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特表2024-523532電力増幅器の電荷トラップ効果のために送信信号を補償するシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-28
(54)【発明の名称】電力増幅器の電荷トラップ効果のために送信信号を補償するシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
H03F 1/32 20060101AFI20240621BHJP
H03F 3/24 20060101ALI20240621BHJP
H04B 1/04 20060101ALI20240621BHJP
H04L 27/00 20060101ALI20240621BHJP
【ＦＩ】
H03F1/32 158
H03F3/24
H04B1/04 R
H04L27/00 C
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579387
(86)(22)【出願日】2022-06-08
(85)【翻訳文提出日】2023-12-22
(86)【国際出願番号】 EP2022065580
(87)【国際公開番号】W WO2022268508
(87)【国際公開日】2022-12-29
(31)【優先権主張番号】63/202,781
(32)【優先日】2021-06-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519383544
【氏名又は名称】アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】パトリック・プラット
(72)【発明者】
【氏名】ドン・チェン
(72)【発明者】
【氏名】マルク・コープ
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー・マイヤー
(72)【発明者】
【氏名】プラヴィーン・チャンドラセカラン
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン・サマーフィールド
(72)【発明者】
【氏名】ナヴィーン・ナラハリセッティ
【テーマコード（参考）】
5J500
5K060
【Ｆターム（参考）】
5J500AA01
5J500AA41
5J500AC21
5J500AF07
5J500AF08
5J500AF17
5J500AH24
5J500AK15
5J500AK20
5J500AK42
5J500AM13
5J500AS14
5J500AT01
5J500NG03
5J500NH17
5K060BB07
5K060CC04
5K060HH06
5K060HH11
5K060KK06
5K060LL24
(57)【要約】
電力増幅器の電荷トラップ効果のために送信信号を補償するシステム及び方法が提供される。特定の実施形態では、非線形フィルタは、無線周波数送信信号に変換する前に、デジタル送信データから取得された第１の観測値セットと、無線周波数送信信号を増幅する電力増幅器の出力から取得された第２の観測値セットとを整列させる時間に基づいて訓練される。特定の実施態様では、第１の観測値セット及び第２の観測値セットは、デシメーションなしで取得される。むしろ、タイミング整列後にデシメーションが提供される。このようにしてＤＰＤシステムを実施することによって、信号データはデシメーションによって失われず、観測値セット間のより正確なタイミング整列が達成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線周波数（ＲＦ）通信システムであって、入力送信信号を受信し、ＲＦ送信信号を出力するように構成された送信機と、
前記ＲＦ送信信号を増幅するように構成された電力増幅器とを備え、
前記送信機は、前記入力送信信号を処理して前記ＲＦ送信信号に予歪付与するように構成されたデジタル予歪（ＤＰＤ）システムを備えており、前記ＤＰＤシステムは、第１の信号パスに沿った第１の非線形フィルタ及び前記第１の信号パスと並列の第２の信号パスに沿った第２の非線形フィルタを含み、前記ＤＰＤシステムは、前記第１の信号パスからキャプチャされた第１の観測値セット及び前記ＲＦ送信信号からキャプチャされた第２の観測値セットに基づいて、前記第２の非線形フィルタを訓練するように構成されている、ＲＦ通信システム。
【請求項2】
前記第２の非線形フィルタが、前記電力増幅器の電荷トラップ効果を補償する、請求項１に記載のＲＦ通信システム。
【請求項3】
前記第２の非線形フィルタが、ラゲールアクチュエータである、請求項１又は２に記載のＲＦ通信システム。
【請求項4】
前記第１の非線形フィルタが、一般化メモリ多項式（ＧＭＰ）アクチュエータである、請求項１～３のいずれか一項に記載のＲＦ通信システム。
【請求項5】
前記第１の観測値セット及び前記第２の観測値セットが、いかなるデシメーションもすることなくキャプチャされる、請求項１～４のいずれか一項に記載のＲＦ通信システム。
【請求項6】
前記ＤＰＤシステムは、前記第１の観測値セットをキャプチャするように構成された第１のキャプチャバッファと、前記第２の観測値セットをキャプチャするように構成された第２のキャプチャバッファと、前記第１のキャプチャバッファの出力と前記第２のキャプチャバッファの出力とを時間的に整列させるように構成された時間整列ブロックと、を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のＲＦ通信システム。
【請求項7】
前記ＤＰＤシステムが、時間整列後の前記第１のキャプチャバッファの前記出力と前記第２のキャプチャバッファの前記出力との間の差に基づいて、前記第２の非線形フィルタの複数の特徴を更新するように構成されている、請求項６に記載のＲＦ通信システム。
【請求項8】
前記ＤＰＤシステムが、前記第２の信号パスに沿ったカスケードインテグレータコーム（ＣＩＣ）デシメータを更に含み、前記ＤＰＤシステムが、前記ＣＩＣデシメータの出力の推定に基づいて前記第２の非線形フィルタの前記複数の特徴を更新するように更に構成されている、請求項６又は７に記載のＲＦ通信システム。
【請求項9】
前記ＤＰＤシステムが、前記第２の信号パスからの第３の観測値セットをキャプチャするように構成された第３のキャプチャバッファを更に備える、請求項６～８のいずれか一項に記載のＲＦ通信システム。
【請求項10】
前記ＤＰＤシステムが、前記第１の非線形フィルタとカスケード状態にあるクレストファクタ低減（ＣＦＲ）回路を更に備え、前記第１の観測値セットが、前記ＣＦＲ回路の出力からキャプチャされる、請求項１～９のいずれか一項に記載のＲＦ通信システム。
【請求項11】
入力送信信号を処理するように構成されている第１の信号パスに沿った第１の非線形フィルタと、前記入力信号を処理するように構成された第２の信号パスに沿った第２の非線形フィルタであって、前記第１の信号パス及び前記第２の信号パスが並列であり、デジタル的に予歪付与された入力送信信号を生成するように動作する、第２の非線形フィルタと、
前記デジタル的に予歪付与された入力送信信号を処理して、無線周波数（ＲＦ）送信信号を生成するように構成された第３の信号パスに沿ったデジタルアナログコンバータと、
前記第１の信号パスからキャプチャされた第１の観測値セットと、電力増幅器によって増幅された後に前記ＲＦ送信信号からキャプチャされた第２の観測値セットとに基づいて前記第２の非線形フィルタを訓練するように構成された訓練システムと、を備える、送信機。
【請求項12】
前記第１の非線形フィルタが、一般化メモリ多項式（ＧＭＰ）アクチュエータであり、前記第２の非線形フィルタが、ラゲールアクチュエータである、請求項１１に記載の送信機。
【請求項13】
前記第１の観測値セット及び前記第２の観測値セットが、いかなるデシメーションも行わずにキャプチャされる、請求項１１又は１２に記載の送信機。
【請求項14】
前記第１の観測値セットをキャプチャするように構成された第１のキャプチャバッファと、前記第２の観測値セットをキャプチャするように構成された第２のキャプチャバッファと、前記第１のキャプチャバッファの出力と前記第２のキャプチャバッファの出力とを時間的に整列させるように構成された時間整列ブロックと、を更に備える、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の送信機。
【請求項15】
前記ＤＰＤシステムが、時間整列後の前記第１のキャプチャバッファの前記出力と前記第２のキャプチャバッファの前記出力との間の差に基づいて、前記第２の非線形フィルタの複数の特徴を更新するように構成されている、請求項１４に記載の送信機。
【請求項16】
前記ＤＰＤシステムが、前記第２の信号パスに沿ったカスケードインテグレータコーム（ＣＩＣ）デシメータを更に含み、前記ＤＰＤシステムが、前記ＣＩＣデシメータの出力の推定に基づいて前記第２の非線形フィルタの前記複数の特徴を更新するように更に構成されている、請求項１４又は１５に記載の送信機。
【請求項17】
前記ＤＰＤシステムは、前記第２の信号パスから第３の観測値セットをキャプチャするように構成された第３のキャプチャバッファを更に備える、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の送信機。
【請求項18】
前記ＤＰＤシステムが、前記第１の非線形フィルタとカスケード状態にあるクレストファクタ低減（ＣＦＲ）回路を更に備え、前記第１の観測値セットが、前記ＣＦＲ回路の出力からキャプチャされる、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の送信機。
【請求項19】
デジタル予歪の方法であって、入力送信信号をデジタル的に予歪付与して、デジタル予歪システムの第１の非線形フィルタ及び第２の非線形フィルタを使用して無線周波数（ＲＦ）送信信号を生成することであって、前記第１の非線形フィルタが第１の信号パスに沿っており、前記第２の非線形フィルタが前記第１の信号パスと並列の第２の信号パスに沿っている、生成することと、
電力増幅器を使用して前記ＲＦ送信信号を増幅することと、
前記第１の信号パスからキャプチャされた第１の観測値セットと、電力増幅器によって増幅された後に前記ＲＦ送信信号からキャプチャされた第２の観測値セットとに基づいて前記第２の非線形フィルタを訓練することと、を含む、方法。
【請求項20】
前記第１の観測値セット及び前記第２の観測値セットが、いかなるデシメーションも行わずにキャプチャされる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示される技術は、一般に、無線トランシーバに関し、より詳しくは、電力増幅器における電荷トラップの効果が補償されるデジタル予歪（ＤＰＤ）技法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線トランシーバは、多種多様な無線周波数（ＲＦ）通信システムで使用することができる。例えば、トランシーバは、基地局又はモバイルデバイスに含まれて、例えば、セルラ及び／又は無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）標準を含む、多種多様な通信標準に関連付けられた信号を送信及び受信することができる。トランシーバはまた、レーダシステム、計装、産業用電子機器、軍用電子機器、ラップトップコンピュータ、デジタルラジオ、及び／又は他の電子機器で使用することができる。
【0003】
ＲＦ通信システムはまた、トランシーバからのＲＦ送信信号を無線送信に好適な電力レベルに増幅するための電力増幅器を含む。シリコン（Ｓｉ）ベースのデバイスを利用する電力増幅器、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ベースのデバイス、リン化インジウム（ＩｎＰ）ベースのデバイス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）ベースのデバイス、及び窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのデバイスを含む様々なタイプの電力増幅器が存在する。様々なタイプの電力増幅器は、コスト、性能、及び／又は動作周波数の点で異なる利点を提供することができる。例えば、Ｓｉベースの電力増幅器は、一般に、より低い製造コストを提供するが、いくつかのＳｉベースの電力増幅器は、特定の性能メトリックの観点から、化合物半導体の対応するものと比較して劣る。
【0004】
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）及び／又はバイポーラトランジスタなどの電力増幅器で使用されるデバイスは、様々な一時的な非理想的なデバイス特性を示すことができる。例えば、ＦＥＴは、動作中に電荷を捕捉することができ、これは、有効閾値電圧及び／又はドレイン電流などのデバイス特性を一時的に変更し得る。電力増幅器のトランジスタに関連付けられた電荷トラップから生じるものを含む、一時的な非理想的挙動デバイス特性を補償するためのハードウェア及び／又はソフトウェアソリューションが必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
