸入到所述波峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的功率的函數(shù)。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述設(shè)備還包括功率估計(jì)器，其用于估計(jì)從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，并且輸出所估計(jì)的功率到所述裝置。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述裝置還包括 一部件，其用于接收從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，并且通過(guò)查找表來(lái)將對(duì)應(yīng)于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的所計(jì)算的所述增益輸出到增益乘法器，所述表由所述裝置產(chǎn)生以將從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率映射到所計(jì)算的所述增益，并且所述表被存儲(chǔ)在所述部件中。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述函數(shù)存儲(chǔ)于所述裝置中，并且所述裝置通過(guò)使用存儲(chǔ)在所述裝置中的所述函數(shù)以及從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，來(lái)計(jì)算將被應(yīng)用于輸入到所述波峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的增益，使得串聯(lián)的所述增益乘法器和所述波峰因子
消減模塊的總增益為0 dB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述裝置通過(guò)從第二功率減去第一功率來(lái)計(jì)算所述增益的值，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述第二功率是斜率是-ldB的直線與所述函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和水平線的交叉點(diǎn)，所述垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述水平線的垂直坐標(biāo)值是OdB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，當(dāng)斜率是-ldB的所述直線與所述函數(shù)的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被設(shè)置為水平坐標(biāo)最接近于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于補(bǔ)償削波功率損失的設(shè)備，其具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值將在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)一致的益處。所述設(shè)備包括增益補(bǔ)償裝置，所述增益補(bǔ)償裝置被配置為通過(guò)使用從發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率和從所述發(fā)射鏈中的波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算增益，并且將所計(jì)算的所述增益應(yīng)用于輸入到所述波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率。
依照本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施方案，所述增益補(bǔ)償裝置被配置為執(zhí)行迭代算法來(lái)計(jì)算所述增益。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，迭代算法由下式給出
(7(" + 1) = (^") + "妙0*(/>朋(")-尸(.^("))，其中，尸朋是從所述基帶信號(hào)
發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，/>，是從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率，G(0)被設(shè)置為0dB， n是迭代次數(shù)，以及alpha根據(jù)所述波峰因子消減模塊的增益特性而被設(shè)置。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所計(jì)算的所述增益被規(guī)定在指定的范圍內(nèi)而決不能落在所述指定的范圍之外。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種用于補(bǔ)償削波功率損失的設(shè)備，其具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值將在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)一致的益處。所述設(shè)備包括增益補(bǔ)償裝置，所述增益補(bǔ)償裝置被配置為通過(guò)使用從發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算增益，并且將該增益應(yīng)用于輸入到所述發(fā)射鏈中的波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得從所述波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，其中在所述發(fā)射鏈中，所述波峰因子消減模塊的增益是輸入到所述波峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的功率的函數(shù)。
