專利名稱：用于控制無線電收發(fā)機(jī)的發(fā)送功率電平的混合模擬/數(shù)字方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及個(gè)人無線通訊裝置的領(lǐng)域以及當(dāng)這種裝置干擾另一個(gè)裝置時(shí)所引起的問題。由于許多當(dāng)代的無線通信系統(tǒng)受系統(tǒng)內(nèi)干擾的限制，所以控制這種干擾的機(jī)理可以改進(jìn)系統(tǒng)話務(wù)量或者減小頻譜需求。特別是，本發(fā)明涉及控制個(gè)人無線通信裝置的發(fā)送功率電平的領(lǐng)域以有助于阻止受發(fā)射無線電信號(hào)的其它裝置干擾和對(duì)它們干擾。
背景技術(shù)：
在個(gè)人無線通信的迅速涌現(xiàn)的領(lǐng)域中，為了把呼叫和數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)的用戶已發(fā)展多種數(shù)字無線電基系統(tǒng)。根據(jù)蜂窩狀無線電原理，‘高層’無線系統(tǒng)一般運(yùn)用相對(duì)較昂貴的基站塔以在幾英里半徑內(nèi)與由用戶所使用的各個(gè)無線電收發(fā)機(jī)進(jìn)行通信。
最近，已發(fā)展‘低層’無線電標(biāo)準(zhǔn)，它們能夠支持用高層技術(shù)一般可行的話務(wù)量密度更高的話務(wù)量密度。低層系統(tǒng)運(yùn)用小型、廉價(jià)的基站，每個(gè)基站在相對(duì)較小的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行服務(wù)。低層系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是例如在建筑物或者公用電桿上可以容易地廣泛地采用這種小型廉價(jià)的基站以進(jìn)行高容量無線訪問服務(wù)。
當(dāng)個(gè)人無線通信系統(tǒng)越來越普及的時(shí)候，用戶密度也在不斷增加。當(dāng)用戶密度增加時(shí)，在用戶所使用的收發(fā)機(jī)之間的干擾問題限制了個(gè)人無線通信的擴(kuò)展除非這種干擾能夠得到控制。
控制收發(fā)機(jī)之間的干擾的主要方法是調(diào)節(jié)各個(gè)收發(fā)機(jī)發(fā)射的功率電平。為一些出現(xiàn)的無線系統(tǒng)所建立的標(biāo)準(zhǔn)已包括了對(duì)使用的收發(fā)機(jī)能夠在給定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)它們發(fā)射的功率電平的需求。
例如，個(gè)人訪問通信系統(tǒng)(PACS)是出現(xiàn)的低層無線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之一。可以證明在現(xiàn)由不充分的通信系統(tǒng)所服務(wù)的發(fā)展中國(guó)家中PACS是特別重要的系統(tǒng)。由于PACS是這種成本有效的無線技術(shù)，所以為了個(gè)人和商業(yè)需要，可能越來越依賴于它。
根據(jù)對(duì)于PACS的操作標(biāo)準(zhǔn)，收發(fā)機(jī)必須能夠調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率電平以響應(yīng)于由系統(tǒng)發(fā)送的功率控制信號(hào)。，在30dB的范圍內(nèi)，收發(fā)機(jī)必須能夠以1dB(誤差不超過±0.5dB)調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率電平。參見美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)J-STD-014，個(gè)人訪問通信系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn)，4.3.4(1995)(通過應(yīng)用包括于此)。其它系統(tǒng)要求類似的收發(fā)機(jī)能力。
除了減小收發(fā)機(jī)之間的干擾之外，控制發(fā)射功率電平減小了功率消耗并增加給收發(fā)機(jī)供電的電池的壽命。然而，在這么寬的范圍內(nèi)并在這種精確度下用實(shí)現(xiàn)上述發(fā)射功率電平控制的所需的電子裝置來生產(chǎn)小型廉價(jià)的發(fā)射機(jī)是很困難的。
如上所述，把發(fā)射功率電平減小到使無線電鏈路保持足夠質(zhì)量所需的最小值提供了系統(tǒng)好處(即，增加話務(wù)量)和各個(gè)便攜式收發(fā)機(jī)好處(例如，減小了電池的功率泄放)。所有收發(fā)機(jī)必須采用模擬電子裝置來產(chǎn)生無線電頻率功率以通過收發(fā)機(jī)天線發(fā)送到基站。然而，控制發(fā)射功率電平所需的電子裝置可以是純模擬、數(shù)字或者兩者結(jié)合。
