專利名稱：發(fā)送器和操作發(fā)送器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)送器，以及操作發(fā)送器的方法。本發(fā)明特別地涉及一種在一系列時(shí)隙的每一個(gè)中使用第一調(diào)制方案和第二調(diào)制方案中的一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)的發(fā)送器，以及包括在一系列時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)，并且在每個(gè)時(shí)隙中對數(shù)據(jù)應(yīng)用第一調(diào)制方案和第二調(diào)制方案中的一個(gè)的方法。
背景技術(shù)：
圖1描述了設(shè)置為在一系列時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)的通信設(shè)備1，例如在TDMA系統(tǒng)中使用。通信設(shè)備1包括發(fā)送器2，發(fā)送器2包括功率放大器3和設(shè)置為控制功率放大器3的功率控制器4，以及RX-TX開關(guān)5和天線6。功率放大器3提供功率給天線7?？刂破?0可重新以控制所有其他組件。RX-TX開關(guān)5將天線6連接到接收器(未示出)或者發(fā)送器2。
近來，出現(xiàn)了能夠使用超過一種調(diào)制方案發(fā)送數(shù)據(jù)的通信設(shè)備。例如，Nokia(RTM)9500 Communicator設(shè)置為使用EDGE和使用GMSK(高斯最小頻移鍵控)調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)。圖2描述了現(xiàn)有的適合于在這樣的通信設(shè)備中使用的放大器配置2的局部。圖2顯示了多模式功率放大器3和功率控制器4的組件。
當(dāng)具有高度幅度調(diào)制的例如EDGE信號的調(diào)制信號被發(fā)送時(shí)，功率放大器3操作在線性模式中。功率放大器3使用第一控制回路21被控制，第一控制回路21包括具有包含電容8a的反饋回路的差分放大器7a，以及包括電容9和差分放大器10的采樣保持電路。第一控制回路21通過改變饋送給功率放大器3的輸入信號并且通過調(diào)節(jié)在功率放大器3之前的可變增益放大器11的增益而控制功率放大器3的輸出功率。功率放大器3和可變增益放大器11協(xié)同操作一起組成功率放大器。
放大器7a和放大器10之間的開關(guān)12在線性傳輸使用的時(shí)隙的起始和結(jié)束期間關(guān)閉，從而允許功率放大器的輸出功率在輸入斜坡信號TXC的控制下梯度上升或者下降。在用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)隙中間部分期間，開關(guān)12開啟，從而斷開差分放大器7a及其反饋回路之間的連接。然后通過采樣保持電路9、10的輸出控制可變增益放大器11，采樣保持電路9、10提供恒定控制電壓給可變增益放大器。
在時(shí)隙的結(jié)束處，發(fā)送器2梯度下降。然后在發(fā)送器2在下一個(gè)時(shí)隙的開始處梯度上升之前，借助于開關(guān)13a、13b、13c在兩個(gè)控制回路21、22之間切換功率控制器4。使用輸入到相關(guān)控制回路的斜坡信號TXC執(zhí)行梯度上升下降，從而控制功率放大器3的輸出功率。
對于具有微小的或者沒有幅度調(diào)制的調(diào)制信號，例如GMSK調(diào)制信號，功率放大器3操作在非線性模式中以改善其功率效率。當(dāng)發(fā)送器2設(shè)置在通信設(shè)備1例如移動電話中時(shí)，這種提高的效率可以導(dǎo)致更長的通話時(shí)間。提供了第二控制回路22，其包括差分放大器7b和包含電容8b的反饋回路，但是并不包括采樣保持電路。第二控制回路22通過改變提供給功率控制引腳Vpctrl的電壓而控制功率放大器3。
在其中發(fā)送GMSK或者類似調(diào)制信號的時(shí)隙的開始和結(jié)束處，功率放大器3的輸出功率在輸入斜坡信號TXC的控制之下梯度上升或者下降。第二控制回路在時(shí)隙的開始、中間部分和結(jié)束期間保持關(guān)閉。這意味著，與第一控制回路21不同，第二控制回路22保持連接到二極管功率檢測器14，其形成功率放大器3的一部分并且監(jiān)視功率放大器3的輸出功率，并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)整個(gè)時(shí)隙中的控制電壓。
