(57)【要約】  ここに開示するのは、入力信号ｕに基づいた振幅の変化に依存する第１の信号をデジタル予歪器で受信するステップを含むデジタル予歪方法を含むシステム、装置、モジュール、方法、および他の実装であって、第１の信号の変化は、電力増幅器を含む送信チェーンの非線形特性における経時変化に対応する。この方法は、デジタル予歪器で入力信号ｕを受信するステップと、入力信号ｕと第１の信号とを含む信号に少なくとも一部基づいて、デジタル的に予歪された信号ｖをデジタル予歪器で生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減するステップと、予歪信号ｖを送信チェーンに与えるステップをさらに含む。
2021524691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル予歪方法であって、
入力信号ｕに基づいた振幅の変化に依存する第１の信号をデジタル予歪器で受信するステップであって、前記第１の信号の変化は、電力増幅器を有する送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応するステップと、
前記入力信号ｕを前記デジタル予歪器で受信するステップと、
前記入力信号ｕおよび前記第１の信号を含む信号に少なくとも部分的に基づいて、デジタル的に予歪された信号ｖを前記デジタル予歪器で生成し、前記送信チェーンの非線形挙動を低減するステップと、
前記予歪された信号ｖを前記送信チェーンに供給するステップと、を備えるデジタル予歪方法。
【請求項２】
前記第１の信号を前記デジタル予歪器で受信するステップは、前記入力信号ｕのコピーを受信した包絡線追跡器で生成された時変信号ｅを、前記デジタル予歪器で監視することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記入力信号ｕおよび前記第１の信号のサンプルの非線形関数として前記送信チェーンに与えられた前記デジタル的に予歪された信号ｖのサンプルを計算するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記時変信号ｅは、前記時変信号ｅが前記電力増幅器の少なくともある非線形挙動を引き起こすように前記入力信号ｕから生成され、
前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成するステップは、前記入力信号ｕをデジタル的に予歪することによって得られる前記送信チェーンの出力が、少なくとも前記時変信号ｅによって発生する非線形歪みから実質的に自由であるように、前記時変信号ｅを用いて前記入力信号をデジタル的に予歪するステップを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記時変信号ｅは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約を満たすように生成され、
前記第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は前記入力信号ｕの瞬時電力と前記送信チェーンの電力供給との関係を定義し、
前記第２の制約は、
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
となるように、最大値および曲率限界を前記信号ｅ［ｔ］に対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、前記送信チェーンの動作特性を表す値であり、
前記第３の制約は、前記第１の制約および前記第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記入力信号ｕおよび前記第１の信号を含む前記信号に基づいて前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成するステップは、
以下の式に従って、前記入力信号ｕおよび前記時変信号ｅに少なくとも部分的に基づいて前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成して、前記デジタル的に予歪された信号ｖ生成することを含み、
【数１】
2021524691.tif 000036
【数２】
2021524691.tif 000037
【数３】
2021524691.tif 000038
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、前記電力増幅器および前記電力増幅器に電力を供給する変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは前記基底関数を重み付けするために計算された係数である、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づく最適化プロセスに従って、前記基底関数Ｂｋを重みづけするために計算された前記係数ｘｋを計算するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
受信した前記時変信号ｅに基づいて、前記入力信号ｕおよび前記時変信号ｅを含む前記信号に対して実行されるデジタル予歪によって結果として得られる時変信号ｅＡを生成し、前記結果として得られた時変信号ｅＡに基づいて、前記送信チェーンの前記電力増幅器に与えられた電力を変調するための出力を生成する電力供給変調器の非線形挙動を低減するステップをさらに含み、ｅＡは、前記時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
出力を生成する前記電力供給変調器に前記結果として得られた時変信号ｅＡを与えてダウンサンプリングし、前記ダウンサンプリングされた時変信号ｅＡに基づいて、前記送信チェーンの前記電力増幅器に与えられる電力を変調するステップをさらに備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
時変信号ｅをフィルタリングするステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の信号を前記デジタル予歪器で受信するステップは、
前記入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された時変信号ｅに従って前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器で制御された前記電力増幅器の出力の、観測されたデジタルサンプルｙを受信することを含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の信号を前記デジタル予歪器で受信するステップは、
包絡線追跡器と前記デジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを受信することを含み、前記予測信号は、電力供給モジュールの既知の特性と前記包絡線追跡器で決定された時変信号ｅとに基づいて前記送信チェーンの電気的特性を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を表す、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
入力信号ｕと、前記入力信号ｕに基づく振幅変化に依存する第１の信号とを受信する受信部であって、前記第１の信号の変化は電力増幅器を備えた送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する受信部と、
前記入力信号ｕおよび前記第１の信号を含む信号に少なくとも部分的に基づいて、デジタル的に予歪された信号ｖを生成し、前記送信チェーンの非線形挙動を低減する制御部と、
前記予歪された信号ｖを前記送信チェーンに供給する出力部と、を備えるデジタル予歪器。
【請求項１４】
前記第１の信号を受信するように構成された前記受信部は、
前記入力信号ｕのコピーを受信した包絡線追跡器で生成された時変信号ｅを監視するように構成されている、請求項１３に記載のデジタル予歪器。
【請求項１５】
前記デジタル的に予歪された信号ｖは、前記入力信号ｕおよび前記第１の信号のサンプルの非線形関数として計算されたデジタルサンプルとして前記送信チェーンに供給される、請求項１４に記載のデジタル予歪器
【請求項１６】
前記時変信号ｅは、前記時変信号ｅが前記電力増幅器の少なくともある非線形挙動を引き起こすように前記入力信号ｕから生成され、
前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成するように構成された前記制御部は、前記入力信号ｕをデジタル的に予歪することで得られる前記送信チェーンの出力が、少なくとも前記時変信号ｅによって発生する非線形歪みから実質的に自由であるように、前記時変信号ｅを用いて前記入力信号ｕをデジタル的に予歪するように構成されている、請求項１３から１５のいずれか１項に記載のデジタル予歪器。
【請求項１７】
前記時変信号ｅは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約を満たすように生成され、
前記第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は前記入力信号ｕの瞬時電力と前記送信チェーンの電力供給との関係を定義し、
前記第２の制約は、
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
となるように、最大値および曲率限界を前記信号ｅ［ｔ］に対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、前記送信チェーンの動作特性を表す値であり、
前記第３の制約は、前記第１の制約および前記第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する、請求項１３から１６のいずれか１項に記載のデジタル予歪器。
【請求項１８】
前記入力信号ｕおよび前記第１の信号を含む前記信号に基づいて前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成するように構成された前記制御部は、
以下の式に従って、前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成するための前記入力信号ｕおよび前記時変信号ｅに少なくとも部分的に基づいて、前記デジタル的に予歪された信号ｖを生成するように構成され、
【数４】
2021524691.tif 000039
【数５】
2021524691.tif 000040
【数６】
2021524691.tif 000041
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、前記電力増幅器および前記電力増幅器に電力を供給する変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは前記基底関数を重み付けするために計算された係数である、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のデジタル予歪器。
【請求項１９】
前記制御部は、受信した前記時変信号ｅに基づいて、前記入力信号ｕおよび前記時変信号ｅを含む信号に対して実行されるデジタル予歪によって結果として得られる時変信号ｅＡを生成し、前記結果として得られた時変信号ｅＡに基づいて、前記送信チェーンの前記電力増幅器に与えられた電力を変調するための出力を生成する電力供給変調器の非線形挙動を低減するようにさらに構成され、、ｅＡは、前記時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有する、請求項１４に記載のデジタル予歪器。
【請求項２０】
前記制御部は、出力を生成する前記電力供給変調器に前記結果として得られた時変信号ｅＡを与えてダウンサンプリングし、前記ダウンサンプリングされた時変信号ｅＡに基づいて、前記送信チェーンの前記電力増幅器に与えられる電力を変調するようにさらに構成されている、請求項１９に記載のデジタル予歪器。
【請求項２１】
前記第１の信号を受信するように構成された前記受信部は、
前記入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された前記時変信号ｅに従って前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器で制御された前記電力増幅器の出力の、観測されたデジタルサンプルｙを受信するようにさらに構成されている、請求項１３から２０のいずれか１項に記載のデジタル予歪器。
【請求項２２】
前記第１の信号を受信するように構成された前記受信部は
包絡線追跡器と前記デジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを受信するように構成され、前記予測信号は、電力供給モジュールの既知の特性と前記包絡線追跡器で決定された時変信号ｅとに基づいて前記送信チェーンの電気的特性を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を示す、請求項１３から２０のいずれか１項に記載のデジタル予歪器。
【請求項２３】
機械で読み取り可能な非一時的な媒体で符号化された設計構造であって、コンピュータ支援設計システムで処理されたときに、請求項１３から２２に記載のデジタル予歪器の機械的に実行可能な表現を生成する要素を備える、設計構造。
【請求項２４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法ステップを含む動作を行わせるように、プロセッサ上で実行可能な命令でプログラムされた、コンピュータで読み取り可能な非一時的媒体。
【請求項２５】
入力信号ｕを包絡線追跡モジュールで受信するステップであって、電力増幅器を含む送信チェーンに結合されたデジタル予歪器に前記入力信号ｕがさらに与えられるステップと、
入力信号ｕの振幅の変化に基づいて、時変信号ｅを前記包絡線追跡モジュールで決定するステップであって、前記時変信号ｅの振幅の変化は、前記送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応するステップと、
前記時変信号ｅを前記包絡線追跡モジュールで出力するステップと、を備え、
前記デジタル予歪器は、前記時変信号ｅの振幅の変化に依存する他の入力信号を受信するとともに、前記入力信号ｕおよび前記他の入力信号を含む信号に少なくとも部分的に基づいて前記送信チェーンに与えられるデジタル的に予歪された出力ｖを生成し、前記送信チェーンの非線形挙動を低減するように構成されている、デジタル予歪方法。
【請求項２６】
前記時変信号ｅを決定するステップは、
前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に前記電力増幅器を電力不足にさせて前記送信チェーンを非線形モードで動作させるように、前記時変信号ｅを決定することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記時変信号ｅを決定するステップは、前記送信チェーンの特性を示す１つまたは複数の制約に従って、前記時変信号ｅを導出することを含む、請求項２５から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記時変信号ｅを導出するステップは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約を満たすように前記時変信号ｅを導出することを含み、
前記第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は前記入力信号ｕの瞬時電力と前記送信チェーンの電力供給との関係を定義し、
前記第２の制約は、
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
となるように、最大値および曲率限界を前記信号ｅ［ｔ］に対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、前記電力増幅器の動作特性を表す値であり、
前記第３の制約は、前記第１の制約および前記第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
Ｅ２は、前記送信チェーンの帯域幅、または前記入力信号ｕの振幅の変化に対する前記送信チェーンの応答速度のうちの１つまたはそれ以上を表す、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記包絡線追跡モジュールによって前記時変信号ｅを前記デジタル予歪器に与えるステップをさらに備え、前記デジタル予歪器の前記他の入力信号は前記時変信号ｅを含む、
請求項２５から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記時変信号を前記デジタル予歪器に与えるステップは、
前記時変信号ｅを前記デジタル予歪器に与えた結果として得られる制御信号ｅＡを生成することを含み、前記結果として得られた制御信号ｅＡは、前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に与えられる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成された前記デジタル予歪器は、