純模擬方法(諸如，最后一級(jí)發(fā)射放大器的功率增益的調(diào)節(jié))可以減小附加的電池消耗，但是很難實(shí)現(xiàn)純模擬方法?？赡苄枰喈?dāng)?shù)膹?fù)雜性來滿足所需要的發(fā)射功率電平精度要求(特別是在溫度范圍內(nèi))。此外，如果運(yùn)用純模擬方法，那么可能需要高成本來對(duì)于所制造的收發(fā)機(jī)分別進(jìn)行定標(biāo)以證實(shí)它們的發(fā)射功率控制精度。
相比而言，在變化的環(huán)境條件下(例如，溫度)，純數(shù)字方法可能更加穩(wěn)健。此外，純數(shù)字方法不需要昂貴的定標(biāo)(正如純模擬方法那樣)。于是，運(yùn)用純數(shù)字方法來控制發(fā)射功率的收發(fā)機(jī)在獲得可靠、高音量、低成本的制造方面具有很大的優(yōu)點(diǎn)。
純數(shù)字方法的例子在發(fā)送鏈中進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換之前，立即對(duì)發(fā)送信號(hào)范圍進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)(例如，數(shù)字壓縮或者放大方法)。在這種技術(shù)中，下列模擬功率生成階段的絕對(duì)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換參數(shù)(分辨率步長(zhǎng)數(shù)量，最大峰-峰模擬信號(hào)振幅)和增益是固定的。
圖1示出用于發(fā)射功率控制的直接數(shù)字壓縮方案。假設(shè)，下列(固定)模擬級(jí)為線性關(guān)系，發(fā)射功率電平與由數(shù)字-模擬變換器2所產(chǎn)生的模擬波形的幅度平方x(t)成正比。
為了獲得直至MdB的最后功率壓縮，由下列公式確定壓縮因數(shù)g(k)的最小值gmin=10(-M/20)運(yùn)用純數(shù)字方法還有缺點(diǎn)。首先，對(duì)于所發(fā)射的信號(hào)頻譜形狀具有合理的保真性要求意味著在進(jìn)行數(shù)字-模擬變換之前，在數(shù)字信號(hào)通路中具有最小分辨率(即，最小數(shù)量的量化步長(zhǎng))。然而，對(duì)于數(shù)字壓縮方法的運(yùn)用增加了產(chǎn)生最小數(shù)量的量化步長(zhǎng)所需的發(fā)送數(shù)據(jù)通路寬度。
參照?qǐng)D1，如果用q位表示數(shù)字發(fā)送波形波動(dòng)，那么在與最大數(shù)字壓縮相對(duì)應(yīng)的最小發(fā)送功率電平下，數(shù)字波形s(k)可以在下列范圍內(nèi)進(jìn)行變動(dòng)；0≤s(k)＜gmin×2q把有效分辨率限定于qeff=log2(gmin×2q)=q-M×(log210)/20≈q-M/6其中，M以dB為單位。
對(duì)于M=30dB最大壓縮，有效分辨率將只有q-5位，而且頻譜質(zhì)量可能會(huì)降低，這種降低是不能接受的。相反，如果我們希望在最大壓縮下至少有q位分辨率，那么數(shù)據(jù)通路寬度必須至少為q+5位。隨著數(shù)據(jù)通路寬度的需求量不斷增長(zhǎng)，解決數(shù)據(jù)變換的成本也在快速增長(zhǎng)。
伴隨著純數(shù)字方法的另一個(gè)問題是，不能保證在對(duì)于滿足無線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(諸如PACS)的發(fā)射功率控制規(guī)范所需的輸入信號(hào)的寬范圍內(nèi)，所需的模擬放大器和RF功率生成級(jí)能夠有效地進(jìn)行操作。此外，即使在這種較寬范圍的輸入電平中合理地操作它們，它們也不能通過模擬方法(諸如，功率放大器增益控制)提供可行的所有電池消耗改進(jìn)。
出于這些原因，需要一種有效的可供應(yīng)的混合電路，它能采用數(shù)字和模擬元件以在特定范圍內(nèi)，控制在個(gè)人無線通信系統(tǒng)中的收發(fā)機(jī)的發(fā)送功率電平。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于滿足上述和其它需要。更具體地說，本發(fā)明的目的在于可用于在收發(fā)機(jī)中，在特定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)送功率電平的可提供的混合模擬/數(shù)字電路，以供無線個(gè)人通信系統(tǒng)之用。