一態様では、無線周波数（ＲＦ）通信システムが提供される。ＲＦ通信システムは、入力送信信号を受信し、ＲＦ送信信号を出力するように構成された送信機と、ＲＦ送信信号を増幅するように構成された電力増幅器とを含む。送信機は、入力送信信号を処理してＲＦ送信信号に予歪付与するように構成されたデジタル予歪（ＤＰＤ）システムを含む。ＤＰＤシステムは、第１の信号パスに沿った第１の非線形フィルタ、及び第１の信号パスと並列した第２の信号パスに沿った第２の非線形フィルタを含む。ＤＰＤシステムは、第１の信号パスからキャプチャされた第１の観測値セットと、ＲＦ送信信号からキャプチャされた第２の観測値セットとに基づいて第２の非線形フィルタを訓練するように構成されている。
【0006】
別の態様では、ＲＦ通信システム用の送信機が提供される。送信機は、入力送信信号を処理するように構成された第１の信号パスに沿った第１の非線形フィルタ、及び入力信号を処理するように構成された第２の信号パスに沿った第２の非線形フィルタを含む。第１の信号パス及び第２の信号パスは並列であり、デジタル的に予歪付与された入力送信信号を生成するように動作する。送信機は、デジタル的に予歪付与された入力送信信号を処理してＲＦ送信信号を生成するように構成された第３の信号パスに沿ったデジタルアナログコンバータと、第１の信号パスからキャプチャされた第１の観測値セットと、電力増幅器によって増幅された後にＲＦ送信信号からキャプチャされた第２の観測値セットとに基づいて第２の非線形フィルタを訓練するように構成された訓練システムとを更に含む。
【0007】
別の態様において、ＲＦ通信システムにおけるデジタル予歪の方法が提供される。この方法は、入力送信信号をデジタル的に予歪付与して、デジタル予歪システムの第１の非線形フィルタ及び第２の非線形フィルタを使用して送信信号を生成することであって、第１の非線形フィルタが第１の信号パスに沿っており、第２の非線形フィルタが第１の信号パスと並列の第２の信号パスに沿っている、生成することを含む。この方法は、電力増幅器を使用してＲＦ送信信号を増幅することと、第１の信号パスからキャプチャされた第１の観測値セットと、電力増幅器によって増幅された後にＲＦ送信信号からキャプチャされた第２の観測値セットとに基づいて第２の非線形フィルタを訓練することとを更に含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】無線周波数（ＲＦ）通信システムの一実施形態の概略図である。
【図1B】デジタル予歪（ＤＰＤ）を使用する電力増幅器線形化の一例を示すグラフのセットである。
【図1C】電力増幅器の出力電力対入力電力の一例のグラフである。
【図1D】ＲＦ通信システムの別の実施形態の概略図である。
【図1E】ＲＦ通信システムの別の実施形態の概略図である。
【図1F】低周波数（ＬＦ）ゲイン対時間、入力振幅変調対時間、及び電荷トラップＤＰＤなしの誤差ベクトル振幅（ＥＶＭ）対時間のグラフの一例を示す。
【図1H】一実施形態による、電荷トラップゲイン対時間、電荷トラップ補正対時間、入力振幅変調（デシベル単位）対時間、及び入力振幅変調（ボルト単位）対電荷トラップＤＰＤの時間のグラフの一例を示す。
【図2A】いくつかの実施形態による、狭帯域歪みを補正するための第１の非線形フィルタネットワークと、広帯域歪みを補正するための第２の非線形フィルタネットワークとを含むＲＦ通信システムを示す。
【図2B】いくつかの実施形態による、第１の非線形フィルタネットワークの例示的なアーキテクチャを示す。
【図3】いくつかの実施形態による、デシメーション及びアップサンプリング機能を含む第１の非線形フィルタネットワークの例示的なアーキテクチャを示す。
【図4】いくつかの実施形態による、クレストファクタ低減機能及び遅延整合機能を含む第１の非線形フィルタネットワークの例示的なアーキテクチャを示す。
【図5】いくつかの実施形態による、直接学習アルゴリズムを介して第１及び第２の非線形フィルタネットワークの両方を訓練するためのＲＦ通信システムの例示的なアーキテクチャを示す。
【図6A】いくつかの実施形態による、一般化メモリ多項式（ＧＭＰ）アクチュエータを訓練するための例示的なアーキテクチャを示す。
【図6B】いくつかの実施形態による、ＧＭＰアクチュエータを訓練するための別の例示的なアーキテクチャを示す。
【図7】いくつかの実施形態による、ラゲールアクチュエータを訓練するための例示的なアーキテクチャを示す。
【図8】いくつかの実施形態による、ラゲールアクチュエータ訓練のための初期条件を識別するための例示的なアーキテクチャを示す。
【図9】いくつかの実施形態による、ＧＭＰ及びラゲールアクチュエータの両方を同時に訓練するためのＲＦ通信システムの例示的なアーキテクチャを示す。
【図10】いくつかの実施形態による、狭帯域歪みを補正するためのＦＩＲフィルタを含む第１の非線形フィルタネットワークと、広帯域歪みを補正するためのＦＩＲフィルタを含む第２の非線形フィルタネットワークとを含むＲＦ通信システムを示す。
【図11】ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。
【図12】ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。
【図13】ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。
【図14】信号遷移を扱うようにラゲールアクチュエータを訓練するのを助けるために、送信フレームを個別のキャプチャに分割する一例を示すグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の実施形態の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態の種々の説明を提示する。しかしながら、本発明は、数多くの異なる方法で具現化することができる。この説明では、図面に対して参照が行われ、そこでは、同様の参照番号が同一又は機能的に類似の要素を示し得る。図面において示される要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていないと理解されたい。また、特定の実施形態は、図面に示されているよりも多くの要素及び／又は図面に示されている要素のサブセットを含むことができることを理解されたい。更に、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面から特徴の任意の好適な組み合わせを組み込むことができる。
【0010】
上記のように、電力増幅器用のデバイスは、多様な異なる半導体材料システムに基づくことができる。例えば、いくつかのパワー半導体デバイスは、シリコン技術、例えば、Ｓｉベースの横方向拡散金属酸化物半導体（ＬＤＭＯＳ）デバイスに基づいており、これは、他のタイプのパワー半導体デバイスよりもコスト優位性を提供し得る。比較的高い周波数（例えば、４ＧＨｚを超える）、比較的高い電力（例えば、１００Ｗを超える）及び／又は比較的高い電力効率を有するものなどのいくつかの用途には、化合物半導体ベースのパワー半導体デバイス（例えば、ＧａＮベースの電力増幅器）が、高性能の代替物として採用され得る。ＧａＮベースの電力増幅器は、他の利点の中でも、効率及び周波数範囲の改善（例えば、より高いユニティゲインカットオフ周波数又はｆＴ）を含む他の技術（Ｓｉベースの技術など）よりも特定の利点を有することができる。
【0011】
ＧａＮなどの化合物半導体に基づく高性能電力増幅器の必要性は着実に高まっているが、その実施態様は軍事／航空宇宙などの比較的少量のアプリケーションに限定されている。実施態様が限定されているのは、現在Ｓｉベースの技術よりも大幅に高い製造コストのためである。
【0012】
コストの考慮に加えて、化合物半導体に基づくパワー半導体デバイスについても、特定の技術的改善の必要性が認識されている。そのような改善の１つは、電荷トラップを低減すること、及び／又は電力増幅器で観察された電荷トラップの影響を軽減することに関連する。トランスコンダクタンス周波数分散、直流ドレイン特性の電流崩壊、ゲートラグ過渡、ドレインラグ過渡、及び／又は制限されたマイクロ波出力電力を含むがこれらに限定されない、電荷トラップの様々な有害な影響が観察されている。
【0013】
デジタル予歪（ＤＰＤ）システムは、通信信号のベースバンド表現を操作することによって動作する。例えば、デジタル補償は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）及び／又は乗算器を使用してベースバンド信号の同相（Ｉ）及び直交位相（Ｑ）成分に適用されて、ベースバンドで予歪付与信号を作成することができる。予歪付与信号が無線周波数（ＲＦ）にアップコンバートされるとき、追加された予め歪んだ成分は、下流の電力増幅器が、元のベースバンド信号の意図された線形アップコンバージョンにより近いＲＦ波形を出力することを可能にする。
【0014】
本開示は、電力増幅器の電荷トラップ効果を考慮するための非線形フィルタ（例えば、ラゲールフィルタ）を含むＤＰＤシステムに関する。特定の実施形態では、非線形フィルタは、無線周波数送信信号に変換する前に、デジタル送信データから取得された第１の観測値セットと、無線周波数送信信号を増幅する電力増幅器の出力から取得された第２の観測値セットとを整列させる時間に基づいて訓練される。特定の実施態様では、第１の観測値セット及び第２の観測値セットは、デシメーションなしで取得される。むしろ、タイミング整列後にデシメーションが提供される。このようにしてＤＰＤシステムを実施することによって、信号データはデシメーションによって失われず、観測値セット間のより正確なタイミング整列が達成される。
【0015】
ＤＰＤ回路を使用する例示的なＲＦ通信システム
図１Ａは、ＲＦ通信システム１０の一実施形態の概略図である。ＲＦ通信システム１０は、トランシーバ１、フロントエンドシステム２、及びアンテナ３を含む。トランシーバ１は、ＤＰＤ回路４及び入力電力方向性結合器６を含み、フロントエンドシステム２は、電力増幅器５及び出力電力方向性結合器７を含む。
図１Ａは、ＲＦ通信システム１０の一実施形態の概略図である。ＲＦ通信システム１０は、トランシーバ１、フロントエンドシステム２、及びアンテナ３を含む。トランシーバ１は、ＤＰＤ回路４及び入力電力方向性結合器６を含み、フロントエンドシステム２は、電力増幅器５及び出力電力方向性結合器７を含む。
【0016】
図を明確にするために、トランシーバ１及びフロントエンドシステム２の特定の構成要素のみが示される。しかしながら、トランシーバ１及びフロントエンドシステム２は、追加の構成要素を含むことができる。更に、入力電力検出がトランシーバ１ではなくフロントエンドシステム２で実行される構成を含むがこれに限定されない、入力電力検出及び／又は出力電力検出の他の構成が可能である。
【0017】
図１Ａに示すように、トランシーバ１は、ＲＦ送信信号ＴＸをフロントエンドシステム２に提供する。更に、ＲＦ送信信号ＴＸは、電力増幅器５によって増幅されて、アンテナ３のための増幅送信信号を発生させる。
【0018】
この例では、入力電力方向性結合器６は、電力増幅器の入力電力の局所観察を提供する。更に、出力電力方向性結合器７は、電力増幅器の出力電力を示す観測信号ＯＢＳを生成するために使用される。したがって、トランシーバ１は、電力増幅器の入力電力及び電力増幅器の出力電力を示す観測データで動作する。入力電力及び出力電力の観察回路の一例が示されるが、観察は、他の方式で実行され得る。
【0019】
例示される実施形態において、トランシーバ１は、ＤＰＤ回路４によって提供される予歪付与されたＲＦ送信信号ＴＸを生成する。ＤＰＤ回路４は、本開示の１つ以上の特徴に従って、非線形フィルタで実施することができる。
【0020】
図１Ｂは、ＤＰＤを使用する電力増幅器線形化の一例を示すグラフのセットである。グラフは、図１ＡのＤＰＤ回路４についての出力信号対入力信号の第１のグラフ１５を含む。グラフは、図１Ａの電力増幅器５についての出力信号対入力信号の第２のグラフ１６を更に含む。グラフは、図１ＡのＤＰＤ回路４及び電力増幅器５の組み合わせについての出力信号対信号の第３のグラフ１７を更に含む。
【0021】
図１Ｂに示すように、ＤＰＤは、電力増幅器の非線形性を補償するプリエンファシスを提供するように動作する。例えば、ＤＰＤは、電力増幅器の逆モデルに適合する曲線を提供するために、ベースバンドで複素エンベロープ上で実行することができる。例えば、多項式の合計を、電力増幅器の非線形性を補償する所望のエンベロープ形状に適合させることができる。
【0022】
図１Ｃは、電力増幅器の出力電力対入力電力の一例のグラフ１８である。グラフ１８は、ＤＰＤの有無にかかわらず、図１Ａの電力増幅器５の例示的な性能を表す。図１Ｃに示すように、電力増幅器５は、ＤＰＤを使用するときにゲイン圧縮なしでより高い入力電力で動作することができる。
【0023】
図１Ｄは、ＲＦ通信システム６０の別の実施形態の概略図である。ＲＦ通信システム６０は、トランシーバ５１、フロントエンドシステム１２、及びアンテナ１３を含む。
【0024】
図１Ｄに示すように、トランシーバ５１は、ＲＦ送信信号ＴＸをフロントエンドシステム１２に提供し、フロントエンドシステム１２から観測信号ＯＢＳを受信する。図１Ｄには図示されていないが、受信信号、制御信号、追加の送信信号、及び／又は追加の観測信号などの追加の信号を、トランシーバ５１とフロントエンドシステム１２との間で伝達することができる。
【0025】