依照本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施方案，所述增益補(bǔ)償裝置配置為產(chǎn)生一個(gè)表，以將從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率映射到所計(jì)算的所述增益，并且通過(guò)查找所述表來(lái)應(yīng)用對(duì)應(yīng)于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率之一 的所計(jì)算的所述增益之一 。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述增益補(bǔ)償裝置配置為通過(guò)從第二功率減去第一功率來(lái)計(jì)算所述增益的值，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述第二功率是斜率是-ldB的直線與所述函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和水平線的交叉點(diǎn)，所述垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述水平線的垂直坐標(biāo)值是0 dB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，當(dāng)斜率是-1 dB的所述直線與所述函#:的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被設(shè)置為水平坐標(biāo)最接近于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于補(bǔ)償削波功率損失的方法，其具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值將在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)一致的益處。所述方法包括將增益應(yīng)用于輸入到發(fā)射鏈中的波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得 從所述波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率等于從所述發(fā)射鏈中的基帶 信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述方法還包括通過(guò)利用從所述 基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率和從所述波峰因子消減模塊輸 出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，在計(jì)算步驟中，所述增益通過(guò)執(zhí)行 迭代算法來(lái)計(jì)算。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，迭代算法由下式給出
G(" + l)-G(") + a/如a"/，朋(")-尸^("))，其中，尸朋是從所述基帶信號(hào) 發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，是從所述波峰因子消減模塊輸出的 所述信號(hào)的功率，G(0)被設(shè)置為0dB， n是迭代次數(shù)，以及alpha根據(jù)所述 波峰因子消減模塊的增益特性而被設(shè)置。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所計(jì)算的所述增益被規(guī)定在指定的 范圍內(nèi)而決不能落在所述指定的范圍之外。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述方法還包括通通過(guò)使用從所 述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益，其中在所述 發(fā)射鏈中，所述波峰因子消減模塊的增益是輸入到所述波峰因子消減模塊 中的所述信號(hào)的功率的函數(shù)。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，在所述計(jì)算步驟中，所述增益通過(guò) 使用所述函數(shù)和從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算， 因而所計(jì)算的所述增益加上所述波峰因子消減模塊的所述增益的總增益
是0dB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述增益通過(guò)從第二功率減去第一 功率來(lái)計(jì)算，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào) 的功率，所述第二功率是斜率是-ldB的直線與所述函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的 水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和水平線的交叉點(diǎn)，所述 垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述水平線的垂直坐標(biāo)值是0 dB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，當(dāng)斜率是-ldB的所述直線與所述函 數(shù)的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被設(shè)置為水平坐標(biāo)最接近于 從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐 標(biāo)值。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種用于補(bǔ)償削波功率損失的方法，其 具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值將在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi) 一致的益處。所述方 法包括通過(guò)使用從發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率和從 所述發(fā)射鏈中的波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算增益；并且將 所計(jì)算的所述增益應(yīng)用于輸入到所述波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得從 所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率等于從基帶信號(hào)發(fā)生模塊 輸出的所述信號(hào)的功率。