在用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓β史糯笃?的輸出功率為高的時(shí)隙中，功率放大器3的組件的溫度升高。來自組件的熱量被傳輸?shù)焦β蕶z測器14并且可能導(dǎo)致其測量精度的降低。導(dǎo)致的測量誤差可能為每攝氏度2mV的數(shù)量級，這可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的過低的測量結(jié)果。
如果在下一個(gè)時(shí)隙期間，功率放大器3將操作在非線性模式中以提供遠(yuǎn)低于前一個(gè)時(shí)隙的輸出功率，功率放大器3的組件和功率檢測器14會在這個(gè)時(shí)隙期間降溫。這種溫度漂移導(dǎo)致該時(shí)隙期間功率檢測器電壓的漂移，并且導(dǎo)致控制電壓以及功率放大器3的輸出功率在時(shí)隙的中間部分期間降低。這是不期望的。
圖3為顯示兩個(gè)連續(xù)時(shí)隙t1、t2期間功率檢測器14的輸出的示圖。在第一個(gè)時(shí)隙中，輸出功率為高并且超過示圖中的y軸上限。在第二個(gè)時(shí)隙期間，由于功率放大器3的組件在第一時(shí)隙t1期間生成的熱量，功率檢測器14的溫度高，并且功率檢測器14的輸出與功率放大器3的實(shí)際輸出功率相比，開始于相對較低的值。然后功率檢測器14的輸出在第二時(shí)隙t2期間隨著其二極管降溫而向上漂移。
對于GSM900，在任何給定時(shí)隙中的輸出功率在突發(fā)的可用部分期間必須在5至33dBm的范圍內(nèi)，精度為+/-1dB。當(dāng)?shù)谝粫r(shí)隙期間輸出功率為33dBm并且接下來的時(shí)隙期間輸出功率為5dBm時(shí)，時(shí)隙之間的溫度漂移最大。圖4是兩個(gè)GSM 1900時(shí)隙的輸出功率示圖，同樣標(biāo)識為t1、t2，并且清楚的顯示了第二時(shí)隙t2期間輸出功率水平的向下漂移。
在某些現(xiàn)有放大器配置中，通過為功率檢測器14提供溫度補(bǔ)償裝置而解決了該問題。然而，這需要提供附加組件。而且，提供能夠快速響應(yīng)溫度變化的溫度補(bǔ)償裝置并非易事。功率檢測器14還可以分離于功率放大器3，例如在US 6369635中公開的配置中，從而它不會受到來自功率放大器組件的熱量的顯著影響。然而，這需要提供外部組件并且增加放大器配置2的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種發(fā)送器，設(shè)置為在一系列時(shí)隙的每一個(gè)中發(fā)送使用第一調(diào)制方案和第二調(diào)制方案中的一個(gè)調(diào)制的數(shù)據(jù)，所述發(fā)送器包括功率放大器，可操作在線性和非線性模式中；
功率控制裝置，設(shè)置為控制由所述功率放大器提供的功率；以及控制器，設(shè)置為在應(yīng)用所述第一調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在線性模式中，并且在應(yīng)用所述第二調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在非線性模式中，對于在其中使用所述第二調(diào)制方案的時(shí)隙，所述控制器設(shè)置為確定所述時(shí)隙中的傳輸功率是否低于緊接著的前一時(shí)隙中的傳輸功率，并且響應(yīng)于肯定的確定結(jié)果，控制所述功率放大器在所述時(shí)隙期間操作在線性模式中。
這樣可以允許改善功率檢測器的溫度敏感效應(yīng)。
通常，當(dāng)?shù)谝徽{(diào)制方案具有很大的幅度調(diào)制內(nèi)容時(shí)，例如EDGE傳輸使用的調(diào)制，放大器可操作在線性模式中。效率更高的非線性模式通常使用在第二調(diào)制方案具有基本恒定幅度例如GMSK使用的調(diào)制的情況中。
優(yōu)選地，發(fā)送器包括采用保持電路，其操作在線性模式時(shí)，可操作以將功率放大器的增益保持在時(shí)隙的梯度上升和下降部分之間的基本恒定的值。