例示される実施形態において、トランシーバ５１は、デジタル送信回路５２、Ｉ－パスデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２３ａ、Ｑ－パスＤＡＣ２３ｂ、Ｉ－パスミキサ２４ａ、Ｑ－パスミキサ２４ｂ、可変ゲイン増幅器（ＶＧＡ）２５、方向性結合器２６、ＬＯ２７、及び観察受信機２９を含む。ＤＰＤ回路５３を含むデジタル送信回路５２。
【0026】
ＤＰＤを有するトランシーバの一例が示されているが、本明細書の教示は、多様な方法で実施されるトランシーバに適用可能である。したがって、他の実装態様が可能である。
【0027】
例示される実施形態において、デジタル送信回路５２は、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号に対応する一対の直交信号を生成する。デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号は、ＤＰＤによって生成される。ＤＰＤ回路５３は、本明細書の実施形態のいずれかに従って実施される非線形フィルタを含むことができる。
【0028】
例示される実施形態において、ＩパスＤＡＣ２３ａは、デジタル送信回路２２からのデジタルＩ信号を差動アナログＩ信号に変換する。Ｉパスミキサ２４ａは、ＬＯ２７からＩクロック信号（この例では差動）を受信し、Ｉパスミキサ２４ａはこれを使用して差動アナログＩ信号をアップコンバートする。ＱパスＤＡＣ２３ｂは、デジタル送信回路２２からのデジタルＱ信号を差動アナログＱ信号に変換する。直交誤差がない場合、アナログＩ信号及びアナログＱ信号は、９０度の位相分離を有し、送信される信号の複素表現として機能することができる。Ｑパスミキサ２４ｂは、ＬＯ２７からＱクロック信号（この例では差動）を受信し、Ｑパスミキサ２４ｂはこれを使用して差動アナログＱ信号をアップコンバートする。Ｉパスミキサ２４ａの出力及びＱパスミキサ２４ｂの出力は、（例えば、電流結合を使用して）組み合わされて、差動アップコンバート信号を生成し、これは、ＶＧＡ２５によって増幅されて、ＲＦ送信信号ＴＸを生成する。
【0029】
図１Ｄに示すように、観測受信機２９は、方向性結合器２６からの局所観測信号及びフロントエンドシステム１２からの観測信号ＯＢＳを処理して、デジタル送信回路５２に提供される観測データを生成する。観測データは、ＤＰＤ回路５３を訓練するために使用することができる。また、観測データは、送信電力制御などの多様な他の機能のために使用することができる。
【0030】
例示される実施形態では、Ｉパスミキサ２４ａ及びＱパスミキサ２４ｂは、アナログＩ及びＱ信号を混合するアナログミキサであり、これは、（図１Ｄに示されるように）差動又はシングルエンドであり得る。
【0031】
図１Ｅは、ＲＦ通信システム７０の別の実施形態の概略図である。ＲＦ通信システム７０は、トランシーバ６１、フロントエンドシステム１２、及びアンテナ１３を含む。
【0032】
例示される実施形態では、トランシーバ６１は、デジタル送信回路５２（ＤＰＤ回路５３を含む）、デジタルミキサ４２、ＲＦデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）４５、ＶＧＡ２５、方向性結合器２６、ＬＯ２７、及び観察受信機２９を含む。
【0033】
図１ＤのＲＦ通信システム６０と比較して、図１ＥのＲＦ通信システム７０は、アナログからデジタルへの変換の前にミキシングを実行するように実施される。したがって、アナログミキサを使用する図１ＤのＲＦ通信システム６０とは対照的に、図１ＥのＲＦ通信システム７０は、デジタルミキサ４２を使用する。
【0034】
例示される実施形態において、デジタルミキサ４２は、デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号をデジタル送信回路５２から受信する。デジタルＩ信号及びデジタルＱ信号は、ＤＰＤによって生成される。ＤＰＤ回路５３は、本明細書の実施形態のいずれかに従って実施される非線形フィルタを含むことができる。
【0035】
デジタルミキサ５２はまた、Ｉクロック信号及びＱクロック信号をＬＯ２７から受信する。更に、デジタルミキサ５２は、アップコンバートされた送信信号のデジタル表現を出力し、これは、ＲＦ ＤＡＣ４３によって処理されて、アナログアップコンバートされた送信信号（この例では差動）を生成する。アナログアップコンバート送信信号は、ＶＧＡ２５によって増幅され、ＲＦ送信信号ＴＸを生成する。
【0036】
特定の実施態様では、デジタルミキサ４２は、（（Ｉ＊ＬＯ＿Ｉ）－（Ｑ＊ＬＯ＿Ｑ））を計算するように動作し、ここでＩはデジタルＩ信号であり、ＱはデジタルＱ信号であり、ＬＯ＿ＩはＩクロック信号であり、ＬＯ＿ＱはＱクロック信号である。
【0037】
本明細書のトランシーバは、３０ＭＨｚ～７ＧＨｚのＲＦ信号だけでなく、Ｘ帯域（約７ＧＨｚ～１２ＧＨｚ）、Ｋｕ帯域（約１２ＧＨｚ～１８ＧＨｚ）、Ｋ帯域（約１８ＧＨｚ～２７ＧＨｚ）、Ｋａ帯域（約２７ＧＨｚ～４０ＧＨｚ）、Ｖ帯域（約４０ＧＨｚ～７５ＧＨｚ）、及び／又はＷ帯域（約７５ＧＨｚ～１１０ＧＨｚ）などのより高い周波数の信号を含む、多様な周波数の信号を処理することができる。したがって、本明細書の教示は、マイクロ波システムを含む多種多様なＲＦ通信システムに適用可能である。
【0038】
電荷トラップ及びデジタル前歪み
ＲＦパワーデバイスなどのパワーデバイスは、例えば、無線技術などの多くの用途で使用される。様々な用途のために、パワーデバイスは、シリコン技術、例えば、Ｓｉベースの横方向拡散金属酸化物半導体（ＬＤＭＯＳ）デバイスに基づいている。いくつかの用途では、ＩＩＩ－Ｖ材料などの化合物半導体は、高周波動作のための利点を有する。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのパワーデバイスが提案されている。ＧａＮベースのパワーデバイスなどの化合物半導体パワーデバイスは、いくつかの用途において、例えば、ドレイン変調が適用されるプロセスアーキテクチャにおいて、Ｓｉベースの技術よりも利点を有すると予測されている。期待される利点は、とりわけ、効率及び周波数範囲（例えば、より高い単一ゲインカットオフ周波数又はｆＴ）の改善を含む。
ＲＦパワーデバイスなどのパワーデバイスは、例えば、無線技術などの多くの用途で使用される。様々な用途のために、パワーデバイスは、シリコン技術、例えば、Ｓｉベースの横方向拡散金属酸化物半導体（ＬＤＭＯＳ）デバイスに基づいている。いくつかの用途では、ＩＩＩ－Ｖ材料などの化合物半導体は、高周波動作のための利点を有する。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのパワーデバイスが提案されている。ＧａＮベースのパワーデバイスなどの化合物半導体パワーデバイスは、いくつかの用途において、例えば、ドレイン変調が適用されるプロセスアーキテクチャにおいて、Ｓｉベースの技術よりも利点を有すると予測されている。期待される利点は、とりわけ、効率及び周波数範囲（例えば、より高い単一ゲインカットオフ周波数又はｆＴ）の改善を含む。
【0039】
ＧａＮは、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを含む様々な用途で広く使用されている。様々な他の商用用途のためのＧａＮ ＲＦパワーデバイスへの関心は着実に高まっているが、ＲＦパワーデバイスを含むＧａＮベースのパワーデバイスの実施態様は、主に軍事／航空宇宙などの少量の用途に限定されている。実施態様が限定されているのは、現在Ｓｉベースの技術よりも大幅に高い製造コストのためである。現在、ＧａＮオン絶縁体技術及びＧａＮオンＳｉ技術を含む２つの主なタイプのＧａＮ ＲＦパワーデバイスが存在する。前者は性能が高いが、ウェーハ製造コストも高い。
【0040】
コストの考慮に加えて、ＧａＮベースのパワーデバイスでは、特定の技術的改善が求められている。そのような改善の１つは、ＧａＮベースのパワーデバイスで観察された比較的狭帯域の歪み効果に対処することに関連する。任意の特定の理論に限定されるものではないが、電荷トラップ効果は、ＧａＮベースのパワーデバイスのゲイン線形性の変動を含む、デバイス特性の著しい変動をもたらすと考えられる。電荷トラップは、入力信号の長期的な履歴の関数であると考えられ、その効果はミリ秒～秒のオーダーで持続することができる。この効果を表現するために使用されてきた用語は、高出力ＲＦパルスをＧａＮトランジスタに印加すると、ドレイン電流が予想よりも低いレベルに崩壊する電流崩壊である。
【0041】
電荷トラップの効果には、トランスコンダクタンス周波数分散、直流ドレイン特性の電流崩壊、ゲートラグ過渡、ドレインラグ過渡、及び／又は制限されたマイクロ波出力電力が含まれるが、これらに限定されない。
【0042】
したがって、電力が変調されると、電荷がトラップされ、次いで低周波数で放出され、歪みを引き起こすゲインの低周波数変調をもたらす可能性がある。したがって、ＧａＮベースのパワーデバイス並びに他のタイプのパワーデバイスにおける電荷トラップ効果を緩和又は補償する必要がある。
【0043】
図１Ｆ、図１Ｇ、及び図１Ｈは、いくつかの実施形態による、ゲインの低周波数変調を示すグラフ１０２、１０４、１０６、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、及び１２２を含む。グラフ１０２は、経時的な誤差ベクトル大きさ（ＥＶＭ）を示す。グラフ１０４は、経時的な入力振幅変調（ＡＭ）信号をｄＢで示す。入力振幅変調信号は、低周波ゲイン変調を生成するＧａＮ増幅器に印加される。グラフ１０６は、ゲインが０Ｈｚ～１０ｋＨｚ ＢＷにわたって測定される経時的な低周波数（ＬＦ）ゲインをｄＢで示す。図１Ｇのグラフ１１０、１１２、及び１１４は、それぞれ、図１Ｆのグラフ１０２、１０４、及び１０６のクローズアップスニペット１０８である。
【0044】
グラフ１０４に示すように、パルスは、入力振幅変調信号内で生じる。グラフ１１２は、６．５～７ミリ秒などの低信号と、７．１～７．２ミリ秒などの高信号とを示す。しかしながら、信号は、高信号状態及び低信号状態の両方においてパルス出力されている。グラフ１０６は、グラフ１１２の入力振幅変調信号の対応する低周波数ゲインを示す。例示されるように、低周波数ゲインは、変調効果を示す。
【0045】
グラフ１１６、１１８、１２０、及び１２２は、電荷トラップ効果及び低速の緩和効果をより詳細に示す。グラフ１１６は、経時的な入力振幅変調信号をｄＢで示し、グラフ１２０は、経時的な入力振幅変調信号を電圧で示す。グラフ１１４は、経時的な電荷トラップゲインをｄＢで示し、グラフ１２２は、経時的な電荷トラップ補正ゲインを示す。
【0046】
ｔ１～ｔ２の遷移など、低電力から高電力に移行するとき、増加した入力は、電荷が電力増幅器内のある層から別の層に移動することをもたらす。電力が低い状態から高い状態になると、一部の電荷がトラップされる。このトラップ効果は、比較的高速である。これが電荷トラップ効果である。ｔ２～ｔ３の遷移など、入力が高電力から低電力に遷移すると、電荷が放出されるが、電荷はより遅い時定数で放出される。これらの時定数は、数百マイクロ秒のオーダーであり得る。電荷トラップ及び放電の全ては、低周波ゲイン変調を生成し、これは、電力増幅器における歪み効果である。
【0047】
電力増幅器は、そのゲインが現在及び過去の入力振幅の機能として拡張及び圧縮することができる非線形デバイスである。横方向拡散金属酸化物半導体（ＬＤＭＯＳ）デバイスでは、このゲイン変調は、約１０ｎｓから約１００ｎｓまで延びる過去の振幅値を包含することができ、一方、ＧａＮデバイスでは、非線形メモリは、マイクロ秒（ｕｓ）、ミリ秒（ｍｓ）、又は更には秒まで延びることができる。いくつかの実施形態では、サンプリング周波数は、１０～５００ＭＨｚの間であり得る。いくつかの実施形態では、これらのシステムにＤＰＤを提供するアクチュエータは、１ナノ秒～１００ナノ秒、８ナノ秒～８００ナノ秒、１６ナノ秒～１６００ナノ秒、３２ナノ秒～３２００ナノ秒、６４ナノ秒～６４００ナノ秒などの時間ウィンドウにわたって訓練され得る。
【0048】
低周波電荷トラップに適用されるような手法の問題は、これらの典型的なシステムがＤＰＤの補正を決定するとき、システムが最小二乗ソルバなどのソルバを使用できることである。これらの最小二乗ソルバは、有限入力パルス（ＦＩＲ）フィルタにおいて線形代数を使用する。ＦＩＲフィルタには、一般化メモリ多項式までのＴｒｕｎｃａｔｅｄ Ｖｏｌｔｅｒｒａシリーズを使用できる。
【0049】
低周波数での電荷トラップ効果の場合、時定数は１００又は１，０００倍長くなり得る。例として、電力増幅器上で電荷トラップ効果が時間的に１０ミリ秒延長する場合、これらの典型的なシステムは、少なくとも１０ミリ秒を超えるデータを格納しなければならない。高周波ＤＰＤ歪みに使用されるベクトル及び行列は、行列内に３００～４００の列を必要とし得る。しかしながら、低周波電荷トラップ効果について、ＦＩＲフィルタ計算は、現在、数千又は数万のエントリを有するであろう。典型的なＦＩＲフィルタは、重み付けされた入力の移動平均を使用し、ＦＩＲフィルタ内のタップのオーダーを増加させるために、そのような処理を非常に複雑にする。
【0050】
そのような計算は、シミュレーションにおける数値的不安定性、アンテナ素子への待ち時間の遅延、及び増加した回路フットプリント及び電力消費をもたらし得る。更に、線形代数は、ＤＰＤを訓練し、適応させるために使用することができ、大きな次元の方程式システムは、コストがかかり、数値的に不安定であるであろう。また、数１００，０００のサンプルをメモリに戻すＦＩＲを使用してＤＰＤアクチュエータを構築すると、ＤＰＤアクチュエータは単にコストが高くなり、多くの電力が必要になる。
