变化操作条件下的数字预失真

相关申请的交叉引用

本申请要求都于2018年5月25日提交的题为“Parameterized Universal DPDCompensators”的美国临时申请第US 62/676,617号、题为“Digital PredistortionSystem with Adaptability to Fast Abrupt Changes of EnvironmentalCharacteristics”的美国临时申请第US 62/676,677号和题为“Digital PredistortionSystem Implementation Using Data Samples Selected According to VarietyMetrics”的美国临时申请第US 62/676,682号的权益，其全部内容通过引用其整体并入本文。

背景技术

本公开内容涉及数字预失真的方法，并且更具体地涉及可单独或组合地应用于在快速变化操作条件下的数字预失真的一个或多个技术。

功率放大器，特别是用于发送射频通信的功率放大器，一般具有非线性特性。例如，当功率放大器的输出功率接近其最大额定输出时，输出的非线性失真发生。补偿功率放大器的非线性特性的一种方法是在将输入信号提供给功率放大器之前(例如，通过向输入信号添加“逆失真”来)使输入信号“预失真”以消除功率放大器的非线性。功率放大器的最终输出是具有减小的非线性失真的、对输入信号的线性放大。数字预失真装置(包括例如功率放大器)相对便宜和功率有效。这些属性使数字预失真功率放大器对于电信系统中的使用具有吸引力，在该电信系统中要求放大器便宜、有效和准确地再现在其输入处呈现的信号。然而，与传统的数字预失真(DPD)自适应过程相关联的计算工作量是大量的，由于计算工作量可能对能够导出DPD系数的数量和速度施加限制，因此这不利地影响预失真精度和鲁棒性。

对于涉及双向无线通信(例如，在基站(BS)和用户设备(UE)之间)的DPD自适应实现存在若干挑战。例如，UE通常按需并且仅以足够的输出功率来发送(上传数据)以节省电池功率。例如，通过改变功率放大器的基带输入电平、RF增益和电源电压来实现输出功率水平的调整。此外，可以控制UE发送器(例如，在BS的命令下)以利用变化频率范围(例如，信道)进行发送。更进一步地，操作模式和参数(诸如，功率水平、电源电压水平、PA的输出负载(例如VSWR))可以在UE装置中迅速改变。操作条件的这样的变化的组合可以改变发送链的特性，并且更具体地改变由DPD正在补偿的发送链的非线性性质。

因此，需要一种DPD方法，该DPD方法可以在大量的操作条件范围内提供高性能的DPD(例如，通过线性、错误率、谱掩模违规等测量)，并且能够适配操作条件的这样的迅速改变。

发明内容

公开了允许无线装置(一般是UE，而且还有基站)响应于其操作条件/点的改变(包括环境条件的改变)而对其数字预失真功能执行快速自适应(μs等级)的自适应数字预失真实现。由于以下原因可能导致无线装置的操作条件的改变，例如：1)分量载波内的子载波频繁地(例如，每个时隙，其中这样的时隙具有数十μs的持续时间)改变并且其谱内容可以在谱中迅速跳跃；2)UE发送器需要通过增加或减小DC供应电压来调整平均输出功率；3)诸如温度和VSWR的其他环境参数的改变(这样的改变也可能频繁地发生)；和/或4)由于5G毫米波谱带与任何现有的低于6GHz的带相比宽得多并且其谱所有权在许多运营商(运营商在该谱范围内操作不同的带，并且可能使用不同的技术)之间分割的事实而导致的改变。关于后一个因素，注意到的是，对于新的毫米波谱带，UE装置的频率覆盖范围容易超过1GHz，并且当UE从一个小区移动到另一个小区时，或甚至当它在特定小区内分配了不同的蜂窝资源(通过特定运营商)时，UE操作点可能频繁地和突然地改变，因此要求其数字预失真功能根据操作点的改变而改变。

为了解决上面讨论的各种问题，提出了促进快速、可靠和鲁棒的数字预失真自适应技术的若干方案和方法。在一个示例方法中，提供了被配置用于对谱本地化、平均功率、VDD、温度、VSWR等的快速/突然改变的适应性的数字预失真实现。这样的对无线装置的操作点的快速/突然改变的适应性可以例如通过DPD系统实现来实现，该DPD系统实现被配置为基于与无线装置和/或预失真器系统相关联的操作条件从第一DPD基函数集导出基函数的适配扩展集。

在另一示例方法中，实现了具有通用数字预失真系统的无线通信装置，该无线通信装置被配置为从宽带RF谱范围内的多个窄RF带收集训练样本，并优化可在宽带RF谱范围内操作的通用数字预失真器。

在有助于数字预失真功能的快速和鲁棒的自适应的另一示例方法中，数字预失真(DPD)系统使用根据多样化度量选择的数据样本来实现数字预失真自适应。系统可以被配置为收集分布在信道上的数据(例如，用于存储在多样化矩阵中)，选择比该数据的至少一些其他子集更均匀地分布的数据的子集，并基于选择的数据子集计算数字预失真参数以对用于控制数字预失真操作的基函数加权。

因此，在一些变型中，提供了一种用于数字预失真的方法，该方法包括收集包括发送链的无线装置所用的数据，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器。数据包括数据记录，其中各数据记录包括用于发送链的输入信号数据和对应的输出信号数据的数据记录并且还与操作条件值集相关联。各数据记录还与表示相应数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的多样化测度相关联。方法还包括根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择所述数据记录中的至少一些数据记录，基于所述数据记录中的所选择的至少一些数据记录来计算用于控制无线装置的数字预失真器的数字预失真参数，以及将配置有计算出的数字预失真参数的数字预失真器应用于后续的输入信号。

方法的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括以下特征中的一个或多个。

针对各数据记录的操作条件集可以包括以下中的一个或多个，例如，与由无线装置用来处理相应数据记录的对应的信道相关联的信道信息、对应的温度、对应的平均功率、与发送链的至少一个功率放大器相关联的对应的电源电压(V

收集无线装置所用的数据可以包括在一个或多个谱信道中收集数据，其中一个或多个谱信道位于宽带谱范围内，并且其中一个或多个谱信道中的各谱信道具有比谱范围的范围带宽小的相应的带宽。

数据记录中的各数据记录可以包括由无线装置在特定的操作条件集下获得的一个或多个样本。

数据记录中的各数据记录可以被维持在记录矩阵数据结构的单独的列中。

根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择所述数据记录中的至少一些数据记录可以包括：选择与指示高可区分性的相应多样化测度相关联的数据记录，以增加用于计算数字预失真参数的数据记录的多样性。

方法还可以包括针对各数据记录，基于距离度量来计算所述多样化测度，其中，所述距离度量表示特定数据记录的数据元素到收集到的数据记录中的至少一些数据记录的相应数据元素之间的距离。

方法还可以包括将各数据记录的计算出的多样化测度维持在与用于存储收集到的数据记录的数据结构分离的距离向量数据结构中。

方法还可以包括：收集附加数据记录；响应于确定为相对于在记录数据结构处可用的先前存储的数据记录，针对收集到的附加数据记录中的特定附加数据记录计算出的多样化测度比先前存储的数据记录中的数据记录更可区分，将收集到的附加数据记录中的所述特定附加数据记录存储在记录数据结构中；以及以定期的或不定期的间隔基于记录数据结构中可用的存储的数据样本，来重新计算数字预失真参数，存储的数据样本包括收集到的附加数据记录中的存储的所述特定附加数据记录。

存储收集到的附加数据记录中的特定附加数据记录可以包括：在记录数据结构中用收集到的附加数据记录中的所述特定附加数据记录来替换先前存储的数据记录中的数据记录。

方法还可以包括计算收集到的附加数据记录中的特定附加数据记录的对应的多样化测度，包括针对包括收集到的附加数据记录中的特定附加数据记录和先前存储的数据记录中的至少一个数据记录的每对记录确定数据记录的对应的元素之间的差的最大绝对值。

应用配置有数字预失真参数的数字预失真器可以包括：对数字预失真器的基函数加权，其中基函数包括应用于数据记录中提供的输入样本的值的复数项，以及其中，基函数中的至少一些基函数还包括应用于与数据记录相关联的操作条件集的值的实数项。

方法还可以包括从第一基函数集导出数字预失真器的基函数，数字预失真器的基函数是包括(d+1)组基函数的基函数扩展集，其中d表示操作条件的参数的数量，其中基函数扩展集的第一组包括没有任何修改的第一基函数集，并且其中基函数扩展集的其余d组中的各组被确定为第一基函数集与操作条件的参数之一的乘积。