前記送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいて、前記入力信号ｕと前記時変信号ｅとのサンプルに与えられる基底関数を重み付けするための係数を計算し、前記結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成されている、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に前記時変信号ｅを与えるステップをさらに備え、前記デジタル予歪器の前記他の入力信号は、前記電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含む、請求項２５から３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記包絡線追跡モジュールと前記デジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールに前記時変信号ｅを与えることをさらに備え、前記予測器モジュールは、電力供給モジュールの既知の特性と前記決定された時変信号ｅとに基づいて、前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を示す予測信号ｓｐを計算するように構成され、前記デジタル予歪器の前記他の入力信号は、前記予測器モジュールで計算された前記予測信号ｓｐを含む、請求項２５から３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記デジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成された前記デジタル予歪器は、以下の式に従って、前記入力信号ｕと前記時変信号ｅとに基づいて前記デジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成され、
【数７】
2021524691.tif 000042
【数８】
2021524691.tif 000043
【数９】
2021524691.tif 000044
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、前記電力増幅器および前記電力増幅器に電力を供給する前記電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは前記基底関数を重み付けするために計算された係数である、請求項２５から３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記係数ｘｋは、前記送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいた最適化プロセスに従って計算される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
入力信号ｕを受信する受信器であって、前記入力信号ｕが電力増幅器を含む送信チェーンに結合されたデジタル予歪器にさらに与えられる受信器と、
前記入力信号ｕの振幅の変化に基づいて時変信号ｅを決定する制御部であって、前記時変信号ｅの振幅の変化が前記送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する制御部と、
前記時変信号ｅを出力する出力部と、を備え
前記デジタル予歪器は、前記時変信号ｅの振幅の変化に依存する他の入力信号を受信し、前記入力信号ｕと前記他の入力信号を含む信号に少なくとも部分的に基づいて、前記送信チェーンに与えられるデジタル的に予歪された出力ｖを生成し、前記送信チェーンの非線形挙動を低減するように構成されている、包絡線追跡モジュール。
【請求項３８】
前記時変信号ｅを決定するように構成された前記制御部は、
前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に前記電力増幅器を電力不足にさせて前記送信チェーンを非線形モードで動作させるように前記時変信号ｅを決定するように構成されている、請求項３７に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項３９】
前記時変信号ｅを決定するように構成された前記制御部は、
前記送信チェーンの特性を示す１つまたは複数の制約に従って、前記時変信号ｅを導出するように構成されている、請求項３７または３８に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４０】
前記時変信号ｅを決定するように構成された前記制御部は、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約を満たす前記時変信号ｅを導出するように構成され、
前記第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は前記入力信号ｕの瞬時電力と前記送信チェーンの電力供給との関係を定義し、
前記第２の制約は、
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
となるように、最大値および曲率限界を前記信号ｅに対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、前記電力増幅器の動作特性を表す値であり、
前記第３の制約は、前記第１の制約および前記第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する、請求項３９に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４１】
Ｅ２は、前記送信チェーンの帯域幅、または前記入力信号ｕの振幅の変化に対する前記送信チェーンの応答速度のうちの１つまたはそれ以上を表す、請求項４０に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４２】
前記出力部は、前記時変信号ｅを前記デジタル予歪器に与えるようにさらに構成され、前記デジタル予歪器の前記他の入力信号は前記時変信号ｅを含む、請求項３７から４１のいずれか１項に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４３】
前記時変信号を供給するように構成された前記出力部は、前記時変信号ｅを前記デジタル予歪器に供給して、前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に供給される結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成される、請求項４２に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４４】
前記出力部は、前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に前記時変信号ｅを与えるようにさらに構成され、前記デジタル予歪器の前記他の入力信号は、前記電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含む、請求項３７から４３のいずれか１項に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４５】
前記出力部は、前記包絡線追跡モジュールと前記デジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールに時変信号ｅを与えるようにさらに構成され、前記予測器モジュールは、前記電力供給モジュールの既知の特性と前記決定された時変信号ｅとに基づいて前記送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を示す予測信号ｓｐを計算するように構成され、前記デジタル予歪器の前記他の入力信号は、前記予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含む、請求項３７から４４のいずれか１項に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４６】
前記デジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成された前記デジタル予歪器は、
以下の式に従って、前記入力信号ｕと前記時変信号ｅとに基づいて前記デジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成され、
【数１０】
2021524691.tif 000045
【数１１】
2021524691.tif 000046
【数１２】
2021524691.tif 000047
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、前記電力増幅器および前記電力増幅器に電力を供給する前記電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは前記基底関数を重み付けするために計算された係数である、請求項３７から４５のいずれか１項に記載の包絡線追跡モジュール。
【請求項４７】
機械で読み取り可能な非一時的な媒体で符号化された設計構造であって、前記設計構造は、コンピュータ支援設計システムで処理されたときに請求項３７から４６に記載の包絡線追跡モジュールの機械的に実行可能な表現を生成する要素を備えた、設計構造。
【請求項４８】
請求項２５から３６のいずれか１項に記載の方法ステップを含む動作を行わせるように、プロセッサ上で実行可能な命令でプログラムされた、コンピュータで読み取り可能な非一時的媒体。
【請求項４９】
１つまたは複数の制御信号を電力供給変調器で受信するステップと、
前記１つまたは複数の制御信号に基づいて送信チェーンの電力増幅器への電力供給を調整して前記電力増幅器の電力不足を起こして前記送信チェーンが少なくともある非線形挙動を持つようにするステップと、を備え、
前記１つまたは複数の制御信号に基づいて電力供給を調整するステップによって得られる前記少なくともある前記送信チェーンの非線形挙動は、デジタル予歪器によって、前記デジタル予歪器に与えられる入力信号ｕを含む信号と、前記デジタル予歪器に与えられ前記入力信号ｕに基づく振幅の変化に依存する別の信号とに対して実行されるデジタル予歪によって少なくとも部分的に低減され、前記他の信号の変化は前記送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する、方法。
【請求項５０】
前記デジタル予歪器に与えられる前記他の信号は、前記入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成される時変信号ｅを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記時変制御信号ｅは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約に基づいて導出され、
前記第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は前記入力信号ｕの瞬時電力と前記送信チェーンの電力供給との関係を定義し、
前記第２の制約は、
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
となるように、最大値および曲率限界を前記信号ｅに対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、前記送信チェーンの動作特性を表す値であり、
前記第３の制約は、前記第１の制約および前記第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
Ｅ２は、前記送信チェーンの帯域幅または前記入力信号ｕの振幅の変化に対する前記送信チェーンの応答速度のうちの１つまたはそれ以上を示す、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記１つまたは複数の制御信号を受信するステップは、前記時変信号ｅに少なくとも部分的に基づいて得られる時変制御信号ｅＡを受信するステップを含み、ｅＡは、前記時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有する、請求項５０から５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
前記時変信号ｅＡを受信するステップは、前記入力信号ｕおよび前記時変信号ｅを含む複数の信号に対して実行されるデジタル予歪によって生成される時変信号ｅＡを受信し、結果として得られる前記時変信号ｅＡに基づいて出力を生成する前記電力供給変調器の非線形挙動を低減することを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
デジタル予歪器は、以下の式に従って、前記入力信号ｕおよび前記時変制御信号ｅを含む複数の信号から、デジタル的に予歪された出力信号ｖを生成するように構成され、
【数１３】
2021524691.tif 000048
【数１４】
2021524691.tif 000049
【数１５】
2021524691.tif 000050
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、前記電力増幅器および前記電力増幅器に電力を供給する前記電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは前記基底関数を重み付けするために計算された係数である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記係数ｘｋは、前記送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいた最適化プロセスに従って計算される、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記最適化プロセスに従って計算された前記係数ｘｋは、前記最適化プロセスとともに前記電力供給変調器の出力にさらに基づき、前記出力は、前記電力増幅器に与えられた電圧と前記電力増幅器に与えられる電圧に対応する電圧を発生させる制御信号とのうちのいずれか１つである、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記時変信号ｅＡを受信するステップは、前記時変信号ｅの帯域幅低下関数として得られる前記時変制御信号ｅＡを受信することを含む、請求項５３から５７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
前記デジタル予歪器に与えられる前記他の信号は、前記電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含み、前記電力増幅器は、前記入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された前記時変信号ｅに従って前記電力供給変調器によって制御される、請求項４９から５８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６０】
前記デジタル予歪器に与えられる前記他の信号は、包絡線追跡器と前記デジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含み、前記予測信号は、電力供給モジュールの既知の特性と前記包絡線追跡器で決定される時変信号ｅとに基づいて前記電力供給変調器の推測された予測挙動を示す、請求項４９から５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器であって、１つまたは複数の制御信号を受信する受信器と、
前記送信チェーンが少なくともある非線形挙動を持つように、前記１つまたは複数の制御信号に基づいて前記送信チェーンの電力増幅器への電力供給を調整して前記電力増幅器の電力を低下させる調整器と、を備え、
前記１つまたは複数の制御信号に基づいて電力供給を調整することによって得られる前記少なくともある前記送信チェーンの非線形挙動は、デジタル予歪器によって、前記デジタル予歪器に与えられる入力信号ｕを含む信号と、前記デジタル予歪器に与えられ前記入力信号ｕに基づく振幅の変化に依存する他の信号とに対して実行されるデジタル予歪によって少なくとも部分的に低減され、前記他の信号の変化は前記送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する、電力供給変調器。
【請求項６２】
前記デジタル予歪器に与えられる前記他の信号は、前記入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成される時変信号ｅを含む、請求項６１に記載の電力供給変調器。
【請求項６３】
前記時変制御信号ｅは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約に基づいて導出され、
前記第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は前記入力信号ｕの瞬時電力と前記送信チェーンの電力供給との関係を定義し、
前記第２の制約は、
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
となるように、最大値および曲率限界を前記信号ｅに対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、前記電力増幅器の動作特性を表す値であり、
前記第３の制約は、前記第１の制約および前記第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する、請求項６２に記載の電力供給変調器。
【請求項６４】
Ｅ２は、前記送信チェーンの帯域幅または前記入力信号ｕの振幅の変化に対する前記送信チェーンの応答速度のうちの１つまたはそれ以上を示す、請求項６３に記載の電力供給変調器。
【請求項６５】
前記１つまたは複数の制御信号を受信するように構成された前記受信部は、前記時変信号ｅに少なくとも部分的に基づいて得られる時変制御信号ｅＡを受信するように構成され、ｅＡは、前記時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有するように構成される、請求項６２から６４のいずれか１項に記載の電力供給変調器。
【請求項６６】
前記時変信号ｅＡを受信するように構成された前記受信部は、前記入力信号ｕと前記時変信号ｅとを含む複数の信号に対して実行されるデジタル予歪によって生成される前記時変信号ｅＡを受信し、結果として得られる前記時変信号ｅＡに基づいて出力を生成する前記電力供給変調器の非線形挙動を低減するように構成される、請求項６５に記載の電力供給変調器。