在下面的說明書中將描述本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎性，而且對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，在對(duì)以下的說明書進(jìn)行審查之后，或者通過對(duì)于本發(fā)明的實(shí)踐學(xué)習(xí)將會(huì)顯而易見，。通過在所附權(quán)利要求書中特別指出的方法及其結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)(如下具體體現(xiàn)和描述)，本發(fā)明包括下列步驟；通過把數(shù)字信號(hào)與第一預(yù)定值相乘，壓縮要被發(fā)送的數(shù)字信號(hào)；根據(jù)被壓縮的數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)載波信號(hào)；把經(jīng)調(diào)節(jié)的載波信號(hào)輸入到發(fā)送功率放大器；根據(jù)第二預(yù)定值調(diào)節(jié)放大器的增益；和發(fā)送經(jīng)放大和調(diào)節(jié)的載波信號(hào)。
根據(jù)數(shù)字發(fā)送功率電平控制字可以得出第一和第二預(yù)定值。數(shù)字發(fā)送功率電平控制字包括n位。根據(jù)n位中的k位得出第一預(yù)定值，其中k＜n；而且根據(jù)n位中的剩余n-k位得出第二預(yù)定值。
通過將發(fā)送功率電平控制字的校正部分施于作為響應(yīng)產(chǎn)生第一預(yù)定值的查詢表可以得出第一預(yù)定值。
通過把比特流施于調(diào)制信息符號(hào)映象器(mapper)，可以生成數(shù)字信號(hào)。符號(hào)映象器可以把位轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制調(diào)制符號(hào)，或者在當(dāng)代的數(shù)字系統(tǒng)(正如PACS)的情況下，正交符號(hào)映象器可以輸出同相和正交基帶數(shù)字信號(hào)。
如果運(yùn)用正交符號(hào)映象器，那么壓縮同相和正交信號(hào)、把它們轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)、正交調(diào)制成射頻并發(fā)送。正交符號(hào)映象器還可以產(chǎn)生后經(jīng)壓縮的單個(gè)經(jīng)調(diào)制的中頻頻率信號(hào)、上轉(zhuǎn)換成所需的射頻并發(fā)送。
此外，在壓縮和轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)之前，可以多路復(fù)用同相和正交對(duì)信號(hào)。在把信號(hào)施于正交調(diào)制器之前，執(zhí)行去復(fù)接。


結(jié)合到說明書中構(gòu)成說明書一部分的附示表明本發(fā)明，而且與說明書一起用于闡明本發(fā)明的原理。在附圖中
圖1是用數(shù)字技術(shù)來調(diào)節(jié)發(fā)送功率的現(xiàn)有技術(shù)電路的方框圖。
圖2是運(yùn)用比特流的基帶正交調(diào)制的本發(fā)明的電路的方框圖。
圖3是運(yùn)用本發(fā)明的查詢表的方框圖。
圖4是施于PACS收發(fā)機(jī)的發(fā)送功率電平的本發(fā)明的曲線圖。
圖5是運(yùn)用比特流的基帶正交調(diào)制的本發(fā)明的復(fù)接范圍壓縮和D/A變換電路的方框圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述已知有用于建立下述發(fā)送功率電平的方法，即假定在區(qū)域中存在來自其它收發(fā)機(jī)和其它無線電源的干擾的情況下，無線電收發(fā)機(jī)在該發(fā)送功率電平下進(jìn)行發(fā)送。在美國(guó)專利第5,313,175號(hào)中描述一種這樣的方法，通過引用包括于此。
美國(guó)專利第5,333,175號(hào)揭示了TDM/TDMA便攜式無線電通信系統(tǒng)，其中通過監(jiān)視在由端口接收到的每個(gè)上行鏈路字符串(burst)中的三個(gè)量度，動(dòng)態(tài)地控制由便攜式單元的發(fā)射機(jī)發(fā)送到固定無線電訪問端口的上行鏈路功率。這些量度是接收到的信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)、從解調(diào)電路得出的接收到的信號(hào)質(zhì)量的量度(“質(zhì)量量度)和碼字誤差指示器。
將字誤差指示器用于調(diào)節(jié)向上和向下的RSSI閾值。如果質(zhì)量量度低于預(yù)定閾值或者RSSI低于可調(diào)節(jié)的RSSI閾值的當(dāng)前值，那么需要附加的上行鏈路功率，除非RSSI大于預(yù)定最大值。如果需要附加功率，那么把功率控制位(包括在被發(fā)送到便攜式單元的每個(gè)下行鏈路字符串中)設(shè)為ONE，而且響應(yīng)于此便攜式單元以受控量增加它的輸出發(fā)射機(jī)功率。
如果質(zhì)量量度大于預(yù)定質(zhì)量量度閾值，而且RSSI大于RSSI閾值，那么把功率控制位設(shè)為零，而且以受控量減小便攜式功率發(fā)射機(jī)功率。此外，如果RSSI大于預(yù)定最大值，那么把功率控制位設(shè)為零，而且減小便攜式功率發(fā)射機(jī)功率。
