动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之装置与方法;APPARATUS AND METHOD OF DYNAMICALLY ADAPTING THE LUT SPACING FOR LINEARIZING A POWER AMPLIFIER

摘要

一种动态调适检视表格(LUT)间距，以将功率放大器(PA)线性化之技术，不需预知系统状态资讯，而能为PA作LUT间距最佳化。大小为N的LUT将整个PA未饱和输入振幅范围分成N个区间，每一区间由一LUT元素预失真。LUT经由一索引对映器，将一输入调变信号之输入振幅编入索引，来实现一无条件地-非均匀LUT间距。一间距适应器线上调适LUT间距。适应后之LUT间距平衡了相对应每一区间之PA输出之交互调变失真(IMD)功率，所以将PA输出之整体的IMD功率最小化。

主权项

1.一种动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之装置，以产生一放大的输出信号，来回应从一输入调变的信号导出的一预失真输入，该装置包含：一包含N个元素之大小为N的检视表格，将一整个未饱和功率放大器的输入振幅范围分成N个区间，每一该区间由该检视表格的一个元素预失真，N系一正整数；一索引对映器，透过该索引对映器，该检视表格系以一输入振幅来编索引，以实现一无条件地-非均匀检视表格间距；以及一间距适应器，线上调适该检视表格间距，并且该适应后之检视表格间距平衡了对应每一该区间之该功率放大器输出之交互调变失真功率，致使在该功率放大器输出的整体交互调变失真功率为最小；其中该间距适应器根据从处理多个输入调变信号之梯级分布图导出之一种梯级分布图为基础的预失真方法，并使用一线上叠代程序来调适该检视表格间距，该线上叠代流程包括下列步骤：初始化该检视表格之多个区间边界与一叠代索引k，并指定每一该区间之中间点；对该多个输入调变信号估计出一长期的梯级分布图；更新N个区间长度{di}，i从1至N；等待一段时间直到该检视表格里所有元素的值全被更新；以及检查该检视表格区间在目前叠代与前一个叠代的一间距差是否收歛。 ;2.如申请专利范围第1项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之装置，其中该间距适应器提供给该索引对映器一个新的区间边界集合{bi}，该索引对映器产生该检视表格的一索引，以指出该检视表格里一个被选到的元素。 ;3.如申请专利范围第2项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之装置，其中每一该检视表格的元素经由该索引对映器，对应该输入调变信号之一个输入振幅。 ;4.一种动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，以产生一放大的输出信号，来回应从一输入调变的信号导出的一预失真输入，该方法包含下列步骤：将一整个未饱和功率放大器的输入振幅范围分成N个区间，每一该区间由一大小为N之检视表格的一个元素预失真，N系一正整数；以一输入振幅来编该大小为N之检视表格的索引，以实现一无条件地-非均匀检视表格间距；以及线上调适该检视表格间距，并且该适应后之检视表格间距平衡了对应每一该区间之该功率放大器输出之交互调变失真功率，致使在该功率放大器输出的整体交互调变失真功率为最小；其中该间距适应器根据从处理多个输入调变信号之梯级分布图导出之一种梯级分布图为基础的预失真方法，并使用一线上叠代程序来调适该检视表格间距，该线上叠代流程包括下列步骤：初始化该检视表格之多个区间边界与一叠代索引k，并指定每一该区间之中间点；对该多个输入调变信号估计出一长期的梯级分布图；更新N个区间长度{di}，i从1至N；等待一段时间直到该检视表格里所有元素的值全被更新；以及检查该检视表格区间在目前叠代与前一个叠代的一间距差是否收歛。 ;5.如申请专利范围第4项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中在该叠代程序中准备一下一个叠代包括以来更新该区间边界、以来重新指定该区间之中间点、将叠代索引k加1、以及返回去得到该长期的梯级分布图的步骤。 ;6.如申请专利范围第4项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中该收敛检查系检查一指标ρ，该指标ρ作为具有将该功率放大器线性化之该检视表格间距的一数位预失真器的一种品质指标。 ;7.如申请专利范围第4项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中该长期的梯级分布图的估计包括处理该目前叠代k的输入调变信号，并且加总一短期的梯级分布图，然后，以该加总后之短期的梯级分布图之平均值来估计该长期的梯级分布图。 ;8.如申请专利范围第4项所述之动态调适检视表格间距，以将功率放大器线性化之方法，其中第k次叠代更新该区间长度{di}的式子为，且，系一正规化常数，系第i个区间之rmi的机率质量函数的一长期的梯级分布图，fo(rmo)系第i个区间里rmo之检视表格元素的值，Fi(rmo)系在第i个区间之预失真转换函数，是Fi(rmo)关于rm的导数，|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))分别表示fo(rmo)之振幅及相位，|fo(rmo)| ' 及[arg(fo(rmo))] ' 分别是|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))关于rm的导数。 ;9.