在一些变型中，提供了一种用于执行数字预失真的线性化系统，线性化系统包括：发送链，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器；以及数字预失真器，该数字预失真器包括自适应部分和补偿器。数字预失真器被配置为收集包括数据记录的数据，其中各数据记录包括用于发送链的输入信号数据和对应的输出信号数据并且还与操作条件值集相关联，其中各数据记录与表示相应数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的多样化测度相关联。数字预失真器还被配置为根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择数据记录中的至少一些数据记录，基于所选择的至少一些数据记录来计算用于控制数字预失真器的数字预失真参数，和根据计算出的数字预失真参数对后续的输入信号进行数字预失真。

线性化系统的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括任何以上方法特征以及以下特征中的一个或多个。

被配置为根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择数据记录中的至少一些数据记录的数字预失真器可以被配置为选择与指示高可区分性的相应多样化测度相关联的数据记录，以便增加用于计算数字预失真参数的数据记录的多样性。

数字预失真器还可以被配置为针对各数据记录，基于距离度量来计算所述多样化测度，其中，所述距离度量表示特定数据记录的数据元素到收集到的数据记录中的至少一些数据记录的相应数据元素之间的距离。

数字预失真器还可以被配置为：收集附加数据记录；响应于确定为相对于在记录数据结构处可用的先前存储的数据记录，针对收集到的附加数据记录中的特定附加数据记录计算出的多样化测度比先前存储的数据记录中的数据记录更可区分，将收集到的附加数据记录中的特定附加数据记录存储在记录数据结构中；和以定期的或不定期的间隔基于记录数据结构中可用的存储的数据样本，来重新计算数字预失真参数，所存储的数据样本包括收集到的所述附加数据记录中的存储的所述特定附加数据记录。

被配置为对后续的输入信号进行数字预失真的数字预失真器还可以被配置为：从第一基函数集导出数字预失真器的基函数扩展集，基函数扩展集包括(d+1)组基函数，其中d表示操作条件的参数的数量，其中基函数扩展集的第一组包括没有任何修改的第一基函数集，并且其中根据操作条件的参数中的至少一个参数的函数来将基函数扩展集的其余d组中的各组确定为第一基函数集的变换。所述数字预失真器还可以被配置为利用计算出的数字预失真参数来对所述基函数扩展集加权。

在一些变型中，提供了另一种用于对提供给射频(RF)发送路径的信号进行数字预失真的方法，该RF发送路径被配置为在谱范围内的多个子带中发送无线电信号。方法包括：将数字预失真器配置用于对包括谱范围内的任意谱内容的信号进行预失真，该配置包括：获取表示RF发送路径用于在不同子带中发送无线电信号的操作的一个或多个数据样本，各数据样本包括提供给RF发送路径用于发送的数字输入信号和表示对响应于所提供的数字信号的无线电发送的感测的数字感测信号，各数字输入信号表示集中在谱范围内的相应的单个对应的子带中的谱内容；和根据获取的一个或多个数据样本更新数字预失真器的参数，以减轻RF发送路径的非线性特性。方法还包括：接收用于通过RF发送路径进行发送的另外的输入信号，另外的输入信号表示谱范围内的特定子带中的谱内容；和使用所配置的预失真器来处理另外的输入信号以产生用于提供给RF发送路径的预失真信号。

附加方法的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括第一方法和第一线性化系统的任何以上特征以及以下特征中的一个或多个。

谱范围W可以包括具有近似相等大小的带宽的n个RF带。

获取一个或多个数据样本可以包括：可控制地调整包括RF发送路径的无线装置以在谱范围内的一个或多个不同子带中操作，以及在一个或多个不同子带中的各子带处测量至少一个样本集。

获取一个或多个数据样本可以包括：在运行时间期间，在对数字预失真器的参数进行初始计算之后，在谱范围内的附加子带处测量附加样本集，和还基于至少一些附加样本集来重新更新数字预失真器的参数。

数字预失真器可以在用户设备(UE)中实现，并且多个子带可以是用于发送的被连续地分配的带。

数字预失真器的更新的参数可以被配置为对用于对另外的输入信号进行预失真的基函数加权，其中基函数包括依赖于与数字失真器的复数输入样本相对应的τ维复数向量q的复数项、以及依赖于表示与RF发送路径的操作相关联的操作条件的值的d维实数向量p的实数项，其中d表示与RF发送路径的操作相关联的操作条件的参数的数量。

用于对输入信号进行数字预失真的基函数的总数量可以与第一基函数集中的项的数量b和d+1的乘积成比例，使得基函数的总数量与b·(d+1)成比例。

获取表示不同子带中的RF发送路径的操作的一个或多个数据样本还可以包括：针对一个或多个数据样本收集对应的操作条件参数，其中对应的操作条件参数包括以下中的一个或多个：例如，RF发送路径的对应的温度、对应的平均功率、与RF发送路径的至少一个功率放大器相关联的对应的电源电压(V

使用所配置的预失真器来处理另外的输入信号可以包括根据以下对另外的输入信号进行预失真：

更新数字预失真器的参数可以包括根据至少部分地基于所获取的在不同子带中测量的一个或多个数据样本的优化过程来导出数字预失真参数x

根据优化过程导出数字预失真器的参数x

其中ρ>0是正则化因子，v[t]是在时间t处数字预失真器的输出，以及y[t]是耦合到RF发送路径的输出的观测接收器的输出。

自适应地调整数字预失真参数x

其中，

根据以下导出数字预失真参数x

自适应地调整数字预失真参数x

获取表示RF发送路径用于在不同子带中发送无线电信号的操作的一个或多个数据样本可以包括：根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来从多个数据样本选择一个或多个数据样本，其中多个记录被布置在多样化数据库结构中，在该多样化数据库结构中各记录对应于一个或多个数据样本中的一个数据样本。

在一些变型中，提供了一种用于对提供给射频(RF)发送路径的信号执行数字预失真的附加的线性化系统，该射频(RF)发送路径被配置为在谱范围内的多个子带中发送无线电信号。系统包括：RF发送路径，该RF发送路径包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器；和数字预失真器，该数字预失真器包括自适应部分和补偿器。数字预失真器被配置为将补偿器配置为对包括谱范围内的任意谱内容的信号进行预失真，包括：获取表示RF发送路径用于在不同子带中发送无线电信号的操作的一个或多个数据样本，各数据样本包括提供给RF发送路径用于发送的数字输入信号和表示对响应于所提供的数字信号的无线电发送的感测的数字感测信号，各数字输入信号表示集中在谱范围内的相应的单个对应子带中的谱内容。配置补偿器还包括根据获取的一个或多个数据样本更新数字预失真器的参数，以减轻RF发送路径的非线性特性。数字预失真器附加地被配置为：接收用于通过RF发送路径进行发送的另外的输入信号，另外的输入信号表示谱范围内的特定子带中的谱内容；和使用所配置的补偿器来处理另外的输入信号以产生用于提供给RF发送路径的预失真信号。

附加的线性化系统的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括用于各种方法和用于第一线性化系统的任何以上特征。

被配置为获取一个或多个数据样本的数字预失真器还可以被配置为：可控制地调整包括RF发送路径的无线装置以在谱范围内的一个或多个不同子带中操作，和在一个或多个不同子带中的各子带处测量至少一个样本集。

被配置为获取一个或多个数据样本的数字预失真器还可以被配置为：在运行时间期间，在对数字预失真器的参数进行初始计算之后，在谱范围内的附加子带处测量附加样本集，和还基于所述附加样本集中的至少一些附加样本集来重新更新数字预失真器的参数。

被配置为使用补偿器的数字预失真器还可以被配置为：从第一基函数集导出数字预失真器的基函数扩展集，基函数扩展集包括(d+1)组基函数，其中d表示操作条件的参数的数量，其中基函数扩展集的第一组包括没有任何修改的第一基函数集，并且其中根据操作条件的参数中的至少一个参数的函数将基函数扩展集的其余d组中的各组确定为第一基函数集的变换。数字预失真器还可以被配置为用更新的数字预失真参数来对基函数扩展集加权，以处理另外的输入信号。

被配置为获取表示RF发送路径用于在不同子带中发送无线电信号的操作的一个或多个数据样本的数字预失真器还可以被配置为根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来从多个数据样本选择一个或多个数据样本，其中多个记录被布置在多样化数据库结构中，在该多样化数据库结构中各记录对应于一个或多个数据样本中的一个数据样本。

在一些变型中，提供了一种用于数字预失真的另外的方法，该另外的方法包括：获得第一数字预失真(DPD)基函数集以用于控制无线装置的数字预失真器的操作，所述无线装置对接收到的至少一个输入信号进行操作，该至少一个输入信号指向功率放大系统，该功率放大系统包括具有产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器的发送链；以及确定从第一DPD基函数集导出的DPD基函数的适配集，所述DPD基函数的适配集依赖于与无线装置的操作相关联的操作条件，以用于控制数字预失真器的操作。方法还包括利用DPD系数来配置数字预失真器，其中，所述DPD系数是至少部分地基于发送链响应于至少一个输入信号的观测样本、针对所述DPD基函数的适配集而确定的。