在運(yùn)用美國(guó)專利第5,333,175號(hào)所述的方法或確定用于便攜式收發(fā)機(jī)的適當(dāng)功率電平其它方法之后，必須用電子裝置限制收發(fā)機(jī)在該功率電平下進(jìn)行傳播。這就是本發(fā)明所提出的問題。下面將利用附圖解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
如圖2所示，準(zhǔn)備比特流以用于發(fā)送。比特流可以是與用戶在收發(fā)機(jī)處講話的數(shù)字語音相對(duì)應(yīng)的一系列數(shù)字碼字。首先，由正交符號(hào)映象器110處理比特流。正交符號(hào)映象器110把數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換成可被數(shù)字濾波以實(shí)現(xiàn)特定頻譜特性的一對(duì)基帶數(shù)字波形(“I”或同相和“Q”或正交信號(hào))。
為了保證在發(fā)送中有良好的頻譜保真性，以比信息符號(hào)生成的速率相對(duì)高的速率對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行采樣。根據(jù)一般規(guī)則，應(yīng)以至少為發(fā)送信息符號(hào)速率的八倍速率采樣基帶I和Q信號(hào)。
于是，分別由范圍壓縮裝置120和121相同地壓縮I和Q信號(hào)。通過把I和Q信號(hào)與大于零和小于或等于1的一些數(shù)字相乘，以實(shí)現(xiàn)壓縮。這一致地減小I和Q信號(hào)的幅度，而且假設(shè)下列模擬中頻-和射頻電路的單調(diào)性(即，不飽和的)，減小最終被發(fā)送的射頻信號(hào)的功率電平。
考慮到在該區(qū)域的傳播條件和干擾，由收發(fā)機(jī)進(jìn)行發(fā)送時(shí)的最佳功率電平確定發(fā)送功率電平控制字170。確定該最佳電平的方法不是本發(fā)明的主題(參見美國(guó)專利第5,333,175號(hào))。然而，一旦確定，由本發(fā)明的電子裝置運(yùn)用發(fā)送功率電平控制字170以影響用于發(fā)送的適當(dāng)發(fā)送功率電平。
在圖2的例子中，發(fā)送功率電平控制字170的n位中的一些位(即，k位)用于指出范圍壓縮裝置120和121將I或Q信號(hào)與其相乘的數(shù)值，以影響壓縮。在該例子中，壓縮裝置120和121用相同的數(shù)值來同樣地壓縮I和Q信號(hào)。這些k位構(gòu)成了范圍壓縮控制字171。
然后，把經(jīng)壓縮的數(shù)字I和Q信號(hào)施于模擬-數(shù)字變換器130和131。然后運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)正交調(diào)制器140把經(jīng)壓縮的信號(hào)I和Q信號(hào)調(diào)制到中頻頻率。由電路150把中頻頻率上轉(zhuǎn)換和濾波成射頻信號(hào)。
然后，把射頻信號(hào)施于發(fā)送功率放大器160。由在發(fā)送功率電平控制字170中的剩余位(n-k)確定用于放大器160的增益信號(hào)180。這些(n-k)位構(gòu)成放大器增益控制字172。為了保持放大器的線性，還必須調(diào)節(jié)放大器的操作的其它方面(諸如，柵偏壓控制)。在壓縮和適當(dāng)放大器增益控制之后，由天線190發(fā)送射頻信號(hào)(現(xiàn)在被抑制在適當(dāng)?shù)陌l(fā)送功率電平下)。
作為替代，可以省略中頻頻率處理過程。配置正交調(diào)制器140以產(chǎn)生射頻信號(hào)，而不是中頻頻率信號(hào)。如果運(yùn)用這種方法，那么直接向產(chǎn)生功率放大器160提供所得的射頻信號(hào)。
熟悉本技術(shù)的一般人員能夠容易地理解，本發(fā)明還采用二進(jìn)制，而不是正交調(diào)制，中頻頻率而不是基帶數(shù)字符號(hào)映象器輸出。在這兩者情況下，只需要單個(gè)數(shù)字信號(hào)通路，包括范圍壓縮和數(shù)字-模擬變換。
于是，根據(jù)本發(fā)明的原理，通過調(diào)節(jié)I和Q數(shù)字信號(hào)的范圍壓縮，并在發(fā)送之前影響模擬放大器160的增益控制，控制發(fā)送功率電平。通過范圍壓縮所實(shí)現(xiàn)的數(shù)字控制提供在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)提供小功率控制步長(zhǎng)。通過控制發(fā)送功率放大器160的增益所實(shí)現(xiàn)的模擬控制提供較大的范圍控制步長(zhǎng)，而且對(duì)收發(fā)機(jī)功率消耗提供較佳控制。