【0051】
典型的なシステムを使用して電荷トラップ効果を補正できるようにするには、ＦＩＲフィルタは何千ものサンプルにわたって時間的制約を満たす必要がある。これは、ＦＩＲフィルタの各反復を格納する膨大な量のハードウェアを伴い、多くの電力消費を伴う。これらの典型的なシステムは、処理能力及び回路のフットプリントが限られているトランシーバ及びアンテナ処理チップには実用的ではない。更に、コンピュータは、シミュレータでそのような概念を証明するための処理能力さえ持っていない場合がある。数値計算の観点から、ＦＩＲフィルタで必要とされる計算は、あまりにも複雑かつ大規模になるであろう。
【0052】
更に、このような手法の別の欠点は、ＤＰＤの非線形性質をモデル化するためのＦＩＲフィルタの入力での非線形項である。これらの典型的なシステムは、ここで、何千ものタップを有し得るが、システムは、信号の絶対値を第１のタップ、信号の絶対値の２乗を第２のタップ、信号の絶対値の３乗を第３のタップなどに送信し、再び、回路フットプリント及び電力消費の増加など、本明細書に記載される欠陥をもたらし得る。
【0053】
狭帯域及び広帯域周波数歪みを補正するための非線形フィルタネットワーク
本明細書には、電力増幅器における電荷トラップ効果の問題を解決又は軽減するシステム及び方法が記載されている。いくつかの実施形態は、下流電力増幅器の電荷トラップ効果を補正するように構成された無線周波数トランシーバを含む。いくつかの実施形態では、トランシーバは、電力増幅器の電荷トラップ効果及び広帯域歪みの両方を補正するためにＤＰＤを適用する。このようなシステムは、本明細書では、電荷トラップ効果の補償を伴うＲＦ通信システムとも呼ばれることがある。
本明細書には、電力増幅器における電荷トラップ効果の問題を解決又は軽減するシステム及び方法が記載されている。いくつかの実施形態は、下流電力増幅器の電荷トラップ効果を補正するように構成された無線周波数トランシーバを含む。いくつかの実施形態では、トランシーバは、電力増幅器の電荷トラップ効果及び広帯域歪みの両方を補正するためにＤＰＤを適用する。このようなシステムは、本明細書では、電荷トラップ効果の補償を伴うＲＦ通信システムとも呼ばれることがある。
【0054】
図２Ａは、いくつかの実施形態による、狭帯域歪みを補正するための第１の非線形フィルタネットワークと、広帯域歪みを補正するための第２の非線形フィルタネットワークとを含むＲＦ通信システム２００を示す。デバイス２００は、アクチュエータ２０２、電力増幅器２０４（この例では、ＧａＮ ＦＥＴなどのＦＥＴを含む）、最小二乗モジュール２０６、フィードバックアクチュエータ２０８、及び加算器２２２を含むことができる。特定の実施態様では、電力増幅器２０４は、電力増幅器ダイ（例えば、ＧａＮダイ）上に実施され、一方、アクチュエータ２０２、最小二乗モジュール２０６、フィードバックアクチュエータ２０８、及び加算器２２２は、トランシーバダイ（例えば、Ｓｉダイ）上に実施される。
【0055】
図２Ａに示されるように、アクチュエータ２０２は、１０ｋＨｚ～０．１Ｈｚの周波数などの電力増幅器２０４の狭帯域歪みを補償するように構成された第１の非線形フィルタネットワーク２１０を含むことができる。第１の非線形フィルタネットワーク２１０は、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタなどの複数の非線形フィルタを含むことができる。本実施形態において、ＩＩＲフィルタは、集合的にラゲールフィルタとして機能することができる。第１の非線形フィルタネットワーク２１０は、ＩＩＲフィルタのカスケード又はチェーンを備えることができる。いくつかの実施形態では、第１のフィルタは、ローパスフィルタであり、ＩＩＲフィルタのチェーン内の以下のフィルタは、オールパスフィルタである。いくつかの実施形態では、第１の非線形フィルタネットワーク２１０のフィルタは、互いに直交している。ＩＩＲフィルタの使用により、システムは長時定数を使用して、狭帯域電荷トラップ効果を考慮することができる。ラゲールフィルタは、狭帯域電荷トラップ効果を補正するために使用されることは知られていない。
【0056】
いくつかの実施形態では、第２の非線形フィルタネットワーク２１２は、電力増幅器２０４の広帯域歪みを補償するように構成され得る。第２の非線形フィルタネットワーク２１２は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタなどの複数の非線形フィルタを含むことができる。ＦＩＲフィルタは、集合的に一般的なメモリ多項式（ＧＭＰ）フィルタとして機能することができる。いくつかの実施形態では、第２の非線形フィルタネットワーク２１２は、広帯域歪みを補償するデジタル予歪（ＤＰＤ）システム及び／又はＤＰＤフィルタネットワークを含むことができる。
【0057】
いくつかの実施形態では、入力信号ｘは、第１の非線形フィルタネットワーク２１０に供給され、狭帯域歪みを補償するための信号を生成する。同じ入力信号ｘを第２の非線形フィルタネットワーク２１２に供給して、広帯域歪みを補償することができる。第１の非線形フィルタネットワーク２１０及び第２の非線形フィルタネットワーク２１２の出力の組み合わせは、加算器２１４によって加算される。加算器２１４の出力ｕは、デジタルドメインからＲＦへの変換などの好適な処理の後、電力増幅器２０４に供給される。いくつかの実施形態では、入力信号ｘは、ベースバンドプロセッサによって提供されるデジタルデータ（同相（Ｉ）及び直交相（Ｑ）データなど）のストリームに対応する。
【0058】
電力増幅器２０４に直接提供されるように示されているが、加算器２１４の出力は、電力増幅器２０４の入力に提供されるＲＦ送信信号を生成するために、１つ以上のデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、１つ以上のミキサ、１つ以上の可変ゲイン増幅器（ＶＧＡ）、及び／又は他の回路によって処理されるデジタルの予歪付与された送信データに対応することができる。図を明確にするために、デジタルドメインからＲＦへの変換は示されていない。
【0059】
いくつかの実施形態では、出力ｙ及び電力増幅器２０４への入力ｕは、フィードバックアクチュエータ２０８などの逆モデルに適合するためにも使用される。電力増幅器２０４の出力ｙは、別の第１の非線形フィルタネットワーク２１８及び別の第２の非線形フィルタネットワーク２１６に供給され得る。いくつかの実施形態では、電力増幅器２０４の入力電力及び／又は出力電力は、方向性結合器によってキャプチャされ、次いで、観測受信機によって処理され、観測された電力のデジタル表現を生成する。
【0060】
図２Ａを引き続き参照すると、別の第１の非線形フィルタネットワーク２１８及び別の第２の非線形フィルタネットワーク２１６の出力は、加算器２２０によって加算される。次いで、電力増幅器２０４の入力ｕは、加算器２２２を介して加算器２２０の出力
によって減算される（図中－の極性によって示される）。加算器２２２の出力は、最小二乗モジュール２０６を通して処理される。最小二乗モジュール２０６の出力は、他の第２の非線形フィルタネットワーク２１６によって使用される。
【数1】
【0061】
いくつかの実施形態では、フィードバックアクチュエータ２０８は、ラゲールフィルタ及びＧＭＰフィルタを含むことができる。
【0062】
いくつかの実施形態では、第１の非線形フィルタネットワーク２１８は、第２の非線形フィルタネットワーク２１６と並列に配置される。他の実施形態では、第１の非線形フィルタネットワーク２１８は、第２の非線形フィルタネットワーク２１６と直列に配置される。例えば、第１の非線形フィルタネットワーク２１８は、第２の非線形フィルタネットワーク２１６の後に配置することができ、第２の非線形フィルタネットワーク２１６は、高周波歪みに対応し、第１の非線形フィルタネットワーク２１８は、低周波電荷トラップ歪みに対応する。
【0063】
電力増幅器２０４は、キャリア周波数を有するＲＦ信号を増幅する。更に、第１の非線形フィルタネットワーク２１０（例えば、ラゲールフィルタ）によって補正された狭帯域歪みは、キャリア周波数の周りの制限された帯域幅を取り巻き、電荷トラップダイナミクスに関連付けられた長い時間スケールにわたって発生する歪みに対応することができる。例えば、キャリア周波数の周りの帯域幅ＢＷは、時間定数
に反比例することができ、したがって、電荷トラップ効果は、長時定数及び狭帯域幅に関連付けられる。このような狭帯域歪みは、本明細書では電力増幅器の低周波ノイズとも呼ばれる。
【数2】
【0064】
第２の非線形フィルタネットワーク２１２（例えば、ＧＭＰフィルタ）によって補正された広帯域歪みは、狭帯域歪みよりもはるかに短い時間スケールにわたって発生する電力増幅器内の非線形性（非電荷トラップ非線形性）を含むことができる。したがって、そのような非線形性に関連付けられた時定数は小さく、対応する帯域幅は広い。このような広帯域歪みは、本明細書では電力増幅器の高周波ノイズとも呼ばれる。
【0065】
第１の非線形フィルタネットワークの例示的なアーキテクチャ
図２Ｂは、いくつかの実施形態による、第１の非線形フィルタネットワーク２１０の例示的なアーキテクチャ２５０を示す。例示的なアーキテクチャ２５０は、上述した図２ＡのＲＦ通信システム２００の文脈において描写される。
図２Ｂは、いくつかの実施形態による、第１の非線形フィルタネットワーク２１０の例示的なアーキテクチャ２５０を示す。例示的なアーキテクチャ２５０は、上述した図２ＡのＲＦ通信システム２００の文脈において描写される。
【0066】
いくつかの実施形態では、第１の非線形フィルタネットワーク２１０は、絶対値ブロック２５２、補正要素２５４Ａ、２５４Ｂ、．．．２５４Ｎ、複数の段（１～Ｎ）２５６Ａ、２５６Ｂ、．．．２５６Ｎ、加算器２５８、及び乗算器２６０を含むことができる。各段２５６Ａ、２５６Ｂ、．．．２５６Ｎは、複数（１～Ｍ個）の非線形フィルタを含むことができる。フィルタの１～Ｍ個の各々（又は少なくともいくつか）は、第１の非線形ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２６２Ａ、２６２Ｂ、．．．２６２Ｎ、及び場合によっては１つ以上の非線形オールパスフィルタ２６４Ａ、２６４Ｂ、．．．２６４Ｎ、２６６Ａ、２６６Ｂ、．．．２６６Ｎを含むことができ、これらは、いくつかの実施態様において直列に配置することができる。オールパスフィルタは、以下で論じるように、位相調整又は修正を提供することができる。
【0067】
各段２５６Ａ、２５６Ｂ、．．．２５６Ｎについて、ＬＰＦ、及び場合によっては１つ以上のオールパスフィルタが、直列に配置することができる。ＬＰＦフィルタは、信号を受信し、ＬＰＦを通して信号を処理し、信号を一連のオールパスフィルタに出力し、オールパスフィルタを通して信号を処理することができる。いくつかの実施形態では、第１の非線形フィルタネットワークのフィルタは、互いに直交している。例えば、ＬＰＦは、特定のカットオフ周波数よりも低い周波数を有する信号がＬＰＦを通過することを可能にすることができ、後続のオールパスフィルタは、位相修正のみで信号が通過することを可能にすることができ、大きさに対する影響は最小限である。図２Ｂ及び図３の非線形関数Ｆ（ｖｋｌ）は、例えば、ｖｋｌのメモリ多項式展開を含むことができる。
【数3】
【0068】
いくつかの実施形態では、段２５６Ａ、２５６Ｂ、．．．２５６Ｎ（例えば、１～Ｍ個のフィルタ、各段は、ＬＰＦ、及び場合によっては１つ以上のオールパスフィルタを含むことができる）は、互いに並列に配置される。いくつかの実施形態では、フィルタの１～Ｍ個の各々は、本明細書で更に詳細に説明される補正要素を含む。段２５６Ａ、２５６Ｂ、．．．２５６Ｎの各々は、電荷トラップ歪みが、様々な時間スケールにわたって複数の応答で発生する可能性があるため、異なる時定数を考慮することができる。
【0069】
いくつかの実施形態では、複素ベースバンド信号は、同相及び直交位相（Ｉ／Ｑ）信号を含むことができるデジタルアップコンバータ（ｘ）から受信される。デバイスは、絶対値ブロック２５２を介して複素ベースバンド信号の絶対信号を決定することによって、信号のエンベロープを生成する。例えば、座標回転デジタル計算（ＣＯＲＤＩＣ）回路は、デジタルエンベロープを生成するためにデジタルＩ及びデジタルＱデータを処理するために使用され得る。絶対値ブロック２５２は、信号のエンベロープを出力する。
【0070】
いくつかの実施形態では、デバイスは、絶対値ブロック２５２の出力を複数の補正要素２５４Ａ、２５４Ｂ、．．．２５４Ｎに伝播する。複数の補正要素２５４Ａ、２５４Ｂ、．．．２５４Ｎは、信号に非線形性を導入する。例えば、複数の補正要素（例えば、１～Ｎ個の補正要素）２５４Ａ、２５４Ｂ、．．．２５４Ｎは、絶対値ブロック２５２の出力の指数をとることができる。第１の補正要素２５４Ａは、絶対値ブロック２５２の出力の１指数をとることができる。第２の補正要素２５４Ｂは、絶対値ブロック２５２の出力の２指数をとることができる。Ｎの補正要素２５４Ｎは、絶対値ブロック２５２の出力のＮ指数をとることができる。
【0071】