【請求項６７】
前記デジタル予歪器は、以下の式に従って、前記入力信号ｕと前記時変制御信号ｅとを含む前記複数の信号から、デジタル的に予歪された出力信号ｖを生成するように構成される、
【数１６】
2021524691.tif 000051
【数１７】
2021524691.tif 000052
【数１８】
2021524691.tif 000053
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、前記電力増幅器および前記電力増幅器に電力を供給する前記電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは前記基底関数を重み付けするために計算された係数である、請求項６２から６６のいずれか１項に記載の電力供給変調器。
【請求項６８】
前記係数ｘｋは、前記送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいた最適化プロセスに従って計算される、請求項６７に記載の電力供給変調器。
【請求項６９】
前記デジタル予歪器に与えられる前記他の信号は前記電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含み、前記電力増幅器は、前記入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された時変信号ｅに従って前記電力供給変調器によって制御される、請求項６１から６８のいずれか１項に記載の電力供給変調器。
【請求項７０】
前記デジタル予歪器に与えられる前記他の信号は、包絡線追跡器と前記デジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含み、前記予測信号は、前記電力供給モジュールの既知の特性と前記包絡線追跡器で決定される時変信号ｅとに基づいて前記電力供給変調器の推測された予測挙動を示す、請求項６１から６９のいずれか１項に記載の電力供給変調器。
【請求項７１】
機械で読み取り可能な非一時的な媒体で符号化された設計構造であって、前記設計構造は、コンピュータ支援設計システムで処理されたときに請求項６１から７０に記載の電力供給変調器の機械で実行可能な表現を生成する要素を備えた、設計構造。
【請求項７２】
請求項４９から６０のいずれか１項に記載の方法ステップを含む動作を行わせるように、プロセッサ上で実行可能な命令でプログラムされたコンピュータで読み取り可能な非一時的媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月１７日に出願された米国特許出願１６／３８６，７５５と、２０１８年５月２５日に出願された米国仮特許出願６２／６７６，６１３とに基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。米国出願に対しては、本出願は米国特許出願１６／３８６，７５５の一部継続出願（ＣＩＰ）である
【０００２】
本開示は、レベル追跡と連動したデジタル予歪による線形化に関し、特に、送信チェーンへの電力を変調するために用いられる包絡線追跡または平均電力追跡に関する。
【背景技術】
【０００３】
電力増幅器、特に高周波通信を送信するために使用される電力増幅器は、一般に非線形特性を有している。例えば、電力増幅器の出力電力が最大の定格出力に近づくと、この出力の非線形歪みが生じる。この電力増幅器の非線形特性を打ち消すひとつの方法として、（例えば、入力信号に「逆歪み」を加えることによって）入力信号を「予歪」し、入力信号を電力増幅器に与える前に電力増幅器の非線形性を無効にする方法がある。結果として得られる電力増幅器の出力は、非線形歪みが低減された入力信号の線形増幅である。デジタル予歪電力増幅器は、比較的安価で電力効率が良い。これらの特性により、デジタル予歪電力増幅器は、入力時の信号を安価に、効率的に、かつ正確に再生することが増幅器に要求される電気通信システムで使用される場合に魅力的である。
【０００４】
供給電力が固定された典型的なＲＦ電力増幅器において、多くのエネルギーが熱として放散される。従来、包絡線追跡や平均電力追跡等の技術は、供給電力を動的に調整して無駄なエネルギーを低減し、それによってシステムの電力効率を改善するために使用される場合がある。そのような従来の追跡技術において、整形テーブルは、包絡線振幅をＰＡ供給電圧に変換するために使用され得る（それによって、増幅された信号の挙動の変化に基づいてＲＦ電力増幅器を動作させるために用いられる電力を低減する）。アグレッシブ整形テーブルは、ＰＡ線形性は損なわれるが、効率が高い。一方、伝統的な整形テーブルは、電力効率は低くなるが、ＰＡ線形性が高い。
【発明の概要】
【０００５】
１つまたは複数の実施形態において、送信チェーンの電力増幅器が（例えば、使用中の送信チェーンの電力増幅器を電力不足にさせることによって）意図的に非線形モードで動作されるような線形化システムの効率的な配置が実現される。この送信チェーンの意図的な非線形動作による非線形効果は、送信チェーンの意図的な非線形動作を考慮した動的な（適用可能な）予歪動作によって低減される。つまり、予歪機能は、予歪される入力信号だけでなく、電力増幅器を変調して（つまり、電力増幅器を動作させる電力を制御して）意図的にまたは故意に電力増幅器（したがって送信チェーン）を非線形動作モードにするために使用される制御信号に基づいている。本開示において、予歪を実行する制御信号は、送信チェーンの特性を考慮した制約に従って最適化された（予歪される入力信号のレベルを追跡するための）包絡線追跡信号である（したがって、暗黙的に、送信チェーンの線形に対する非線形の挙動特性を考慮する）。電力増幅器に与えられる電力を変調するのに使用される制御信号（またはそれに由来する結果としての信号）は、（非線形効果が実質的に除去された送信チェーン出力を生成するために）送信チェーンに対する入力として与えられる予歪された信号を導出するのに用いられる予歪係数を最適化する推定器／変換器モジュールに与えられてもよい。
【０００６】
より一般的には、本明細書で説明する実施形態は、入力信号の信号レベル（例えば、振幅）を用いてＲＦチェーンの特性を制御、例えば、入力信号の信号レベルを用いて電力増幅器の供給電圧を制御し、ひいてはＲＦチェーンの非線形（または他の）特性を制御する。また、入力信号レベルは、線形化システムの動作を適用するのにも用いられる。例えば、入力信号が変化するレベルは（非線形性を制御するために）電力増幅器の供給電圧の動作にも影響を与えるため、入力信号レベルはＲＦチェーンの出力挙動にも影響を与え、これが今度は（線形化システムのデジタル予歪補償器に用いられる基底関数を重み付けする）デジタル予歪係数を導出するために用いられる観測サンプルにも影響を与える。
【０００７】
したがって、いくつかの実施形態では、制御信号（例えば、包絡線追跡信号または包絡線追跡信号から導出された信号）は、ｉ）制御信号および線形化されるベースバンド入力信号に対して共同で動作する予歪器への入力（つまり、送信チェーンへ与えられる予歪された信号は、制御信号とベースバンド信号との両方の機能である）、ｉｉ）制御信号（または制御信号から導出された信号）が、非線形モードで意図的に動作される送信チェーンの非線形効果を低減する最適化された予歪係数を決定するのに用いることができるような推定器／変換器モジュールへの入力、および／または、ｉｉｉ）（電力増幅器へ与えられる電力を調整し、それによって電力増幅器の非線形挙動を調整する）電力供給変調器への入力、のうちの１つまたは複数として用いられてもよい。制御信号（例えば、送信チェーンの電力増幅器の電力供給変調器を制御するのに用いられる包絡線追跡信号）を予歪器への入力のひとつとして用いることで、および／または制御信号（またはそれから導出された信号）を用いて予歪係数を最適化することで、線形化システムはより高い効率で動作できる。特に、そのような実施形態においては、送信チェーンの高い性能を得るために必要な電力が少なく、例えば、結果として得られる送信チェーンの出力が非線形効果の影響から実質的に自由であることを可能にしながら、電力増幅器の電力を不足させることができる。さらに、本明細書で述べる方法で電力増幅器を制御可能に電力不足にすることで、システムの回路（ワイヤレス装置またはシステムのデジタルフロントエンドの一部であってもよい）に用いる電子部品の寿命を延ばすことができる。
【０００８】
したがって、一般的な態様では、低速または高速の包絡線信号を生成して電力増幅器（ＰＡ）の非線形挙動を動的に制御し、ＰＡを動作させる電力効率を向上するのに役立つ包絡線追跡器を有する線形化システムが開示される。線形化システムは、重み付けされた基底関数を入力信号（および包絡線追跡信号でもよい）に与え、送信チェーンに供給する予歪された信号を生成するデジタル予歪器（ＤＰＤ、以下、変換器ブロックとも称する）をさらに備える。その結果、予歪機能は包絡線追跡出力に依存することができ、したがって、ＲＦ電力増幅器の非線形挙動の程度がより最適に制御される。例えば、ＰＡの動作電力を制御してＰＡの線形性を向上させる代わりに、入力信号ｕの予歪の制御を行うことによって低減可能に制御された非線形モードで動作するようにＰＡを構成できる。したがって、本明細書で説明する実施形態は、所与のＰＡセットアップおよび性能ターゲットに対する（ＰＡの電力動作を制御する）整形テーブル挙動の形成を最適化することができる。
【０００９】
したがって、いくつかの変形例において、デジタル予歪方法は、入力信号ｕに基づいた振幅の変化に依存する第１の信号をデジタル予歪器によって受信するステップを含み、第１の信号の変化は電力増幅器を有する送信チェーンの非線形特性における時間変化に対応する。この方法は、デジタル予歪器によって入力信号ｕを受信するステップと、入力信号ｕと第１の信号とを含む信号に少なくとも部分的に基づいて、デジタル的に予歪された信号ｖをデジタル予歪器によって生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減するステップと、予歪信号ｖを送信チェーンに供給するステップ、とをさらに備える。
【００１０】
本方法のいくつかの実施形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含む、本開示で説明する特徴の少なくともいくつかを含んでいてもよい。
【００１１】
第１の信号をデジタル予歪器で受信するステップは、入力信号ｕのコピーを受信した包絡線追跡器で生成された時変信号ｅを、デジタル予歪器で監視することを含んでいてもよい。
【００１２】
本方法は、入力信号ｕおよび第１の信号のサンプルの非線形関数として送信チェーンに与えられたデジタル的に予歪された信号ｖのサンプルを計算するステップをさらに備えていてもよい。
【００１３】
時変信号ｅは、時変信号ｅが電力増幅器の少なくともある非線形挙動を引き起こすように入力信号ｕから生成されてもよい。デジタル的に予歪された信号ｖを生成するステップは、入力信号ｕをデジタル的に予歪することによって得られる送信チェーンの出力が、少なくとも時変信号ｅによって発生する非線形歪みから実質的に自由であるように、時変信号ｅを用いて入力信号ｕをデジタル的に予歪することを含んでいてもよい。
【００１４】
時変信号ｅは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約を満たすように生成されてもよく、ここで、第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は入力信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義し、第２の制約は、ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２となるように、最大値および曲率限界を信号ｅ［ｔ］に対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、送信チェーンの動作特性を表す値であり、第３の制約は、第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する。
【００１５】
入力信号ｕおよび第１の信号を含む信号に基づいてデジタル的に予歪された信号ｖ生成するステップは、以下の式に従って、入力信号ｕおよび時変信号ｅに少なくとも部分的に基づいてデジタル的に予歪された信号ｖを生成して、デジタル的に予歪された信号ｖを生成することを含んでいてもよく、
【数１】
2021524691.tif 000003
【数２】
2021524691.tif 000004
【数３】
2021524691.tif 000005
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、電力増幅器および電力増幅器に電力を供給する変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは基底関数を重み付けするために計算された係数である。
【００１６】
本方法は、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づく最適化プロセスに従って、基底関数Ｂｋを重み付けするために計算された係数ｘｋを計算するステップをさらに備えていてもよい。
【００１７】
本方法は、受信した時変信号ｅに基づいて、入力信号ｕおよび時変信号ｅを含む信号に対して実行されるデジタル予歪によって結果として得られる時変信号ｅＡを生成し、この時変信号ｅＡに基づいて、送信チェーンの電力増幅器に与えられた電力を変調するための出力を生成する電力供給変調器の非線形挙動を低減するステップをさらに含んでいてもよく、ｅＡは、時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有する。
【００１８】
本方法は、出力を生成する電力供給変調器に与えられる結果として得られる時変信号ｅＡをダウンサンプリングし、このダウンサンプリングされた時変信号ｅＡに基づいて、送信チェーンの電力増幅器に与えられる電力を変調するステップをさらに備えていてもよい。
【００１９】
本方法は、時変信号ｅをフィルタリングするステップをさらに備えていてもよい。
【００２０】
デジタル予歪器で第１の信号を受信するステップは、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された時変信号ｅに従って送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器によって制御された電力増幅器の出力の、観測されたデジタルサンプルｙを受信することを含んでいてもよい。
【００２１】
デジタル予歪器で第１の信号を受信するステップは、包絡線追跡器とデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを受信することを含んでもよく、この予測信号は、電力供給モジュールの既知の特性と包絡線追跡器で決定された時変信号ｅとに基づいて送信チェーンの電気的特性を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を表す。
【００２２】
いくつかの変形例において、入力信号ｕと、入力信号ｕに基づく振幅変化に依存する第１の信号とを受信する受信部を備えるデジタル予歪器が提供される。第１の信号の変化は、電力増幅器を備えた送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。デジタル予歪器は、入力信号ｕおよび第１の信号を含む信号に少なくとも部分的に基づいてデジタル的に予歪された信号ｖを生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減する制御部と、予歪された信号ｖを送信チェーンに与える出力部とをさらに備える。
【００２３】
デジタル予歪器のいくつかの実施形態は、上述した方法の特徴のいずれかを含む、本開示で説明する特徴の少なくとも一部を含んでいてもよい。
【００２４】
いくつかの変形例において、電力増幅器を備えた送信チェーンに結合したデジタル予歪器にさらに与えられた入力信号ｕを包絡線追跡モジュールで受信するステップと、入力信号ｕの振幅の変化に基づいて時変信号ｅを包絡線追跡モジュールによって決定するステップとを含み、時変信号ｅの振幅の変化が送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する他の方法が提供される。本方法は、包絡線追跡モジュールで時変信号ｅを出力するステップをさらに含み、デジタル予歪器は、時変信号ｅの振幅の変化に基づく他の入力信号を受信し、送信チェーンに与えられた入力信号ｕと他の入力信号とを含む信号に少なくとも部分的に基づいてデジタル的に予歪された出力ｖを生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減するように構成されている。
【００２５】
この他の方法のいくつかの実施形態は、以下の特徴のうちの１または複数に加えて第１の方法およびデジタル予歪器の上述の特徴のいずれかを含む、本開示で説明した説明の少なくとも一部を含んでいてもよい。
【００２６】
時変信号ｅを決定するステップは、送信チェーンを非線形モードで動作させるために、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に電力増幅器を電力不足にさせるように時変信号ｅを決定することを含んでいてもよい。
【００２７】
時変信号ｅを決定するステップは、送信チェーンの特性を示す１つまたは複数の制約に従って、時変信号ｅを導出することを含んでいてもよい。
【００２８】
時変信号ｅを導出するステップは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約を満たすように時変信号ｅを導出することを含んでいてもよく、第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は入力信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義し、第２の制約は、ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２となるように、最大値および曲率限界を信号ｅに対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、送信チェーンの動作特性を表す値であり、第３の制約は、第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する。