所述采用保持電路是防止輸出功率在時(shí)隙上改變的特別有效的方法。在通常應(yīng)當(dāng)使用非線性模式但是由于時(shí)隙和緊接著的前一時(shí)隙中的發(fā)送功率會導(dǎo)致時(shí)隙的功率改變的情況下，在線性模式中使用采樣保持電路并且在線性模式中操作功率放大器產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果。首先，防止了該時(shí)隙中的功率改變。并且，由于傳統(tǒng)的操作在線性模式中的放大器的效率較低，導(dǎo)致功率放大的效率更低，從而對相同的輸出功率使用了更多功率。本申請人認(rèn)為，相對于在此所述的積極效果，即在時(shí)隙中獲得不變的輸出功率，是可以接受的缺陷。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在如下情況中能特別體現(xiàn)，即如果功率放大器包括第一和第二放大器級，一個(gè)放大器級的輸出耦合到另一級的輸入，其中在非線性模式中第一放大器級被控制為具有固定增益并且第二放大器級被控制為具有依賴于由第一控制回路生成的第二放大器級控制信號的增益，并且其中在線性模式中第二放大器級被控制為具有固定增益并且第一放大器級被控制為具有依賴于由第二控制回路生成的第一放大器級控制信號的增益。
在此，如果第二控制回路包括采樣保持電路，可操作以將第一放大器級控制信號保持在時(shí)隙的梯度上升和梯度下降部分之間的基本恒定的值，則這可以同時(shí)有利于發(fā)送用第一調(diào)制方案調(diào)制的數(shù)據(jù)和當(dāng)如果放大器操作在非線性模式中可能發(fā)生功率變化時(shí)在時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)。
如果發(fā)送器包括與功率放大器集成的功率檢測器，則不需要提供快速動作的溫度補(bǔ)償裝置。使用集成的功率檢測器是優(yōu)選的，因?yàn)檫@樣可以使得設(shè)備對應(yīng)于外部配置較小，并且通常較便宜。
根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)方面，提供了一種操作發(fā)送器的方法，所述方法包括在一系列時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)，在每個(gè)時(shí)隙中對數(shù)據(jù)應(yīng)用第一調(diào)制方案和第二調(diào)制方案中的一個(gè)；以及在應(yīng)用所述第一調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在線性模式中，并且在應(yīng)用所述第二調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在非線性模式中，所述方法進(jìn)一步包括對于在其中使用所述第二調(diào)制方案的時(shí)隙，確定時(shí)隙中的傳輸功率是否低于緊接著的前一時(shí)隙中的傳輸功率，并且響應(yīng)于肯定的確定結(jié)果，控制所述功率放大器在所述時(shí)隙期間操作在線性模式中。


現(xiàn)在參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1描述了可以根據(jù)本發(fā)明操作的發(fā)送器；圖2描述了形成圖1所示的發(fā)送器的一部分的放大器配置；圖3為示出了兩個(gè)連續(xù)時(shí)隙上的輸出功率示圖；以及圖4為示出了兩個(gè)連續(xù)時(shí)隙上功率檢測器的輸出的示圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)送器2包括功率放大器3和功率控制器4，如圖1和圖2所示。功率放大器3能夠操作在線性和非線性模式中，并且通過控制器20和第一和第二控制回路21、22如上參考現(xiàn)有技術(shù)所述地進(jìn)行控制。
然而，除了在發(fā)送具有高度幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)信號的時(shí)隙中專門使用第一控制回路21之外，當(dāng)發(fā)送沒有幅度調(diào)制的信號時(shí)，并且如果由功率放大器3產(chǎn)生的輸出功率低且在緊接著的前一時(shí)隙中產(chǎn)生的輸出功率高，則同樣使用第一控制回路21，。