例えば、図２Ｂは、絶対値ブロック２５２（例えば、｜｜）の出力が３つの補正要素２５４Ａ、２５４Ｂ、．．．２５４Ｎに送信されることを示す。第１の補正要素２５４Ａは、１指数（（）１）を取り、これは、絶対値ブロック２５２の出力と本質的に同じである。この出力は、第１の複数の非線形ラゲールフィルタ２５６Ａに送信される。第２の補正要素２５４Ｂは、２指数（（）２）を取り、出力を第２の複数の非線形ラゲールフィルタ２５６Ｂに送信する。第３の補正要素２５４Ｎは、ｎ番目の指数関数（（）ｎ）をとり、出力を第３の複数の非線形ラゲールフィルタ２５６Ｎに送信することができる。したがって、補正要素２５４Ａ、２５４Ｂ、．．．２５４Ｎは、エンベロープの非線形累乗を取る。
【0072】
いくつかの実施形態では、１～Ｎ個の補正要素２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｎの出力は、１～Ｎ個のラゲールフィルタなど、対応する１～Ｎ個の複数の非線形フィルタ２５６Ａ、２５６Ｂ、２５６Ｎに伝播される。第１のフィルタ２６２Ａ、２６２Ｂ、２６２Ｎは、ローパスフィルタを含み得、残りのフィルタ２６４Ａ、２６４Ｂ、２６４Ｎ、２６６Ａ、２６６Ｂ、２６６Ｎは、オールパスフィルタを含み得る。以下は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）及びオールパスフィルタ（ＢＰＦ）の数値表現である。
段０：ＬＰＦ、
段１～Ｌ：ＢＰＦ、
、式中
段０：ＬＰＦ、
【数4】
【数5】
【数6】
【0073】
ａ１は、フィルタ係数であり、Ｆｓは、サンプリングレート（例えば、１００ＭＨｚの範囲内）であり、τは、電荷トラップ効果の時定数（例えば、マイクロ秒、ミリ秒）である。時定数は、電力増幅器の電荷トラップ効果を見ることによって決定することができる。次いで、ａ１フィルタ係数を決定することができる。
【0074】
いくつかの実施形態では、１～Ｎ個の複数の非線形フィルタ２５６Ａ、２５６Ｂ、．．．２５６Ｎの出力は、加算器２５８を介して合計されて、低周波数ゲイン項ｇｌａｇを生成する。低周波数ゲイン項ｇｌａｇは、狭帯域周波数補正ゲインを表す。
【0075】
いくつかの実施形態では、低周波ゲイン項ｇｌａｇは、乗算器２６０を介して入力された複素ベースバンド信号によって乗算され、電荷トラップ効果ｕｌａｇを補正するための補正信号を生成する。
【0076】
いくつかの実施形態では、第１の非線形ネットワーク及び／又は第２の非線形ネットワークは、ソフトウェアで少なくとも部分的に実施される（例えば、全てのデジタルソリューションとしてデジタル信号プロセッサによって実施される）。いくつかの実施形態では、第１の非線形ネットワーク及び／又は第２の非線形ネットワークは、ファームウェアに少なくとも部分的に実施される。
【0077】
デシメーション及びアップサンプリングを有する第１の非線形フィルタネットワークの例示的なアーキテクチャ
図３は、いくつかの実施形態による、デシメーション及びアップサンプリング機能を含む第１の非線形フィルタネットワーク３１４のアーキテクチャ２５０を示す。デシメーションは、デバイス回路内の数百メガヘルツのデータの処理を可能にする。デシメーションない場合、そのようなデータの処理は、非常に高価なコンポーネントを必要とし、大量の処理電力を必要とする場合がある。第１の非線形フィルタネットワーク３１４は、デジタルアップコンバータ３０２、第２の非線形フィルタネットワーク３０４、加算器３０６、電力増幅器３１０、及び遅延整合３１２も含むＲＦ通信システムの文脈で描写される。
図３は、いくつかの実施形態による、デシメーション及びアップサンプリング機能を含む第１の非線形フィルタネットワーク３１４のアーキテクチャ２５０を示す。デシメーションは、デバイス回路内の数百メガヘルツのデータの処理を可能にする。デシメーションない場合、そのようなデータの処理は、非常に高価なコンポーネントを必要とし、大量の処理電力を必要とする場合がある。第１の非線形フィルタネットワーク３１４は、デジタルアップコンバータ３０２、第２の非線形フィルタネットワーク３０４、加算器３０６、電力増幅器３１０、及び遅延整合３１２も含むＲＦ通信システムの文脈で描写される。
【0078】
いくつかの実施形態では、デジタルアップコンバータ３０２は、第１の非線形フィルタネットワーク３１４に信号を供給することができる。第１の非線形フィルタネットワーク３１４は、絶対値ブロック３１６と、カスケードインテグレータコーム（ＣＩＣ）フィルタ３１８などのデシメータとを含むことができる。デジタルアップコンバータ３０２からの信号は、絶対値ブロック３１６によって処理することができる。ＣＩＣフィルタ３１８は、絶対値ブロック３１６の出力をデシメートし、１～Ｎ個のラゲールフィルタなどの１～Ｎ個の非線形フィルタ３２２に出力を送信することができる。デシメーションは、アクチュエータ内に効率的かつ実用的なアーキテクチャを作成するために、アーキテクチャが、１００オーダーなどのデータレートを低減することを可能にする。
【0079】
いくつかの実施形態では、１～Ｎ個の非線形フィルタ３２２の出力は、加算器２５８（見下ろした図で加算器３２２によってグラフィカルに表されている）によって合計されて、低周波数ゲイン項ｇｌａｇを生成することができる。低周波数ゲイン項は、ＣＩＣフィルタなどのアップサンプラ３２４を介してアップサンプリングすることができ、信号を元のサンプル周波数に補間する。遅延整合３２０は、デジタルアップコンバータ３０２の出力からの信号をアップコンバータ３２４の出力と整合させることができ、遅延整合３２０の出力（これは、第１の非線形フィルタネットワークの出力と整合された複素ベースバンド入力時間である）は、乗算器３２６を介してアップコンバータ３０２の出力に乗算することができる。遅延整合３２０は、データがＣＩＣフィルタなどの様々なブロックを介して処理されるときの遅延を補償するように機能する。
【0080】
いくつかの実施形態では、デジタルアップコンバータ３０２はまた、第２の非線形フィルタネットワーク３０４に信号を供給することができる。第２の非線形フィルタネットワーク３１４の出力は、遅延整合３１２を介して第１の非線形フィルタネットワーク３０４の出力と遅延整合され得、遅延整合３１２は、第２の非線形フィルタネットワーク３０４（例えば、ＧＭＰ）を通した遅延を補償するのに役立つ。遅延整合３１２の出力は、加算器３０６を介して第２の非線形フィルタネットワーク３０４の出力に追加することができ、加算器３０６の出力（ＲＦへの変換後）は、電力増幅器３１０に入力することができる。
【0081】
クレストファクタ低減機能を含む第１の非線形フィルタネットワークの例示的なアーキテクチャ
図４は、いくつかの実施形態による、クレストファクタ低減機能、第１の遅延ブロック、及び第２の遅延ブロックを含む第１の非線形フィルタネットワーク４００の例示的なアーキテクチャを示す。４Ｇ／５Ｇ送信機は、通常、クレストファクタ低減（ＣＦＲ）機能を使用する。４Ｇ／５Ｇ送信機は、モバイルデバイスなどのユーザデバイス、又は基地局に含まれることができる。
図４は、いくつかの実施形態による、クレストファクタ低減機能、第１の遅延ブロック、及び第２の遅延ブロックを含む第１の非線形フィルタネットワーク４００の例示的なアーキテクチャを示す。４Ｇ／５Ｇ送信機は、通常、クレストファクタ低減（ＣＦＲ）機能を使用する。４Ｇ／５Ｇ送信機は、モバイルデバイスなどのユーザデバイス、又は基地局に含まれることができる。
【0082】
ＣＦＲ機能は、電力増幅器内の飽和を回避又は軽減するために、入力信号のエンベロープからピークを除去することを含むことができる。しかしながら、ＣＦＲ機能は、信号がＣＦＲ機能を通して伝播するのに多くの時間を要するため、長い待ち時間をもたらす。更に、デシメータ及びアップサンプラ（例えば、ＣＩＣ）もまた遅延を有し、これは集合的にかなりの遅延をもたらす可能性がある。しかしながら、信号がＣＦＲ機能及びデシメータ／アップサンプラによって遅延される場合、送信機の総待ち時間が長過ぎる場合がある。この問題を回避又は軽減するために、いくつかの実施形態は、デジタルアップコンバータの出力を第１の非線形フィルタネットワークに関連付けられたコンポーネントに直接送信し、第２の非線形フィルタネットワークをＣＦＲ機能の出力で処理することを含む。
【0083】
いくつかの実施形態では、デジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）４０２の出力は、絶対値ブロック４１４によって処理され得る。絶対値ブロック４１４は、信号のエンベロープをダウンコンバータ（例えば、ＣＩＣフィルタ４１６）に出力する。ＣＩＣフィルタ４１６の出力は、非線形ラゲールフィルタを通して処理され、加算器４２０によって合計される。加算器４２０の出力は、ＤＵＣ４０２によって提供される信号の周波数と整合するようにアップコンバータ（例えば、ＣＩＣフィルタ４２２）を通して処理される。代替の実施形態では、デジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）４０２の出力は、ＣＦＲ機能４０４によって処理され得、ＣＦＲ機能４０４の出力は、絶対値ブロック４１４に入力され得る。
【0084】
いくつかの実施形態では、ＤＵＣ４０２の出力は、ＣＦＲ機能４０４を通して処理される。ＣＦＲ機能４０４の出力は、アップサンプラ、ＣＩＣ４２２の出力と整合するようにＣＦＲ機能４０４の出力を遅延させる第１の遅延整合ブロック４２６に送信され得る。次いで、乗算器は、ＣＦＲ機能４０４の出力に、ＣＩＣフィルタ４２２の出力を掛けることができる。
【0085】
いくつかの実施形態では、ＣＦＲ機能３０３の出力はまた、ＧＭＰフィルタなどの第２の非線形フィルタネットワーク４０６に送信され得る。いくつかの実施形態では、第２の遅延ブロック４３０は、ＧＭＰフィルタなどの第２の非線形フィルタネットワーク４０６の出力と整合するように、乗算器４２８の出力を遅延させる。次いで、第２の遅延ブロック４３０の出力は、加算器４０８によって第２の非線形フィルタネットワーク４０６の出力に加算され得る。次いで、加算器４０８の出力は、電力増幅器４１２に送信され得る。
【0086】
いくつかの実施形態では、第１及び／又は第２の遅延ブロック４２６、４３０などの遅延ブロックは、１つ以上のシフトレジスタを含む。シフトレジスタは、いくつかの実施形態では、直列に接続することができる。
【0087】
直接学習アルゴリズムを介して第１及び第２の非線形フィルタネットワークを訓練するための例示的なアーキテクチャ
図５は、いくつかの実施形態による、直接学習アルゴリズムを介して第１及び第２の非線形フィルタネットワークの両方を訓練するためのＲＦ通信システム５００の例示的なアーキテクチャを示す。ＲＦ通信システム５００は、誤差信号を生成するために、電力増幅器５１０の観測された出力ｙを実際の入力信号ｘと比較する。したがって、直接学習アルゴリズムは、ＧＭＰアクチュエータ５０４を訓練し、その後、電力増幅器５１０の入力ｘ及び出力ｙを使用してラゲールアクチュエータ５０６を訓練することができる。代替の実施形態では、電力増幅器５１０、ｕ（加算器５０８を介したＧＭＰアクチュエータ５０４及び非線形ラゲールアクチュエータ５０６の結合信号である）の入力と、電力増幅器５１０、ｙの出力に適用される同じＤＰＤ（ＧＭＰ及びラゲール）機能との間の差を使用するなどして、間接学習アルゴリズムを使用して、ＧＭＰ及びラゲールアクチュエータを訓練することができる。
図５は、いくつかの実施形態による、直接学習アルゴリズムを介して第１及び第２の非線形フィルタネットワークの両方を訓練するためのＲＦ通信システム５００の例示的なアーキテクチャを示す。ＲＦ通信システム５００は、誤差信号を生成するために、電力増幅器５１０の観測された出力ｙを実際の入力信号ｘと比較する。したがって、直接学習アルゴリズムは、ＧＭＰアクチュエータ５０４を訓練し、その後、電力増幅器５１０の入力ｘ及び出力ｙを使用してラゲールアクチュエータ５０６を訓練することができる。代替の実施形態では、電力増幅器５１０、ｕ（加算器５０８を介したＧＭＰアクチュエータ５０４及び非線形ラゲールアクチュエータ５０６の結合信号である）の入力と、電力増幅器５１０、ｙの出力に適用される同じＤＰＤ（ＧＭＰ及びラゲール）機能との間の差を使用するなどして、間接学習アルゴリズムを使用して、ＧＭＰ及びラゲールアクチュエータを訓練することができる。
【0088】
いくつかの実施形態では、加算器５１４は、システムへの入力ｘと電力増幅器の出力ｙとの差分を出力する。この差分は、差分値から誤差信号を判定する直接学習アルゴリズム５１２に送信される。次いで、システムは、ＧＭＰアクチュエータ５０４及びラゲールアクチュエータ５０６を別々に訓練することができる。システムは、入力信号ｘを処理し、ＣＦＲブロック５０２の出力及び電力増幅器ｙの出力などのデータを収集して、ＧＭＰアクチュエータ５０４を訓練することができる。次いで、システムは、状態機械を切り替えて、ラゲールアクチュエータ５０６を訓練するための方程式システムを設定することができる。
【0089】
図６Ａは、いくつかの実施形態による、ＧＭＰアクチュエータを訓練するための例示的なアーキテクチャ６００を示す。図６Ｂは、いくつかの実施形態による、ＧＭＰアクチュエータを訓練するための別の例示的なアーキテクチャ６００’を示す。図７は、いくつかの実施形態による、ラゲールアクチュエータを訓練するための例示的なアーキテクチャ７００を示す。
【0090】
