[发明专利]基于非线性RF滤波器的发射器的架构

说明书

相关申请

此申请涉及2011年12月提交的题为“ADAPTIVE PREDISTORTION FOR A NON-LINEAR SUBSYSTEM BASED ON A MODEL AS A CONCATENATION OF A NONLINEAR MODEL FOLLOWED BY A LINEAR MODEL”的美国专利申请NO.13/333,407；以及2011年12月21日提交的题为“ARCHITECTURE OF A LOW BANDWIDTH PREDISTORTION SYSTEM FOR NON-LINEAR RF COMPONENTS”的美国专利申请NO.13/333,422；这两个专利申请共同拥有和转让，并且由此通过参考全部结合于本文中。

技术领域

本公开涉及使用预失真使非线性子系统线性化，并且在许多实施例中，涉及在射频发射器的输出使用预失真使非线性滤波器线性化。

背景技术

在通信网络中想要发送数据的每一个节点都必须具有发射器。比如，在蜂窝通信网络中，在基站以及用户设备装置或终端中有发射器。图1例证了常规发射器10的一个实施例。发射器10可以是无线基站的发射器或用户设备装置的发射器。如所示，发射器10包含数模转换器(DAC) 12，后跟调制器和上转换器14。调制器和上转换器14的输出由功率放大器(PA)16放大，并且然后由滤波器18滤波。图2例证了常规发射器10的另一实施例，其类似于在图1中例证的实施例。然而，在此实施例中，发射器10包含数字预失真器(DPD)20，其操作以使输入信号预失真以补偿PA 16的非线性。适配器22基于输入信号与经由解调器和下转换器24以及模数转换器(ADC)26从PA 16的输出提供的反馈信号自适应地配置数字预失真器20。

理想上，滤波器18是线性滤波器。然而，所有模拟滤波器(包含滤波器18)都具有非线性特性区域。当在第四代(4G)蜂窝通信网络(诸如例如长期演进(LTE)蜂窝通信网络)的蜂窝通信网络的基站中实现发射器10时，滤波器18的非线性特性导致几个缺点。更确切地说，下一代蜂窝通信网络将具有操作在高输出功率(例如~80瓦(W)平均功率和~400W峰值功率)的宏基站和操作在较低输出功率(例如0.1W到10W或20W)的低功率基站。相对于高功率基站，可处置高输出功率的唯一类型滤波器是空腔滤波器。然而，由于空腔滤波器的非线性问题，空腔滤波器制造的第一轮生产率正好是大约60%。像这样，空腔滤波器的制造是非常昂贵的。因此，存在改进空腔滤波器的非线性问题以降低制造成本的需要。

至于低功率基站，空腔滤波器可容易地处置想要的输出功率，同时提供想要的线性。然而，空腔滤波器与其它类型滤波器(例如陶瓷滤波器或单块滤波器)相比较非常大而重。因此，对于低功率基站，使用空腔滤波器不是想要的。然而，陶瓷滤波器和单块滤波器当操作在较高功率(例如高于5W)时未提供想要的线性。从而，存在对于改进陶瓷滤波器和单块滤波器的非线性的需要，使得操作在从5W到20W的功率范围的低功率基站可使用此类滤波器代替使用庞大的空腔滤波器。

常规发射器10当在4G蜂窝通信网络(诸如例如LTE蜂窝通信网络)的用户设备装置中实现时也导致问题。确切地说，当在用户设备装置中实现常规发射器10时，滤波器18是小型滤波器，诸如表面声波(SAW)滤波器、薄膜体声波谐振腔(FBAR)滤波器或体声波(BAW)滤波器。4G蜂窝通信网络中的PA 16的峰值功率可向上推滤波器18以工作在其非线性区域。因此，滤波器的非线性对系统将是个问题。因此，还存在对于改进小型滤波器的非线性的需要，使得此类小型滤波器可用在4G无线网络的用户设备装置中，而没有通信质量降级。

上面讨论的所有问题由滤波器18当它工作在某一功率电平以上并且在其非线性特性区域中时将示出的非线性造成。因此，存在对于减少或消除非线性滤波器的非线性的系统和方法的需要。

发明内容

公开了用于使用预失真补偿非线性子系统的非线性的系统和方法。更确切地说，公开了用于使用预失真补偿发射器的发射链中非线性滤波器的非线性特性的系统和方法。在一个实施例中，发射器包含配置成放大射频输入信号以提供放大的射频信号的功率放大器、配置成对放大的射频信号进行滤波以提供发射器的输出信号的非线性滤波器以及配置成实现放大的射频信号的预失真的预失真器，其中预失真补偿非线性滤波器的非线性特性。以此方式，输出信号就好像非线性滤波器是线性滤波器或者基本上线性滤波器。由预失真器施加的预失真可以是固定的或自适应的。