在放大器增益控制字中的每個(gè)遞增變化產(chǎn)生在發(fā)送功率電平中的大的單個(gè)遞增變化，它相當(dāng)于通過只控制信號(hào)壓縮就影響的發(fā)送功率電平的整個(gè)范圍。于是，在放大器增益控制字中的變化產(chǎn)生在發(fā)送功率電平中的大跳躍，同時(shí)在范圍壓縮控制字中的變化產(chǎn)生在那些大跳躍中的較小跳躍。在該組合中，大跳躍和小跳躍提供所需速率的發(fā)送功率電平。于是，范圍壓縮控制字171和模擬增益控制字172分別起到“精細(xì)”和“粗略”控制的作用，以影響適當(dāng)?shù)陌l(fā)送功率電平。通過在它的值范圍內(nèi)掃過n位控制字，在可獲得的功率電平的整個(gè)范圍內(nèi)可以平滑地調(diào)節(jié)發(fā)送功率電平。
放大器160(能通過天線190而發(fā)送)表示了對(duì)于給收發(fā)機(jī)供電的電池的最重要的要求。因此，比起使發(fā)送功率電平均勻地分布在放大器增益電平范圍而在較低的放大器增益電平下，會(huì)集多個(gè)發(fā)送功率電平是很有利的。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，通過控制放大器增益影響在發(fā)送功率電平中的大范圍跳躍可能互相重疊。在生成發(fā)送功率電平控制字170的邏輯上，這可能需要一些附加的復(fù)雜度，以響應(yīng)于特定發(fā)送功率控制命令進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟介L(zhǎng)。
參照?qǐng)D3，根據(jù)詳細(xì)地描述范圍壓縮控制字的處理過程。發(fā)送功率電平控制字171中的k位表示數(shù)值m。為了確定用于壓縮的乘法器，將發(fā)送功率電平控制字171施于查詢表210。查詢表210產(chǎn)生基于數(shù)值m的預(yù)定值，g(m)≤1，然后，由范圍壓縮裝置120和121采用這個(gè)查詢值，以壓縮I和Q信號(hào)。通過用因子g(m)壓縮I和Q信號(hào)的范圍，由因子g(m)2或-20log10(g(m))dB壓縮信號(hào)的功率。
總之，根據(jù)本發(fā)明的原理，通過控制發(fā)送功率放大器160的信號(hào)壓縮和增益，可以最好地影響發(fā)送功率電平的控制。沒有這種兩部分控制，需要更大的數(shù)據(jù)通路寬度以真正表示在發(fā)送功率控制環(huán)境中的所需范圍內(nèi)的數(shù)值波形(例如，具有足夠的分辨率)。此外，不存在任何減小的功率消耗。
于是，發(fā)送功率電平控制字170包括影響適當(dāng)發(fā)送功率電平所需的所有數(shù)據(jù)。n位的功率電平控制字可以提供2n不同發(fā)送功率電平。如上所述，PACS標(biāo)準(zhǔn)需要以1dB遞增的30dB的發(fā)送功率電平控制范圍。這翻譯成對(duì)于30個(gè)可獲得發(fā)送功率電平的指令。因此，在PACS例子中，n≥5(25=32)。
如上所述，發(fā)送功率控制字170的較低k位形成范圍壓縮控制字171。這提供可只由范圍壓縮影響的2k發(fā)送功率范圍。類似地，較低n-k位形成增益控制字172，提供與通過范圍壓縮影響功率電平相結(jié)合一起應(yīng)用的2n-k發(fā)送功率電平，提供上至2n發(fā)送功率電平。
在PACS例子中，選擇k=4導(dǎo)致通過壓縮I和Q信號(hào)可能影響的16(24=16)發(fā)送功率電平(以1dB遞增)。其中n=5,n-k=5-4=1。于是，通過調(diào)節(jié)放大器160的增益，可以影響2(21=2)發(fā)送功率范圍。
由于對(duì)于通過增益控制可獲得的兩個(gè)電平中的每個(gè)電平，存在通過壓縮可獲得的16個(gè)發(fā)送功率電平，所以總共有可實(shí)現(xiàn)的32個(gè)發(fā)送功率電平。這統(tǒng)計(jì)在至少30dB的范圍內(nèi)，對(duì)于至少30個(gè)可獲得的發(fā)送功率電平，這滿足PACS標(biāo)準(zhǔn)需求。圖2示出這種關(guān)系。
在這個(gè)例子中，查詢表210如下

如果通過正交調(diào)節(jié)器140的信號(hào)通路和中頻頻率150及射頻160處理階段不是線性的(即，范圍壓縮變化ydB不會(huì)導(dǎo)致輸出發(fā)送功率變化ydB)，那么可以調(diào)節(jié)查詢表210以考慮到這種非線性。
在圖3中，g(m)表示為具有r位的數(shù)據(jù)寬度，而且I和Q信號(hào)每個(gè)具有q位的數(shù)據(jù)寬度。由特定應(yīng)用確定r和q的值。特別是，由頻譜保真要求確定q。q中具有較少位時(shí)，范圍壓縮裝置120和121以及數(shù)字-模擬變換器130和131比較便宜，但是降低了發(fā)送頻譜的質(zhì)量。
例如，在PACS中，8位的有效分辨率寬度導(dǎo)致良好的頻譜質(zhì)量。在最大數(shù)字壓縮下(即在15dB功率壓縮下)，出現(xiàn)最低有效分辨率。例如，從PACS的查詢表可見，這導(dǎo)致被乘數(shù)為0.1778。于是，I和Q信號(hào)的有效分辨率減小log2(0.1778)倍或者大約2.5位。這建議q應(yīng)大于10位(也許11或12，這依賴于如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字-模擬變換)以保持最小的8位有效分辨率。