図６Ａ～図７に示されるように、ＲＦ通信システムは、ＧＭＰアクチュエータ及びラゲールアクチュエータの両方を訓練することができる。ＲＦ通信システムは、（図６Ａ及び図６Ｂのアーキテクチャを使用することなどによって）ＧＭＰアクチュエータの部分的な更新を実行し、その後、（図７のアーキテクチャを使用することなどによって）ラゲールアクチュエータの部分的な更新を実行し、その後、ＧＭＰアクチュエータ及びラゲールアクチュエータの部分的な更新を繰り返すことができる。更に、ラゲールアクチュエータを訓練する場合、ＲＦ通信システムは、訓練ベクトルをダウンサンプリングすることができ、これにより、浅い訓練バッファを使用して訓練ベクトルをキャプチャし、拡張された範囲にわたってデータをキャプチャすることができる。例えば、４ｋの浅い訓練バッファは、５００ＭＨｚのサンプリング周波数でサンプリングされ得、これは、次いで、８ｕｓの実効バッファ深度を提供する。
【0091】
デジタルアップコンバータ４０２からの信号は、ＣＦＲ機能４０４によって処理することができ、ＣＦＲ機能４０４の出力は、第２の非線形フィルタネットワーク４０６によって処理することができ、加算器４０８の出力は、電力増幅器４１２に入力することができる。
【0092】
図６Ａ及び図６Ｂでは、ＣＦＲ機能４０４の出力及び電力増幅器４１２の出力は、ＧＭＰアクチュエータ４０６を訓練するために取られる。ＣＦＲ機能４０４の出力は、ＣＦＲ機能４０４の出力と電力増幅器４１２の出力との間の遅延を整合させるために、遅延整合ブロック６１４を通して処理される。遅延整合ブロック６１４の出力及び電力増幅器４１２の出力の両方が、それぞれ、対応するキャプチャバッファ６１２、６０４を満たす。
【0093】
時間整列ブロック６０６は、キャプチャバッファ６１２、６０４の出力を整列させる。そのような時間整列は、電力増幅器４１２の出力（ＲＦ周波数で）でキャプチャされたサンプルと、ＣＦＲ４０４の出力（ベースバンド周波数で）でキャプチャされたサンプルとの間のレート差を補償するのに役立つことができる。いくつかの実施形態では、遅延整合ブロック６１４は、特定の精度ウィンドウ内で出力を整列させることができる。遅延整合ブロック６１４は、事前に構成された遅延とすることができる。時間整列ブロック６０６は、プロセス、電源、温度、及び／又は経年変化に基づいて変化するアナログ回路を通る遅延などの遅延の時間的変動を追跡することによって、信号を更に遅延させることができる。時間整列ブロック６０６は、動的であり得、時間変動の追跡に基づいて調整する。
【0094】
図６Ａの実施形態と比較して、図６Ｂの実施形態は、キャプチャバッファ６０２によってキャプチャされる前にＲＦサンプルに調整可能な量の遅延を提供するための整数及び非整数遅延ブロック６２０を更に含む。遅延ブロック６０２は、整数遅延アライメント機能及び非整数遅延アライメント機能の両方を有し、観測サンプルを送信（基準）セットと整列させるためのフィードバックパスにおいて有用である。
【0095】
図６Ａ～図７を参照すると、システムは、線形及び非線形項を含むことができる、ＧＭＰ特徴６１０の行列Ｘｇｍｐを構築する。ＧＭＰ特徴６１０は、ＧＭＰ特徴を処理するために相関エンジン６１８に送信される。相関エンジン６１８は、特徴Ｘｇｍｐと誤差ベクトルεｇｍｐとの間の相互相関ベクトルｒｇεと、自己相関行列Ｒｇｍｐとを決定して、最小二乗ソルバなどのソルバを含むことができる部分更新ブロック６１６に適用することができる。部分更新ブロック６１６は、アクチュエータを更新することができ、訓練は、再び繰り返すことができ、及び／又はラゲールアクチュエータの訓練を進めることができる。
【0096】
いくつかの実施形態では、システムは、プロセスを複数回繰り返すことができる。システムは、ＣＦＲ機能４０４からの出力データの別のバッファをキャプチャし、電力増幅器４１２からのデータを出力し、ＧＭＰ特徴を生成し、誤差を判定し、以前の補正の合計に加えることができる別の相互相関ベクトルを生成することができる。
【0097】
図７では、ＣＦＲ機能４０４の出力及び電力増幅器４１２の出力は、ラゲールアクチュエータを訓練するために使用される。ＣＩＣダウンサンプラ４１６の出力（より低いサンプリングレートに引き下げられた入力信号のエンベロープを含むことができる）は、ラゲールアクチュエータ訓練で使用することができる。この出力は、遅延整合ブロック７２４によって遅延され得、時間整列ブロック７２６は、遅延整合ブロック７２４の出力を時間整列して、時間整列ブロック７０８の時間整列セットと整合させることができる。
【0098】
時間整列された信号は、キャプチャバッファ７２８に送信され、次いで、信号は、ラゲール特徴ブロック７３０に送信され、ラゲール特徴を生成する。キャプチャバッファは、約５、１０、５０、１００、５００サンプルのオーダーの長さであり得る。信号はＣＩＣダウンサンプラ４１６の出力でダウンサンプリングされているため、キャプチャバッファでキャプチャされた信号は、充電及び／又は放電プロファイルを通してサンプルを取得するのに十分な時間でデータをキャプチャする。本明細書で説明されるように、図１Ｈのような充電及び放電の時定数効果は、典型的なデジタル予歪よりも長い期間にわたる狭帯域歪みを含む。
【0099】
いくつかの実施形態では、ラゲール特徴７３０は、相互相関ベクトルｒｌε及び自動相関行列Ｒｌａｇを決定するためにＧＭＰ特徴を処理するために相関エンジン７３４、並びに最小二乗ソルバなどの部分更新モジュール７３２に送信される。ラゲール特徴７３０、相関エンジン７３４、及び／又は部分更新モジュール７３２は、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は組み合わせで実施することができる。
【0100】
いくつかの実施形態では、非線形ラゲールフィルタ４１８の初期条件（例えば、ｖ０）は、ラゲールアクチュエータを訓練するために使用される。初期条件は、誤ったアウトカム及び解をもたらす他の変数及び方程式に影響を及ぼす可能性のある方程式のシステムにおける過渡効果を防止することである。いくつかの実施形態では、初期状態又は条件は、予め決定され得る。このような手法は、カスケードラゲールフィルタの１つ又は２つの段を有するシステムで機能し得る。しかし、システムが３、４、５、又はそれ以上のカスケードラゲールフィルタを持つ場合、方程式のシステムは複雑になり、想定された初期条件で電荷トラップ補正はますます不正確になる。
【0101】
上述の欠陥を軽減又は回避するために、いくつかの実施形態は、ラゲールフィルタアクチュエータから実際の初期条件の読み出しを取ることを開示する。非線形ラゲールフィルタ４１８からの初期条件は、遅延整合ブロック７１８によって遅延され、時間整列ブロック７２０は、遅延整合ブロック７１８の出力を時間整列することができる。キャプチャバッファ７２２は、初期条件のサンプルをキャプチャすることができ、初期条件をラゲール特徴ブロック７３０に送信して、ラゲール項の行列の生成に基づいてラゲール特徴を生成することができる。非線形ラゲールフィルタ４１８の初期条件及び初期状態は、図８を参照して更に説明される。
【0102】
いくつかの実施形態では、ＣＦＲ機能４０４の出力と電力増幅器４１２の出力との間の差は、ラゲールアクチュエータを訓練するために使用される。図６Ａ及び図６Ｂの実施形態と同様に、ＣＦＲ機能４０４の出力は、遅延整合され７１４、キャプチャバッファ７１６に記憶される。電力増幅器４１２の出力もまた、キャプチャバッファ７０６に記憶される。キャプチャバッファ７０６、７１６の出力は、時間整列され７０８、加算器７１０を介して差が相関エンジン７３４に送信され、相互相関ベクトルｒｌε及び自己相関行列Ｒｌａｇを決定する。
【0103】
いくつかの実施形態では、ＣＦＲ機能４０４の出力は、ダウンサンプラ７１２を介してＮによりダウンサンプリングされる。ダウンサンプラ７１２は、ＣＦＲ機能４０４の出力をダウンサンプリングして、エンベロープのデシメートされたレート（例えば、ブロック４１６の出力）と整合させることができる。例えば、ダウンサンプラは、１００個のサンプルごとに１つの入力を取り得る。いくつかの実施形態では、電力増幅器４１２の出力は、ダウンサンプラ７０４を介してＭによりダウンサンプリングされる。ダウンサンプラ７０４は、電力増幅器４１２の出力をダウンサンプリングして、エンベロープのデシメートされたレート（例えば、ブロック４１６の出力）と整合させることができる。したがって、２つのキャプチャバッファ７１６及び７０６への入力は、整合したプサンプリングレートであり得る。
【0104】
いくつかの実施形態では、（信号を再構築するためではなく）相関エンジン７３４内のモデルに適合するためにダウンサンプリングされた信号が使用されるため、ダウンサンプラは、デシメーションフィルタの代わりに使用される。有利には、キャプチャバッファは、はるかに長い期間にわたってデータを見ることができる。例えば、キャプチャバッファは１０，０００個のサンプルしかキャプチャできないが、ダウンサンプリングが１００の係数である場合、キャプチャバッファは１０，０００個のサンプルを１００回にわたって拡張することができる。したがって、キャプチャバッファだけで１マイクロ秒のデータしか見ることができない場合、ダウンサンプリングを伴うキャプチャバッファは１０ミリ秒超のデータを保存できるようになる。このようなダウンサンプリングは、システムが狭帯域のより遅い過渡効果をキャプチャすることを可能にする。
【0105】
いくつかの実施形態では、ＧＭＰアクチュエータの訓練（例えば、図６Ａ及び図６Ｂ）及びラゲールアクチュエータの訓練（例えば、図７）は、直列に発生し、及び／又は同時に発生しない。したがって、キャプチャバッファは、再利用され得る。例えば、システムは、電力増幅器及び他のハードウェアの電源を入れ、データをキャプチャしてＧＭＰアクチュエータを訓練し、データをキャプチャしてラゲールアクチュエータを訓練し、両方の訓練を繰り返すことができる。有利なことに、特定のコンポーネントの再利用のおかげで、システムはより小さくなり、より少ないコンポーネントを使用することができる。
【0106】
ラゲールアクチュエータ訓練の初期条件の識別
図８は、いくつかの実施形態による、ラゲールアクチュエータ訓練のための初期条件を識別するための例示的なアーキテクチャ８００を示す。ラゲールアクチュエータ８２２は、信号を受信し、絶対値ブロック８２４を介して信号のエンベロープを生成し、補正要素８２６を介して（例えば、信号の２乗又は３乗など、信号に累乗を適用することによって）非線形補正を適用し、信号をラゲールフィルタ８２８、８３０、８３２に通過させる。
図８は、いくつかの実施形態による、ラゲールアクチュエータ訓練のための初期条件を識別するための例示的なアーキテクチャ８００を示す。ラゲールアクチュエータ８２２は、信号を受信し、絶対値ブロック８２４を介して信号のエンベロープを生成し、補正要素８２６を介して（例えば、信号の２乗又は３乗など、信号に累乗を適用することによって）非線形補正を適用し、信号をラゲールフィルタ８２８、８３０、８３２に通過させる。
【0107】
１つ以上のラゲールフィルタは、フィルタの各々の出力がＴＸ－ＯＲＸ遅延８２０を介して遅延され、フィードバックループ内でラゲール訓練モデル８０１に供給される、自己回帰項を含むことができる。供給される項は、ラゲール訓練モデル８０１で使用される初期段階である。次いで、ラゲール訓練モデルは、信号を受信し、再度、絶対値ブロック８０２を介して信号のエンベロープを生成し、補正要素８０４を介して（例えば、信号の２乗又は３乗など、信号に累乗を適用することによって）非線形補正を適用し、信号をラゲールフィルタ８０６、８０８、８１０に通過させる。しかしながら、ラゲール訓練モデル８０１のラゲールフィルタ８０６、８０８、８１０は、初期条件を受け取るが、この初期条件は方程式８１２、８１６及び加算器８１４、８１８を介して重み付けされている。ｖｋｌＤＰＤは、アクチュエータ内部状態である。
は訓練モデルの内部状態である。ｖｋｌ（ｎ－Ｄ）＝ｖｋｌｚ－Ｄはラゲールフィルタの以前の内部状態である。ｚ－Ｄは時間遅延である。ラゲールアクチュエータの段０は、
に初期化され、残りの段は
に初期化される。この項
は、図７に関連して本明細書で説明されるように、ラゲール特徴を生成するために使用される。
【数7】
【数8】
【数9】
【数10】
【0108】
ＧＭＰ及びラゲールアクチュエータの両方を同時に訓練
図９は、いくつかの実施形態による、ＧＭＰ及びラゲールアクチュエータの両方を同時に訓練するためのＲＦ通信システム９００の例示的なアーキテクチャを示す。いくつかの実施形態では、ＲＦ通信システムは、このアーキテクチャを使用してダウンサンプリングすることなく、ラゲールアクチュエータを訓練することができる。ＲＦ通信システムは、長時間にわたってラゲールアクチュエータからデータをキャプチャすることができる。キャプチャバッファは、前の図のバッファよりも長い期間にわたってより多くのデータをキャプチャする。例えば、ＲＦ通信システムは、数百メガヘルツのデータをキャプチャすることができ、これは、バッファを満たし、数十マイクロ秒のデータのウィンドウにわたって訓練することができる。次いで、ＲＦ通信システムは、ミリ秒のデータのウィンドウにわたって効果的に走査することで、ラゲールアクチュエータを繰り返し再訓練することができる。いくつかの実施形態では、サンプリング周波数は、１０～５００ＭＨｚの間であり得る。いくつかの実施形態では、ラゲールアクチュエータは、１００ナノ秒～１ミリ秒、１ミリ秒～１０ミリ秒などの時間ウィンドウにわたって訓練され得る。