另外的方法的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括第一方法和第二方法及第一线性化系统和第二线性化系统的任何以上特征以及以下特征中的一个或多个。

基函数包括依赖于与数字失真器的复数输入样本相对应的τ维复数向量q的复数项、以及依赖于表示与无线装置对接收到的至少一个输入信号的操作相关联的操作条件的值的d维实数向量p的实数项，其中d表示与无线装置的操作相关联的操作条件的参数的数量。

用于对至少一个输入信号进行数字预失真的基函数的总数量可以与第一基函数集中的项的数量b和d+1的乘积成比例，使得基函数的总数量与b·(d+1)成比例。

基函数可以包括(d+1)组基函数，其中基函数的第一组包括没有任何修改的第一基函数集，并且其中基函数的其余d组中的各组被确定为第一基函数集和与无线装置相关联的操作条件中的一个操作条件的乘积。

利用DPD系数配置预失真器可以包括根据产生DPD系数x

根据优化过程计算DPD系数x

其中，

自适应地调整DPD系数x

其中，

根据以下导出DPD系数x

自适应地调整DPD系数x

方法还可以包括收集数据记录，该数据记录表示至少一个输入信号的样本和发送链响应于至少一个输入信号的样本的相应的一个或多个观测样本。

收集数据记录可以包括在一个或多个谱信道中收集数据记录，一个或多个谱信道位于宽带谱范围内，其中一个或多个谱信道中的各谱信道具有比谱范围的范围带宽小的相应的带宽。

在一些变型中，提供了一种用于执行数字预失真的另外的线性化系统，另外的线性化系统包括：发送链，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器；和数字预失真器，该数字预失真器包括自适应部分和补偿器。数字预失真器被配置为获得第一数字预失真(DPD)基函数集以用于控制无线装置的数字预失真器的操作，所述无线装置对接收到的至少一个输入信号进行操作；和确定从第一DPD基函数集导出的DPD基函数的适配集，所述DPD基函数的适配集依赖于与无线装置的操作相关联的操作条件，以用于控制数字预失真器的操作。数字预失真器还被配置为利用DPD系数来配置补偿器，其中，所述DPD系数是至少部分地基于发送链响应于所述至少一个输入信号的观测样本、针对DPD基函数的适配集而确定的。

另外的线性化系统的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括用于各种方法和用于各种线性化系统的任何以上特征以及以下特征中的一个或多个。

基函数可以包括(d+1)组基函数，其中基函数的第一组包括没有任何修改的第一基函数集，并且其中基函数的其余d组中的各组根据所述操作条件的参数中的至少一个参数的函数而被确定为所述第一基函数集的变换。

基函数的其余d组中的各组可以被确定为第一基函数集与关联于无线装置的操作条件中的一个操作条件的乘积。

被配置为利用DPD系数配置补偿器的数字预失真器还可以被配置为根据产生DPD系数x

数字预失真器还可以被配置为在一个或多个谱信道中收集数据记录，该数据记录表示至少一个输入信号的样本和发送链响应于至少一个输入信号的样本的相应的一个或多个观测样本，一个或多个谱信道位于宽带谱范围内，其中一个或多个谱信道中的各谱信道具有比谱范围的范围带宽小的相应的带宽。

在一些变型中，提供了用于数字预失真的又一种方法，该又一种方法包括：收集用于包括发送链的无线装置的数据，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器。数据包括数据记录，其中各数据记录包括用于发送链的输入信号数据和对应的输出信号数据并且还与操作条件集相关联，其中各数据记录与表示相应数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的多样化测度相关联，并且其中收集数据包括在一个或多个谱信道中收集数据，一个或多个谱信道位于宽带谱范围内，其中一个或多个谱信道中的各谱信道具有比谱范围的范围带宽小的相应的带宽。方法还包括：根据基于每个数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择数据记录中的至少一些数据记录；和基于数据记录中的所选择的至少一些数据记录来计算用于控制无线装置的数字预失真器的数字预失真参数，其中计算数字预失真参数包括：获得第一数字预失真(DPD)基函数集，以用于控制数字预失真器的操作；确定从第一DPD基函数集导出的DPD基函数的适配集，所述DPD基函数的适配集依赖于与数据记录中的选择的至少一些数据记录相对应的操作条件值；利用数字预失真参数来配置数字预失真器，所述数字预失真参数是至少部分地基于数据记录中的所选择的至少一些数据记录，针对DPD基函数的适配集而确定的。方法还包括利用计算出的数字预失真参数而配置的数字预失真器应用于后续的输入信号。

又一种方法的实施例可以包括本公开内容中描述的特征中的至少一些，包括用于各种方法和用于各种线性化系统的任何以上特征。

在一些变型中，提供了被配置为执行以上提供的一个或多个方法的步骤的系统。

在一些变型中，提供了一种在非暂时性机器可读介质上编码的设计结构，其中该设计结构包括元素，所述元素在计算机辅助设计系统中处理时生成如本文所描述的系统、数字预失真器、发送链和/或其任何相应模块中的一个或多个的机器可执行表示。

在一些变型中，提供了集成电路定义数据集，所述集成电路定义数据集在集成电路制造系统中处理时配置该集成电路制造系统以制造如本文所描述的系统、数字预失真器、发送链和/或其任何相应模块中的一个或多个。

在一些变型中，提供了一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质被编程有在处理器上可执行的计算机指令集，所述计算机指令集在执行时导致包括以上所描述的各种方法的步骤的操作。

根据以下描述和权利要求，本发明的其他特征和优点是明了的。

附图说明

现在将关于以下附图详细描述这些和其他方面。

图1是被配置为实现如本文所描述的各种DPD自适应方法的线性化系统的框图。

图2是说明了对来自宽带谱范围的窄子带的样本的收集的图。

图3包括比较使用两种不同方法(即宽带样本收集方法和窄子带样本收集方法)实现的DPD补偿系统的性能结果的图。

图4是用于射频(RF)发送路径的数字预失真的示例过程的流程图，该RF发送路径被配置为在谱范围内的多个子带中发送无线电信号。

图5是使用自适应基函数的数字预失真的示例过程的流程图。

图6A包括说明了在不确保良好的多样化样本的情况下执行的优化过程的模拟结果的图。

图6B包括示出当优化过程使用经受基于多样化的分布(随机化)方法以促进样本多样性的样本时的模拟结果的图。

图7是使用根据基于多样化的方法的DPD自适应过程实现的数字预失真的示例过程的流程图。

各个附图中相似的附图标记指示相似的元素。

具体实施方式

非常一般地，以下包括可以个别地使用或优选地组合使用以提供数字预失真器的许多技术的描述，该数字预失真器可以在宽范围的操作条件下提供高性能，并且能够对在这样的操作条件之间的迅速改变做出反应。

这些技术特别适用于诸如蜂窝电话的射频(RF)用户设备(UE)，该用户设备(例如，通过基站(BS))控制以利用例如在谱位置(例如，发送信道或子载波)、功率水平或输出负载的迅速变化。然而，应理解，技术不限于在用户设备上的实现，并且技术也可以在基站上使用。此外，尽管在用于空中RF应用的预失真的上下文中进行了描述，但是技术可以应用于其他领域，包括同轴电缆通信(例如，用于DOCSIS标准调制解调器中的使用)、音频通信(例如，用于线性化音频、超声、超低频)和光通信(例如，以减轻光通信路径的非线性特性)。

这些技术中的第一技术部分地由发送谱的变化的谱位置来激发。在此技术中，一般地，预失真器被配置为处理跨越更宽的可用带宽内的相对窄的子带的输入信号，并且它在很大程度上或完全地不知道在任何给定时间处发送器用于操作的具体子带的位置和/或宽度，从这个意义上说，预失真器是“通用的”。应认识到，针对此技术的一个挑战是可用于更新预失真器参数的反馈在任何一个时间处仅在整个可用带宽的一小部分上感测特性，从这个意义上说，可用于适配预失真器的数据是稀疏的。

这些技术中的第二技术通过引入表示操作条件的某些方面的参数和将对那些参数的依赖性并入预失真器的模型结构中来明确地说明那些方面的改变。使用此方法，这些方面中的一方面的改变涉及改变预失真器模型的对应的参数的值，而不必等待较慢的自适应过程以对操作条件的该方面的改变做出反应。作为一示例，可以对针对发送功率的依赖进行参数化，并且预失真器可以实际上立即对功率改变做出反应。在另一示例中，还可以基于操作条件的改变来适配用于对输入信号进行预失真的基函数，该基函数一般是期望输入的函数。