圖5示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將I和Q信號(hào)施于復(fù)接器410。將經(jīng)復(fù)接的信號(hào)施于范圍壓縮裝置420，然后數(shù)字-模擬變換器430。于是，在將其施于正交直接調(diào)制器140之前，由模擬轉(zhuǎn)換器440以及采樣和保持電路450對(duì)經(jīng)復(fù)接的模擬I和Q信號(hào)進(jìn)行去復(fù)接。
只運(yùn)用單個(gè)范圍壓縮裝置420和單個(gè)數(shù)字-模擬變換器430，從而減小如圖2所示的電路復(fù)雜度。為了僅用單個(gè)范圍壓縮裝置和單個(gè)數(shù)字-模擬變換器起作用，由2-至-1q位復(fù)接器410把I和Q信號(hào)復(fù)接成范圍壓縮裝置420。這個(gè)實(shí)施例要求以與足夠快的定時(shí)速度反相地輸出I和Q信號(hào)(當(dāng)由正交符號(hào)映象器110產(chǎn)生時(shí))的時(shí)間。
雖然這個(gè)實(shí)施例排除了一個(gè)范圍壓縮裝置以及一個(gè)數(shù)字-模擬變換器，但是剩余的范圍壓縮裝置420和數(shù)字-模擬變換器430必須能夠在大約為范圍壓縮裝置120和121以及如圖2所示的數(shù)字-模擬變換器130和131的速度的兩倍速度下進(jìn)行操作。這個(gè)實(shí)施例還需要加上復(fù)接器410和模擬轉(zhuǎn)換器440，以及采樣和保持電路450以在將它們施于正交直接調(diào)節(jié)器140之前解調(diào)I和Q信號(hào)。還必須加上兩個(gè)相位復(fù)接器/轉(zhuǎn)換器以協(xié)調(diào)復(fù)接器410和模擬轉(zhuǎn)換器440的運(yùn)作。
進(jìn)行上面的描述只用于示出并描述本發(fā)明。這并不是窮舉或者把本發(fā)明限于所揭示的任何精確形式。根據(jù)上述原理，多種變更和變化是可行的。
例如，可以構(gòu)成正交符號(hào)映象器110以輸出單個(gè)低中頻頻率帶通信號(hào)，而不是兩個(gè)分開的I和Q基帶信號(hào)。這種結(jié)構(gòu)還允許運(yùn)用單個(gè)范圍壓縮裝置和單個(gè)數(shù)字-模擬變換器，以及允許省略正交直接調(diào)制器140。
這種方法的困難之處在于，它需要中頻頻率帶通信號(hào)以在較高速率下進(jìn)行采用，從而保持了頻譜的保真性。例如，如圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例中所討論的，以信息符號(hào)生成速率的8倍速率對(duì)I和Q信號(hào)進(jìn)行采樣。如果用單個(gè)中頻頻率基帶信號(hào)來代替I和Q信號(hào)，那么依賴于所選定的中頻頻率值，在16、32或者甚至64倍于符號(hào)生成速率下，必須發(fā)生采樣以保持頻譜保真性。
選擇和描述較佳實(shí)施例，以最佳解釋本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用以使熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員能夠在各種實(shí)施例中最好地利用本發(fā)明，并進(jìn)行各種變化以適于所考慮到的特定用途。由下列權(quán)利要求書限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于控制經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)的發(fā)送功率電平的方法，其特征在于，包括下列步驟通過把所述數(shù)字信號(hào)與第一預(yù)定值相乘，壓縮要被發(fā)送的數(shù)字信號(hào)；根據(jù)所述經(jīng)壓縮的數(shù)字信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)；把所述經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)輸入到發(fā)送功率放大器；根據(jù)第二預(yù)定值調(diào)節(jié)所述發(fā)送功率放大器的增益；和發(fā)送所述經(jīng)放大及調(diào)制的載波信號(hào)。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)數(shù)字發(fā)送功率電平控制字得出所述第一和第二預(yù)定值。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所示數(shù)字發(fā)送功率電平控制字包括n位，其中，n是整數(shù)；根據(jù)所述所述n位中的k位，得出所述第一預(yù)定值，其中k是小于n的整數(shù)；和根據(jù)所述n位中的剩余n-k位得出所述第二預(yù)定值。