依照本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施方案，在計(jì)算步驟中，所述增益通過(guò)使用迭代 算法來(lái)計(jì)算。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，迭代算法由下式給出
<formula>formula see original document page 12</formula>其中，尸朋是從所述基帶信號(hào) 發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，戶(,7,是從所述波峰因子消減模塊輸出的 所述信號(hào)的功率，G(0)被設(shè)置為0dB， n是迭代次數(shù)，以及alpha根據(jù)所述 波峰因子消減才莫塊的增益特性而被設(shè)置。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所計(jì)算的所述增益被規(guī)定在指定的 范圍內(nèi)而決不能落在所迷指定的范圍之外。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種用于補(bǔ)償削波功率損失的方法，其 具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值將在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)一致的益處。所述方 法包括通過(guò)使用從發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率來(lái)計(jì) 算增益；并且將所計(jì)算的所述增益應(yīng)用于輸入到所述發(fā)射鏈中的波峰因子 消減模塊中的信號(hào)，使得從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率 等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，其中，在所述發(fā)射 鏈中，所述波峰因子消減模塊的增益是輸入到所述波峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的功率的函數(shù)。
依照本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施方案，在計(jì)算步驟中，所述增益通過(guò)使用所述 函數(shù)和從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算，使得所計(jì)
算的增益加上所述波峰因子消減模塊的增益的總增益是0 dB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，所述增益通過(guò)從第二功率減去第一 功率來(lái)計(jì)算，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào) 的功率，所述第二功率是斜率是-l犯的直線與所述函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的 水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和水平線的交叉點(diǎn)，所述 垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率， 所述水平線的垂直坐標(biāo)值是0 dB。
依照本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案，當(dāng)斜率是-ldB的所述直線與所述函 數(shù)的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被設(shè)置為水平坐標(biāo)最接近于 從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐 標(biāo)值。
附圖的簡(jiǎn)^H兌明
圖1示出包含CFR模塊的一般通信發(fā)射鏈(現(xiàn)有技術(shù))；
圖2示出后CFR增益補(bǔ)償(現(xiàn)有技術(shù))；
圖3示出本發(fā)明的閉環(huán)實(shí)施方案；
圖4示出本發(fā)明的開(kāi)環(huán)實(shí)施方案；
圖5示出參考本發(fā)明的CFR增益函數(shù)f()的一個(gè)實(shí)例；
圖6示出參考本發(fā)明的CFR增益函數(shù)f()的另一個(gè)實(shí)例；以及
圖7示出參考本發(fā)明的另 一個(gè)CFR增益函數(shù)f()的實(shí)例。
發(fā)明詳述
參考圖3描述了實(shí)施方案。在這個(gè)實(shí)施方案中，基帶信號(hào)發(fā)生模塊[l] 產(chǎn)生基帶形式的信號(hào)，該信號(hào)將通過(guò)通信媒介被發(fā)射。該模塊的輸出通過(guò)增益乘法器[8]發(fā)送，該增益乘法器[8]將增益應(yīng)用于所述信號(hào)，使得隨后的 CFR模塊[4]的輸出上的將功率等于來(lái)自基帶發(fā)生模塊[1]的信號(hào)的功率。 CFR模塊[4]的輸出被傳遞到D/A轉(zhuǎn)換器[2],從這里開(kāi)始，所述輸出使用 混頻器[9]被上變頻，并且最后被發(fā)送到功率放大器[3]。
兩個(gè)功率估計(jì)器[5]和[16]被用來(lái)分別估計(jì)來(lái)自基帶發(fā)生模塊[l]的信 號(hào)的功率以及來(lái)自CFR模塊[4]的信號(hào)的功率?？捎脕?lái)估計(jì)信號(hào)的功率的 幾種算法通常是已知的。在一種算法中，計(jì)算幾個(gè)樣本的絕對(duì)值的平方的 平均值。被平均的樣本數(shù)根據(jù)功率估計(jì)器的期望準(zhǔn)確度而變化。另一種算 法是，所述信號(hào)的絕對(duì)值的平方可通過(guò)alpha濾波器被發(fā)送，該濾波器執(zhí) 行長(zhǎng)期平均。通過(guò)調(diào)整所述濾波器的alpha值，可以使用更多的平均，以 產(chǎn)生信號(hào)功率的越來(lái)越準(zhǔn)確的估計(jì)。