在第二技术的示例实现中，提供了一种用于数字预失真的方法，该方法包括获得第一数字预失真(DPD)基函数集，以用于控制无线装置的数字预失真器的操作，所述无线装置对至少一个输入信号进行操作，该至少一个输入信号指向功率放大系统，该功率放大系统包括具有产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器的发送链。方法附加地包括：确定从第一DPD基函数集导出的DPD基函数的适配集，所述DPD基函数的适配集依赖于与无线装置的操作相关联的操作条件(例如包括环境参数)，以用于控制数字预失真器的操作；和利用DPD系数来配置数字预失真器，所述DPD系数是至少部分地基于发送链响应于至少一个输入信号的观测样本、针对DPD基函数的适配集而确定的。

这些技术中的第三技术解决了以下可能性：在操作期间，操作条件的范围没有以代表性的方式被使用，或遵循可能导致预失真器的自适应降低其对新操作条件的能力的时间模式，该种自适应在其对预失真器的配置的影响方面可能不能被充分表示。非常一般地，技术使用操作数据的采样，基于该操作数据的采样对配置进行适配，该采样在可能的操作条件上维持足够的多样性，从而在从一种配置到另一种的改变之后立即提供良好的性能。

在第三类型技术的示例实现中，使用根据多样化度量选择的数据样本来实现数字预失真自适应。在一些这样的实现中，提供了一种用于数字预失真的方法，该方法包括收集用于包括发送链的无线装置的数据，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器。收集到的数据包括数据记录，其中各数据记录包括用于发送链的输入信号数据和对应的输出信号数据的并且还与操作条件值集相关联。各数据记录与表示相应的各数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的多样化度量相关联。这样的多样化度量的示例包括不同记录的元素之间的距离度量(大距离一般指示这样的不同记录之间的高可区分性)，其中这样的距离计算的一个示例是数据记录的对应的元素之间的差的最大绝对值。方法附加地包括：根据基于各数据记录的多样化度量计算的多样化标准来选择至少一些数据记录；基于所选择的至少一些数据记录来计算用于控制无线装置的数字预失真器的数字预失真参数；和将配置有计算出的数字预失真参数的数字预失真器应用于后续的输入信号。

下面在图1中以框图形式示出的预失真系统100的上下文中描述了以上概述的技术。在图1中，u是表示待经由发送部分F 120发送的期望信号的输入信号。信号u包括以数字形式提供给系统100的复数I/Q样本的序列...,u[t-1],u[t],u[t+1],...。如以上所介绍的，此输入信号一般占据系统总可用带宽的相对小部分。然而，通过使用在系统的可用带宽(例如，可用通信信道集的频率范围)内的大量的多种多样的带/子带上收集到的样本的自适应过程的实现(即，该实现称为作为第一技术，如下面进一步详细讨论的)，自适应DPD补偿系统100可以实现为通用DPD补偿器，该通用DPD补偿器被配置为可以在不同谱带处操作(例如，在宽谱范围W内操作，宽谱范围W包括由不同的相应商业蜂窝运营商操作的带、不同的可用商业带、不同的蜂窝技术等)。技术还适用于与以下中所描述的类似系统一起使用：于2019年5月10日提交的题为“Digital Compensation for a Non-Linear System”的PCT申请第PCT/US2019/031714号、于2018年6月11日提交的题为“Linearization System”的美国申请第16/004,594号和于2018年6月11日提交的题为“Multi-Band LinearizationSystem”的美国申请第16/004,713号，其各自通过引用并入本文。

补偿器C 110电气耦合到发送部分F 120，该发送部分F 120表示从数字信号(在基带或可能在中间带处)到射频信号的信号链，该射频信号被提供给天线或从天线发出，所述发送部分包括诸如调制器、功率放大器、模拟发送线等的部件，其可以将非线性特性引入信号路径。发送部分F 120(也称为发送链或发送链)实现了数模子系统，该子系统包括例如DAC/PA组合。在无线实现中，发送部分F 120还包括调制器(例如，使用本地振荡器实现)，以允许在系统100被配置为操作的谱范围W内的某个RF带内发送所得的模拟信号。可以根据蜂窝资源的可用性(例如，可用的RF通信带)来选择和/或调整特定带(例如，在切换操作期间)。

补偿器(也称为数字预失真器)C 110被配置为补偿发送部分F 120的非线性特性(这样的非线性行为可能是由发送部分F 120的部件中的一个或多个(诸如功率放大器、DCA、调制器等)的操作引起的)。具体地，预失真器接收期望的信号u并输出对应的预失真信号v，预失真信号v是u的函数，其中此函数由配置参数x进行参数化。感测部分S 130(也称为观测路径)感测发送部分F 120的输出，并以数字形式提供感测信号y。理想地，如果预失真器110能够准确地反转发送部分的所有非线性效应，则感测信号y与期望的输入u相同(或缩放的版本，例如放大的版本)。感测部分S 130实现模数子系统，感测部分S 130表示发送部分F 120的输出w的实时输出测度(例如，解调器/ADC组合)。块S 130产生被表示为信号y的观测数字样本。在一些实施例中，至少一批观测样本被存储在与系统100的至少一个子系统电气通信的存储装置(例如，缓冲器或缓冲器组)中。

自适应部分A 140(也称为适配器)接收期望的信号u和感测信号y，并确定所使用的预失真参数x以便接近y与u相同的理想情况。如将在下面更详细地讨论的，在一些示例实施例中，系统100被配置为导出和应用预失真过程，该预失真过程使用基于系统100的操作条件(例如，环境特性)的自适应基函数。在对操作条件的各方面进行显式建模的技术的至少一些组合中，自适应部分接收例如由系统的控制器提供的或由感测装置/部分150感测的操作参数p(在图1中示意性地描绘为发送部分120的感测特性，认识到这仅仅是这样的操作条件的一种可能来源)。这样的感测装置可以包括例如温度传感器、电流和/或电压传感器、RF功率计、导出操作条件参数(诸如电压驻波比或VSWR、指示记录的年龄的值(诸如时间戳))的基于电路和/或处理器的装置等。

更具体地，中间信号v的样本和观测样本y被提供给自适应部分140A，自适应部分140A基于针对v和y(以及在一些情况下u)获得的数据来实现自适应过程(例如，优化过程、从查找表选择预定系数的系数选择过程、系数插值过程等)以导出由补偿器C 110施加的基函数的加权系数的向量x。观测样本y以及中间样本v和/或输入样本u可以全部存储在缓冲器(未示出，其可以是系统100的任何子系统的一部分)中。当被视为对自适应过程更有用的新样本(因为它们更近期和/或满足诸如数据均匀性的某些数据标准)变得可用时，可以偶尔地更新缓冲器(可以被布置为矩阵，也可以根据一些其他适当的数据结构布置)的内容。

在至少一些实现中，补偿器(预失真器)C 110实现非线性变换，非线性变换可以表示为：

在此等式中，q

并且p[t]是表示当前操作条件的各方面的向量(或标量)。注意到的是，在没有对这样的方面进行显式建模的版本中，可以忽略对p[t]的依赖。图1中所示的参数x包括n个复数值参数x

项B

如所注意到的，在一些示例方法中，基函数可以是根据操作条件而变化的自适应函数，因此，除了经过仔细地预先选择的基函数的初始集之外，还提供了更大量和更多种的基函数。因此，在一些示例中，可以使用于预失真操作的基函数的适应性依赖于表示d个操作条件的向量p，向量p通过本质上引入对这些项中的各项的线性依赖而被引入预失真模型。这可以通过用x

因此，适配参数x中的数量项增加一个因子d+1。在此示例中，基函数的复杂性保持不改变，因为相同基函数B

如以上所注意到的以及如将在下面更详细地讨论的，通过多样化矩阵自适应方法(以上所指的“第三技术”)的实现还可以将系统100配置成更鲁棒和更有效的适应性。在这样的方法中，过去的样本(q

确定是否弹出当前样本并将其替换为新的时间样本的一种一般的方法是，如果这样的替换可以增加缓冲器中操作条件的采样的多样性或均匀性，则这样做。例如，针对缓冲器中的各数据i，数据样本之间的容易计算的距离被定义为数据样本的分量之间的最大绝对差。一般地，期望使缓冲器中的数据点具有尽可能大的数据点之间的最小距离，以便覆盖更大的超空间，因此促进整个缓冲器中的多样性。新的时间样本类似地具有到缓冲器中的数据点的最小距离h

如所注意到的，自适应部分A 140被配置为计算对由补偿器C 110施加于输入信号u[t]的基函数加权的DPD系数。在至少一些示例中，预失真器的参数x使用迭代更新过程(例如，使用随机梯度过程)进行更新。在其他示例中，参数x以批处理过程(例如，使用Gramian矩阵求逆过程)进行更新。