【００２９】
Ｅ２は、例えば送信チェーンの帯域幅および／または入力信号ｕの振幅の変化に対する送信チェーンの応答速度のうちの１つ以上を表していてもよい。
【００３０】
本方法は、包絡線追跡モジュールによって時変信号ｅをデジタル予歪器に与えるステップをさらに備えていてもよく、デジタル予歪器の他の入力信号は時変信号ｅを含んでいてもよい。
【００３１】
時変信号を与えるステップは、時変信号ｅをデジタル予歪器に与えて、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に与える結果として得られる制御信号ｅＡを生成することを含んでいてもよい。
【００３２】
結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成されたデジタル予歪器は、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいて、入力信号ｕと時変信号ｅとのサンプルに与えられる基底関数を重み付けするための係数を計算し、結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成されていてもよい。
【００３３】
本方法は、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に時変信号ｅを与えるステップをさらに備えていてもよく、デジタル予歪器の他の入力信号は、電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含んでいてもよい。
【００３４】
本方法は、包絡線追跡モジュールとデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールに時変信号ｅを与えるステップをさらに備えていてもよく、予測器モジュールは、電力供給モジュールの既知の特性と決定された時変信号ｅとに基づいて送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を示す予測信号ｓｐを計算するように構成され、デジタル予歪器の他の入力信号は、予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含んでいてもよい。
【００３５】
デジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成されたデジタル予歪器は、以下の式に従って、入力信号ｕと時変信号ｅとに基づいてデジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成されていてもよく、
【数４】
2021524691.tif 000006
【数５】
2021524691.tif 000007
【数６】
2021524691.tif 000008
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、電力増幅器および電力増幅器に電力を供給する電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは基底関数を重み付けするために計算された係数である。
【００３６】
係数ｘｋは、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいた最適化プロセスに従って計算されてもよい。
【００３７】
いくつかの変形例において、入力信号ｕを受信する受信器を有する包絡線追跡モジュールが設けられ、入力信号ｕは、電力増幅器を含む送信チェーンに結合されたデジタル予歪器にさらに与えられる。包絡線追跡モジュールは、入力信号ｕの振幅の変化に基づいて時変信号ｅを決定する制御部をさらに備え、時変信号ｅの振幅の変化は、送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。包絡線追跡モジュールは、時変信号ｅを出力する出力部をさらに備え、デジタル予歪器は、時変信号ｅの振幅の変化に依存する他の入力信号を受信し、入力信号ｕと他の入力信号とを含む信号に少なくとも部分的に基づいて、送信チェーンに与えられるデジタル的に予歪された出力ｖを生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減するように構成されている。
【００３８】
包絡線追跡モジュールのいくつかの実施形態は、様々な方法やデジタル予歪器の上述した特徴のいずれかを含む、本開示で説明する特徴の少なくとも一部を含んでもよい。
【００３９】
いくつかの変形例において、電力供給変調器によって１つまたは複数の制御信号を受信するステップと、送信チェーンが少なくともある非線形挙動を含むように、１つまたは複数の制御信号に基づいて、送信チェーンの電力増幅器に与えられた電力供給を調整して電力増幅器の電力を下げるステップとを含むさらなる方法が提供される。１つまたは複数の制御信号に基づいて電力供給を調整することによって得られる上記少なくともある送信チェーンの非線形挙動は、デジタル予歪器に与えられる入力信号ｕを含む信号と、デジタル予歪器に与えられ、入力信号ｕに基づく振幅の変化に依存する別の信号とに対してデジタル予歪器によって実行されるデジタル予歪によって少なくとも部分的に低減され、他の信号の変化は送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。
【００４０】
さらなる方法の実施形態は、以下の特徴のうちの１または複数に加えて、第１および第２の方法、デジタル予歪器、および包絡線追跡モジュールの上述の特徴のいずれかを含む、本開示で説明した特徴の少なくとも一部を含んでいてもよい。
【００４１】
デジタル予歪器に与えられる他の信号は、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成される時変信号ｅを含む。
【００４２】
時変制御信号ｅは、以下に示す第１の制約、第２の制約、および第３の制約を含む１組の制約に基づいて導出されてもよく、第１の制約は、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）であって、ｈ（．）は入力信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義し、第２の制約は、ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２となるように、最大値および曲率限界を信号ｅに対して課し、ここでＥ０およびＥ２は、電力増幅器の動作特性を表す値であり、第３の制約は、第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する。
【００４３】
Ｅ２は、例えば送信チェーンの帯域幅および／または入力信号ｕの振幅の変化に対する送信チェーンの応答速度のうちの１つ以上を示していてもよい。
【００４４】
１つまたは複数の制御信号を受信するステップは、時変信号ｅに少なくとも部分的に基づいて得られる時変制御信号ｅＡを受信することを含んでもよく、ｅＡは、時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有する。
【００４５】
時変信号ｅＡを受信するステップは、入力信号ｕおよび時変信号ｅを含む複数の信号に対して実行されるデジタル予歪によって生成される時変信号ｅＡを受信し、結果として得られる時変信号ｅＡに基づいて出力を生成する電力供給変調器の非線形挙動を低減することを含んでいてもよい。
【００４６】
デジタル予歪器は、以下の式に従って、入力信号ｕおよび時変制御信号ｅを含む複数の信号から、デジタル的に予歪された出力信号ｖを生成するように構成されていてもよい。
【数７】
2021524691.tif 000009
【数８】
2021524691.tif 000010
【数９】
2021524691.tif 000011
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、電力増幅器および電力増幅器に電力を供給する電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは基底関数を重み付けするために計算された係数である。
【００４７】
係数ｘｋは、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいた最適化プロセスに従って計算されてもよい。
【００４８】
最適化プロセスに従って計算された係数ｘｋは、最適化プロセスとともに電力供給変調器の出力にさらに基づき、出力は、電力増幅器に与えられた電圧、および／または対応する電圧が電力増幅器に与えられるような制御信号のうちのいずれか１つである。
【００４９】
時変信号ｅＡを受信するステップは、時変信号ｅの帯域幅低下関数として生成される時変制御信号ｅＡを受信することを含んでいてもよい。
【００５０】
デジタル予歪器に与えられる他の信号は、電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含み、電力増幅器は、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された時変信号ｅに従って電力供給変調器によって制御されてもよい。
【００５１】
デジタル予歪器に与えられる他の信号は、包絡線追跡器とデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含んでいてもよく、予測信号は、電力供給モジュールの既知の特性と包絡線追跡器で決定される時変信号ｅとに基づく電力供給変調器の推測された予測挙動を示す。
【００５２】
いくつかの変形例において、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器が設けられている。電力供給変調器は、１つまたは複数の制御信号を送信する受信器と、送信チェーンが少なくともある非線形挙動を含むように、１つまたは複数の制御信号に基づいて送信チェーンの電力増幅器に与えられる電力供給を調整して電力増幅器の電力を下げる調整器とを含む。１つまたは複数の制御信号に基づいて電力供給を調整することによって得られる上記少なくともある送信チェーンの非線形挙動は、デジタル予歪器に与えられる入力信号ｕを含む信号と、デジタル予歪器に与えられ入力信号ｕに基づく振幅の変化に依存する別の信号とに対してデジタル予歪器によって実行されるデジタル予歪によって少なくとも部分的に低減され、他の信号の変化は送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。
【００５３】
電力供給変調器のいくつかの実施形態は、様々な方法、デジタル予歪器、および包絡線追跡モジュールに対する上述の特徴のいずれかを含む、本開示で説明する少なくとも一部の特徴を含んでいてもよい。
【００５４】
いくつかの変形例において、上述の方法ステップのうちの１つまたは複数を実行するように構成されたシステムが設けられている。
【００５５】
いくつかの変形例において、非一時的な機械で読み取り可能な媒体に符号化された設計構造が設けられ、設計構造は、コンピュータ支援設計システム内で処理された場合、システム、デジタル予歪器、包絡線追跡モジュール、電力供給変調器、および／または本明細書で説明するようなそれぞれのモジュールのいずれか、のうちの１つまたは複数の機械で実行可能な表現を精製する要素を含む。
【００５６】
いくつかの変形例において、集積回路製造データセットは、集積回路製造システムで処理されると、集積回路製造システムを構成して、１つまたは複数のシステム、デジタル予歪器、包絡線追跡モジュール、電力供給変調器、および／または本明細書で説明するようなそれぞれのモジュールのうちの１つまたは複数を製造する。
【００５７】
いくつかの変形例において、実行されたときに、上述した様々な方法ステップを含む動作を行わせるプロセッサ上で実行可能な１組のコンピュータ命令でプログラムされた、非一時的なコンピュータで読み取り可能な媒体が設けられている。
【００５８】
本発明の他の特徴および利点は、以下の説明および特許請求の範囲から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
以下、図面を参照して、これら及び他の態様について詳細に説明する。
【図１】図１は、線形化システム実装の図である。
【図２】図２は、入出力構成の例を有するアクチュエータの図である。
【図３】図３は、図１のシステムの実装において、少なくとも部分的に使用することができる調整可能な予歪電力増幅システムを示すブロック図である。
【図４】図４は、デジタル予歪の手順の例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、送信チェーンの電気的動作を制御する手順の例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、異なる包絡線追跡応答を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、異なる包絡線追跡応答を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、異なる包絡線追跡応答を示すグラフである。
【図７】図７は、送信チェーンの電気的動作を制御するために、一般に電力供給変調器で実行される手順の例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、線形化システムの他の例を示す図である。
【図９】図９は、包絡線発生器の出力とデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールを含む線形化システムの実装の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
様々な図面における同様の参照記号は、同様の要素を示す。
【００６１】
低速または高速包絡線信号（利用可能な帯域幅に依存する）を生成可能な包絡線発生器と、信号自体と包絡線の両方に依存し、それによって包絡線信号ｅ（およびｕ）を用いて、送信チェーンに与えられる予歪出力ｖを生成するアクチュエータ（予歪）ブロックとを含む様々なデジタル予歪実装について説明する。このシステムは、所与のＰＡセットアップと性能ターゲットについての最適な整形テーブルを生成することができる。包絡線発生器は、入力信号（例えば、ベースバンド入力）ｕを、安全（例えば、電力消費の観点から）でかつ効率的な包絡線信号ｅに変換する高度な機能を実装する。アクチュエータブロックは、線形化システムの電力供給変調器と互換性のある帯域幅でより良好な線形化結果を生成するように最適化することのできる、結果として得られる包絡線信号ｅＡを生成するように構成されている。
【００６２】
したがって、いくつかの実施形態では、線形化システムのデジタル予歪器で一般に実行される、デジタル予歪方法の一例が提供される。この方法は、入力信号ｕに基づいた振幅の変化に依存する第１の信号を（デジタル予歪器で）受信することを含み、第１の信号の上記変化は電力増幅器を有する送信チェーンの非線形特性における時間変化に対応する。この方法は、（デジタル予歪器で）入力信号ｕを受信することと、入力信号ｕと第１の信号とを含む信号に少なくとも部分的に基づいて、デジタル的に予歪された信号ｖをデジタル予歪器で生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減することと、予歪信号ｖを送信チェーンに与えることとをさらに含む。いくつかの実施形態において、第１の信号は包絡線追跡器の出力であってもよく、この場合、第１の信号を受信することは、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器（デジタル予歪器とは別のモジュールであってもよい包絡線追跡モジュール）によって生成される時変信号ｅをデジタル予歪器で監視することを含んでもよい。いくつかの実施例において、時変信号ｅは、時変信号ｅが電力増幅器の少なくともある挙動を引き起こすように入力信号ｕから生成される。そのような例において、デジタル的に予歪された信号ｖを生成することは、入力信号ｕをデジタル的に予歪することによって得られる送信チェーンの出力が、時変信号ｅによって引き起こされる少なくともある非線形歪みから実質的に自由であるように、時変信号ｅを用いて入力信号をデジタル的に予歪することを含んでもよい。
【００６３】
本明細書に記載される別の実装では、線形化システムの包絡線追跡モジュールによって一般に実行される送信チェーンの電気的動作を制御する方法の例が提供される。この方法は、入力信号ｕを包絡線追跡モジュールで受信することを含み、入力信号ｕは、電力増幅器を含む送信チェーンに結合されたデジタル予歪器にさらに与えられる。この方法は、入力信号ｕの振幅の変化に基づいて、時変信号ｅを包絡線追跡モジュールによって決定することと、包絡線追跡モジュールによって時変信号ｅを出力することとをさらに含み、時変信号ｅの振幅の変化は送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応している。デジタル予歪器は、時変信号ｅの振幅の変化に依存する他の入力信号を受信し、入力信号ｕと他の入力信号とを含む信号に少なくとも部分的に基づいて、送信チェーンに与えられるデジタル的に予歪された出力ｖを生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減するように構成されている。いくつかの実施形態において、デジタル予歪器に与えられる他の入力信号は、包絡線追跡モジュールによって決定される時変信号ｅである。そのような実施形態において、デジタル予歪器は、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に与えられる結果として得られる制御信号ｅＡをさらに生成するように構成されている。
【００６４】
