數(shù)字預(yù)失真電路與方法以及數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于補(bǔ)償非線性特性的電路與方法，尤其是關(guān)于數(shù)字預(yù)失真電路與方法 以及數(shù)字預(yù)失真訓(xùn)練電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常而言，包含非線性組件（例如晶體管）的模擬電路在特定運(yùn)作條件下會(huì)有明 顯的非線性輸出失真的問題。舉例來說，以常見于通訊系統(tǒng)發(fā)射機(jī)中的功率放大器（Power Amp1ifier,PA)而言，若輸入信號(hào)的大小超過該功率放大器的線性區(qū)，相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)就 會(huì)呈現(xiàn)非線性失真，從而出現(xiàn)頻帶內(nèi)信號(hào)的失真以及相鄰頻帶信號(hào)的干擾；尤有甚者，在部 分無線通信寬帶正交分頻多任務(wù)（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing, 0FDM) 系統(tǒng)中，高功率的功率放大器除了會(huì)有非線性問題，還會(huì)有記憶效應(yīng)（MemoryEffects),亦 即功率放大器的輸出會(huì)與在先的輸出相關(guān)，這些特性均對(duì)非線性失真的補(bǔ)償造成了更多的 挑戰(zhàn)。
[0003] 以功率放大器的線性化技術(shù)而言，目前主要的技術(shù)有前饋技術(shù)、負(fù)回授技術(shù)以及 線性預(yù)失真技術(shù)等，其中線性預(yù)失真技術(shù)的適用范圍廣，且成本、效率與穩(wěn)定性相對(duì)地平衡 且實(shí)用，有鑒于此，有人提出了一種模擬射頻預(yù)失真技術(shù)，但由于射頻預(yù)失真的實(shí)現(xiàn)涉及了 射頻非線性主動(dòng)組件的使用與參數(shù)調(diào)整，因此該技術(shù)會(huì)有設(shè)計(jì)復(fù)雜度高等問題；另有人提 出了一種數(shù)字預(yù)失真（DigitalPre-distortion,DPD)技術(shù)，其依據(jù)伏爾特拉（Volterra) 級(jí)數(shù)及其變形或其簡(jiǎn)化的記憶多項(xiàng)式（MemoryPolynomial,MP)來建構(gòu)一預(yù)失真的架 構(gòu)（亦即以該記憶多項(xiàng)式來呈現(xiàn)功率放大器的非線性表現(xiàn)），并在硬件上通過查表電路 (Look-upTable,LUT)或多項(xiàng)式運(yùn)算電路來實(shí)現(xiàn)。
[0004] 然而，上述查表電路需要甚多內(nèi)存空間且精確度在成本考慮下難以提高；而上 述多項(xiàng)式運(yùn)算電路在記憶效應(yīng)的深度大且記憶多項(xiàng)式的階數(shù)高的情形下需要耗用大量的 運(yùn)算資源以決定大量的系數(shù)，因此，在成本考慮下，有人提出以最小均方法（LeastMean Square，LMS)來迭代收斂以決定上述系數(shù)，但最小均方法有可能受限于收斂步伐的設(shè)定不 佳（步伐太大則不易或無法收斂；步伐太小則耗費(fèi)運(yùn)算資源及時(shí)間）而有收斂及穩(wěn)定性的 問題，且此法仍會(huì)耗用相當(dāng)?shù)男酒娣e，不能有效降低成本。
[0005] 前述采用記憶多項(xiàng)式的數(shù)字預(yù)失真技術(shù)以及查表電路的范例可分別由下列文獻(xiàn) 進(jìn)一步了解：
[0006] (1)LeiDing,G.TongZhou,DennisR.Morgan,ZhengxiangMa,J.Stevenson Kenny,JoehyeongKim,CharlesR.Giardina,^MEMORYPOLYNOMIALPREDISTORTERBASED ONTHEINDERECTLEARNINGARCHITECTURE"，SchoolofElectricalandComputer EngineeringofGeorgiaInstituteofTechnologyinAtlanta,No. 0-7803-7632-3/02, IEEE,2002。
[0007] (2)HuXin,WangGang,WangZi-Cheng,LuoJi-Run,"WidebandAdaptive PredistortionAlgorithmBasedonLUTandMemory-EffectCompensation Techniques^,Vol. 34,No. 3,JournalofElectronics&Information Technology，Mar.2012。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的一目的在于提出數(shù)字預(yù)失真電路與方法以解決先前技術(shù)的問題。
[0009] 本發(fā)明提出一種數(shù)字預(yù)失真電路，能夠補(bǔ)償一模擬電路的非線性特性。該數(shù)字預(yù) 失真電路的一實(shí)施例包含：一預(yù)失真訓(xùn)練電路以及一預(yù)失真電路。所述預(yù)失真訓(xùn)練電路用 來依據(jù)一喬列斯基分解相關(guān)算法處理一數(shù)字回授（反饋）信號(hào)，由此產(chǎn)生多個(gè)系數(shù)，其中該 數(shù)字回授信號(hào)源自于該模擬電路的輸出信號(hào)，該模擬電路的輸出信號(hào)源自于一原始數(shù)字信 號(hào)。所述預(yù)失真電路包含該預(yù)失真訓(xùn)練電路或獨(dú)立于該預(yù)失真訓(xùn)練電路外，用來于一補(bǔ)償 模式下依據(jù)該多個(gè)系數(shù)處理該原始數(shù)字信號(hào)，由此產(chǎn)生一數(shù)字預(yù)失真信號(hào)，其中該數(shù)字預(yù) 失真信號(hào)的非線性特性用來補(bǔ)償該模擬電路的非線性特性，由此讓模擬電路的輸出信號(hào)符 合一默認(rèn)特性。