在迭代过程中，目的是优化(即最小化)目标

其中，e[t]＝v[t]-y[t]，

总和遍及过去的时间样本，或在使用缓冲器V的情况下遍及缓冲器中表示的时间样本。

在随机梯度方法中，选择均匀随机选择的时间τ，并且将当前自变量值x更新为

其中，

以及

a(τ)＝[B

步长α可以随时间调整(例如减小)。下面提供了本文描述的关于可以与系统100结合使用的各种优化过程和一种或多种敏捷自适应技术的实现的进一步细节。

返回到图1，图1中所说明的系统100可以是装置或系统的数字前端的至少一部分(诸如，例如WWAN基站或WLAN接入点的网络节点，或属于移动装置)。这样，系统100可以电气耦合到实现与远程装置的有线通信(例如，经由用于诸如通过以太网的有线网络连接的网络接口)、或实现与这样的远程装置的无线通信的通信模块。在一些实施例中，系统100可以在装置或系统内本地使用，以对本地产生的各种信号进行处理(预失真处理或其他方式)，以便生成所得的处理信号(无论该所得的信号是否然后被传送给远程装置)。

在一些实施例中，线性化系统100的至少一些功能可以使用所包括的具有系统100的一个或多个模块(补偿器C 110、自适应部分A 140或系统100的任何其他模块)的控制器(例如，基于处理器的控制器)来实现。控制器可以可操作地耦合到系统100的各个模块或单元，并且被配置为计算误差函数的梯度的近似值(如将在下面更详细地讨论的)，基于那些近似值更新DPD系数，以及使用持续更新的DPD系数执行数字预失真。控制器可以包括一个或多个微处理器、微控制器和/或提供处理功能以及其他计算和控制功能的数字信号处理器。控制器还可以包括专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)、DSP处理器、图形处理单元(GPU)、加速处理单元(APU)、应用处理器、定制的专用电路等以至少部分地实现用于系统100的过程和功能。控制器还可以包括用于存储数据和存储用于执行装置内的编程功能的软件指令的存储器。一般而言，计算机可访问存储介质可以包括在使用期间计算机可访问以向计算机提供指令和/或数据的任何非暂时性存储介质。例如，计算机可访问的存储介质可以包括诸如磁盘或光盘以及半导体(固态)存储器、DRAM、SRAM等的存储介质。

概述的方法可以单独地使用或与本文讨论的任何其他DPD自适应方法结合使用。因此，例如，本文描述的方法和技术的实施例包括一种用于数字预失真的方法，该方法包括收集用于包括发送链的无线装置的数据，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器，数据包括数据记录，其中各数据记录包括用于发送链的输入信号数据和对应的输出信号数据并且还与操作条件集相关联。各数据记录与表示相应数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的多样化度量相关联。收集数据包括在一个或多个谱信道中收集数据，一个或多个谱信道位于宽带谱范围内，其中一个或多个谱信道中的各谱信道具有比谱范围的范围带宽小的相应的带宽。方法还包括：根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择至少一些数据记录；和基于所选择的至少一些数据记录来计算用于控制无线装置的数字预失真器的数字预失真参数。计算数字预失真参数包括：获得第一数字预失真(DPD)基函数集，以用于控制数字预失真器的操作；确定从第一DPD基函数集导出的DPD基函数的适配集，所述DPD基函数的适配集依赖于与所选择的至少一些数据记录相对应的操作条件值(例如，可以计算来自所选择的各记录的相应操作条件值的平均值)；和利用数字预失真参数来配置数字预失真器，所述数字预失真系统是至少部分地基于所选择的至少一些数据记录、针对DPD基函数的适配集而确定的。方法附加地包括将利用所计算出的数字预失真参数而配置的数字预失真器应用于后续的输入信号。

关于本文所描述的各种敏捷自适应技术的附加细节如下。

如本文所讨论的，可以用可在宽带谱范围W上操作的通用参数化数字预失真器来实现对数字预失真(DPD)参数的敏捷估计，该敏捷估计可以基于在不同的时间间隔处在宽带谱范围的一部分上收集到的样本(例如，基于在谱范围的窄子带中收集到的样本)来实现。可以使用可调整的窄带无线通信装置(被配置为在谱范围内的不同子带中操作)来收集这样的样本。

因此，在一些实施例中，公开了一种用于信号的数字预失真的方法，该信号被提供给射频(RF)发送路径(例如，发送部分F 120)，该射频(RF)发送路径被配置为在谱范围内的多个子带中发送无线电信号。该方法包括配置数字预失真器(诸如，图1的补偿器C 110)，用于对包括谱范围内的任意谱内容的信号进行预失真。该配置包括获取表示RF发送路径的操作的一个或多个数据样本以在不同子带中发送无线电信号，其中各数据样本包括提供给RF发送路径用于发送的数字输入信号和响应于提供的数字信号的表示无线电发送的感测的数字感测(例如，由感测部分S 130感测)信号。各数字输入信号表示集中在谱范围内的相应的单个对应子带中的谱内容(例如，集中或限制到用于单个通信信道或子载波的定义频率范围)。配置数字预失真器还包括根据获取的一个或多个数据样本更新数字预失真器的参数(例如，通过一般使用自适应部分A 140实现的自适应过程)，以减轻RF发送路径的非线性特性。过程还包括：接收用于通过RF发送路径进行发送的另外的输入信号，另外的输入信号表示谱范围内的特定子带中的谱内容；和使用配置的预失真器来处理另外的输入信号以产生用于提供给RF发送路径的预失真信号。

因此，在第一技术的实现中，实现了对改变的谱条件具有鲁棒性的通用参数化预失真器。也就是说，在第一技术的方法中，可以实现单个预失真器实现，该单个预失真器实现可以在不同的子载波上操作，并且当信道的谱特性(载波频率、带宽、通信协议使用、平均输出功率等)改变(例如，因为移动到不同的小区，所以由于由基站分配引起的改变而导致改变到相同蜂窝区域内的不同的带等)时不必必须适配新的谱条件。由于谱特性可能频繁地变化，因此使用被配置为在整个谱范围W上操作的鲁棒的通用数字预失真器可以减小由于必须适配谱操作条件下的每个改变而将导致的计算复杂性。

为了实现通用的参数化数字预失真器，收集来自谱范围的子带(即，谱范围W内的带，该带具有比与谱范围相关联的带宽W窄的带宽)的样本。取决于无线装置的具体使用、谱资源的可用性(例如，是否将一些可用带分配给其他无线装置)和现有的环境条件，样本的收集可以在设计时间处通过有条理地遍历谱范围来执行，或可以在无线装置从一个子带跳跃到另一个子带时在无线装置(包括数字预失真器)的正常操作期间收集。当无线装置(包括诸如图1的系统100的数字预失真系统)在正常操作期间动态地收集样本并且偶尔地(以定期的或不定期的间隔)更新DPD参数时，收集到的样本和操作条件(可以包括谱操作条件)一起可以存储在诸如本文所描述多样化矩阵的多样化矩阵中(即，以收集促进样本多样性的样本)。偶尔地，数字预失真系统使用当前存储的记录来更新DPD系数。在这样的示例中，更新的系数将反映良好的多样化样本，包括从多种多样的子带收集到的可能的多种样本。替代地，无线装置可以根据获得针对多个子带获得的代表性样本的一些其他方案来收集样本。

关于图2，提供了说明了对来自具有100MHz的带宽的宽带谱范围的窄子带(210、212和214)的样本的收集的图200。在此图中，无线装置跳跃到(或系统地滑入)不同的子带中，并从窄带子带收集样本。除了输入样本(和/或观测样本)，还可以收集并选择性地存储可以包括谱信息的操作条件(例如，基于计算的多样化度量，根据该度量做出是否应存储或丢弃特定样本的决定)。偶尔地，自适应过程以定期的或不定期的间隔使用窄带样本来生成或更新预失真参数，例如，对基函数(可以是自适应基函数，如本文所描述的)加权的DPD系数。在一些实施例中，可以通过以全带宽(即，以用于谱范围W的奈奎斯特频率)或子带的较窄带宽对输入(和/或发送链的观测输出)进行采样来执行样本数据收集(可选地在例如在DPD参数更新过程期间对收集到的样本进行上采样)。

图3包括图310和320，图310和320比较了使用两种不同方法实现的DPD补偿系统的性能结果。在第一实现中，对应于图310，使用宽带信号样本来生成DPD系数(即，使用宽带信号的样本来训练DPD系统)。在第二实现中，对应于图320，使用从多个窄带子带收集到的样本来生成DPD系数。在对应于图310和320的实现中，DPD系数的导出通过累加和平均新的和旧的相关矩阵来执行。如两个图310和320所示的，使用来自多个窄带子带的样本来训练的DPD系统实现了一般更高和更鲁棒的性能(基于用于两种实现的相邻信道泄漏比或ACLR行为)。

