[发明专利]预失真装置、无线通信单元及相关方法

说明书

【技术领域】

本发明领域关于一种无线通信装置、一预失真电路(predistortion circuit)及相关系数估测方法。本发明可应用于，但不局限应用于一种考虑到本地振荡器信号周边的可能影响线性度性能的信号的预失真电路中。

【背景技术】

本发明主要可以应用于无线远端通信应用的射频(radio frequency，RF)功率放大器领域。来自无线通信系统中可用的有限频谱的持续压力迫使频谱效应线性调制机制的发展。而由于受到这些线性调制机制中包络的影响，天线所传送的平均功率远低于其最大功率，从而导致功率放大器的低效率。因此在本领域中，大量的研究致力于发展能够为功率放大器的阻塞(线性)区(‘back-off’region)提供高性能的高效率拓扑上。

线性调制机制需要调制信号的线性放大以最小化由于频谱再生所带来的不想要的带外放射。然而一典型RF放大装置中使用的有源元件本身就是非线性的，仅当已消耗的直流(DC)功率的一小部分转换为RF功率时，放大装置的转换函数才能趋近于一直线，即如同运作为一理想的线性放大器。但是，此运作模式将造成DC至RF功率转换的低效率，这对于手持(用户)无线通信单元而言是不可接受的。此外，对于基地台而言，低效率也被公认为是存在问题的。

此外，手持(用户)装置的重点在于增长电池使用寿命。为了同时实现线性度及高效率，所谓的直线化(linearisation)技术得以使用以改善高效率类别放大器，例如‘AB’类，‘B’类或‘C’类放大器的线性度。大量各式各样的直线化技术应用于线性发射器，例如笛卡儿反馈(Cartesian Feedback)，前反馈(Feed-forward)以及自适应性预失真发射器的设计中。

现今的RF通信标准(例如宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)，时分同步码分多址(time division synchronised code divisionmultiple access，TDSCDMA)等)，通常以更大的峰值对平均值功率比(peak-to-average power ratios)为代价，使用具有高速率数据传输且相对低频宽的数字调制机制，从而造成模拟发射器的更严格的线性度需求。不幸的是，该增长的线性度需求通常被转变为更高的电流消耗。

深亚微米(deep-submicron)CMOS的出现使得数字预失真(DPD)技术的使用能够对非线性度进行补偿。尤其是DPD技术能够使模拟电路/装置运作于低电流模式的同时具有非线性偏置点。此技术的实作虽然以额外的数字处理为代价，却整体使电流消耗得以降低。具有高端直流转换技术的RF发射器中被动式混频器的使用同样有助于降低功率消耗，以及同时有助于提高噪声与线性度性能。但是这种类型的混频器会于其输出产生强大的本地振荡(local oscillator，LO)谐波。由于该些谐波会于下一级电路中非线性下变频回本地振荡频率，因此该些谐波的出现是不期望的。

数字基频预失真电路通常设置于放大器之前，用以补偿放大器的非线性效应，从而允许放大器运作于接近其最大输出功率处，以及同时支持低频谱再生。一篇题为“A generalised memory polynomial model for digital predistortion of RFpower amplifiers”的IEEE会议文献揭露了一种新型的改进预失真技术，其中包含在预失真模型中应用存储器效应，这对于频带增长而言尤为重要。在这篇文献中，通用的沃尔泰拉表示(Volterra representation)使用一基于存储器多项式的预失真模型，其与传统的威纳(Wiener)、哈默斯坦(Hammerstein)以及并行威纳结构相关。