在基帶信號(hào)發(fā)生器[1]的輸出上的功率估計(jì)器[5]將產(chǎn)生以dB測(cè)量的有 規(guī)律的功率估計(jì)P^(")。在CFR模塊[4]的輸出上的功率估計(jì)器[16]將產(chǎn)生 以dB測(cè)量的有規(guī)律的功率估計(jì)u")。閉環(huán)增益計(jì)算器[7]將檢查~(")和 以決定將被前面的CFR乘法器[8]使用的下一個(gè)增益值G(n+1)。閉 環(huán)增益計(jì)算器[7]使用的更新等式由下式給出
G(" +1) = + "/p/za * (尸朋(")-(")) 等式 1
其中，G(n)、 Pbb和Pcfr以dB表示，并且G的初始值，即G(0)是0 dB。 alpha —般取0和1之間的值，并且可用來(lái)平衡收斂性與穩(wěn)定性。alpha的 值越高，算法收斂得越快。alpha的值越低，算法越穩(wěn)定。并且應(yīng)注意， 在一些情況下，根據(jù)CFR模塊的增益特性，大于1的值也許是合適的。在 一個(gè)實(shí)例中，alpha取在0.8左右的值。在另一個(gè)實(shí)例中，如果我們對(duì)什么 CFR增益將用于不同功率等級(jí)有一個(gè)粗略的概念，則我們可以利用該信息 來(lái)允許系統(tǒng)收斂得更快。
除了等式1所示更新程序以外， 一些硬性限制可被指定，以確保增益 決不會(huì)落到指定的范圍以外。設(shè)置硬性限制的原因是，任何功率估計(jì)模塊 可能產(chǎn)生功率估計(jì)錯(cuò)誤。如果產(chǎn)生足夠多的錯(cuò)誤，則增益值有可能會(huì)變得 很大或很小。防止這種情況的一種方法是提出最大和最小可能的增益值。 因而，即使存在很多嚴(yán)重的功率估計(jì)誤差，增益仍會(huì)保持在一個(gè)合理的范圍。例如，可為G(n)指定上限和下限。如果任何更新產(chǎn)生超過(guò)上限的G(n)， 則G(n)可被強(qiáng)制回到這個(gè)上限值。如果任何更新產(chǎn)生低于下限的G(n)，貝'J G(n)可被強(qiáng)制回到這個(gè)下限。
在沒(méi)有功率估計(jì)誤差的理想情況下，當(dāng)4(")等于A'/J")時(shí)，迭代程序 將結(jié)束。然后，增益乘法器[8]所使用的增益值G(n)將不會(huì)改變，直到CFR 模塊[4]的增益再次開(kāi)始改變?yōu)橹埂Ｈ欢?，在?shí)際情況中，因?yàn)楣β使烙?jì)模 塊不是理想的，因此實(shí)際的增益值是不斷變化的，即使發(fā)射功率不發(fā)生變 化也是如此。因而，^"")將會(huì)不斷變化，但是它會(huì)保持接近于A"(")的值。
存在很多情況，其中CFR模塊的增益不僅僅是CFR模塊的輸入上的 功率等級(jí)的函數(shù)。存在一些情況，其中增益也是幾種其它因素的函數(shù)，例 如，被發(fā)射的載波的數(shù)量或在不同載波中功率的精確分布。在這樣的情況 下，圖3所示實(shí)施方案是優(yōu)選的，因?yàn)樗苓m應(yīng)性地搜尋并找到應(yīng)在CFR 模塊的輸入上應(yīng)用的最佳增益值。而且，該實(shí)施方案也適用于當(dāng)CFR模塊 的增益是進(jìn)入CFR模塊的信號(hào)的平均功率的已知且不變的函數(shù)時(shí)的情況。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案在圖4中示出。該實(shí)施方案可適用于當(dāng)CFR 模塊的增益是進(jìn)入CFR模塊的信號(hào)的平均功率的已知且不變的函數(shù)時(shí)的 情況。換句話說(shuō)，當(dāng)CFR模塊的增益可表示為下式時(shí)，可適用該實(shí)施方案
<formula>formula see original document page 15</formula>等式2
其中，G^是CFR模塊的增益，,"是進(jìn)入CFR模塊的信號(hào)的平均 功率，且f()是在0和P^)的最大期望值之間的范圍內(nèi)連續(xù)的任何函數(shù)。
基帶信號(hào)發(fā)生^f莫塊[l]產(chǎn)生基帶形式的信號(hào)，該信號(hào)將通過(guò)通信媒介被 發(fā)射。該模塊的輸出通過(guò)增益乘法器[8]發(fā)送，該增益乘法器[8]將增益應(yīng)用 于信號(hào)，使得從隨后的CFR模塊輸出的功率將等于來(lái)自基帶信號(hào)發(fā)生模塊 [l]的信號(hào)的功率。CFR模塊的輸出傳遞到D/A轉(zhuǎn)換器[2]，從這里開(kāi)始， 所述信號(hào)使用混頻器[9]在被上變頻，并且最后被發(fā)送到功率放大器[3]。
基帶信號(hào)發(fā)生器[1]的輸出也發(fā)送到功率估計(jì)模塊[5]，功率估計(jì)模塊[5] 試圖估計(jì)來(lái)自基帶信號(hào)發(fā)生器[l]的信號(hào)的功率。可用來(lái)估計(jì)信號(hào)的功率的幾種算法通常是已知的。在一種算法中，計(jì)算幾個(gè)樣本的絕對(duì)值的平方的平均值。被平均的樣本數(shù)才艮據(jù)功率估計(jì)器的期望準(zhǔn)確度而變化。另一種算
法是所述信號(hào)的絕對(duì)值的平方可通過(guò)alpha濾波器被發(fā)送，該濾波器執(zhí)行長(zhǎng)期平均。通過(guò)調(diào)整所述濾波器的alpha值，可以使用更多的平均，以產(chǎn)生信號(hào)的功率的越來(lái)越準(zhǔn)確的估計(jì)。
功率估計(jì)模塊[5]的輸出被發(fā)送到開(kāi)環(huán)增益計(jì)算模塊[6]，該開(kāi)環(huán)增益計(jì)算模塊[6]決定哪個(gè)增益值應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于增益乘法器[8]，以便確保來(lái)自CFR模塊[4]的信號(hào)的功率等于來(lái)自基帶信號(hào)發(fā)生器[1]的信號(hào)的功率。
計(jì)算增益乘法器[8]所用的增益值的程序使用圖5以圖形方式被描述。線[10]表示典型的CFR增益曲線，其中，在本實(shí)例中，對(duì)于低于-16dB的CFR輸入功率等級(jí)，增益為0dB。在-16dB之上，當(dāng)輸入功率等級(jí)增加得越來(lái)越多時(shí)，CFR模塊[4]的增益開(kāi)始逐步降低。請(qǐng)注意，線[10]以及-16dB在本實(shí)例中對(duì)CFR模塊是"代表性的"。不同的CFR模塊有不同的曲線。