接下来关于图4，示出了用于对提供给射频(RF)发送路径的信号进行数字预失真的示例过程400的流程图，该射频(RF)发送路径被配置为在谱范围内的多个子带中发送无线电信号。过程400包括配置410数字预失真器(诸如由图1的系统100实现的数字预失真器)用于对包括谱范围内的任意谱内容的信号进行预失真。过程400的配置操作410包括获取412表示RF发送路径的操作的一个或多个数据样本以在不同子带中发送无线电信号。各数据样本包括提供给RF发送路径用于发送的数字输入信号(例如，图1中所示的以及也在图4中说明的u[t]和/或v[t])和响应于提供的数字信号的表示无线电发送的感测的数字感测信号(例如，图1和图4中所示的y[t])。各数字输入信号表示集中在谱范围内的相应的单个对应子带中的谱内容。该谱信息也可以作为图1中所描绘的p[t]数据的一部分提供。因此，在一些实施例中，获取表示不同子带中的RF发送路径的操作的一个或多个数据样本还可以包括：针对一个或多个数据样本收集对应的操作条件参数，其中对应的操作条件参数包括以下中的一个或多个，例如，RF发送路径的对应的温度、对应的平均功率、与RF发送路径的至少一个功率放大器相关联的对应的电源电压(V

在一些实施例中，获取一个或多个数据样本可以包括可控制地调整包括RF发送路径的无线装置以在谱范围内的一个或多个不同子带中操作(例如，通过通过调整本地振荡器来控制调制/解调功能，调整带通滤波操作等)，和在一个或多个不同子带中的每个处测量至少一个样本集。获取一个或多个数据样本可以包括：在运行时间期间，在对数字预失真器的参数进行初始计算之后，在谱范围内的附加子带处测量附加样本集，和还基于至少一些附加样本集来更新数字预失真器的参数。在一些实施例中，获取表示RF发送路径的操作的一个或多个数据样本以在不同子带中发送无线电信号可以包括：根据基于各数据记录的多样化度量计算的多样化标准从多个存储的数据样本选择一个或多个数据样本，其中多个记录被布置在多样化数据库结构中，在多样化数据库结构各记录对应于一个或多个数据样本中的一个数据样本。

配置操作410还包括根据获取的一个或多个数据样本更新414数字预失真器的参数(例如，对基函数加权的DPD系数)，以减轻RF发送路径的非线性特性。例如，在一些实施例中，基函数是自适应基函数(可以根据例如操作条件从基本集扩展基函数)，该自适应基函数包括依赖于与数字失真器的复数输入样本相对应的τ维复数向量q的复数项、以及依赖于表示与RF发送路径的操作相关联的操作条件的值的d维实数向量p的实数项。d表示与RF发送路径的操作相关联的操作条件的参数的数量。在这样的实施例中，用于对输入信号进行数字预失真的基函数的总数量与第一基函数集(即，基本集)中的项的数量b和d+1的乘积成比例，使得基函数的总数量与b.(d+1)成比例。

继续关于图4，过程400还包括接收420用于通过RF发送路径进行发送的另外的输入信号(在图4中示为信号u

在一些示例中，使用配置的预失真器来处理另外的输入信号可以包括根据以下对另外的输入信号进行预失真：

其中v[t]是在时间t处数字预失真器的输出，u[t]是在时间t处数字预失真器的输入样本，B

更新数字预失真器的参数可以包括根据至少部分地基于获取的在不同子带中测量的一个或多个数据样本的优化过程导出数字预失真参数x

其中ρ＞0是正则化因子，v[t]是在时间t处数字预失真器的输出，和y[t]是耦合到RF发送路径的输出的观测接收器的输出。

自适应地调整数字预失真参数x

其中，

根据以下导出数字预失真参数x

在以上表达式中，

在一些实施例中，自适应地调整数字预失真参数x

如所注意到的，由自适应部分A140导出的系数用于对由补偿器(预失真器)C 110用来对输入u进行预失真的基函数加权。在一些实施例中，通过补偿器C 110对信号u进行预失真需要尽可能小地将y(感测部分S 130的输出)和u(输入样本)之间的差最小化。为了向预失真操作增加敏捷性和通用性，本文所描述的一些示例实施例基于同时发生的操作条件利用自适应基函数集来构建基函数扩展集。换句话说，当操作条件(例如，环境特性)改变时，根据现有操作条件来调整对输入样本进行操作的特定基函数集。

使用依赖于操作条件的基函数的适配集的示例方法(以实现DPD参数的敏捷估计，提高对改变的条件的响应速度并增加DPD系统的鲁棒性)基于从初始/第一DPD基函数集导出基函数的适配集。第一DPD函数集可以是预先确定的、经过仔细选择的函数集B

通过以下给出(图1的)补偿器C 110的共同表示：

其中，

一些示例中，通过以下实现基函数的适配的、附带集(包括b.(d+1)个基函数，其中b是基函数的初始/基本集中的项的总数量，d是用于生成基函数的扩展的、附带集的操作条件的数量)的形成：形成一组基函数(包含b个项)作为未经修改的基函数的初始(“基本”)集，以及形成基函数的d个附加组(每个具有b个基函数项)作为相应的测量到的操作条件与基函数的初始/基本集的乘积。因此，用于涉及使用两(2)个操作条件(例如p

B

B

B

可以使用其他方式生成基函数扩展集，例如，使用其他公式和变换来表达为操作条件(p

在操作中，诸如补偿器C 110的补偿器--根据发送链(例如，由图1的块F120实现)的非线性失真的逆模型操作，并且使用由定期地更新的DPD系数加权的自适应基函数(根据同时发生的操作条件值进行扩展和适配)--接收输入信号u并且按照如下生成中间输入信号v：

其中，f

在一些实现中，由图1的系统100实现的自适应过程根据以下通过观测测量样本y[t]并尝试使正则化均方误差最小化来调整预失真器的系数x

其中，

在以上表达式中，e[t]＝v[t]-y[t]是观测数据中的输入/输出失配，ρ＞0是正则化因子(用于防止优化问题的不良条件，该不良条件倾向于导致自适应过程和补偿器应用之间的不稳定交互以及最优x

当n是小的时(例如，n＜＜100)，可以通过计算以下相关矩阵来实行E(x)的最小化：

其中B[t]是基函数的向量(即，复数条目的向量，其中每n个基函数的一个基函数一个条目)：

在一些示例中，然后可以根据以下表达式计算对基函数加权的DPD系数，该表达式包括依赖于ρ的项以对优化进行正则化：

替代地，在一些实施例中(例如，当n是大的时)，可以根据随机梯度过程来计算对自适应基函数加权的DPD系数。可以使用的示例随机梯度过程如下。

待最小化的函数E(x)可以以下形式表达：

其中，a[t]＝[B

是根据数据计算的Gramian矩阵的分量。

随着时间的进行，由样本(q

在一些示例实施例中，用于DPD实现的自适应过程试图找到补偿器系数的向量x作为最优x

替代地，在点x∈C

以及可以计算并存储为n×1的复数矩阵，与Gramian的那些矩阵相比，这可以减少存储需求。

一旦计算出，就可以使用梯度以根据

重新计算梯度每次需要大量的操作。由于梯度搜索的步数在达到令人满意的最优水平之前倾向于相当大的，因此基于梯度搜索的补偿器自适应可能是慢的。因此，在一些实施例中，为了减少导出E(x)的梯度的当前值(基于其来计算更新的系数)所需的计算量，可以使用使E(x)最小化的子梯度方法以近似DPD系数x。具体地，基于梯度

ξ＝2[ρx+a[τ]’(a[τ]x-e[τ])]

其中τ是均匀分布在有限集T＝{t}上的随机变量，以及在梯度搜索迭代中ξ的随机样本(从计算工作量来看，计算其比真正的梯度

因此，可以使用的随机梯度方法包括构造一个随机值的序列

其中τ

当k→∞时，可以示出预期值

针对大的k，只要∈＞0足够小，

x→x+|a[t]|

将x投影到超平面a[t]x＝e[t]上。

在计算E(x)的梯度的近似值并因此更新当前系数的过程的实际实现中，将τk生成为样本的伪随机序列，并且可以消除

因为在本文描述的随机梯度方法中，DPD系数是动态更新的(反映了系统100的行为随时间而改变的事实)，所以用于向量随机值ξ的预期值表示针对梯度

在一些实施例中，可以基于随机梯度过程的进展的测度来调整步长的值(乘以针对梯度

接下来关于图5，示出了基于自适应基函数(例如，使用执行过程500的数字预失真系统的操作条件形成的)的使用的用于数字预失真的示例过程500的流程图。过程500包括获得510第一数字预失真(DPD)基函数集(示为基本基函数B

继续关于图5，过程500附加地包括确定确定从第一DPD基函数集导出的DPD基函数的适配集，所述DPD基函数的适配集依赖于与无线装置的操作相关联的操作条件(示出为通过在块520处接收的数据p[t]提供)，以用于控制数字预失真器的操作。在一些示例中，操作条件可以包括以下中的一个或多个，例如，与无线装置用于处理至少一个输入信号的对应的信道相关联的信道信息、对应的温度、对应的平均功率、与无线装置的至少一个功率放大器相关联的对应的漏极电压(V