本明細書に記載されるさらに別の実装では、線形化システムの電力供給変調器によって一般に実行される送信チェーンの電気的動作を制御する方法の例が提供される。この方法は、電力供給変調器によって１つまたは複数の制御信号を受信することと、送信チェーンが少なくともある非線形挙動を含むように、１つまたは複数の制御信号に基づいて、送信チェーン電力増幅器に与えられた電力供給を調整して電力増幅器を電力不足にすることとを含む。１つまたは複数の制御信号に基づいて電力供給を調整することによって得られる上記少なくともある送信チェーンの非線形挙動は、デジタル予歪器に与えられる入力信号ｕと、デジタル予歪器に与えられ、入力信号ｕに基づく振幅の変化に依存する別の信号と、を含む信号に対してデジタル予歪器によって実行されるデジタル予歪によって少なくとも部分的に低減され、他の信号の変化は送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。いくつかの実施形態において、デジタル予歪器に与えられる他の信号は、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成される時変信号ｅを含む。いくつかの変形例において、時変制御信号ｅは、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）（ここで、ｈ（．）は入力信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義する）である第１の制約と、ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２（ここで、Ｅ０およびＥ２は電力増幅器の動作特性を示す値である）となるように最大値および曲率限界を信号ｅに対して課す第２の制約と、第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する第３の制約と、を含む１組の制約に基づいて導出されてもよい（ただし、ｅを導出する同様の手順は、デジタル予歪器および包絡線追跡モジュールに対して実行される上述の方法に関して実現されてもよい）。
【００６５】
したがって、図１を参照し、動作電力（したがって非線形挙動）が、包絡線発生器（追跡器）１４０によって生成される包絡線追跡信号ｅとシステムの入力信号ｕとに基づいて制御される電力増幅器１１４を備える線形化システム１００の例を示す概略図を示す。いくつかの実施例において、包絡線追跡器／発生器１４０は、電力増幅器１１４に与える電力を制御する電力供給変調器１５０の非線形挙動を含む、システム１００の様々なモジュールの非線形挙動（ＰＡ１１４の非線形挙動だけではなく）を考慮に入れた出力を生成するように構成される。したがって、例えば、包絡線追跡器１４０は、電力供給変調器の非線形特性（および／またはシステム１００のモジュール／ユニットの非線形特性）に基づいて出力を生成してもよく、そのような出力は、（例えば、いくつかの実施形態では、電力供給変調器１５０の非線形挙動を低減するために）電力供給変調器に直接与えられるか、または（以下でより詳細に述べるように）さらに処理を行うためにアクチュエータ１２０に与えられる。線形化システム１００は、（デジタル予歪器またはＤＰＤを実現する）アクチュエータ１２０によって生成された信号に送信処理を行うために用いられる送信器チェーン１１０を含む。特に、図１の実施形態において、送信チェーンは、送信器と、適切なＲＦ帯域にシフトされたアナログ信号を生成するデジタル／アナログ変換器１１２（周波数変調器／乗算器および／または可変利得増幅器と任意で結合してもよい）を含む観測経路回路とを含む。次に、予歪されたアナログ信号（予歪出力信号とも称する）は、電力が信号ｅＢ（ＰＡに電力供給するために実際に供給された電圧、またはＰＡに与えられる電圧レベルを示す信号であってもよい）で変調された電力増幅器１１４に与えられ、信号ｅＢは、入力信号ｕに基づいてアクチュエータ１２０で生成された包絡線追跡信号ｅＡに基づいて決定されたものである。下記で詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、アクチュエータ１２０で生成された変調信号ｅＡは、入力信号ｕの挙動と、アクチュエータ１２０の予歪機能と、電力供給変調器１５０の特性（電力供給変調器の非線形特性を含む）と、変調信号ｅＢを生成するためのＰＡ１１４の特性（ＰＡの非線形プロファイルを含む）とを考慮に入れて、信号ｕだけでなくシステム１００の所望の予歪と非線形挙動とに依存するさらに最適な方法でＰＡ１１４を変調してもよい。ＰＡ１１４で生成される出力信号ｗは、理想的には（アクチュエータ１２０で実現される予歪機能の有効性と、制御信号ｅＢでＰＡ調整された非線形挙動とに依存する）、出力信号の非線形歪みが除去された処理（例えば、増幅された）信号である。いくつかの実施形態において、出力信号ｗは、有線または無線リンクを介してその宛先（ローカル回路または装置、またはリモートデバイス）と通信する前に、帯域フィルタ（図１には図示せず）に与えられ、望ましくない高調波と他の信号ノイズとを除去する。ただし、包絡線追跡器／発生器１４０が、ＰＡ１１４および／または電力供給変調器１５０の非線形挙動をモデル化するように構成される限りにおいて、電力供給変調器および／またはシステム１００の他のモジュールの非線形挙動から得られる周波数拡張をより良好に追跡／監視することができるように、信号ｅＡに対するサンプリングレートが制御（例えば増加）されてもよい。ｅＡは、例えば、１０ｍｓｐｓ、１００ｍｓｐｓのサンプリングレート、または別の適切なサンプリングレートを有してもよい。
【００６６】
図１にも示すように、送信器チェーン１１０は、ＤＰＤ適合プロセス（下記に詳しく述べる）を行うためにＰＡ１１４によって生成された出力信号を計測するための観測経路を有する。いくつかの実施形態において、観測経路回路は、出力がアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１１８に結合して推定器１３０で実現されるＤＰＤ適合プロセスで用いられるデジタルサンプルを生成する周波数復調器／乗算器（例えば、図１に概略を示す結合器１１６の一部であってもよい）を含む。推定器１３０は、例えば、入力信号ｕに予歪動作を行うように選択された基底関数を重み付けする係数を計算するように構成される。なお、信号ｕおよびｅＡが別のサンプリングレートを有する間、フィードバック信号ｙおよびｅＢ（つまり、ＰＡの電力レベルを変調する信号）は、一般に、適切な基底再構成のために同じサンプリングレートで設けられる必要がある。推定器１３０は、（アクチュエータ１２０および包絡線追跡器１４０に与えられる）入力信号ｕの振幅の変化に（少なくとも間接的に）基づいてＤＰＤ係数を導出する。特に、包絡線追跡器１４０は、入力信号ｕの振幅の変化と対応し、その信号は、ＰＡの非線形挙動を制御するのに用いられ、次いで送信チェーンの出力に影響を与えるため、推定器１３０に導出された係数は、包絡線追跡器１４０に追跡された振幅の変化挙動に影響される。
【００６７】
係数を生成して予歪要素／機能に重み付けをすることに加えて、推定器１３０は、包絡線追跡信号ｅ（包絡線追跡器１４０で生成される信号ｅが、図１に示すシステム１００のように、アクチュエータ１２０に直接的に与えられる実施形態においては）に与えられた関数に重み付けをする係数を導出して、包絡線追跡電力供給変調器１５０を制御／変調してシステム１００のＰＡ１１４を動作させる電力を制御または変調する、結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成されてもよい。特に、上述したように、包絡線追跡器／発生器１４０は、ＰＡの動作（非線形挙動を含む）を調整するために、所定の入力ベースバンド信号ｕおよび電力増幅器実装に適した包絡線信号ｅを生成するように構成される。下記で詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、変調信号ｅＢを生成し、信号ｕだけでなく所望の予歪とシステム１００の非線形挙動とに依存するさらに最適な方法でＰＡ１１４を変調するために、アクチュエータ１２０で生成された変調信号ｅＡは、入力信号ｕの挙動と、アクチュエータ１２０の予歪機能と、電力供給変調器１５０の特性（電力供給変調器の非線形特性を含む）と、ＰＡ１１４の特性（ＰＡの非線形プロファイルを含む）とを考慮に入れてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態において、図１に示すように、追跡された包絡線信号ｅは、電力変調器１５０に直接供給される代わりに、アクチュエータ１２０に直接向けられてもよく、これによって追跡された包絡線信号ｅを明確に使用でき、予歪された信号ｖを生成する。いくつかの実施形態において、信号ｕ（または、中間信号ｖ）は、新しい包絡線信号ｅＡを生成するために用いられてもよく、この新しい包絡線信号ｅＡは、電力供給変調器１５０と互換性のある帯域幅を有する。いくつかの実施形態において、信号ｅは、電力供給変調器１５０に（加えて、または代わりに）与えられてもよい。
【００６９】
アクチュエータ２００の例（図１のアクチュエータ１２０と同様であってもよい）に対する入出力構成の例を示す図２に示すように、いくつかの実施形態では、アクチュエータ２００（ＤＰＤエンジン）は、入力信号ｕ（例えば、５００Ｍｓｐｓのデジタル信号）を受信し、信号ｕ（信号ｕの帯域幅に見合った帯域幅を有する、例えば、信号ｅは５００Ｍｓｐｓ信号を有してもよい）に基づいて生成された追跡された包絡線信号ｅも受信する。アクチュエータ２００は信号ｕを予歪し、ｅに部分的に基づいて予歪された信号ｖを生成し、この予歪された信号ｖは、入力信号ｕ（例えば、ｖは５００Ｍｓｐｓを有する信号であってもよい）に見合った帯域幅を有する。アクチュエータはまた、任意で信号ｕに部分的に基づいて信号ｅＡを生成し、ｅＡは、電力供給変調器１５０の帯域幅と互換性のある帯域幅を有する。図２の例において、信号ｅに基づいて（および、場合によっては信号ｕに基づいて）生成された新しい追跡された包絡線信号は、（予歪された信号ｖのはるかに大きい５００Ｍｓｍｐと比較して）１０Ｍｓｐｓに対応する帯域幅を有する。なお、いくつかの実施形態では、新しい信号ｅＡは、時変信号ｕに基づく必要はないが、代わりに、例えば、信号ｅがダウンサンプリングされたものであってもよく、そうでなければ、信号ｅから（ある所定のフィルタリングプロセスを通して）処理された結果として得られる信号であってもよい。
【００７０】
追跡された包絡線信号がアクチュエータ１２０に与えられる実施形態において、信号ｅは、クリッピングによって引き起こされたベースバンド信号ｕへの不可逆的なダメージを回避するのに十分大きい必要があるが、ＰＡ効率を最大にするためにできるだけ小さい必要がある。したがって、いくつかの実施形態では、包絡線追跡器１４０は、３つの主要な条件を満たすデジタル包絡線信号ｅ＝ｅ［ｔ］（本説明の目的で、符号ｔは離散デジタルサンプルまたはインスタンスを示す）を生成するように実施される。第１の条件は、不等式ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）が満たされ、ここで、関数ｈ（．）は、ベースバンド信号の瞬時電力と電力供給との関係を定義し、クリッピングによる修復不可能なダメージを防ぐ。この関数は、電力増幅システムにおいてＰＡの電力を直接調整する包絡線信号を生成する従来の包絡線追跡器／発生器で用いられる整形テーブルに対応する。関数ｈ（．）の一例は以下のように示される。
【数１０】
2021524691.tif 000012
ここで、Ｖｍｉｎは、ＰＡの最小供給電圧であり、ＶｍａｘはＰＡに対する最大供給電圧であり、Ｕｍａｘは｜ｕ［ｎ］｜の最大可能値である。この制約は、包絡線追跡器で制御される電圧範囲を制御するのに用いることができる。ベースバンド信号の瞬時電力と電力供給との関係を成立させる関数ｈの別の例を用いてもよい。
【００７１】
包絡線追跡器１４０で生成される信号ｅに課せられうる第２の条件または制約は、ｅ（ｔ）が、以下の不等式で表される最大値および曲率限界を満たす必要がある。
ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２
ここで、定数Ｅ０、Ｅ２は、用いられる特定のＰＡ（例えば、Ｅ０およびＥ２は、図１の送信チェーン１１０で用いられる特定のＰＡ１１４の動作特性、属性、および挙動を示す）に依存する。式｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２は、境界二次導関数であり、平滑度の制約を表してもよい。この制約は、追跡包絡線曲線の平滑度を制御し、それによって、追跡された信号に対する包絡線追跡応答速度を制御するのに用いてもよい（例えば、制約は、信号応答がどの程度高速であるかを制御するために用いることができ、関数ｅがなめらかになるほど追跡信号は低速になる）。したがって、所定の定数Ｅ２は、包絡線追跡器の応答速度を制御するために（例えばユーザによって）選択され、ＰＡ１１４および／または包絡線追跡電力供給変調器１５０の帯域幅特性を示すことができる。
【００７２】
信号ｅ［ｔ］に課すことのできる第３の制約は、第１および第２の制約によって確立された境界に従い、ｅ［ｔ］の値はできるだけ小さくあるべきである、ということである。
【００７３】
したがって、包絡線追跡器／発生器は、ｅ［ｔ］≧ｇ（ｔ，ｅ［ｔ−１］）を選択することが規格の制約ｅ［ｔ］≦Ｅ０およびｅ［ｔ］≧２ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ−２］−Ｅ２と矛盾せず、ｅ[τ]、τ＞ｔを選択することが条件（１）および（２）を満たすような方法で可能であるように、例えば、関数ｇ＝ｇ（ｔ，ａ）を繰り返しアップデートすることで、制約（１）から（３）に一致する実質的にリアルタイムの信号処理手順を実現するように構成される。下限ｇ（ｔ，ａ）は、第２の引数の区分的一次関数として特定され、区切点は、間隔［０，ｅ０］で均等に離れて配置される。
【００７４】
（ｕに適用される予歪処理よりも前に）入力信号ｕ［ｔ］に基づいて決定される信号ｅ［ｔ］は、図１に示すシステム１００のアクチュエータ／ＤＰＤエンジン１２０に与えられる。上述したように、アクチュエータ１２０は、次のｉ）とｉｉ）の２つの出力信号を生成してもよい。つまり、ｉ）入力信号ｕ（ｕ［ｔ］として示されるデジタル信号）と、経時変化する包絡線追跡信号ｅ［ｔ］（そのサンプルは信号ｕ［ｔ］の振幅の変化に依存する）とに基づいて導出される予歪された信号ｖ［ｔ］と、ｉｉ）入力信号ｕ［ｔ］と包絡線追跡信号ｅ［ｔ］とに基づいて導出され、したがって、入力信号ｕ［ｔ］の挙動を（ＰＡを制御する）変調信号の考慮に入れる、結果として得られる包絡線追跡信号ｅＡ［ｔ］である。結果として得られる予歪された信号ｖ［ｔ］と電力供給変調信号ｅＡ［ｔ］の両方を入力信号ｕ［ｔ］と包絡線追跡信号ｅ［ｔ］（調整されるＰＡのＥ０およびＥ２の値によって表される特定の特性に部分的に基づいて追跡信号が導出される）に基づかせることによって、ＰＡは慎重に調整され、予歪された信号をより最適に処理することが可能な方法で非線形挙動を制御することができる。言い換えれば、ＰＡに対して選択された特定の非線形挙動点に依存する入力信号ｕ［ｔ］の予歪処理によって低減／相殺される非線形モード（例えば、電力消費を低減するためにＰＡの電力を不足されることで）でＰＡが動作するように故意に設定することで、（例えば、電力消費および帯域幅特性の観点から）高い効率が達成され得る。したがって、そのような実施形態において、入力信号ｕから結果として得られ、制御信号ｅで作動される送信チェーンの出力が、生成された制御信号によって引き起こされる少なくともある非線形歪みから実質的に自由であるように、アクチュエータ１２０は、入力信号ｕのデジタル予歪において時変制御信号ｅを用いてデジタル予歪を実行するように構成される。
【００７５】
アクチュエータ１２０が信号を予反転させることで、異なる予歪処理を実施してもよい。いくつかの例示的な実施形態において、アクチュエータ１２０は、以下の式に従って出力ｖ［ｔ］を導出してもよい。
【数１１】
2021524691.tif 000013
【数１２】
2021524691.tif 000014
【数１３】
2021524691.tif 000015
【００７６】
上述の式において、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近の（ｔ付近の）ベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、ＰＡの電力変調器およびＰＡの時定数の比を示す正の整数である時間スケール分離係数であり、ｘｋは補償器ｘ∈Ｃｎの係数の複素スカラーである。図１に示す推定器１３０（つまり、適合ユニット）は、（ＰＡ１１４の出力信号ｗ（ｔ）から観測された）計測サンプルｙ［ｔ］を観測することでアクチュエータの係数ｘｋを調整し、正規化された平均二乗誤差を最小化してもよい。これは、例えば、最小二乗法や確率的勾配法等の任意の最小化手法によって解決される。調整可能な（適合）係数の最適化は、例えば、中間信号ｖ、変調制御信号ｅＢ、および／または制御信号ｅＡにさらに基づいていてもよい。
【００７７】
同様に、出力信号ｅＡ［ｔ］は、最適化プロセス（推定器１３０を用いても実現することができる）と推定器１３０に与えられたｙとを用いて入力信号ｕ、制御信号ｅ、およびフィードバック（観測された）信号ｅＢに基づいて導出されてもよい。例えば、包絡線追跡電力供給変調器１５０が非線形挙動を示す（つまり、電力供給変調器の出力信号ｅＢとその入力信号ｅＡとの関係が非線形である）状況において、信号ｅＡは、ある最適化基準を達成する（例えば、ｅをｅＢに一致させる）信号ｕおよびｅに適用されるデジタル予歪処理によって生成されてもよい。あるいは、いくつかの実施形態において、（例えば、電力供給変調器が実質的に線形挙動を示す場合）、信号ｅＡを生成するためにアクチュエータ１２０が実行する処理は、信号ｅ（例えば、ｅＡは、包絡線追跡電力供給変調器１５０の帯域幅と互換性のある帯域幅を有するｅがダウンサンプルされたものであってもよい）のみに依存し、信号ｕ（または他の信号）を考慮に入れる必要はない。
【００７８】