如申请专利范围第4项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中该检视表格间距di的调适系以推导变数{ηi}，i从1至N，来使该功率放大器输出之整体的交互调变失真功率Pae为最小，，其中pi系第i个区间里该输入调变信号vm之振幅rm之机率质量函数，fo(rmo)系第i个区间里rmo之检视表格元素的值，Fi(rmo)系在第i个区间之预失真转换函数，系由Fi(rmo)关于rm的导数，|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))分别表示fo(rmo)之振幅及相位，|fo(rmo)| ' 及[arg(fo(rmo))] ' 分别为|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))关于rm的导数，并且该最小化功率放大器输出之整体的交互调变失真功率表示为。 ;10.如申请专利范围第4项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中该长期的梯级分布图之第k次叠代系以来预估，其中系短期的梯级分布图之一个平均值，i从1至N，λ系一忘记因数，0<λ≦1以及。 ;11.一种动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，以产生一放大的输出信号，来回应从一输入调变信号导出的一预失真输入，该方法包含下列步骤：以一输入振幅来编该大小为N之检视表格的索引；以及动态调适该检视表格的间距，且产生该调适后的检视表格间距，使得该功率放大器输出之整体的交互调变失真功率为最小；其中该检视表格将一整个未饱和的功率放大器输入振幅范围分成多个区间，每一该区间由该检视表格的一个元素预失真，并且与每一个该检视表格元素联系的之该整体的交互调变失真功率被表述成该输入调变信号的退据、功率放大器特性以及该输入调变信号之机率密度函数以外的变数来处理，以及该动态调适该检视表格的间距是根据从处理多个输入调变信号之梯级分布图导出之一种梯级分布图为基础的预失真方法，来调适该检视表格间距；其中该动态调适检视表格间距是经由该叠代流程来达成，该叠代流程包括下列步骤：初始化该检视表格之多个区间边界与一叠代索引k，并指定每一该区间之中间点；对该多个输入调变信号估计出一长期的梯级分布图；更新N个区间长度{di}，i从1至N；等待一段时间直到该检视表格里所有元素的值全被更新；以及检查目前叠代及前一叠代的该检视表格间距的差距收敛与否。 ;12.如申请专利范围第11项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中在该叠代程序中准备一下一个叠代包括以来更新该区间边界、以来重新指定该区间之中间点、将叠代索引k加1、以及返回去得到该长期的梯级分布图的步骤。 ;13.如申请专利范围第11项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中该长期的梯级分布图的估计包括处理目前叠代k的输入调变信号，并且加总一短期的梯级分布图，然后，以该加总后之短期的梯级分布图之平均值来估计该长期的梯级分布图。 ;14.如申请专利范围第11项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中该检视表格间距di的调适系以推导变数{ηi}，i从1至N，来使该功率放大器输出之整体的交互调变失真功率Pae为最小，，其中pi系第i个区间里该输入调变信号vm之振幅rm之机率质量函数，fo(rmo)系第i个区间里rmo之检视表格元素的值，Fi(rmo)系在第i个区间之预失真转换函数，系由Fi(rmo)关于rm的导数，|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))分别表示fo(rmo)之振幅及相位，|fo(rmo)| ' 及[arg(fo(rmo))] ' 分别为|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))关于rm的导数，并且该最小化功率放大器输出之整体的交互调变失真功率表示为。 ;15.如申请专利范围第11项所述之动态调适检视表格间距以将功率放大器线性化之方法，其中第k次叠代更新该区间长度{di}的式子为，且，系一正规化常数，系第i个区间之rm的机率质量函数的一长期的梯级分布图，fo(rmo)系第i个区间里rmo之检视表格元素的值，Fi(rmo)系在第i个区间之预失真转换函数，是Fi(rmo)关于rm的导数，|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))分别表示fo(rmo)之振幅及相位，|fo(rmo)| ' 及[arg(fo(rmo))] ' 分别是|fo(rmo)|及arg(fo(rmo))关于rm的导数。;第一图为一方块示意图，说明一数位预失真器之线性化。;第二图为一方块示意图，说明一种传统之具有均匀间距的DAPD-LUT技术。;第三图为一方块示意图，说明一种传统以增益为基础的DAPD-LUT技术，具有最佳之非均匀间距，称为条件性-最佳化间距。;第四图为另一种传统以增益为基础的DAPD-LUT技术，具有分段-非均匀间距。;第五图是根据本发明之装置的一个实施例的一个基频-对等的系统概要图。;第六图为第五图之索引对映器的一个方块示意图。;第七图为是一流程图，说明叠代程序的步骤流程。;第八图是不同的DAPD-LUT技术，不同的检视表格间距，当输入信号的退据=-10 dB之功率频谱密度的效能比较图。;第九图放松两个条件，输入信号的退据和功率放大器的特性，以各种不同的检视表格间距，说明多种DAPD-LUT技术的正规化交互调变失真功率。;第十图为各种不同的检视表格间距，多种DAPD-LUT技术的功率放大器输出之正规化交互调变失真功率。