如本文所讨论的，基函数的自适应集(如果该基函数的自适应集通过变换通过将经过仔细选择的基函数的原始集变换为基函数扩展集而形成，该原始集包括依赖于τ维复数向量q(对应于数字失真器的复数输入样本)的复数项)例如通过以下的实数项实现：该实数项依赖于d维实数向量p，该d维实数向量p表示与在接收的至少一个输入信号上的无线装置的操作相关联的操作条件的值(包括环境特性)。值d表示用于扩展基函数的基本集的、与无线装置的操作相关联的操作条件的参数的数量。在这样的实施例中，用于对至少一个输入信号进行数字预失真的基函数(在扩展集中)的总数量与第一基函数集中的项b的数量和d+1的乘积成比例，使得基函数的总数量与b.(d+1)成比例。因此，基函数包括(d+1)组基函数，其中在一些示例中第一组基函数包括没有任何修改的第一基函数集，并且其中基函数的其余d组中的每个被确定为第一基函数集和与无线装置相关联的操作条件(例如，环境特性)中的一个的乘积。在一些其他示例中，表达为操作条件的线性或非线性函数的其他类型的变换可以用于扩展基函数的基本集。

继续关于图5，过程500还包括用DPD系数(说明为块530的输出x

在一些实施例中，配置具有DPD系数的预失真器可以包括根据产生DPD系数x

其中，

自适应地调整DPD系数x

其中，

根据以下导出DPD系数x

替代地，自适应地调整DPD系数x

如本文所讨论的，基于稀疏数据获取/可用性的实现预失真参数的敏捷估计的和/或抵制迅速改变的操作条件的另一技术/方法是通过实现用于维护基于其执行自适应过程的有限数量的样本点的多样化矩阵来实现的。为了有助于鲁棒的数字预失真性能，本文所描述的多样化矩阵技术使用优化数据，该优化数据包括从多种多样的操作条件集收集到的输入/输出样本。用于执行优化过程(例如，使用本文所描述的一个或多个优化过程)的数据的多样性(即多样化)是通过使用多样性矩阵实现的，该多样性矩阵允许收集提供更大多样性的数据集的数据样本，并且保留具有高度相关性和可用于更新DPD系数的历史数据样本(随着先前收集到的样本老化，样本的相关性可能随时间而降低)。

简要地，在多样化矩阵方法下，DPD系统(诸如，图1中所描绘的系统100)收集包括数据记录的数据(例如，维持在耦合到自适应部分A 140或图1的任何其他子系统的存储器存储装置中)，其中各数据记录包括用于发送链(例如，经由发送部分F 120实现)的输入信号数据和对应的输出信号数据的数据记录。记录可以维持在类似矩阵的数据结构中，并且各记录可以与操作条件值集(例如，温度、与发送部分的功率放大器相关联的电源电压、负载条件、与通过其收集或发送数据的谱带相关联的带属性、VSWR值、采样率、调制模式、样本年龄等)相关联，操作条件值集也可以存储在矩阵中。各数据记录可以与表示相应数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的多样化测度/分数相关联。这样的测度可以存储为数据记录的字段或条目(例如，在存储收集到的数据的其他部分的矩阵内)，也可以存储为单独的数据结构，其中在数据结构内不同测度的位置对应于与不同测度分别相关联的特定记录。

为了管理涉及用于计算自适应DPD系数(对诸如本文所描述的自适应基函数的基函数加权)的优化过程的计算复杂性，可能需要选择收集样本的子集。在优化的方法是一种基于相关矩阵的使用(如以上所注意到的，当在优化过程中使用的数据样本的数量相对小时，例如n＜＜1000，相关矩阵的使用在计算上是可管理的)的方法的情形下，可能需要进行此选择。因此，在本文讨论的基于多样化的方法中，用于优化的记录的子集是根据与数据记录相关联的多样化测度来选择的。例如，在多样化测度与记录彼此之间的可区分性程度/可区分性度相关联的实施例中，待在优化中使用的记录的选择可以是其中提供最大可区分性(即最大多样性或多样化)的k个记录(来自可用的n个记录，其中k＜n)被选择的选择。在一些实现中，通过决定是否用新到达的记录替换与特定多样化测度/分数相关联的矩阵结构中的现有记录来动态地执行记录的选择，伴随数据的接收，该新到达的记录的多样化测度指示比现有记录更高的可区分性度。在该情形下，先前存储的记录被替换支持新的记录。下面提供了关于替换记录的过程(因此维持增加或提高记录多样性程度的记录)的进一步的详细。

多样化测度的计算(其可以由自适应部分A 140执行)可以包括针对各数据记录，基于表示用于特定信号实例的数据元素(例如，表示样本的值和/或表示用于信号实例的数据记录的操作条件的值)和用于其他信号实例的记录(存储在矩阵中)的相应的数据元素之间的距离的距离度量来计算多样化测度。可以根据用于确定尺寸为n的数学超空间中的距离的一个或多个公式来计算距离。也可以使用用于计算多样化测度/分数的其他过程。然后可以对计算的多样化测度进行排名，并且在仅使用一定数量(k)的可用信号实例来导出DPD系数的实现中，可以选择具有最高的多样化测度/分数的k条记录用于优化过程中的使用。可以使用用于根据与数据记录相关联的多样化测度来选择k个记录的其他标准。

如所注意到的，包括输入和输出样本的收集到的数据记录和对应的操作条件可以布置在矩阵数据结构中，该矩阵数据结构也称为多样化数据库V，如下：

其中q

然而，一般各信号实例(存储在V矩阵的各列中)将包括多于三(3)个信号样本点，以便提高优化过程的准确性和鲁棒性以导出DPD系数x

在一些实施例中，矩阵V可以伴随有最小距离向量R，即R＝[r

如所注意到的，在一些实施例中，预定大小的矩阵(例如，具有k列和m行，其中每列表示单独的信号实例，以及每行表示与信号实例相关联的值，包括样本值和表示操作条件的值)最初填充有初始数据集(例如全部是“0”)，并且，当新的样本逐渐地到达时，计算其到V矩阵中存储的数据条目的距离(根据一个或多个距离公式)，并且做出新到达的样本是否提供更多的多样性(相对于当前存储的样本实例)的确定。如果新到达的样本将导致在V矩阵中维持的数据的更高的多样性，则该新到达的数据替换矩阵V中的列的一个。

确定(根据基于计算的多样性测度的一个或多个标准)是否要用对应于新到达的数据条目(q

1)针对i＝1，...，m，计算h

2)用min{r

3)在更新的R中找到最小条目r

4)根据q

5)用h

如所注意到的，在一些实施例中，可以使用的操作条件参数的一个示例是现有数据样本的年龄。在这样的实施例中，矩阵V中相对旧的现有样本数据实例可能导致该旧的现有样本数据实例与新的数据样本点之间的大的距离值(即，大的h值)。因此，如果新的数据样本点替换了矩阵V中的旧的现有样本数据实例，则R向量中的对应条目将具有相对大的h值，并且因此，刚被替换的那列将不太可能被收集到的下一个样本数据实例替换(即，因为对应的条目不太可能是R向量中的最小条目)。

在一些实现中，可以做出不用新的采样数据实例替换任何现有的列的决定。例如，如果确定针对新的采样数据实例的计算的多样化测度将导致较不多种多样的样本实例集(例如，因为已经有一大组类似于考虑的新的采样数据点的采样数据点)，替换过程可以确定保留所有现有记录(例如，矩阵列)并丢弃新收集到的采样数据实例。

可以实现控制(例如，替换)V矩阵的内容的其他方法和技术(通过应用基于计算的多样化测度的不同的多样化标准)。包括以上替换V矩阵的列的方法的这样的方法被配置为允许将最多种多样的数据保留在V矩阵中。

可以使用可用的采样数据点(包括自先前更新以来已经添加到V矩阵的新采样数据点)以定期的或不定期的时间间隔(例如，每秒、10秒、1分钟、1小时等)来执行诸如本文所讨论的各种过程的自适应过程。替代地，在一些示例中，可以在已经对V矩阵执行了一定数量的更新之后(例如，自从先前运行的自适应过程以来已经替换了V矩阵的50％的列之后)运行自适应过程。如本文所讨论的，可以根据以下通过重新优化DPD系数x来执行确定对基函数加权的DPD系数的自适应过程：

其中m是数据库矩阵(即V矩阵)的第i列，以及x

为了说明使用基于多样化的方法来选择分布良好的样本数据点以执行DPD系数优化处理的效果，考虑图6A，图6A示出了图610和612，图610和612描绘了用于在不确保良好的多样化样本的情况下执行的优化过程的模拟结果。在此模拟中，生成了具有随机散布在[0,1]上的自变量值的100个有限的多样化输入/输出数据的样本。样本的分布在图6A的图610中示出。然后执行拟合3次多项式的优化过程。图612示出了由于使用有限的多样化样本点而导致的拟合误差(失配)。如所预期的，应用于有限的多样化样本的拟合过程导致在[-1，1]范围上的大的拟合误差。