4．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，由從所述發(fā)送功率電平控制字得出的第一預(yù)定值壓縮所述數(shù)字信號(hào)的步驟包括將所述發(fā)送功率電平控制字的部分應(yīng)用于查詢表；根據(jù)所述發(fā)送功率電平控制字的所述部分，按所述查詢表生成被乘數(shù)；和把所述數(shù)字信號(hào)乘以所述被乘數(shù)。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括把比特流施于信息符號(hào)映象器以產(chǎn)生所述數(shù)字信號(hào)的步驟。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述信息符號(hào)映象器是基帶正交符號(hào)映象器和由所述基帶正交符號(hào)映象器產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)包括同相數(shù)字信號(hào)和正交數(shù)字信號(hào)，而且其中通過把所述數(shù)字信號(hào)乘以所述第一預(yù)定值來壓縮所述數(shù)字信號(hào)的所述步驟包括把所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)乘以所述第一預(yù)定值。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟把所述模擬同相信號(hào)和所述模擬正交信號(hào)施于正交直接調(diào)制器；用所述正交直接調(diào)制器產(chǎn)生單個(gè)中頻頻率信號(hào)；上變換和濾波所述中頻頻率信號(hào)以產(chǎn)生射頻信號(hào)；和把所述射頻信號(hào)施于所述發(fā)送功率放大器。
8．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟把所述模擬同相信號(hào)和所述模擬正交信號(hào)施于正交直接調(diào)制器；根據(jù)所述正交直接調(diào)制器產(chǎn)生單個(gè)射頻信號(hào)；和把所述射頻信號(hào)施于所述發(fā)送功率放大器。
9．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟；在壓縮所述信號(hào)范圍和把所述信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬之前，復(fù)接所述同相和正交信號(hào)；和在壓縮和數(shù)字-模擬變換之后去復(fù)接所述同相和正交信號(hào)。
10．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，由所述信息符號(hào)映象器所產(chǎn)生的所述數(shù)字信號(hào)是低中頻頻率基帶信號(hào)。
11．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，由在無線電收發(fā)機(jī)中說話的人產(chǎn)生所述比特流。
12．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把所述數(shù)字信號(hào)調(diào)制成載波的所述步驟包括運(yùn)用正交相移鍵控調(diào)制。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述正交相移鍵控調(diào)制是π/4-偏移的正交相移鍵控調(diào)制。
14．一種用于控制經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)發(fā)射機(jī)的發(fā)送功率電平的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于通過把所述數(shù)字信號(hào)乘以第一預(yù)定值壓縮被發(fā)送的數(shù)字信號(hào)的裝置；用于根據(jù)所述經(jīng)壓縮的數(shù)字信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)的裝置；用于把所述經(jīng)調(diào)制的載波信號(hào)輸入到發(fā)送功率放大器的裝置用于根據(jù)第二預(yù)定值調(diào)節(jié)所述發(fā)送功率放大器的增益的裝置；和用于發(fā)送所述經(jīng)放大調(diào)制的載波信號(hào)的裝置。
15．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)數(shù)字發(fā)送功率電平控制字得出所述第一和第二預(yù)定值。