予歪動作（ｕ等のベースバンド入力信号、または電力増幅器に電力を供給する電源を変調するため包絡線追跡信号ｅに対して実行される予歪動作）のために選択された基底関数を重み付けするための係数（パラメータ）を導出する手順／手法の例は、米国特許出願第１６／００４，５９４号（線形システム）に記載され、その内容は全体として参照により本明細書に組み込まれる。簡単に説明すると、反転した非線形歪みによって送信チェーン１０６で導入された非線形歪みが実質的に相殺されるように、送信チェーン１１０への入力として与えられる出力信号ｖは、入力信号ｕ（または、図１および図２に示すシステムの実施形態において、入力信号はベースバンド信号ｕと包絡線追跡器の出力ｅとの組み合わせを含んでもよい）に基づいて、「反転した非線形歪み」（つまり、送信チェーン１１０によって導入される非線形歪みの逆）を含むように生成される。したがって、出力信号ｗは実質的に非線形歪みから自由である。
【００７９】
いくつかの例において、入力信号ｕをＤＰＤに与えることで、ＤＰＤ／アクチュエータが以下の中間入力信号ｖを生成するように、送信チェーン（例えば、図１の送信チェーン１１０等）の非線形歪みの逆モデルに従ってＤＰＤ（アクチュエータ１２０等）が動作する。
【数１４】
2021524691.tif 000016
ここで、ｆｉ（．）はｎ個の基底関数のｉ番目の基底関数であり、ｘｉは、ｉ番目の基底関数に対応するｉ番目のパラメータ（例えば、ｉ番目の重み）である。各基底関数は、入力ｕの一次関数（例えば、ｕ（ｔ−１））または非線形関数（例えば、｜ｕ（ｔ）｜２）であり、メモリ（例えば、ｕ（ｔ）＊ｕ（ｔ−１））を含んでもよい。
【００８０】
例えば図１のアクチュエータ（ＤＰＤプロセッサ）１２０で用いるパラメータｘを更新するために、予測器モジュール（図１の推定器１３０等）は、アクチュエータ１２０の予歪出力に対応する送信チェーンに対する入力信号、つまり信号ｖ、と送信チェーン（または送信チェーンの下流にある他の出力モジュール）の出力信号ｗの感知されたバージョン（信号ｂ）とを処理し、パラメータｘ′の更新された組を生成する。感知された信号ｂは、送信チェーンの出力に結合された観測受信器／結合器（図１の結合器１１６等）を経由して観測される。いくつかの実施形態において、適合プロセスで用いる信号を同期または相関させるために、同期装置（図示せず）が用いられてもよい。
【００８１】
ある例において、予測器モジュールは、基底関数と中間入力信号ｖと組み合わせて、感知された信号ｂ（例えば、少なくとも平均二乗誤差検知）とできるだけ近い予測信号を生成するパラメータｘ′の更新された組を決定する。これは以下のように言い換えることができる。
【数１５】
2021524691.tif 000017
【００８２】
予測器Ｐは、アクチュエータ１２０に与えられてアクチュエータの係数を更新してもよい。いくつかの例において、上述した予測器Ｐに対して、予測器Ｐの近似逆数に従って以下のように動作するように、適合プロセッサ１３０はアクチュエータ（デジタル予歪器）１２０を構成する。
【数１６】
2021524691.tif 000018
あるいは、ＤＰＤパラメータは、ａｉ＝−αｉと設定されてもよい。
【００８３】
別の例では、予測器モジュールは、基底関数と感知された信号ｂとを組み合わせて、中間予歪信号ｖと可能な限り近い（例えば、少なくとも平均二乗誤差検知において）予測信号を生成する更新された係数の組を決定するように構成されていてもよい。
【数１７】
2021524691.tif 000019
【００８４】
つまり、そのような実施形態において、Ｐは送信チェーンの非線形性の（過去の）逆の推定である。いくつかの変形例において、適合プロセッサ１３０は、以下のように予測器Ｐに従ってアクチュエータ１２０を構成する。
【数１８】
2021524691.tif 000020
または、基本的には、ａｉ＝−αｉである。
【００８５】
別の例において、ＤＰＤパラメータ／係数の更新は、基底関数と組み合わせて送信チェーンの非線形入出力特性のモデルと送信チェーンの現在の非線形入出力特性との差を示すパラメータｘ′の更新された組を生成するために実施されてもよい。ある例において、予測器モジュールは、基底関数とＤＰＤ（中間信号ｖを用いるのではなく）への入力信号ｕとを組み合わせて、感知された信号ｂ（例えば、少なくとも平均二乗誤差検知における）と可能な限り近い予測信号を生成するパラメータｘを決定する。これは、以下のように言い換えることができる。
【数１９】
2021524691.tif 000021
【００８６】
基底関数と組み合わせたパラメータｘは、送信チェーンの非線形入出力特性のモデルと送信チェーンの実際の非線形入出力特性との差を示している。これは、ＤＰＤおよび入力信号に対する送信チェーンの両方の効果が感知された信号ｂに表されるためである。予測器モジュールの出力、すなわちＰは、デジタル予歪器を更新するために予測器Ｐを処理するＤＰＤ更新モジュールに与えられる。いくつかの例において、アクチュエータはａ’ｉ←ａｉ＋αｉに従って、予測器の近似逆数を既存のＤＰＤと組み合わせる。これによって、新しいＤＰＤ構成を生成するための前のＤＰＤ構成を伴った予測器Ｐ−１の近似逆数のカスケードが本質的に近似される。
【００８７】
別の例では、予測器モジュール（推定器）は、基底関数と感知された信号ｂとを組み合わせて、入力信号ｕ（例えば、少なくとも平均二乗誤差検知における）と可能な限り近い予測信号を生成する１組のパラメータｘを決定する。それは以下のように言うことができる。
【数２０】
2021524691.tif 000022
【００８８】
いくつかの実施形態では、アクチュエータ１２０のデジタル予歪器実装が用いる基底関数を重み付けするための係数ｘの導出は、以下のように最小二乗プロセスを用いてバッチで決定してもよい。
【数２１】
2021524691.tif 000023
ここで、ｂは感知された信号サンプルのベクトルであり、Ａは、各列が基底関数ｆｉ（ｕ）のサンプルを含むマトリクスである。したがって、ｘの解は以下の通りである。
【数２２】
2021524691.tif 000024
すなわち、この式において、感知された信号のサンプルと基底関数とは、バッチに対していったん使用され、将来の係数値ｘのその後の決定には使用されない。
【００８９】
計算された係数ｘの信頼性は、所望の精度（または他の性能メトリック）と利用可能な計算リソースに基づいて変化しうる。いくつかの実施形態において、正則化は係数値を決定するための基準として使用され、大きな値を有する係数値から離れて結果を偏らせてもよい。いくつかの例において、係数ｘの解の強固さ、信頼性、および／または収束性を、以下のように入力の前バッチの履歴を組み込むことによって向上させることができる。
【数２３】
2021524691.tif 000025
ここで、ＡｉおよびＢｉは、バッチｉ＝１，．．．の入力と出力に対応し、ｘは、１からｎの全てのバッチからのサンプルに依存する。上記の式はｘL≦ｘ≦ｘU、０＜λ＜１、およびρ＞０に従う。
【００９０】
上記の最適化の問題において、大きなバッチ項（グラム行列）ＡＨＡは、「メモリグラム行列」である以下の式で置き替えてもよい。
【数２４】
2021524691.tif 000026
メモリグラム行列の使用は、最適化プロセスの収束特性を向上させ、システムの挙動における障害に対してシステムを保護し、システムの全体的な性能を改善する。
【００９１】
ＤＰＤパラメータの決定を実施するためのアプローチの他の例は、米国特許第９，５９０，６６８（「デジタル補償器」）に記載されており、その内容が全体として参照により本明細書に組み込まれる。簡単に説明すると、図３を参照して、図１のシステム１００のアクチュエータ１２０（ＤＰＤプロセッサを実装する）と、送信チェーン１１０と、推定器（予測器モジュール）１３０とを備えるシステム１００の一部と類似しているか、またはそれを含んでもよい調整可能な予歪電力増幅システム３００のブロック図を説明する。予歪出力３００の例において、ベースバンドまたは中間周波数のデジタル入力信号ｘ［ｍ］が、デジタル前置歪み器（ＤＰＤ）３１０（実装または機能においてアクチュエータ１３０のＤＰＤ処理実装と類似してもよい）を通過し、送信チェーン３４０を通過してアンテナ３５０を駆動する駆動信号ｖ（ｔ）を生成する「前置歪み補償」入力ｙ［ｍ］を生成する。送信チェーンは、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）３４２と、アナログローパスフィルタ（ＬＰＦ）３４４と、ＬＰＦ３４４の出力の変調器３４６（例えば、局部発振器による乗算）を含んでもよい。変調器の出力は、電力増幅器（ＰＡ）３４８へ送られる。
【００９２】
ＤＰＤ３１０は制御部を用いて制御され、ＤＰＤ係数（ＤＰＤ係数３２０として示す）を決定または計算して、これらの決定したＤＰＤ係数を用いてＤＰＤ３１０を調整してもよい。いくつかの実施形態において、ＤＰＤ係数３２０は、係数３３０のデータベースと、送信チェーンおよび／または他のシステム構成要素（遠隔負荷構成要素および負荷状態を含む）の動作「レジーム」（つまり、物理的状態の種類）を本質的に特徴づける値とを用いて決定される。これらの値（例えば、定量的またはカテゴリ的デジタル変数）は、環境変数３３２（例えば、温度、送信器の電力レベル、供給電圧、周波数帯域、負荷特性等）、および／または、部分的な「符号」３３４を含み、これは実質的に普遍な特性を表し、送信チェーン３４０の電子部品に固有であり得る。
【００９３】
決定された予歪出力特性値または属性は、係数推定器／補間器３３６（例えば、フィードバック受信チェーン３６０を介して）に与えられてもよい。決定された特性および属性は、適切なＤＰＤ係数を推測または導出するのに用いてもよい。例えば、ＤＰＤ係数の組は、誤差ベクトル振幅（ＥＶＭ）、隣接チャネル電力比（ＡＣＰＲ）、動作帯域不要放射（ＯＢＵＥ）、または別の種類の歪測定値／属性を含む、前処理の効果を特徴づけるいくつかの所望の関連した歪測定値／属性を達成するように計算されてもよい。
【００９４】
係数補間器３３６は、受け取った様々な入力を用いて、係数データベース３３２にアクセスし、対応するＤＰＤ係数３２０を決定して出力する。入力に従ったデータベースにおける係数値の選択および／または補間、および／または係数データベースにおける値によって表される数学的マッピングの適用を含む、様々なアプローチが、係数推定器／補間器３３６によって実施されてもよい。例えば、推定器／補間器３３６は、（データベース３３０における）ＤＰＤ係数の複数の組から、１つまたは複数の所定のシステム特性またはそこから導出されたある属性と対応するＤＰＤ係数の組を選択するように構成されてもよい。ＤＰＤ３１０を制御または調整するのに用いられるＤＰＤ係数は、システム特性に基づいて、（データベース３３０内で維持された）複数のＤＰＤ係数の組から２つ以上のＤＰＤ係数の組を選択することで決定されてもよい。そして、ＤＰＤ係数の保管された組は、選択された２以上のＤＰＤ係数の組から決定されてもよい。
【００９５】
図１に戻ると、包絡線追跡電力供給変調器１５０は、包絡線追跡信号ｅ［ｔ］および任意の入力信号ｕに基づいて、アクチュエータ１２０によって導出された結果として得られる変調信号ｅＡ［ｔ］を用いて、ＰＡ１１４に与えられる電力を変調する。ｅＢ（例えば、整形テーブルを用いて、または別の実施形態で実現される変調器１５０が、変調入力ｅＡ［ｔ］に応答して出力制御信号ｅＢを生成する）によって電力が変調されたＰＡ１１４は、予歪中間信号ｖ［ｔ］を処理して、ｕ［ｔ］が予歪されなければ発生したであろう予歪から実質的に自由な出力信号ｗ（ｔ）を生成する。上述したように、中間信号ｖと変調信号ｅＡ［ｔ］とを制御することで、ＰＡは、予歪中間信号ｖ［ｔ］をより最適に処理することができる（例えば、使用する電力がより少ない）特定の非線形方式（またはプロファイル）で動作するように作動することができる。図１に示すように、アクチュエータ１２０で生成された信号ｅＡ［ｔ］は、包絡線追跡電力供給変調器１５０によって対応可能な帯域幅と互換性のある帯域幅を有する。したがって、図１の例に示すように、変調器１５０が１０ＭＨｚの最大帯域幅を有する場合、アクチュエータ１２０は、１０Ｍｓｐｓの信号ｅＡ［ｔ］を生成するように構成されてもよい。
【００９６】
図１に示すシステム１００は、装置またはシステム（ネットワークノード、例えばＷＷＡＮ基地局またはＷＬＡＮアクセスポイント、または携帯装置等）のデジタルフロントエンドの少なくとも一部であってもよい。このように、システム１００は、（例えば、イーサネット接続のような有線ネットワーク接続のためのネットワークインターフェースを介して）リモートデバイスと有線接続またはそのようなリモートデバイスと無線接続を実施する通信モジュールと電気的に結合してもよい。いくつかの実施形態において、システム１００は、結果として得られる処理された信号を生成するために（結果として得られる信号がその後にリモートデバイスと通信されたかどうかに関わらず）、装置またはシステム内でローカルに使用され、ローカルに生成された様々な信号に対して処理（予歪処理等）を行ってもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態において、線形化システム１００の少なくともある機能（例えば、図１に示すｕ、ｅ、ｖ、ｙ、ｅＡ、および／またはｅＢのうちの１つまたは複数に基づいて導出される適合可能な係数を用いて信号ｕおよび／またはｅに予歪を実行する包絡線信号の生成）は、システム１００のモジュール（アクチュエータ１２０、推定器（適合モジュール）１３０、またはシステム１００の他のモジュール）のうちの１つまたは複数に含まれる制御部（例えば、プロセッサに基づく制御部）を用いて実現されてもよい。制御部は、システム１００の様々なモジュールに動作可能に結合されてもよく、例えば、効率的な包絡線追跡信号ｅを生成し、ｖおよびｅＡに対する予歪されたサンプル値（アクチュエータ１２０またはアクチュエータ２００の出力）を計算し、アクチュエータの係数を更新するように構成されてもよい。制御部は、処理機能や、他の計算および制御機能を提供する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロ制御部、および／またはデジタル信号プロセッサを含んでもよい。例えば、システム１００に対するプロセスと機能を少なくとも部分的に実現するために、制御部は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ＤＳＰプロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、加速処理ユニット（ＡＰＵ）、アプリケーションプロセッサ、カスタマイズされた専用回路等の特定の目的のための論理回路を含んでもよい。制御部は、装置内でプログラムされた機能を実行するためのデータおよびソフトウェア命令を記憶するためのメモリを含んでもよい。概して、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、命令および／またはデータをコンピュータに提供するために使用中にコンピュータによってアクセス可能な非一時的な記憶媒体を含んでもよい。例えば、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、磁気ディスクまたは光ディスクおよび半導体（固体）メモリ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の記憶媒体を含んでもよい。
【００９８】
図８を参照して、図１の包絡線発生器１４０と同様の包絡線追跡モジュール（包絡線発生器）８４０と、図１のアクチュエータ１２０と同様のアクチュエータ８２０と、図１の電力供給変調器１５０と同様の電力供給変調器８５０とを備える構成にしたがって実現された、他の一例に係る線形化システム８００を示す。図８の実施形態において、包絡線発生器８４０は、包絡線追跡電力供給変調器８５０に直接与えられる出力ｅを生成するように構成され、（図１の送信チェーン１１０と同様に実現されうる送信チェーン８１０の）ＰＡ８１４に与えられる電力を制御する。いくつかの実施形態において、信号ｅがアナログ連続信号であるとすると、電力供給変調器８５０は、連続信号ｅをデジタル制御ラインへ変換することを復号器が要求されるスイッチモード電源（例えば、マルチレベルバック変換器）として実現されてもよい。スイッチモード動作に関する１つの共通の問題は、非理想的な過渡ステップ応答である。これには、正確な電力供給予測器と挙動モデリングが必要である。アンダーサンプリングｅは、モデリングの精度を下げうる。したがって、そのような実施形態において、包絡線追跡電力供給変調器８５０の挙動をモデリングして、ｓを忠実に表現する信号ｓｐを生成するために、ｅをオーバーサンプリングすることが好ましい。
【００９９】
制御信号ｅに基づいてＰＡの電力を制御することにより出力挙動が得られ、出力挙動では、ＰＡ８１４の出力が、ＡＤＣ８１８を備える観測チェーンに（結合器８１６を介して）に与えられ、推定器８３０と、推定器８３０で適応的に推定されたＤＰＤパラメータに従って入力信号ｕを予歪するアクチュエータ８２０とを含むデジタル予歪器に与えられる。包絡線発生器８４０は、推定器に（電力供給変調器８５０、供給フィルタ８５２、ＰＡ８１４、結合器８１６、およびＡＤＣ８１８を介して）間接的に結合されるので、包絡線発生器８４０が出力した信号ｅは、線形化システム８００のＤＰＤ挙動と、システム８００のＤＰＤによって実施される適合プロセスとに少なくとも間接的に影響を与える。これにより、システム８００が、システム８００の様々なモジュールの挙動（非線形挙動を含む）に従って（つまり、送信チェーン８１０、電力供給変調器８５０、および／または供給フィルタ８５２の挙動に従って）、その予歪挙動を適合させることができる。
【０１００】
図８に示すように、いくつかの実施形態において、線形化システムは、ノイズを除去および／またはＰＡに供給された制御信号または電力信号を平滑化する（例えば、ＰＡを損傷する可能性のある突然の電力レベル変化を防止するために）ように構成された供給フィルタ８５２を有してもよい。包絡線の不連続性と、量子化とスイッチング雑音は、出力スペクトルの劣化を引き起こし、システムの帯域外ノイズ性能を劣化させうる。アナログまたはデジタルフィルタであるフィルタ８５２は、線形化システムの様々な他のモジュールまたは構成要素によって引き起こされる劣化およびノイズの一部を低減するために用いることができる。
【０１０１】