[0010] 本發(fā)明另提出一種數(shù)字預(yù)失真方法，通過本發(fā)明的數(shù)字預(yù)失真電路或其等效電路 來執(zhí)行，同樣能夠補(bǔ)償一模擬電路的非線性特性。該方法的一實(shí)施例包含下列步驟：依據(jù)一 喬列斯基分解相關(guān)算法處理一數(shù)字回授信號(hào)，由此產(chǎn)生多個(gè)系數(shù)，其中該數(shù)字回授信號(hào)源 自于該模擬電路的輸出信號(hào)，該模擬電路的輸出信號(hào)源自于一原始數(shù)字信號(hào)；以及于一補(bǔ) 償模式下依據(jù)該多個(gè)系數(shù)處理該原始數(shù)字信號(hào)，由此產(chǎn)生一數(shù)字預(yù)失真信號(hào)，其中該數(shù)字 預(yù)失真信號(hào)的非線性特性用來補(bǔ)償該模擬電路的非線性特性，由此讓模擬電路的輸出信號(hào) 符合一默認(rèn)特性。
[0011] 前述的預(yù)失真訓(xùn)練電路可單獨(dú)實(shí)施。因此，本發(fā)明進(jìn)一步提出一種數(shù)字預(yù)失真訓(xùn) 練電路，其一實(shí)施例包含：一預(yù)失真訓(xùn)練電路，用來依據(jù)一簡(jiǎn)化的喬列斯基分解算法處理一 數(shù)字回授信號(hào)，由此產(chǎn)生多個(gè)系數(shù)，其中該數(shù)字回授信號(hào)源自于一模擬電路的輸出信號(hào)，該 多個(gè)系數(shù)用來補(bǔ)償該模擬電路的非線性特性。
[0012] 有關(guān)本發(fā)明的特征、實(shí)作與功效，茲配合圖式作較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的數(shù)字預(yù)失真電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明的數(shù)字預(yù)失真電路的另一實(shí)施例的示意圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明的用來計(jì)算矩陣因子的電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0016] 圖4是本發(fā)明的用來執(zhí)行矩陣運(yùn)算的電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0017] 圖5是本發(fā)明的用來計(jì)算運(yùn)算值的電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0018] 圖6是本發(fā)明的執(zhí)行正向替代運(yùn)算的電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0019] 圖7是本發(fā)明的執(zhí)行反向替代運(yùn)算的電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0020] 圖8是圖1的預(yù)失真電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0021] 圖9是圖1的模擬電路與回授（反饋）電路的一實(shí)施例的示意圖；
[0022] 圖10是本發(fā)明的數(shù)字預(yù)失真方法的一實(shí)施例的流程圖；以及
[0023] 圖11是本發(fā)明的數(shù)字預(yù)失真方法的另一實(shí)施例的流程圖。
[0024] 附圖標(biāo)記
[0025] 100數(shù)字預(yù)失真電路
[0026] 110預(yù)失真訓(xùn)練電路
[0027] 120預(yù)失真電路
[0028] 130模擬電路
[0029] 140 回授電路
[0030] 150時(shí)序?qū)?zhǔn)電路
[0031] 310、320 電路單元
[0032] 330乘法器
[0033] 410、420、430 電路單元
[0034] 440、45〇 乘法單元
[0035] 460、470加法單元
[0036] 510、520、530、540、550 電路單元
[0037] 560乘法單元
[0038] 570加法單元
[0039] 580減法單元
[0040] 590除法單元
[0041] 610,620,630 電路單元
[0042] 640乘法單元
[0043]650加法單元
[0044]660減法單元
[0045]670除法單元
[0046] 710、720、730 電路單元
[0047] 740乘法單元
[0048]750加法單元
[0049]760減法單元
[0050]810預(yù)失真轉(zhuǎn)換處理單元
[0051]820乘法器
[0052]830加法器
[0053]910數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器（DAC)
[0054] 920 升頻器（UC)
[0055]930功率放大器（PA)
[0056] 940模擬增益控制器（AGC)
[0057] 950 降頻器（DC)
[0058] 960模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC)
[0059] 970數(shù)字增益控制器（DGC)
[0060]S1010 依據(jù)一喬列斯基分解相關(guān)算法處理一數(shù)字回授信號(hào)，由此產(chǎn)生多個(gè)系數(shù)， 其中該數(shù)字回授信號(hào)源自于一模擬電路的輸出信號(hào)，該模擬電路的輸出信號(hào)源自于一原始 數(shù)字信號(hào)
[0061] S1020 于一補(bǔ)償模