例如，通信設(shè)備1可以為移動發(fā)送器，設(shè)置為使用EDGE和GMSK調(diào)制方案發(fā)送數(shù)據(jù)?？商鎿Q的，通信設(shè)備1可以為移動或者蜂窩電話，或者任何其他發(fā)送器設(shè)備。功率控制器4設(shè)置為使用第二控制回路22以高功率發(fā)送GMSK調(diào)制信號，為了效率因素而在非線性模式中操作功率放大器3。第一控制回路21用于發(fā)送EDGE調(diào)制信號并且還在某些情況下發(fā)送GMSK調(diào)制信號。
當(dāng)使用第一控制回路21時(shí)，在如上所述的發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)隙的中心部分期間，開關(guān)12開啟，并且使用采樣保持電路9、10控制功率放大器3。由于功率檢測器14通過采樣保持電路9、10而斷開與可變增益放大器11的連接，其輸出對施加到可變增益放大器11的控制信號沒有影響。因此，功率檢測器14的溫度的任何變化不會影響對功率放大器3的控制以及功率放大器3的輸出功率。
當(dāng)在GMSK時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，控制器20確定是否在線性或者非線性模式中操作功率放大器3。通常的，控制器20選擇非線性模式。然而當(dāng)輸出功率低并且緊接著的前一時(shí)隙中輸出功率高時(shí)，控制器20控制功率控制器4以使用第一控制回路21并且控制功率放大器3以操作在線性模式中。
當(dāng)使用第一控制回路21操作在線性模式中時(shí)，功率放大器3的效率低于使用第二控制回路22操作在非線性模式的情況。然而，通過消除由功率檢測器14中的溫度變化導(dǎo)致的輸出功率的漂移，效率的損失被抵消。
功率控制器4可以如下設(shè)置為使得功率放大器3可以在時(shí)隙期間操作在線性模式中，在該時(shí)隙期間將以，即在低于緊接著的前一時(shí)隙中使用的輸出功率的任何功率級別水平下發(fā)送非沒有幅度調(diào)制的信號的時(shí)隙中，功率放大器3操作在線性模式中?？商鎿Q的地，功率控制器4可以使用預(yù)定功率閾值確定時(shí)隙期間提供的輸出功率是否為“低”。例如，所述閾值可以按照功率級別水平定義，或者可替換地定義為功率放大器3可以提供的最大輸出功率的預(yù)定比例。
由于與在線性模式中操作功率放大器3相關(guān)的功率低效率，優(yōu)選地，僅在有利時(shí)對GMSK時(shí)隙使用線性模式。由于僅當(dāng)時(shí)隙中的輸出功率低并且前一時(shí)隙中的輸出功率高時(shí)才會在時(shí)隙期間產(chǎn)生較大程度的功率檢測器14的冷卻，優(yōu)選地在這種情況下僅僅使用線性模式。確定功率是否為高或者低的確切的方案可以是依賴于實(shí)現(xiàn)的。特別的，功率檢測器14的加熱和冷卻的程度可以是依賴于某些組件的選擇。優(yōu)選地，僅當(dāng)功率遠(yuǎn)低于前一時(shí)隙時(shí)，才對GMSK時(shí)隙使用線性模式。這可以通過將時(shí)隙之間的輸出功率比與預(yù)定閾值進(jìn)行比較或者以任何其他適當(dāng)方式而確定。
本發(fā)明可以實(shí)施為配置為控制發(fā)送器2的數(shù)字信號處理軟件。
盡管以上參考例如移動電話的通信設(shè)備描述了本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的放大器配置可以在任何便攜的或者固定的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備中使用，包括基站發(fā)送器，并且特別適合于混合模式數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