為了本例的目的，假定來(lái)自基帶信號(hào)發(fā)生模塊[l]的功率等級(jí)是-13dB,并且因此，CFR模塊[4]的輸出上的期望的功率等級(jí)也是-13犯。線[12]表示該基帶功率等級(jí)，并且可看到，如果具有-13dB功率等級(jí)的信號(hào)放在CFR模塊[4]的輸入上，則增益將為大約-0.7dB,且CFR模塊[4]的輸出的功率將大約是-13.7dB。
4艮清楚，CFR ^f莫塊[4]的輸入上的信號(hào)的功率必須增加以補(bǔ)償這種增益損失。然而，增加進(jìn)入CFR模塊[4]的信號(hào)的功率0.7dB到-12.3dB是不夠的。在CFR模塊[4]的輸入上出現(xiàn)-12.3 dB功率等級(jí)將使CFR模塊[4]有大約-0.9dB的增益，因?yàn)樵谠撦斎牍β实燃?jí)，CFR模塊[4]的增益隨著輸入功率等級(jí)的增加而降低。因而，來(lái)自CFR模塊[4]的信號(hào)的功率將是-12.3dB-0.9dB=-13.2dB。這接近于-13 dB的期望輸出功率，但還不是嚴(yán)格正確的。
為了計(jì)算必須應(yīng)用于CFR模塊[4]的輸入的正確的增益值，必須畫(huà)一條線，該線從處于-13dB基帶功率等級(jí)的垂直線[12]與在CFR模塊[4]的0dB增益處的水平線的交叉點(diǎn)開(kāi)始。該線具有斜率，使得對(duì)于在x軸方向上的每+ldB變化，在y軸方向上有-ldB變化，并在圖5中用線[13]表示。線[13]和線[10]之間的交叉點(diǎn)代表期望的工作點(diǎn)。在當(dāng)前的實(shí)例中，該交叉點(diǎn)大致位于(-11.9,-1.1)。這意味著如果輸入CFR模塊[4]的信號(hào)具有-11.9dB的功率，則按期望的，CFR模塊[4]的增益將是-1.1 dB，并且CFR模塊[4]的輸出將有-13dB的功率。因此，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于CFR模塊[4]的輸入的增益由線[14]的長(zhǎng)度表示，其為l.ldB。
注意，增益乘法器和CFR模塊的總增益是
Overa〃G"/" = G + + G)等式 3
其中，G、 /^以及f()都以dB表示。因?yàn)橄Ｍ傇鲆嬖跀?shù)學(xué)上為0dB，因此需要找到G的值，使得
G =-肌+G) 等式4
線[14]的長(zhǎng)度是以上等式的解。
在圖6中示出當(dāng)基帶功率等級(jí)為-14dBFS的另一個(gè)實(shí)例。在這種情況中，執(zhí)行以上所述的同樣的程序，CFR模塊之前的增益應(yīng)設(shè)置為+0.5 dB,以便CFR模塊的輸出具有-14dBFS的功率等級(jí)。
在圖7中示出當(dāng)基帶功率等級(jí)再次是-14dBFS的另一個(gè)實(shí)例，然而，在這種情況中，CFR模塊的增益為正，因此G必須設(shè)置為負(fù)的dB值，以便系統(tǒng)的總增益為0dB。在該實(shí)例中，CFR模塊之前的增益應(yīng)設(shè)置為-0.9dB，以便CFR模塊的輸出具有-14dBFS的功率等級(jí)。
應(yīng)注意，有可能線[13](或線[23]或線[33])以及線[IO](或線[30])交叉幾次。在這種情況下，任何交叉點(diǎn)都是有效的解，但為了保持系統(tǒng)中的功率等級(jí)盡可能一致，最好選擇其x軸坐標(biāo)盡可能靠近線[12](或線[23]或線[33])的解。也有可能線[13]和線[10]從不交叉。在這種情況下沒(méi)有可用的解，并且不可能調(diào)整進(jìn)入CFR模塊[4]的信號(hào)的增益使得增益乘法器[8]和CFR模塊[4]的串聯(lián)產(chǎn)生OdB的總增益。
應(yīng)注意，在該實(shí)施方案中，計(jì)算增益乘法器[8]所用的增益值的程序是在開(kāi)環(huán)增益計(jì)算器中執(zhí)行的，所以CFR增益函數(shù)存儲(chǔ)在開(kāi)環(huán)增益計(jì)算器中。盡管以上所述程序通過(guò)使用圖形方法而被描述，但該程序也可以使用 計(jì)算機(jī)來(lái)容易地執(zhí)行。而且，對(duì)所有可能的基帶功率等級(jí)的所有的計(jì)算可 以曾經(jīng)被離線執(zhí)行，也就是說(shuō)，計(jì)算可以曾經(jīng)被計(jì)算機(jī)完成，其將產(chǎn)生將 基帶功率估計(jì)映射到增益值的表。然后，所計(jì)算的增益值儲(chǔ)存于開(kāi)環(huán)增益
計(jì)算器[6]中，以便開(kāi)環(huán)增益計(jì)算器[6]被簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)為查找表。當(dāng)前的被估 計(jì)的基帶信號(hào)功率用作查找表中的索引，并且從查找表返回的值直接用作 在CFR模塊[4]之前的所述乘法器[8]的增益。
本發(fā)明有兩個(gè)主要的益處。 一個(gè)益處是，本發(fā)明將確保整個(gè)發(fā)射鏈的 全部陣容的增益是恒定的，而不管CFR模塊的增益是否恒定。請(qǐng)注意，這 假設(shè)在發(fā)射鏈中的所有其他模塊的總增益也是恒定的增益。該益處也可以 通過(guò)圖2所述的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。另外，本發(fā)明具有待發(fā)射的信號(hào)的峰值在 寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)一致的益處，因?yàn)榇l(fā)射的信號(hào)直接來(lái)自CFR模 塊。這將對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器的選擇以及對(duì)可能出現(xiàn)在發(fā)射陣容中的任何DPD 電路有積極的影響。該益處是本發(fā)明的主要益處，并且不能被圖2所述的 現(xiàn)有技術(shù)所實(shí)現(xiàn)。