図９は、いくつかの実施形態による、ＧＭＰ及びラゲールアクチュエータの両方を同時に訓練するためのＲＦ通信システム９００の例示的なアーキテクチャを示す。いくつかの実施形態では、ＲＦ通信システムは、このアーキテクチャを使用してダウンサンプリングすることなく、ラゲールアクチュエータを訓練することができる。ＲＦ通信システムは、長時間にわたってラゲールアクチュエータからデータをキャプチャすることができる。キャプチャバッファは、前の図のバッファよりも長い期間にわたってより多くのデータをキャプチャする。例えば、ＲＦ通信システムは、数百メガヘルツのデータをキャプチャすることができ、これは、バッファを満たし、数十マイクロ秒のデータのウィンドウにわたって訓練することができる。次いで、ＲＦ通信システムは、ミリ秒のデータのウィンドウにわたって効果的に走査することで、ラゲールアクチュエータを繰り返し再訓練することができる。いくつかの実施形態では、サンプリング周波数は、１０～５００ＭＨｚの間であり得る。いくつかの実施形態では、ラゲールアクチュエータは、１００ナノ秒～１ミリ秒、１ミリ秒～１０ミリ秒などの時間ウィンドウにわたって訓練され得る。
【0109】
非線形ラゲールフィルタ４１８の出力、ＣＦＲ機能４０４、及び電力増幅器４１２の出力が取得され、遅延整合ブロック９１０、９０２、及び時間整列ブロック９１２、９０６によって整列される。キャプチャバッファ９０４、９０８は、データをキャプチャする。ＣＦＲ機能４０４の出力と電力増幅器４１２の出力との差分は、加算器９０９を介して決定される。加算器９０９からの差分信号は、ＧＭＰ特徴生成器９１６、ラゲール特徴生成器９１４、及びＣＩＣ遅延整合ブロック９１８に送信される。ラゲール特徴生成器９１４はまた、時間整列ブロック９１２から初期条件を受信する。ＧＭＰ特徴生成器９１６及びラゲール特徴生成器９１４は、対応する多項式を生成し、その多項式を相関エンジン９２４に送信する。相関エンジン６１８は、ＧＭＰアクチュエータについての相互相関ベクトルｒｇε及び自己相関行列Ｒｇｍｐ、並びにラゲールアクチュエータについての相互相関ベクトルｒｌε及び自己相関行列Ｒｌａｇを決定することができる。ラゲール内部状態９２０は、図８に関連して上述した初期化関数であり、アクチュエータの内部状態が識別され、ラゲール適応の初期状態に変換される。
【0110】
２つの非線形フィルタネットワークを使用して、低歪み及び広帯域歪みを補正
図１０は、いくつかの実施形態による、狭帯域歪みを補正するためのＦＩＲフィルタを含む第１の非線形フィルタネットワークと、広帯域歪みを補正するためのＦＩＲフィルタを含む第２の非線形フィルタネットワークとを含むＲＦ通信システム１０００を示す。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、第１の非線形アクチュエータを含み得、第２の非線形フィルタは、第２の非線形アクチュエータ１０１４を含み得る。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、第２の非線形フィルタネットワーク１０１４と並列であり得る。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、ＧＭＰアクチュエータ、ラゲールアクチュエータなどを含むことができる。第２の非線形フィルタネットワーク１０１４は、ＧＭＰアクチュエータ、ラゲールアクチュエータなどを含むことができる。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２及び第２の非線形フィルタネットワーク１０１４の出力は、加算器１０１６によって加算することができ、結合された信号は、電力増幅器１００２に送信することができる。
図１０は、いくつかの実施形態による、狭帯域歪みを補正するためのＦＩＲフィルタを含む第１の非線形フィルタネットワークと、広帯域歪みを補正するためのＦＩＲフィルタを含む第２の非線形フィルタネットワークとを含むＲＦ通信システム１０００を示す。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、第１の非線形アクチュエータを含み得、第２の非線形フィルタは、第２の非線形アクチュエータ１０１４を含み得る。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、第２の非線形フィルタネットワーク１０１４と並列であり得る。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、ＧＭＰアクチュエータ、ラゲールアクチュエータなどを含むことができる。第２の非線形フィルタネットワーク１０１４は、ＧＭＰアクチュエータ、ラゲールアクチュエータなどを含むことができる。第１の非線形フィルタネットワーク１０１２及び第２の非線形フィルタネットワーク１０１４の出力は、加算器１０１６によって加算することができ、結合された信号は、電力増幅器１００２に送信することができる。
【0111】
いくつかの実施形態では、システム１０００は、第２の非線形フィルタネットワーク１０２０と並列である第１の非線形フィルタネットワーク１０１８も含むフィードバックアクチュエータ１００８を更に備え得る。フィードバックアクチュエータ１００８は、逆モデルに適合するために使用される電力増幅器１００２の入出力を受信することができる。電力増幅器１００２の出力は、別の第１の非線形フィルタネットワーク１０１８及び別の第２の第１の非線形フィルタネットワーク１０２０に供給され得る。別の第１の非線形フィルタネットワーク１０１８及び別の第２の非線形フィルタネットワーク１０２０の出力は、加算器１０２２によって加算される。次いで、電力増幅器１００２の入力は、加算器１０１０を介して加算器１０２２の出力によって減算される。加算器１０１０の出力は、最小二乗モジュール１００６を通して処理される。最小二乗モジュール１００６の出力は、他の第２の非線形フィルタネットワーク１０１８によって使用される。システム１０００は、最小二乗モジュール１００６以外の他のソルバを使用することができる。
【0112】
いくつかの実施形態では、第１の非線形フィルタネットワーク１０１２は、より長い時間的制約にわたってサンプルをキャプチャすることによって狭帯域歪みを補正するための特定のサンプルレートを有することができる。第２の非線形フィルタネットワーク１０１４は、より高い周波数ノイズを補正するためにより高いサンプリングレートを有する必要があり得る。
【0113】
ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの例示的な実施形態
図１１は、ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。システム１１００は、デジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）４０２（入力信号ｘを出力する）、クレストファクタ低減（ＣＦＲ）ブロック４０４、一般化メモリ多項式（ＧＭＰ）アクチュエータ４０６、第１の加算器４０８、絶対値ブロック４１４、ダウンサンプリングカスケードインテグレータコーム（ＣＩＣ）フィルタ４１６、非線形ラゲールフィルタ４１８（並列）、第２の加算器４２０、補間ＣＩＣフィルタ４２２、第３の加算器４２８、第１の遅延整合ブロック４２６、第２の遅延整合ブロック４３２、デジタルアナログコンバータ４１１、電力増幅器４１２、アナログデジタルコンバータ４１３、デシメータ７０４（Ｍによる）、第１のキャプチャバッファ７０６、時間整列ブロック７０８、差分ブロック７１０、デシメータ７１２（Ｎによる）、遅延整合ブロック７１４、第２のキャプチャバッファ７１６、遅延整合ブロック７２４、時間整列ブロック７２６、第３のキャプチャバッファ７２８、遅延整合ブロック７１８、時間整列ブロック７２０、第４のキャプチャバッファ７２２、ラゲール特徴ブロック７３０、部分更新モジュール７３２、及び相関エンジン７３４を含む。
図１１は、ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。システム１１００は、デジタルアップコンバータ（ＤＵＣ）４０２（入力信号ｘを出力する）、クレストファクタ低減（ＣＦＲ）ブロック４０４、一般化メモリ多項式（ＧＭＰ）アクチュエータ４０６、第１の加算器４０８、絶対値ブロック４１４、ダウンサンプリングカスケードインテグレータコーム（ＣＩＣ）フィルタ４１６、非線形ラゲールフィルタ４１８（並列）、第２の加算器４２０、補間ＣＩＣフィルタ４２２、第３の加算器４２８、第１の遅延整合ブロック４２６、第２の遅延整合ブロック４３２、デジタルアナログコンバータ４１１、電力増幅器４１２、アナログデジタルコンバータ４１３、デシメータ７０４（Ｍによる）、第１のキャプチャバッファ７０６、時間整列ブロック７０８、差分ブロック７１０、デシメータ７１２（Ｎによる）、遅延整合ブロック７１４、第２のキャプチャバッファ７１６、遅延整合ブロック７２４、時間整列ブロック７２６、第３のキャプチャバッファ７２８、遅延整合ブロック７１８、時間整列ブロック７２０、第４のキャプチャバッファ７２２、ラゲール特徴ブロック７３０、部分更新モジュール７３２、及び相関エンジン７３４を含む。
【0114】
例示される実施形態において、デジタルアップコンバータ４０２からのデジタル送信データ（入力信号ｘによって表される）は、ＣＦＲ機能４０４によって処理される。クレストファクタ低減後、デジタル送信データは、ＧＭＰアクチュエータ４０６によって処理され、その出力は、下流電力増幅器４１２の電荷トラップ効果を補償するためにラゲール処理によって調整される。
【0115】
図に示されるように、電力増幅器４１２の出力電力観測のデジタル表現は、（アナログデジタルコンバータ４１３を使用して）キャプチャされ、（ブロック７０４を使用して）Ｍによってダウンサンプリングされ、第１のキャプチャバッファ７０６を使用してキャプチャされる。更に、ＣＦＲブロック４０４の出力は、（ブロック７１２を使用して）Ｎによってダウンサンプリングされ、遅延は、（ブロック７１４を使用して）電力増幅器の観測と整合され、次いで、キャプチャバッファ７１６によってキャプチャされる。
【0116】
時間整列ブロック７０８は、第１のキャプチャバッファ７０６の出力と第２のキャプチャバッファ７１６の出力とを整列させる。そのような時間整列は、電力増幅器４１２の出力で（送信チェーンに沿った様々なブロックの遅延の後のＲＦ周波数で）キャプチャされたサンプルと、ＣＦＲ４０４の出力で（ベースバンド周波数で、かつ送信チェーンに沿ったより早い時点で）キャプチャされたサンプルとの間のタイミング差を補償するのに役立つことができる。
【0117】
いくつかの実施形態では、遅延整合ブロック７１４は、特定の精度ウィンドウ内で出力を整列させることができる。例えば、遅延整合ブロック７１４は、事前に構成された遅延とすることができる。時間整列ブロック７０６は、プロセス、電源、温度、及び／又は経年変化に基づいて変化するアナログ回路を通る遅延などの遅延の時間的変動を追跡することによって、信号を更に遅延させることができる。時間整列ブロック７０６は、動的であり得、時間変動の追跡に基づいて調整する。
【0118】
例示される実施形態において、ＣＦＲブロック４０４の出力及び電力増幅器４１２の出力は、ラゲールアクチュエータを訓練するために使用される。ＣＩＣデシメータ４１６の出力（より低いサンプリングレートに引き下げられた入力信号のエンベロープを含むことができる）はまた、ラゲールアクチュエータ訓練で使用することができる。この出力は、遅延整合ブロック７２４によって遅延され得、時間整列ブロック７２６は、遅延整合ブロック７２４の出力を時間整列して、時間整列ブロック７０８の時間整列セットと整合させることができる。時間整列された信号は、第３のキャプチャバッファ７２８に送信され、次いで、信号は、ラゲール特徴ブロック７３０に送信され、ラゲール特徴を生成する。キャプチャバッファは、約５、１０、５０、１００、５００サンプルのオーダーの長さであり得る。信号はＣＩＣデシメータ４１６の出力でダウンサンプリングされているため、キャプチャバッファでキャプチャされた信号は、充電及び／又は放電プロファイルを通してサンプルを取得するのに十分な時間でデータをキャプチャする。充電及び放電の時定数効果は、典型的なデジタル予歪よりも長い期間にわたる狭帯域歪みを含む。
【0119】
いくつかの実施形態では、ラゲール特徴７３０は、相互相関ベクトルｒｌε及び自動相関行列Ｒｌａｇを決定するためにＧＭＰ特徴を処理するために相関エンジン７３４、並びに最小二乗ソルバなどの部分更新モジュール７３２に送信される。ラゲール特徴７３０、相関エンジン７３４、及び／又は部分更新モジュール７３２は、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は組み合わせで実施することができる。
【0120】
いくつかの実施形態では、非線形ラゲールフィルタ４１８の初期条件（例えば、ｖ０）は、ラゲールアクチュエータを訓練するために使用される。初期条件は、誤ったアウトカム及び解をもたらす他の変数及び方程式に影響を及ぼす可能性のある方程式のシステムにおける過渡効果を防止することである。いくつかの実施形態では、初期状態又は条件は、予め決定され得る。このような手法は、カスケードラゲールフィルタの１つ又は２つの段を有するシステムで機能し得る。しかし、システムが３、４、５、又はそれ以上のカスケードラゲールフィルタを持つ場合、方程式のシステムは複雑になり、想定された初期条件で電荷トラップ補正はますます不正確になる。
【0121】