上述したように、包絡線発生器８４０はその実施／構成において、図１の包絡線発生器１４０と同様であってもよい。したがって、いくつかの例において、包絡線発生器８４０は入力信号ｕを受信する受信器を含んでもよく、入力信号ｕは、電力増幅器８１４を備える送信チェーン８１０に結合された（アクチュエータ８２０と推定器８３０とを備える）デジタル予歪器にも与えられる。包絡線発生器８４０は、（プロセッサベースの装置または非プロセッサ回路として実現された）制御部をさらに備え、入力信号ｕの振幅の変化に基づいて時変信号ｅを決定し、時変信号ｅの振幅の変化は、送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。例えば、図８の実施形態では、包絡線発生器の制御部は、システム８００のモジュールまたは構成要素のうちの１つまたは複数の挙動（例えば、非線形挙動）を示す１つまたは複数のパラメータ（システム１００の実施形態に関連して説明したパラメータＥ０およびＥ２など）に従って決定された１組の制約を満たす制御信号ｅを導出してもよい。包絡線発生器の制御部に導出された信号は、次いで、包絡線発生器８４０の出力部により出力される。図８の実施形態において、出力信号ｅは、例えば、電力供給変調器８５０の入力に与えられる（一方、図１に示す実施形態では、制御信号ｅは、システム１００のアクチュエータ１２０に与えられる）。上述のように、図１の実施形態と同様の図８の実施形態において、システム８００のデジタル予歪器は、時変信号ｅの振幅の変化に依存する他の入力信号を受信し、入力信号ｕと他の入力信号を備える信号に少なくとも部分的に基づいて、送信チェーン８１０に与えられて送信チェーンの非線形挙動を低減するデジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成される。いくつかの変形例において、他の入力信号は、少なくとも１つの電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプル（図８の信号ｙとして図示され、ここでｙは、ＡＤＣ８１８のデジタル出力である）を含んでもよい。この他の信号ｙは、アクチュエータ８２０の出力ｖのコピーとともに推定器８３０に与えられ、推定器８３０は最適化プロセスを実行し、ＤＰＤパラメータまたは係数を計算して予歪器で実現される基底関数を重み付けして、入力信号ｕを予歪する（ＤＰＤ係数を計算する最適化プロセスの例は上述されている）。包絡線発生器８４０によって生成される時変信号ｅの変動（変化）は、ＰＡ８１４に与えられる電力に変動／変化をもたらし（例えば、意図的にＰＡの電力を不足させ、それによってシステム８００の予歪器の適合によってより効率的に低減される非線形挙動をもたらす）、そのことが今度は、ＰＡ８１４が出力する信号および推定器８３０に与えられる観測されたサンプルｙの挙動／性質に影響を与える。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、線形化システムの性能は、線形化システムの電力供給変調器の挙動をモデル化し予測（および／または他のモジュールの挙動を予測）する予測器モジュール（プロセッサまたは非プロセッサとして実現してもよい）を用いることによって向上し得る（例えば、包絡線信号の応答の速度を上げ、包絡線信号の変化に対する適合プロセスの応答性を向上させ得る）。電力供給変調器（および／または線形化システムの他のモジュール）の予測された挙動を示す制御信号は、次に、ＤＰＤパラメータ／係数を導出するために、例えばＤＰＤの推定器に直接与えられる。従って、線形化システムモジュールの挙動の予測されたモデリングは、ＤＰＤ係数を導出するための観測された下流信号のみに依存する場合には、そうでなければもっと低速で実行されたであろう適合プロセスを促進することができる。本明細書で説明するような予測器モジュールは、例えば動的な電力供給スイッチングの存在を考慮することができる。
【０１０３】
したがって、図９を参照して、包絡線発生器９４０（実装および構成において、それぞれ図１および図８の包絡線発生器１４０および８４０と同様であってもよい）の出力とデジタル予歪器（例えば、予歪器の推定器９３０は、実装および構成においてそれぞれ図１および図８の推定器１３０および８３０と同様であってもよい）との間に電気的に介在する予測器モジュール９４２を含む、他の実装例に係る線形化システム９００を示す。予測器モジュール９４２は、包絡線制御信号ｅを信号ｓに変換する非理想性をモデル化するように構成されている（信号ｓは、図８の供給フィルタ８５２と同様に供給フィルタ９５２の出力として図９に図示され、供給フィルタ８５２は、量子化およびスイッチングノイズを除去し、および／またはＰＡ９１４に与えられた制御または電力信号を平滑化するように構成されたアナログまたはデジタルフィルタであってもよい）。
【０１０４】
ｅから結果として生じる信号方式ｓに影響を与え、線形化性能（例えば、ＤＰＤがｓに依存する信号を用いて、ＤＰＤ係数を生成する適合／最適化プロセスを実行する場合、適応的にＤＰＤの速度）を低下させる非理想性の例は、例えば、ｖ（アクチュエータ９２０の出力）とｓ（供給フィルタの出力）との間の時間的不整合、様々なモジュール等の能動部品の動作特性から生じる非線形性等を含み得る。非理想性のモデリングは、ｅの値をｓの期待値（または、ｅの値によって影響を受けた他の下流信号方式の値）にマッピングする線形または非線形変換に基づくことができる。次に、予測器モジュールの出力は、推定器に与えられ、予測された値の出力に基づいて（１つまたは複数のベースバンド入力信号ｕおよびサンプリングされた値ｙのうちの１つまたは複数と組み合わされて）ＤＰＤパラメータを導出し、入力信号ｕを予歪する。したがって、図９の実施形態は、少なくとも入力ベースバンド信号ｕと適切な精度でｓに一致する予測された電力供給波形ｓｐとに依存するアクチュエータ（例えば、アクチュエータ／予歪ブロック９２０）を実現する。そのような実施形態では、非線形ＰＡおよび予歪を２つの入力と１つの出力システムとしてモデリングすることで、高い電力効率を維持しながら、最適またはほぼ最適な線形化を生成することができる。図９の例示的な実施形態のいくつかにおいて、包絡線発生器（包絡線追跡モジュール）は、したがって、電力供給モジュールの既知の特性と決定された時変信号ｅとに基づいて、（送信チェーンの電気的動作を制御する）電力供給変調器の推測された予測挙動を示す予測信号ｓｐを計算するように構成された予測器モジュール（包絡線追跡モジュールとデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュール）に時変信号ｅを与えるように構成されてもよい。そのような実施形態において、デジタル予歪器の他の入力信号は、予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含んでもよい。
【０１０５】
図９のシステム配置にさらに示すように、包絡線発生器９４０の出力は、（予測器モジュール９４２に与えることに加えて）電力供給変調器９５０に与えられてもよい。しかし、いくつかの実施形態では、電力供給変調器は、信号ｅを受信することに加えて、または受信する代わりに、アクチュエータ（例えば、電力供給変調器１５０がアクチュエータ１２０で生成された信号ｅＡを受信する図１に示す配置と同様に）からの制御入力を受信してもよい。そのような実施形態において、電力供給変調器を制御する制御信号は、電力供給変調器９５０および／または線形化システム９００の他のモジュール、構成要素、またはセクションの非線形特性に基づく変換（適合変換でもよい）を用いて生成されてもよい。電力供給変調器は、電力信号（または、図９には示さない別の電源ユニットで与えられた電力を制御するための制御信号）を生成し、電力信号は、今度は、電力供給変調器によって与えられる信号に対してノイズ除去と調整動作を行って信号ｓを生成する供給フィルタ９５２に与えられる（信号ｓは、実際の電力信号、または，電力をＰＡ９１４に与える電源ユニットを制御する制御信号であってもよい）。
【０１０６】
同じく示されるように、ベースバンド信号ｕは、信号ｕを予歪して予歪された信号ｖを生成するアクチュエータ９２０によって処理される。いくつかの実施形態において、信号ｕの処理は、（結合器９１６およびＡＤＣ９１８を介して推定器９３０に与えられる、送信チェーンの出力と、および／または予測器モジュール９４２で生成される予測信号とに少なくとも基づいて得られる）適合係数によって重み付けされた基底関数表現に信号を分解することを含んでもよい。いくつかの実施形態において、予測信号ｓｐを用いることにより、電力供給変調器９５０による最適な、またはほぼ最適な動作のために構成されたＤＰＤ係数の導出が可能になる。例えば、電力供給変調器は、（包絡線発生器９４０で計算される信号ｅを介して）図９に示す予測信号ｓｐに部分的に基づいて導出され送信チェーン９１０の非線形動作に対抗するＤＰＤ係数の適切な計算によって低減することができる非線形方法で意図的に動作されるように制御されてもよい。
【０１０７】
次に図４を参照して、デジタル予歪の手順４００のフローチャートを示す。手順４００は、電力増幅器を含むデジタル予歪器によって（例えば、図１および図２に示すアクチュエータ１２０または２００等のデジタル予歪装置の受信部によって）、入力信号ｕに基づいた振幅の変化に依存する第１の信号ｗを受信するステップ４１０を含み、第１の信号の変化は、（図１に示す送信チェーン１１０等の）送信チェーンの非線形特性の経時変化に対応する。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、第１の信号は、包絡線追跡器（図１の追跡器１４０等）で生成される時変信号ｅに対応してもよく、この場合、第１の信号を受信するステップは、入力信号ｕのコピーを受信した包絡線追跡で生成された時変信号ｅをデジタル予歪器によって監視することを含んでもよい。信号ｅは、信号ｕの包絡線の形状を追跡するので、入力信号ｕの振幅の変化に依存する。いくつかの例において、手順４００は、時変信号ｅをフィルタリングすることをさらに含んでもよい。
【０１０９】
上述のように、いくつかの実施形態では、時変制御信号ｅは、送信チェーンの特性に基づく最適化プロセスに従って決定され、結果として得られる制御信号は、送信チェーンおよび／または包絡線追跡信号の望ましい挙動に基づいて調整または選択することのできるパラメータに基づいている。例えば、決定された追跡信号ｅは、入力信号の変化に対する応答速度を（低速から高速に変化できるように）調整可能な信号であり得る。（送信チェーンへの電力を制御する）電力供給変調器を変調するための応答速度の速い包絡線追跡制御信号は、より効率的な変調器を可能にできるが（送信チェーンに供給される電力が入力信号ｕの変動に対してより密接に追従し、したがって電力消費を低減するためである）、導出するためにより多くの計算の労力を必要とする可能性がある。別の例では、決定された制御信号ｅは、送信チェーンの帯域幅とさらに互換可能な信号であってもよい。したがって、いくつかの実施形態では、制御信号ｅを決定することは、ｉ）ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）である第１の制約（ここで、ｈ（．）は、信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義する）と、ｉｉ）ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２（ここで、Ｅ０およびＥ２は送信チェーンの動作特性を表す値である）となるように、最大値および曲率限界を信号ｅ［ｔ］に対して課す第２の制約と、ｉｉｉ）第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する第３の制約とを含む１組の制約を満たす時変制御信号ｅを決定することを含んでもよい。値Ｅ２は、例えば、送信チェーンの帯域幅および／または、入力信号ｕの振幅の変動に対する送信チェーンの応答速度を表してもよい。
【０１１０】
引き続き図４を参照して、手順４００は、デジタル予歪器で（例えば、デジタル予歪装置の受信部で）入力信号ｕを受信するステップ４２０と、入力信号ｕと第１の信号とを含む信号に少なくとも部分的に基づいて、デジタル予歪器によって（例えば、デジタル予歪装置の制御回路によって）デジタル的に予歪された信号ｖを生成して送信チェーンの非線形挙動を低減するステップ４３０、とをさらに含む。
【０１１１】
デジタル予歪器で受信される第１の信号が時変信号ｅである例において、時変信号ｅが少なくとも電力増幅器のある非線形挙動を引き起こすように、入力信号ｕから時変信号ｅを生成してもよい。そのような実施形態において、デジタル的に予歪された信号ｖを生成するステップは、入力信号ｕをデジタル的に予歪することで得られる送信チェーンの出力が、時変信号ｅによって引き起こされる少なくとも何らかの非線形歪みから実質的に自由であるように、時変信号ｅを用いて入力信号ｕをデジタル的に予歪することを含んでもよい。信号ｅは、例えば、電力増幅器の電力を低下させて、デジタル予歪器（例えば、図１のアクチュエータ１２０）の予歪動作によって低減することのできる非線形挙動を制御可能に引き起こすように生成されもよく、予歪動作は、入力信号ｕおよび制御信号ｅに従って適用される（つまり、予歪動作は、非線形挙動を引き起こす制御信号ｅの知識に基づいており、潜在的に包絡線追跡器、電力供給変調器、送信チェーン、および／またはデジタル予歪器のより効率的な共同動作をもたらす）。
【０１１２】
上述のように、いくつかの実施形態では、（アクチュエータ１２０による）デジタル予歪動作は、帯域通過過入力信号ｕおよび包絡線追跡制御信号ｅに基づいており、したがって、予歪が送信チェーンの電力変調を（少なくとも暗黙的に）考慮に入れることを可能としている。したがって、デジタル予歪を合成信号に対して行うことは、入力信号ｕおよび時変制御信号ｅを含む合成信号に対してデジタル予歪を行い、以下の式に従ってデジタル的に予歪された信号ｖを生成することを含んでもよい。
【数２５】
2021524691.tif 000027
【数２６】
2021524691.tif 000028
【数２７】
2021524691.tif 000029
そのような実施形態において、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、電力増幅器および電力増幅器に電力を供給する変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは基底関数を重み付けするために計算された係数である。いくつかの変形例において、手順４００は、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づく最適化プロセスに従って、基底関数Ｂｋを重み付けするために計算された係数ｘｋを計算するステップをさらに含んでもよい。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、手順４００は、入力信号ｕおよび時変制御信号ｅを含む合成信号に対して実行されたデジタル予歪によって、結果として得られる包絡線追跡信号ｅＡを生成し、この包絡線追跡信号ｅＡに基づいて、出力を生成する電力供給変調器の非線形挙動を低減し、送信チェーンの電力供給変調器へ与えられる電力を変調することをさらに含んでもよい。そのような実施形態において、ｅＡは、電力供給変調器よりも低い帯域幅を有する。いくつかの実施形態において、（アクチュエータ１２０で生成される）信号ｅＡは、信号ｅのみに依存してもよい。例えば、信号ｅＡは、単に、電力供給変調器との互換性を要求されるダウンサンプルされた信号であってもよい。そのような実施形態において、手順４００は、時変制御信号ｅの関数として結果として得られる包絡線追跡信号ｅＡを生成することをさらに含んでもよく、ｅＡは時変制御信号ｅよりも低い帯域幅を有し、ｅＡは送信チェーンの電力増幅器へ与えられた電力を変調するために結果として得られる包絡線追跡信号に基づいて出力を生成する電力供給変調器へ与えられる。いくつかの変形例において、結果として得られる包絡線追跡信号ｅＡを生成することは、時変制御信号ｅをダウンサンプルして、結果として得られるダウンサンプルされた包絡線追跡信号ｅＡを生成することを含んでもよい。
【０１１４】
図４に戻って示すように、手順４００は、（例えば、デジタル予歪装置の出力部によって）予歪された信号ｖを送信チェーン（その非線形挙動が、信号ｅまたはｅＡとして示される信号ｕの振幅の変化に少なくとも部分的に依存する）に与えるステップ４４０をさらに含む。いくつかの例において、手順４００は、入力信号ｕおよび第１の信号のサンプルの非線形関数として送信チェーンに供給されるデジタル的に予歪された信号ｖのサンプルを計算することをさらに含んでもよい。
【０１１５】
いくつかの変形例において、デジタル予歪器で第１の信号を受信するステップは、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器で生成された時変信号ｅに従って送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器で制御された電力増幅器の出力の、観測されたデジタルサンプルｙを受信することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、デジタル予歪器で第１の信号を受信することは、包絡線追跡器とデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを受信することを含んでいてもよく、この予測信号は、電力供給モジュールの既知の特性と包絡線追跡器によって決定された時変信号ｅとに基づいて送信チェーンの電気的特性を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を示す。
【０１１６】
ここで図５を参照すると、（包絡線追跡制御信号の生成を介して）送信チェーンの電気的動作を制御するための例示的な手順５００のフローチャートが提供される。手順５００は、包絡線追跡モジュール（図１の包絡線発生器１４０等の包絡線発生器）によって一般に実行される。図示されるように、手順５００は、包絡線追跡モジュールによって（例えば、包絡線追跡モジュールの受信器／受信部で）入力信号ｕを受信するステップ５１０を含む。入力信号ｕは、送信チェーン（送信チェーン１１０等）に結合されたデジタル予歪器（例えば、アクチュエータ１２０）にさらに供給され、送信チェーンは、電力増幅器（例えば、図１のＰＡ１１４）を備えている。