雖然示出和描述了本發(fā)明的幾種實(shí)施方案，但是并不旨在這些實(shí)施方 案示出并描述本發(fā)明的所有可能的形式。更確切地，在本說(shuō)明書(shū)中使用的 詞是描述性的而不是限制性的詞，且應(yīng)理解地，在沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神 和范圍的情況下，可進(jìn)行不同的變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于補(bǔ)償削波功率損失的設(shè)備，其包括增益乘法器，其用于將增益應(yīng)用于輸入到發(fā)射鏈中波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得從所述波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率等于從所述發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率，其中，所述增益乘法器布置在所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊和所述波峰因子消減模塊之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括一裝置，其用于通過(guò)利用從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的 功率和從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益，并輸出所計(jì)算的所述增益到所述增益乘法器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，還包括第一功率估計(jì)器，其用于估計(jì)從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信 號(hào)的功率，并且將所估計(jì)的從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功 率輸出到所述裝置；以及第二功率估計(jì)器，其用于估計(jì)從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信 號(hào)的功率，并且將所估計(jì)的從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功 率輸出到所述裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述裝置執(zhí)行迭代算法來(lái)計(jì) 算所述增益。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述迭代算法由下式給出 G(" +1) = + 。/盧* (;(")-戶，("))其中，尸^是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，P，是 從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率，G(0)設(shè)置為0dB,n是迭 代次數(shù)，以及alpha根據(jù)所述波峰因子消減模塊的增益特性而被設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所計(jì)算的所述增益被規(guī)定在 指定的范圍內(nèi)而決不能落在所述指定的范圍之外。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括一裝置，其通過(guò)利用從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率 來(lái)計(jì)算所述增益，并輸出所計(jì)算的所述增益到所述增益乘法器，其中在所述發(fā)射鏈中，所述波峰因子消減模塊的增益是輸入到所述波 峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的功率的函數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括功率估計(jì)器，其用于估計(jì)從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的 功率，并且輸出所估計(jì)的功率到所述裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述裝置還包括一部件，其用于接收從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，并且通過(guò)查找表來(lái)將對(duì)應(yīng)于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào) 的功率的所計(jì)算的所述增益輸出到增益乘法器，所述表由所述裝置產(chǎn)生以 將從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率映射到所計(jì)算的所述 增益，并且所述表^1存儲(chǔ)在所述部件中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述函數(shù)存儲(chǔ)于所述裝置中， 并且所述裝置通過(guò)使用存儲(chǔ)在所述裝置中的所述函數(shù)以及從所述基帶信 號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，來(lái)計(jì)算將被應(yīng)用于輸入到所述波峰因 子消減模塊中的所述信號(hào)的增益，使得串聯(lián)的所述增益乘法器和所述波峰 因子消減模塊的總增益為0犯。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述裝置通過(guò)從第二功率 減去第一功率來(lái)計(jì)算所述增益的值，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā) 生才莫塊輸出的所迷信號(hào)的功率，所述第二功率是斜率是-ldB的直線與所述 函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和 水平線的交叉點(diǎn)，所述垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸 出的所述信號(hào)的功率，所述水平線的垂直坐標(biāo)值是OdB。