上述の欠陥を軽減又は回避するために、いくつかの実施形態は、ラゲールフィルタアクチュエータから実際の初期条件の読み出しを取ることを開示する。非線形ラゲールフィルタ４１８からの初期条件は、遅延整合ブロック７１８によって遅延され、時間整列ブロック７２０は、遅延整合ブロック７１８の出力を時間整列することができる。第４のキャプチャバッファ７２２は、初期条件のサンプルをキャプチャすることができ、初期条件をラゲール特徴ブロック７３０に送信して、ラゲール項の行列の生成に基づいてラゲール特徴を生成することができる。
【0122】
いくつかの実施形態では、ＣＦＲ機能４０４の出力と電力増幅器４１２の出力との間の差は、ラゲールアクチュエータを訓練するために使用される。ＣＦＲ機能４０４の出力は、デシメートされ、遅延整合７１４によって遅延され、キャプチャバッファ７１６に記憶され、一方、電力増幅器４１２の出力は、デシメートされ、キャプチャバッファ７０６に記憶される。キャプチャバッファ７０６、７１６の出力は、時間整列され７０８、差分ブロック７１０を介して差が相関エンジン７３４に送信され、相互相関ベクトルｒｌε及び自己相関行列Ｒｌａｇを決定する。
【0123】
デシメータ７１２は、ＣＦＲ機能４０４の出力をダウンサンプリングして、エンベロープのデシメートされたレート（例えば、ブロック４１６の出力）と整合させることができる。例えば、ダウンサンプラは、１００個のサンプルごとに１つの入力を取り得る。更に、デシメータ７０４は、電力増幅器４１２の出力をＭによってダウンサンプリングして、エンベロープのデシメートされたレート（例えば、ブロック４１６の出力）と整合させることができる。したがって、２つのキャプチャバッファ７０６及び７１６への入力は、整合したプサンプリングレートであり得る。
【0124】
キャプチャバッファは、はるかに長い期間にわたってデータを見ることができる。例えば、キャプチャバッファは１０，０００個のサンプルしかキャプチャできないが、ダウンサンプリングが１００の係数である場合、キャプチャバッファは１０，０００個のサンプルを１００回にわたって拡張することができる。したがって、キャプチャバッファだけで１マイクロ秒のデータしか見ることができない場合、ダウンサンプリングを伴うキャプチャバッファは１０ミリ秒超のデータを保存できるようになる。このようなダウンサンプリングは、システムが狭帯域のより遅い過渡効果をキャプチャすることを可能にする。
【0125】
図１１では、データキャプチャ及びラゲール適応の流れを破線で示している。
【0126】
図１２は、ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。システム１２００は、ＤＵＣ４０２、ＣＦＲブロック４０４、一般化メモリ多項式（ＧＭＰ）アクチュエータ４０６、第１の加算器４０８、絶対値ブロック４１４、ＣＩＣフィルタ４１６、非線形ラゲールフィルタ４１８（並列）、第２の加算器４２０、補間ＣＩＣフィルタ４２２、第３の加算器４２８、第１の遅延整合ブロック４２６、第２の遅延整合ブロック４３２、デジタルアナログコンバータ４１１、電力増幅器４１２、アナログデジタルコンバータ４１３、第１のキャプチャバッファ７０６、時間整列ブロック７０８、第１の整列後デシメータ７０７、第２の整列後デシメータ７０９、差分ブロック７１０、第２のキャプチャバッファ７１６、遅延整合ブロック７１８、時間整列ブロック７２０、第３のキャプチャバッファ７２２、ラゲール特徴ブロック７３０、部分更新モジュール７３２、及び相関エンジン７３４を含む。
【0127】
図１１のシステム１１００と比較して、図１２のシステム１２００は、データキャプチャバッファ７０６及び７１６によるデータキャプチャの前のダウンサンプラ７０４（Ｍによる）及びダウンサンプラ７１２（Ｎによる）を省略している。
【0128】
したがって、ラゲールアクチュエータは、無線周波数送信信号（デジタルアナログコンバータ４１１の出力）に変換する前に、デジタル送信データから取得された第１の観測値セットと、無線周波数送信信号を増幅する電力増幅器４１２の出力から取得された第２の観測値セットとを整列させる時間に基づいて訓練される。更に、第１の観測値セット及び第２の観測値セットは、デシメーションなしで取得される。むしろ、タイミング整列後にデシメーションが提供される。このようにしてＤＰＤシステムを実施することによって、信号データはデシメーションによって失われず、観測値セット間のより正確なタイミング整列が達成される。
【0129】
ハードウェア及びソフトウェアの一例の分割が示され、ハードウェアで実施された特徴が実線で、ソフトウェアで実施された（マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイなどのプロセッサ上で実行されている）特徴が破線で示されている。しかしながら、他の分割も可能である。
【0130】
図１３は、ラゲールアクチュエータを訓練するためのデータキャプチャの別の実施形態を示す。
【0131】
図１３のシステム１３００は、ＣＩＣデシメータ４１６の出力の推定を提供し、それにより、第３のキャプチャバッファ７２２を排除する。したがって、ＣＩＣ遅延整合ブロック１３０２、絶対値ブロック１３０４、及びＣＩＣデシメータ１３０６は、信号エンベロープのＣＩＣデシメーションの近似として機能する。
【0132】
図１４は、信号遷移を扱うようにラゲールアクチュエータを訓練するのを助けるために、送信フレームを個別のキャプチャに分割する一例を示すグラフを示す。
【0133】
フルフレーム（例えば、１４０シンボル）を個別のキャプチャ（例えば、３フレームごと又は他の好適な数のフレームごとに１回）に分割することによって、信号の遷移が検出され、データキャプチャの前にデシメーションが提供されない場合でも、ラゲール訓練で考慮される。対照的に、デシメータを使用する場合、単一のキャプチャは、複数のシンボルをカバーすることができ、したがって、そのような信号遷移を考慮することができる。
【0134】
電力増幅器ランプアップを補償する例示的な実施形態
電力増幅器は、電力増幅器が整定された後の定常状態動作と比較して、電力が供給された直後（例えば、有効になった直後）に異なる性能特性を示す場合がある。このような電力増幅器の効果は、電力増幅器の自己発熱などの様々な要因から生じる可能性がある。例えば、冷却時の電力増幅器の初期動作は、定常状態動作温度に達した後の電力増幅器の動作と比較して変化する場合がある。
電力増幅器は、電力増幅器が整定された後の定常状態動作と比較して、電力が供給された直後（例えば、有効になった直後）に異なる性能特性を示す場合がある。このような電力増幅器の効果は、電力増幅器の自己発熱などの様々な要因から生じる可能性がある。例えば、冷却時の電力増幅器の初期動作は、定常状態動作温度に達した後の電力増幅器の動作と比較して変化する場合がある。
【0135】
特定の用途では、電力増幅器は長期間にわたってオンにされ、その後長期間にわたってオフにされる。例えば、時分割二重化（ＴＤＤ）を使用する基地局又はモバイルデバイスの場合、電力増幅器を送信タイムスロットにわたってオンにし、受信タイムスロットにわたってオフにすることができる。
【0136】
本明細書のＤＰＤシステムは、定常状態に対する電源投入後の電力増幅器の性能の過渡的な変化を補償するために実施することができる。例えば、本明細書の実施形態のうちのいずれかは、ＤＰＤについての係数の複数のセット（電荷トラップＤＰＤのために使用される係数を含む）を記憶するために使用され得る。更に、ＤＰＤシステムは、電力増幅器の電源投入直後に（例えば、電力増幅器の電源投入後の期間Ｔにわたって）係数の１つのセットと、定常状態（例えば、期間Ｔの後）に係数の第２のセットとを使用するように構成することができる。
【0137】
ＤＰＤのために２つ（又はそれ以上）の係数セットを使用することによって、電力増幅器は、初期動作若しくは起動動作、及び定常状態動作の両方を含んでより効果的に線形化され得る。
【0138】
本明細書の実施形態のいずれも、電力増幅器がオン／有効にされている時間に応じて、選択的に使用される（及び訓練される）ＤＰＤ係数の複数のセットで実施することができる。
【0139】
結論
上記において、実施形態のうちの任意の１つの任意の特徴は、実施形態の任意の他の１つの任意の他の特徴と組み合わせるか、又は置き換えることができることが認識されるであろう。
上記において、実施形態のうちの任意の１つの任意の特徴は、実施形態の任意の他の１つの任意の他の特徴と組み合わせるか、又は置き換えることができることが認識されるであろう。
【0140】
本開示の態様は、様々な電子デバイスで実施されることができる。電子デバイスの例としては、限定されないが、消費者向け電子製品、消費者向け電子製品の一部、電子テスト機器、基地局などのセルラ通信インフラストラクチャが挙げられる。電子デバイスの例としては、限定されないが、スマートフォンなどの携帯電話、スマートウォッチ又はイヤーピースなどのウェアラブルコンピューティングデバイス、電話、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、電子レンジ、冷蔵庫、自動車用電子システムなどの車両用電子システム、ステレオシステム、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ＭＰ３プレーヤーなどのデジタル音楽プレーヤー、ラジオ、カムコーダー、デジタルカメラなどのカメラ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、周辺デバイス、時計などが挙げられる。更に、電子デバイスは、未完成の製品を含み得る。
【0141】
文脈上明らかに他の解釈が必要とされない限り、説明及び特許請求の範囲の全体を通して、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、及び同類の単語は、排他的な意味又は網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味、すなわち「～を含むが、それに限定されない」という意味に解釈されるべきである。「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という単語は、本明細書で概して使用される場合、直接接続することができる、又は１つ以上の中間要素を経由して接続することができる、２つ以上の要素に言及している。同様に、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」という単語は、本明細書で概して使用される場合、直接接続することができる、又は１つ以上の中間要素を経由して接続することができる、２つ以上の要素に言及している。更に、「ここで」、「上記で」、「下記で」という単語、及び類似の趣旨の単語は、本明細書で使用されるとき、本明細書の任意の特定部分ではなく、本明細書全体を指すものとする。文脈が許す場合、単数又は複数を使用する上記の発明を実施するための形態における単語はまた、それぞれ、単数又は複数も含み得る。２つ以上の項目のリストに関する「又は（ｏｒ）」という単語は、以下の単語の解釈の全てを包含する：リスト中の項目のうちのいずれか、リスト中の項目の全て、及びリスト中の項目の任意の組み合わせ。
【0142】
更に、とりわけ、「できる（ｃａｎ）」、「かもしれない（ｃｏｕｌｄ）」、「してもよい（ｍｉｇｈｔ）」、「得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ．，）」、「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」、及び同類のものなどの、本明細書で使用される条件付きの表現は、別途具体的に提示されない限り、又は使用されるときに文脈内で別様に理解されない限り、概して、特定の実施形態が特定の特徴、要素、及び／若しくは状態を含み、一方で、他の実施形態がそれらを含まないことを伝えることを意図する。したがって、そのような条件付き表現は、概して、特徴、要素、及び／若しくは状態が、いかなる形であれ、１つ以上の実施形態に必要とされること、又はこれらの特徴、要素、及び／若しくは状態が、任意の特定の実施形態に含まれるのか、そこで行われるのかを示唆することを意図しない。
【0143】
特定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、単なる例として提示されており、本開示の範囲を限定するようには意図されない。実際に、本明細書で説明される新規の方法及びシステムは、多様な他の形態で具現化することができ、更に、本開示の趣旨から逸脱することなく、本明細書で説明される方法及びシステムの形態において、様々な省略、置換、及び変更を行うことができる。例えば、ブロックは、所与の配置で提示されているが、代替の実施形態は、異なる構成要素及び／又は回路トポロジを有する同程度の機能を行うことができ、いくつかのブロックを削除、移動、追加、細分化、組み合わせる、及び／又は修正することができる。これらのブロックの各々は、多様な異なる方式で実施することができる。上で説明した様々な実施形態の要素及び行為の任意の好適な組み合わせは、組み合わせて更なる実施形態を提供することができる。上で説明した様々な特徴及びプロセスは、互いに独立して実施することができ、又は様々な方法で組み合わせることができる。本開示の特徴の全ての可能な組み合わせ及び副次的な組み合わせは、本開示の範囲に含まれることを意図する。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】