【０１１７】
手順５００は、包絡線追跡モジュールによって（例えば、包絡線追跡モジュールの制御部によって）、時変信号ｅの振幅の変化が送信チェーンの非線形特性の経時変化と対応している状態で、入力信号ｕと時変信号ｅとの振幅の変化に基づいて、時変信号ｅを決定するステップ５２０をさらに含んでいる。手順５００は、包絡線追跡モジュールによって（例えば、包絡線追跡モジュールの出力部によって）時変信号ｅを出力するステップ５３０をさらに含む。デジタル予歪器は、時変信号ｅの振幅の変化に依存する他の入力信号を受信し、入力信号ｕおよび他の入力信号を含む信号に少なくとも部分的に基づいて、送信チェーンに与えられるデジタル的に予歪された出力ｖを生成し、送信チェーンの非線形挙動を低減するように構成されている。
【０１１８】
いくつかの例において、時変信号ｅを決定することは、送信チェーンを非線形モードで動作させるために、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に電力増幅器を電力不足にさせるように時変信号ｅを決定することを含んでもよい。したがって、図５のいくつかの実施形態では、送信チェーンは、非線形モードで動作するように意図的に制御されてもよい（この例では、送信チェーンの電力を下げることによって、ただし他の実施形態では、送信チェーンの電力を上げる等の別の方法で送信チェーンを非線形モードにしてもよい）。これは、電力を下げることで線形化システムの電力を節約して寿命を延ばす一方で、非線形効果が予歪出力のデジタル予歪器によって効率的に訂正され得るからである。
【０１１９】
手順５００において、時変信号ｅを決定することは、送信チェーンの特性を表す１つまたは複数の制約に従って時変信号ｅを導出することを含んでもよい。時変信号ｅを導出することは、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）（ここで、ｈ（．）は入力信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義する）である第１の制約と、ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２（ここで、Ｅ０およびＥ２は電力増幅器の動作特性を示す値である）となるように最大値および曲率限界を信号ｅに対して課す第２の制約と、第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する第３の制約とを含む１組の制約を満たす、時変信号ｅを導出することを含んでいてもよい。
【０１２０】
いくつかの変形例において、Ｅ２は、例えば送信チェーンの帯域幅または入力信号ｕの振幅の変化に対する送信チェーンの応答速度を表してもよい。したがって、パラメータＥ２を選択／変更することで、包絡線追跡信号の応答速度および／またはその帯域幅を制御することができる。例えば、包絡線追跡制御信号ｅの決定においてＥ２の異なる値にそれぞれ対応する異なる包絡線追跡応答を示す図６Ａ〜６Ｃが示すグラフを考える（Ｅ２の適切な値は実験的または分析的に決定されてもよい）。図６Ａにおいて、グラフ６００は、信号６０４の低周波数挙動を追跡できるが信号６０４の高速で変化する挙動は追跡できない、低速包絡線追跡信号６０２を示す。この例において、曲線６０２（包絡線追跡信号に対応する）は、非常に滑らかで、比較的小さい帯域幅を有する。図６Ｂは、信号６１４におけるスパイクの一般的な形状は追跡できるが、追跡包絡線６１２の形状と信号６１４との間の顕著な偏差を有する中間範囲包絡線追跡信号６１２を示すグラフ６１０を含む。この例において、包絡線は、信号６１４の高周波数要素のいくつかに追従でき、したがって、図６Ａの曲線６０２と同じ程度に滑らかである。最後に図６Ｃは、包絡線信号６０２および６１２よりも信号６２４の変動に密接に追従できる高速応答包絡線６２２を有するグラフ６２０を含む。図６Ｃの例において、包絡線信号６２２は、比較的広い帯域幅を有するが、信号はそれぞれ図６Ａおよび６Ｂに示す包絡線信号６０２および６１２のいずれよりも滑らかでない。
【０１２１】
上述のように、いくつかの実施形態では、時変信号ｅはデジタル予歪器にも供給されてよい。したがって、手順５００は、包絡線追跡モジュールによって、時変信号ｅをデジタル予歪器へ与えることをさらに含んでもよい。そのような実施形態において、デジタル予歪器の他の入力信号は時変信号ｅを含んでもよい。時変信号を供給することは、時変信号ｅをデジタル予歪器に供給して、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に供給される結果として得られる制御信号ｅＡを生成することを含んでもよい。結果として得られる制御信号ｅＡを生成するように構成されたデジタル予歪器は、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいて、入力信号ｕおよび結果としての制御信号ｅＡを生成する時変信号ｅのサンプルに与えられる基底関数を重み付けするための係数を計算するように構成されていてもよい。
【０１２２】
予歪器に入力信号ｕおよび時変信号ｅを供給する図５の実施形態において、デジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成されたデジタル予歪器は、以下の式に従って入力信号ｕおよび時変信号ｅに基づいてデジタル的に予歪された出力ｖを生成するように構成されていてもよい。
【数２８】
2021524691.tif 000030
【数２９】
2021524691.tif 000031
【数３０】
2021524691.tif 000032
ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、電力増幅器および電力増幅器に電力を供給する電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは基底関数を重み付けするために計算された係数である。手順５００は、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づく最適化プロセスに従って、基底関数Ｂｋを重みづけするために計算された係数ｘｋを計算することをさらに含んでもよい。
【０１２３】
いくつかの変形例において、手順５００は、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器に時変信号ｅを与えることをさらに含んでもよく、デジタル予歪器の他の入力信号は、電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含んでもよい。そのような実施形態は、例えば図８に示される。いくつかの実施形態において、手順５００は、包絡線追跡モジュールとデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールに時変信号ｅを与えることをさらに含んでもよく、予測器モジュールは、電力供給モジュールの既知の特性と決定された時変信号ｅとに基づいて、送信チェーンの電気的動作を制御する電力供給変調器の推測された予測挙動を示す予測信号ｓｐを計算するように構成されてもよく、デジタル予歪器の他の入力信号は、予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含んでいる。そのような実施形態は、例えば図９に示される。
【０１２４】
次に図７を参照すると、線形化システム（図１のシステム１００等）の電力供給変調器（図１の電力供給変調器１５０等）で一般に実行される、別の例示的な手順７００のフローチャートが示される。手順７００は、１つまたは複数の制御信号を電力供給変調器によって（例えば、電力供給変調器の受信部によって）受信するステップ７１０を含む。
【０１２５】
手順７００は、１つまたは複数の制御信号に基づいて送信チェーンの電力増幅器に与えられる電力供給を（例えば、電力供給変調器の調整器／制御回路によって）調整して、送信チェーンが少なくともある非線形挙動を有するように電力増幅器を電力不足にするステップ７２０をさらに含む。１つまたは複数の制御信号に基づいて電力供給を調整することで得られる送信チェーンの少なくともある非線形挙動は、デジタル予歪器に与えられる入力信号ｕを有する信号と、入力信号ｕに基づく振幅の変化に依存するデジタル予歪器に与えられる他の信号とに対してデジタル予歪器（例えば、アクチュエータ１２０）が行うデジタル予歪によって少なくとも部分的に低減される。他の信号の変動は、送信チェーンの非線形特性における経時変化に対応している。
【０１２６】
いくつかの実施形態において、デジタル予歪器に与えられる他の信号は、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成される時変信号ｅを含む。本明細書で説明するように、時変制御信号ｅは、ｅ［ｔ］≧ｈ（｜ｕ［ｔ］｜）（ここで、ｈ（．）は入力信号ｕの瞬時電力と送信チェーンの電力供給との関係を定義する）である第１の制約と、ｅ［ｔ］≦Ｅ０、および｜２ｅ［ｔ］−ｅ［ｔ−１］−ｅ［ｔ＋１］｜≦Ｅ２（ここで、Ｅ０およびＥ２は送信チェーンの動作特性を示す値である）となるように最大値および曲率限界を信号ｅに対して課す第２の制約と、第１および第２の制約を受けて、ｅ［ｔ］の値ができるだけ小さいことを要求する第３の制約とを含む１組の制約に基づいて導出されてもよい。上述のように、Ｅ２は、例えば送信チェーンの帯域幅および／または入力信号ｕの振幅の変化に対する送信チェーンの応答速度を表してもよい。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の制御信号を受信することは、少なくとも部分的に時変信号ｅに基づいて導出された時変制御信号ｅＡを受信することを含んでいてもよく、ｅＡは時変信号ｅよりも狭い帯域幅を有する。時変信号ｅＡを受信することは、入力信号ｕおよび時変信号ｅを含む複数の信号に対して実行されるデジタル予歪によって生成される時変信号ｅＡを受信し、結果として得られる時変信号ｅＡに基づいて出力を生成する電力供給変調器の非線形挙動を低減することを含んでいてもよい。いくつかの変形例において、時変信号ｅＡを受信することは、時変信号ｅの帯域幅低下関数として得られる時変制御信号ｅＡを受信することを含んでいてもよい。帯域幅低減関数は、時変信号ｅに適用されるダウンサンプリング関数を含んでいてもよい。
【０１２８】
デジタル予歪器は、以下の式に従って、入力信号ｕおよび時変制御信号ｅを含む信号から、デジタル的に予歪された出力信号ｖを生成するように構成されてもよい。
【数３１】
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【数３２】
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【数３３】
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ここで、Ｂｋは基底関数であり、ｑｕ［ｔ］およびｑｅ［ｔ］はそれぞれ最近のベースバンドおよび包絡線の入力サンプルのスタックであり、ｓは、電力増幅器および電力増幅器に電力を供給する電力供給変調器の時定数の比を示す時間スケール分離係数であり、ｘｋは基底関数を重み付けするために計算された係数である。係数ｘｋは、送信チェーンの観測されたサンプルに少なくとも部分的に基づいた最適化プロセスに従って計算されてもよい。いくつかの例において、最適化プロセスに従って計算された係数ｘｋは、最適化プロセスの他にも電力供給変調器の出力にさらに基づき、この出力は、例えば、電力増幅器に与えられた電圧、および／または対応する電圧が電力増幅器に与えられるようにする制御信号のうちのいずれか１つである。
【０１２９】
いくつかの例において、デジタル予歪器に与えられる他の信号は、電力増幅器の出力の観測されたデジタルサンプルｙを含んでいてもよく、電力増幅器は、入力信号ｕのコピーを受信する包絡線追跡器によって生成された時変信号ｅに従って電力供給変調器によって制御されてもよい。いくつかの実施形態において、デジタル予歪器に与えられる他の信号は、包絡線追跡器とデジタル予歪器との間に電気的に介在する予測器モジュールで計算された予測信号ｓｐを含んでいてもよく、予測された信号は、電力供給モジュールの既知の特性と包絡線追跡器で決定される時変信号ｅとに基づく電力供給変調器の推測された予測挙動を表す。
【０１３０】
上述したアプローチは、参照により本明細書に組み込まれている、２０１９年５月１０日に出願されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０３１７１４（「非線形システムのためのデジタル補償」）に記載された技術と組み合わせて用いることができる。例えば、上記の出願に記載された手法は、アクチュエータ（組み込まれた出願においては、前置補償器と称される）を実現し、そのパラメータを適合し、特に電力増幅器の電力制御に関する包絡線信号または他の信号に応答するようにアクチュエータを形成するために用いられてもよい。
【０１３１】
図１〜９に示す上記の実施形態は、ＲＦ技術（携帯技術のようなＷＷＡＮ技術、ＷＬＡＮ技術を含む）、衛星通信技術、ケーブルモデム技術、有線ネットワーク技術、光通信技術、その他あらゆるＲＦおよび非ＲＦ通信技術を含む幅広い範囲の技術に適用可能である。本明細書で説明される実装は、様々な異なる通信システムにおけるデジタル予歪の使用に関するあらゆる技術および実施形態を包含する。
【０１３２】
いくつかの実装において、コンピュータアクセス可能な非一時的な記憶媒体は、本明細書で説明する線形化および包絡線追跡実装の構成要素の一部またはすべてを含むシステムを表すデータベース（「設計構造」または「集積回路製造データセット」とも呼ばれる）を含む。概して、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、命令および／またはデータをコンピュータに提供するために使用中にコンピュータによってアクセス可能な非一時的な記憶媒体を含んでもよい。例えば、コンピュータアクセス可能な記憶媒体は、磁気ディスク磁気ディスクまたは光ディスクおよび半導体メモリ等の記憶媒体を含んでもよい。一般に、システムを表すデータベースは、プログラムによって読み取られ、システムを含むハードウェアを製造するために直接的または間接的に使用されうるデータベースまたは他のデータベースであってもよい。例えば、データベースは、ベリログ（Ｖｅｒｉｌｏｇ）またはＶＨＤＬなどの高レベル設計言語（ＨＤＬ）におけるハードウェア機能の挙動レベル記述またはレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）記述であってもよい。記述は、合成ライブラリからのゲートのリストを含むネットリストを生成するために記述を合成する合成ツールで読み取られる。ネットリストは、システムを含むハードウェアの機能も表す１組のゲートを有する。次に、ネットリストは、配置され、マスクに適用される幾何学的図形を記述するデータセットを生成するように転送されてもよい。さらに、マスクは、半導体回路またはシステムに対応する回路を製造するための様々な半導体製造工程に用いることができる。他の例では、データベースは、それ自身がネットリスト（合成ライブラリの有無にかかわらず）またはデータセットであってもよい。
【０１３３】
別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術的用語および科学的用語は、一般にまたは従来から理解されているものと同じ意味を有する。本明細書で使用されるように、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、冠詞の文法上の目的語の１つまたは２つ以上（少なくとも１つ）を指す。例えば、「１つの要素」とは、１つまたは複数の要素を意味する。量、時間的長さ等の測定可能な数値を指す場合に本明細書で用いられる「約」および／または「おおよそ」は、本明細書に記載されているシステム、デバイス、回路、方法、および他の実施形態の文脈において適切であれば、特定の値から±２０％または±１０％、±５％、または±０．１％の変動を含んでいる。量、時間的長さ、物理的属性（周波数等）などの測定可能な値を指す場合に本明細書で用いられる「実質的に」は、システム、デバイス、回路、方法、および他の実施形態の文脈において適切であれば、特定の値から±２０％または±１０％、±５％、または±０．１％の変動を含んでいる。
【０１３４】
特許請求の範囲を含む本明細書で使用されるように、例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」は、ＡまたはＢまたはＣ、またはＡＢまたはＡＣまたはＢＣまたはＡＢＣ（つまり、ＡおよびＢおよびＣ）、または１つ以上の特徴の組み合わせ（例えば、ＡＡ、ＡＡＢ、ＡＢＢＣ等）を意味するように、「〜のうちの少なくとも１つ」または「〜のうちの１つ以上の」と前置きされる用語のリストで用いられる「または」は選言的リストを示す。また、本明細書で使用されるように、特段の記載がない限り、機能または動作が項目や条件に「基づく」という記載は、機能または動作が、記載された項目または条件に基づいており、記載された項目または条件に加えて、１つまたは複数の項目および／または条件に基づいてもよいことを意味する。
【０１３５】
本明細書において特定の実施形態を詳細に開示してきたが、これは例示の目的のみのために例として行われたものであり、添付の特許請求の範囲によって定義される、本発明の範囲を限定するものではない。開示された実施形態の特徴は、さらに実施形態を設けるために、本発明の範囲内で組み合わせたり、再配置したり等することができる。他の態様、利点、変形例は、以下に記載する特許請求の範囲内にあると考えられる。提示される特許請求の範囲は、本明細書に開示される実施形態および特徴の少なくともいくつかを表す。特許請求に記載されていない他の実施形態および特徴も考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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