16．如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字發(fā)送功率電平控制字包括n位，其中n是整數(shù)；根據(jù)所述n位中的k位得出所述第一預(yù)定值，其中k是小于n的整數(shù)；和根據(jù)所述n位的剩余n-k位得出所述第二預(yù)定值。
17．如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于由根據(jù)所述發(fā)送功率電平控制字得出的第一預(yù)定值壓縮所述數(shù)字信號(hào)的裝置包括用于把所述發(fā)送功率電平控制字的部分施于查詢表的裝置；用于根據(jù)所述發(fā)送功率電平控制字的所述部分，從所述查詢表生成被乘數(shù)的裝置；和用于把所述數(shù)字信號(hào)乘以所述被乘數(shù)的裝置。
18．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于把比特流施于信息符號(hào)映象器以產(chǎn)生所述數(shù)字信號(hào)的裝置。
19．如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息符號(hào)映象器是基帶正交符號(hào)映象器，而且由所述基帶正交符號(hào)映象器產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)包括了同相數(shù)字信號(hào)和正交數(shù)字信號(hào)，而且其中用于通過把所述數(shù)字信號(hào)乘以第一預(yù)定值壓縮所述數(shù)字信號(hào)的所述裝置包括用于把同相和正交信號(hào)與所述第一預(yù)定值相乘的裝置。
20．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于把模擬同相和正交信號(hào)施于正交直接調(diào)制器以產(chǎn)生單個(gè)中頻頻率信號(hào)的裝置；用于上轉(zhuǎn)換和濾波所述中頻頻率信號(hào)以產(chǎn)生射頻信號(hào)的裝置；和用于把所述射頻信號(hào)施于所述發(fā)送功率放大器的裝置。
21．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于把模擬同相和正交信號(hào)施于正交直接調(diào)制器以產(chǎn)生單個(gè)射頻信號(hào)的裝置；和用于把射頻信號(hào)施于所述發(fā)送功率放大器的裝置、
22．如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于在壓縮信號(hào)范圍和把信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬之前，復(fù)接同相和正交信號(hào)的裝置；和用于在壓縮和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換之后去復(fù)接同相和正交信號(hào)的裝置。
23．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，由所述信息符號(hào)映象器所產(chǎn)生的所述數(shù)字信號(hào)是低中頻頻率帶通信號(hào)。
24．如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，由在無線電收發(fā)機(jī)中講話的人產(chǎn)生所述比特流。
25．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于把所述數(shù)字信號(hào)調(diào)制到載波的所述裝置采用正交相移鍵控調(diào)制。
26．如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述正交相移鍵控調(diào)制是π/4-移位正交相移鍵控調(diào)制。
全文摘要
揭示用于特別在無線個(gè)人通信系統(tǒng)中控制發(fā)射機(jī)的發(fā)送功率電平的技術(shù)。該技術(shù)有助于阻止因收發(fā)機(jī)之間的干擾而降低發(fā)送質(zhì)量。通過包括數(shù)字和模擬電子裝置的混合電路控制發(fā)送功率電平(170－172)。通過控制壓縮數(shù)據(jù)流的量和模擬發(fā)送功率放大器(160)的增益設(shè)定發(fā)送功率電平。這種方法允許在發(fā)送功率電平內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?它避免了對(duì)于數(shù)字發(fā)送信號(hào)(它們可能折衷便攜式終端電池消耗)利用過寬的數(shù)據(jù)通路,或者利用昂貴的,難以定標(biāo)的模擬電子裝置。
文檔編號(hào)H03G3/00GK1217099SQ9618026
公開日1999年5月19日 申請(qǐng)日期1996年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月23日
發(fā)明者羅伯特·康拉德·馬爾卡米斯, 羅伯特·安東尼·齊格勒 申請(qǐng)人:貝爾通訊研究股份有限公司