此外，本發(fā)明并不限于包括圖2所示的控制回路的放大器配置。特別的，功率檢測器14是否位于功率放大器3內(nèi)并不重要。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送器，設(shè)置為在一系列時(shí)隙的每一個(gè)中發(fā)送使用第一調(diào)制方案和第二調(diào)制方案中的一個(gè)調(diào)制的數(shù)據(jù)，所述發(fā)送器包括功率放大器，可操作在線性和非線性模式中；功率控制裝置，設(shè)置為控制由所述功率放大器提供的功率；以及控制器，設(shè)置為在應(yīng)用所述第一調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在所述線性模式中，并且在應(yīng)用所述第二調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在所述非線性模式中，對于在其中使用所述第二調(diào)制方案的時(shí)隙，所述控制器設(shè)置為確定所述時(shí)隙中的傳輸功率是否低于緊接著的前一時(shí)隙中的所述傳輸功率，并且響應(yīng)于肯定的確定結(jié)果，控制所述功率放大器在所述時(shí)隙期間操作在所述線性模式中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，包括采樣保持電路，其在線性模式中操作時(shí)，可操作以將所述功率放大器的增益保持在時(shí)隙的梯度上升和梯度下降部分之間的基本恒定的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中所述功率放大器包括第一和第二放大器級，一個(gè)放大器級的輸出耦合到另一級的輸入，其中在所述非線性模式中所述第一放大器級被控制為具有固定增益并且所述第二放大器級被控制為具有依賴于由第一控制回路生成的第二放大器級控制信號的增益，并且其中在所述線性模式中所述第二放大器級被控制為具有固定增益并且所述第一放大器級被控制為具有依賴于由第二控制回路生成的第一放大器級控制信號的增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)送器，其中所述第二控制回路包括采樣保持電路，可操作以將所述第一放大器級控制信號保持在時(shí)隙的梯度上升和梯度下降部分之間的基本恒定的值。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的發(fā)送器，包括與所述功率放大器集成的功率檢測器。
6.一種通信設(shè)備，包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的發(fā)送器。
7.一種無線電話，包括根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)所述的發(fā)送器。
8.一種操作發(fā)送器的方法，所述方法包括在一系列時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)，在每個(gè)時(shí)隙中對數(shù)據(jù)應(yīng)用第一調(diào)制方案和第二調(diào)制方案中的一個(gè)；以及在應(yīng)用所述第一調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在線性模式中，并且在應(yīng)用所述第二調(diào)制方案時(shí)在時(shí)隙中控制所述功率放大器以操作在非線性模式中，所述方法進(jìn)一步包括對于在其中使用所述第二調(diào)制方案的時(shí)隙，確定所述時(shí)隙中的傳輸功率是否低于緊接著的前一時(shí)隙中的傳輸功率，并且響應(yīng)于肯定的確定結(jié)果，控制所述功率放大器在所述時(shí)隙期間操作在所述線性模式中。
全文摘要
一種發(fā)送器(2)，包括功率放大器(3)和功率控制器(4)。功率放大器(3)能夠線性和非線性地操作，并且通過控制器(20)以及第一和第二控制回路(21、22)而控制。第二控制回路(22)用于傳輸沒有幅度調(diào)制的GMSK調(diào)制信號，以在非線性模式中操作功率放大器(3)。第一控制回路(21)用于傳輸具有大量幅度調(diào)制的EDGE調(diào)制信號，以在線性模式中操作功率放大器(3)。第一控制回路(21)還用于如果由功率放大器(3)產(chǎn)生的輸出功率為低并且緊接著的前一時(shí)隙的功率為高的GMSK時(shí)隙。在此情況下，在功率放大器中的功率檢測器電壓由于冷卻而在時(shí)隙上發(fā)生變化時(shí)，使用第一控制回路(21)的采樣保持電路(9，10)以避免時(shí)隙上功率水平變化的可能性。
文檔編號H03F3/24GK1989752SQ200580024337
公開日2007年6月27日 申請日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月1日
發(fā)明者曼弗雷德·魏斯 申請人:諾基亞公司