相反，图6B示出了当优化过程使用经受促进样本多样性的基于多样化的分布方法的样本时的模拟结果。在此模拟中，不断使用新数据来更新具有100个记录(即，100列)的多样化数据库矩阵。通过样本选择和替换过程(基于类似于以上所描述的方法)供给和处理的前1000个样本(具有x和y自变量)具有x∈[-1,0],y∈[-1,0]的范围，然后处理具有x∈[-1,0],y∈[0,1]的1000个样本，以及最后处理具有x∈[0,1],y∈[-1,0]的1000个样本。如图6B的图620所示，覆盖过程(即，样本选择/替换过程)在整个范围[-1，1]上维持适度均匀的覆盖(并且因此具有高多样性/多样化水平)。因此，并且如图622中所示的，相对于图6A中说明的模拟结果的所得的拟合失配，由于执行优化过程(类似于关于图6A的模拟所应用的优化过程)而导致的拟合失配被大大地改善。

接下来关于图7，示出了数字预失真(具体地，使用基于多样化的方法来执行DPD自适应)的示例过程700的流程图。过程700包括收集710用于包括发送链(例如，类似于图1中所描绘的发送部分F 120)的无线装置的数据，该发送链包括产生具有非线性失真的输出的至少一个功率放大器，其中数据包括各数据记录包括用于发送链的输入信号数据(例如，信号u[t])和对应的输出信号数据(例如，图1中所示出的v[t]和y[t])并且还与操作条件值集(示出为图1和7中的向量p[t])相关联的数据记录。各数据记录与表示相应数据记录与其他收集到的数据记录的可区分性程度的7个多样化测度相关联。各数据记录的操作条件的示例可以包括以下中的一个或多个，例如，与由无线装置用来处理相应数据记录的对应信道相关联的信道信息、对应的温度、对应的平均功率、与发送链的至少一个功率放大器相关联的对应的电源电压(V

如所注意到的，在一些实现中，可以根据以上所讨论的第一技术方法来实现预失真器。在该方法中，可以基于在窄子带中收集到的样本而不是在宽带条件(例如，其中获得数据的装置的无线收发器的带宽基本上等于用于待实现的预失真器的谱范围)下收集到的样本来实现预失真器的自适应。为此将要实施先签)。因此，在这样的实施例中，收集用于无线装置的数据可以包括在一个或多个谱信道中收集数据，一个或多个谱信道位于宽带谱范围内，其中一个或多个谱信道中的各信道具有比谱范围的范围带宽小的相应的带宽。

在一些示例中，各数据记录可以包括由无线装置在特定的操作条件集下获得的一个或多个样本。各数据记录可以维持在记录矩阵数据结构的单独的列中。

继续关于图7，过程700还包括根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择720至少一些数据记录。根据基于各数据记录的多样化测度计算的多样化标准来选择至少一些数据记录可以包括选择与指示高可区分性的相应多样化测度相关联的数据记录，以便增加用于计算数字预失真参数的数据记录的多样性。

过程700附加地包括基于选择的至少一些数据记录来计算730用于控制无线装置的数字预失真器的数字预失真参数，和将配置有计算的数字预失真参数的数字预失真器应用于740后续的输入信号。在一些实施例中，应用配置有数字预失真参数的数字预失真器可以包括对数字预失真器的基函数加权，其中该基函数包括(在诸如关于从基函数的基本集形成的自适应的扩展的基函数所讨论的那些实施例中)应用于数据记录中提供的输入样本的值的复数项，并且其中至少一些基函数还包括应用于与数据记录相关联的操作条件集的值的实数项。

在一些实现中，过程700还可以包括：针对各数据记录，基于表示特定数据记录的数据元素到用于至少一些收集到的数据记录的相应数据元素之间的距离的距离度量来计算多样化测度。用于各数据记录的计算的多样化测度可以维持在与存储收集到的数据记录的数据结构分离的距离向量数据结构(诸如以上所讨论的R向量)中。

如所讨论的，在多样化方法下，用于自适应过程的数据样本偶尔地用新的样本数据记录替换，该新的样本数据记录可能更相关，因为它们促进了自适应过程中使用的样本的多样性(部分是因为它们更新)。用于数据记录的替换过程的示例包括偶尔地收集附加数据记录；响应于针对收集到的附加数据记录中的特定一个计算的多样化测度相对于在记录数据结构处可用的先前存储的数据记录比先前存储的数据记录中的一个更可区分的确定，将收集到的附加数据记录中的特定一个存储在记录数据结构中；和以定期的或不定期的间隔基于记录数据结构中可用的存储的数据样本来重新计算数字预失真参数，该记录数据结构中可用的存储的数据样本包括存储的收集到的附加数据记录中的特定一个。在这样的实施例中，存储收集到的附加数据记录中的特定一个可以包括在记录数据结构中用收集到的附加数据记录中的特定一个来替换先前存储的数据记录中的一个。过程还可以包括针对收集到的附加数据记录中的特定一个计算对应的多样化测度，包括针对包括收集到的附加数据记录中的特定一个和至少一个先前存储的数据记录的每对记录确定数据记录的对应的元素之间的差的最大绝对值。

以上所描述的方法可以与于2019年5月10日提交的题为“Digital Compensationfor a Non-Linear System”的PCT申请第PCT/US2019/031714号中描述的技术结合使用，其通过引用并入本文。例如，在该申请中描述的技术可以用于实现致动器(在被并入的申请中称为预失真器)以及适配其参数，并且具体地形成致动器以响应于包络信号或与功率放大器的功率控制有关的其他信号。

在一些实现中，计算机可访问的非暂时性存储介质包括数据库(也称为“设计结构”或“集成电路定义数据集”)，该数据库表示包括本文描述的数字预失真和/或DPD自适应实现和过程中的部分、一些或所有部件的系统。一般而言，计算机可访问的存储介质可以包括在使用期间可由计算机访问以向计算机提供指令和/或数据的任何非暂时性存储介质。例如，计算机可访问的存储介质可以包括诸如磁盘或光盘以及半导体存储器的存储介质。一般地，表示系统的数据库可以是可以由程序读取并直接或间接地用于制造包括系统的硬件的数据库或其它数据结构。例如，数据库可以是诸如Verilog或VHDL的高级设计语言(HDL)中的硬件功能的行为级描述或寄存器传送级(RTL)描述。描述可以由合成工具读取，该合成工具可以合成描述以产生包括来自合成库的门列表的网表。网表包括也表示包括系统的硬件的功能的门集。然后，可以放置和路由网表以产生用于描述要应用于掩膜的几何形状的数据集。然后，可以在各种半导体制造步骤中使用掩膜，以产生与系统相对应的一个或多个半导体电路。在其它示例中，数据库本身可以是网表(具有或不具有合成库)或数据集。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与通常或常规理解的含义相同的含义。如本文所用的，冠词“a”和“an”是指一个或多于一个(即至少一个)的冠词语法对象。通过示例的方式，“元素”是指一个元素或多于一个元素。当提及诸如量和持续时间等的可测量值时，如本文所使用的“约”和/或“近似”涵盖相对于指定值的±20％或±10％、±5％或±0.1％的变化，因为这样的变化在本文所描述的系统、装置、电路、方法和其它实现的上下文中是适当的。当提及诸如量、持续时间和物理属性(诸如频率等)等的可测量值时，本文所使用的“基本上”还涵盖相对于指定值的±20％或±10％、±5％或±0.1％的变化，因为这样的变化在本文所描述的系统、装置、电路、方法和其它实现的上下文中是适当的。

如本文所使用的(包括在权利要求中)，在由“…中的至少一个”或“…中的一个或多个”开头的项的列表中所使用的“或”指示分离性列表，使得例如“A、B和C中的至少一个”的列表意味着A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)、或具有多于一个特征的组合(例如，AA、AAB、ABBC等)。此外，如本文所使用的，除非另外声明，否则功能或操作“基于”项或条件的陈述意味着功能或操作基于所陈述的项或条件，并且可以基于除了所陈述的项或条件之外的一个或多个项和/或条件。

尽管本文详细公开了特定实施例，但这仅是为了说明的目的而通过示例的方式来完成的，并且不旨在限制本发明的范围，其中本发明的范围由所附权利要求的范围来限定。所公开的实施例的特征可以在本发明的范围内被组合、重新布置等，以产生更多的实施例。一些其它方面、优点和修改被认为是在本文提供的权利要求的范围内。所提出的权利要求表示本文所公开的至少一些实施例和特征。也考虑了其它未要求的实施例和特征。