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，當(dāng)斜率是-ldB的所述直線 與所述函數(shù)的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被設(shè)置為水平坐標(biāo) 最接近于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述函數(shù)被存儲(chǔ)在所述裝置中，并且所述裝置通過(guò)使用存儲(chǔ)在所述裝置中的所述函數(shù)以及從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，來(lái)計(jì)算將應(yīng)用于輸入到所述波峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的增益，使得串聯(lián)的所述增益乘法器和所述波峰因子消減模塊的總增益為0犯。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述裝置通過(guò)從第二功率減去第一功率來(lái)計(jì)算所述增益的值，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述第二功率是斜率是-ldB的直線與所述函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和水平線的交叉點(diǎn)，所述垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述水平線的垂直坐標(biāo)值是0犯。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，當(dāng)斜率是-ldB的所迷直線與所述函數(shù)的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被設(shè)置為水平坐標(biāo)最接近于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值。
16. —種用于補(bǔ)償削波功率損失的方法，其包括步驟將增益應(yīng)用于輸入到發(fā)射鏈中的波峰因子消減模塊中的信號(hào)，使得從所述波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率等于從所述發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過(guò)利用從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率和從所述波峰因子消減才莫塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在所述計(jì)算步驟中，所述增 益通過(guò)執(zhí)行迭代算法來(lái)計(jì)算。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述迭代算法由下式給出G(" +1) = + 一a * (尸朋(")—尸，(w)),其中，i^是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，^, 是從所述波峰因子消減模塊輸出的所述信號(hào)的功率，G(0)被設(shè)置為0dB,n是迭代次數(shù)，以及alpha根據(jù)所述波峰因子消減模塊的增益特性而被設(shè)置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所計(jì)算的所述增益被規(guī)定在指定的范圍內(nèi)而決不能落在所述指定的范圍之外。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過(guò)使用從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算所述增益，其中在所述發(fā)射鏈中，所述波峰因子消減模塊的增益是輸入到所述波峰因子消減模塊中的所述信號(hào)的功率的函數(shù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述計(jì)算步驟中，所述增益通過(guò)使用所述函數(shù)和從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算，因而所計(jì)算的所述增益加上所述波峰因子消減模塊的所述增益的總增益是0 dB。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述增益通過(guò)從第二功率減去第一功率來(lái)計(jì)算，所述第一功率等于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述第二功率是斜率是-ldB的直線與所述函數(shù)的曲線的交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值，斜率是-ldB的所述直線通過(guò)垂直線和水平線的交叉點(diǎn)，所述垂直線的水平坐標(biāo)值是從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率，所述水平線的垂直坐標(biāo)值是OdB。
24. 才艮據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)斜率是-ldB的所述直線與所述函^:的所述曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，所述第二功率被_沒(méi)置為水平坐標(biāo)最接近于從所述基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的所述信號(hào)的功率的一個(gè)交叉點(diǎn)的水平坐標(biāo)值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于補(bǔ)償發(fā)射功率損失的設(shè)備和方法，該發(fā)射功率損失是由在通信系統(tǒng)的發(fā)射路徑中的削波或波峰因子消減模塊的添加造成的。所述方法包括將增益應(yīng)用于輸入到波峰因子消減模塊中的信號(hào)的步驟，以便從波峰因子消減模塊輸出的信號(hào)的功率等于從發(fā)射鏈中的基帶信號(hào)發(fā)生模塊輸出的信號(hào)的功率。本發(fā)明的益處是，待發(fā)射的信號(hào)的峰值在寬范圍的發(fā)射功率值內(nèi)是一致的。
文檔編號(hào)H04L25/49GK101690057SQ200980000080
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
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