專利名稱：有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及數(shù)字調(diào)制器，更具體地，涉及用于線性發(fā)射機(jī)的數(shù)字調(diào)制器。
數(shù)字調(diào)制模式，如π/4差分四相移相鍵控(π/4 DQPSK)，用于北美數(shù)字通信(NADC)與個人數(shù)字通信(PDC)無線通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中。用于其它無線通信系統(tǒng)中的另外的數(shù)字調(diào)制技術(shù)包括其它種類的正交幅度調(diào)制(QAM)，如64-QAM、16-QAM、和QPSK。傳統(tǒng)的π/4DQPSK調(diào)制器包括編碼器；有限周期沖激響應(yīng)(FIR)脈沖成形濾波器，用于同相和正交(I/Q)信號；和正交調(diào)制器。
NADC和PDC都用平方根升余旋(SRRC)FIR脈沖成形濾波器，以限制發(fā)射信號的帶寬和限制鄰頻信道干擾。不巧的是，這些FIR脈沖成形濾波器也在發(fā)射波形上產(chǎn)生幅度調(diào)制。這個幅度調(diào)制以峰值-平均功率比為特征。因為發(fā)射機(jī)中的RF功率放大器在全信號包絡(luò)范圍上必須基本保持線性，較高的峰值-平均功率比引起射頻(RF)功率放大器效率的降低。在便攜裝置中，RF功率放大器是主要的功率消耗源，且效率的降低對電池壽命有顯著影響。另外，隨發(fā)射的信號的峰值功率增加，線性放大器成本增加。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字調(diào)制器，它產(chǎn)生有降低的峰值-平均功率比的調(diào)制的信號，以在通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)中降低功率消耗和成本。
本發(fā)明提供一種有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，包括編碼器，用于轉(zhuǎn)換輸入信號成為編碼的信號；字符相關(guān)器，耦合到所述編碼器，用于在輸入信號中識別預(yù)定的目標(biāo)字符序列，并產(chǎn)生選擇信號；補(bǔ)償電路，耦合到所述字符相關(guān)器，用于由所述選擇信號所導(dǎo)引地濾波所述編碼的信號的一部分，以產(chǎn)生復(fù)合的信號；脈沖成形濾波器，耦合到所述補(bǔ)償電路；和調(diào)制器，耦合到所述脈沖成形濾波器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過目標(biāo)字符序列的補(bǔ)償降低其在峰值-平均功率比上的不利影響，增加功率放大器的效率，延長通信裝置的電池壽命。
附圖簡要說明

圖1示出在通信系統(tǒng)中實現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖；圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器在到I/QFIR脈沖成形濾波器的輸入端的相位星座(constellation)；圖3示出有限周期沖激響應(yīng)濾波器的框圖，用在現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器中；圖4示出現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的框圖；圖5示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在通信裝置中實現(xiàn)的有幅度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖；圖6示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在到I/QFIR脈沖成形濾波器的輸入端的有幅度補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的相位星座；圖7示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在通信系統(tǒng)中實現(xiàn)的有濾波器補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖；圖8示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在到I/QFIR脈沖成形濾波器的輸入端的有濾波器補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的相位星座；圖9示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，有限周期沖激響應(yīng)濾波器的框圖，用于有補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器中；圖10示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，有補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的框圖。
有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器降低調(diào)制的信號的峰值-平均功率比，以允許功率放大器效率的提高。調(diào)制器也降低鄰信道功率(ACP)干擾。在有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器中，數(shù)字位流被送到編碼器，它轉(zhuǎn)換位序列成為I/Q數(shù)字脈沖。字符(symbol)相關(guān)器注意何時目標(biāo)字符序列進(jìn)入編碼器。預(yù)定這些目標(biāo)字符序列為在調(diào)制的信號中引起過大的幅度峰值。
如果目標(biāo)字符序列被遇到，它用幅度或濾波器補(bǔ)償調(diào)整。補(bǔ)償由調(diào)整對每個目標(biāo)字符序列中的一個或多個字符的I/QFIR脈沖成形濾波器的系數(shù)實現(xiàn)。在數(shù)字位流中的非目標(biāo)字符序列被影響不大。I/QFIR脈沖成形濾波器后跟著I/Q數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和重構(gòu)濾波器，及濾波器，根據(jù)通信系統(tǒng)規(guī)范成形I/Q脈沖。然后，濾波的I/Q信號發(fā)送到用于RF調(diào)制的正交調(diào)制器，放大并在通信信道上發(fā)射。
目標(biāo)字符序列的補(bǔ)償降低目標(biāo)字符序列在峰值-平均功率比上的影響。通過降低目標(biāo)字符序列在峰值-平均功率比上的影響，能提高功率放大器的效率，且可延長便攜通信設(shè)備的電池壽命。
圖1示出在通信系統(tǒng)中實現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖。來自麥克風(fēng)105的模擬輸入信號通過話音編譯碼器106和信道編碼器107處理進(jìn)入數(shù)字域。數(shù)字位流然后進(jìn)入π/4DQPSK編碼器120，它轉(zhuǎn)換兩位字符序列成為有±π/4或±3π/4移相鍵控的I/Q數(shù)字脈沖。同相(I)信號進(jìn)入FIR脈沖成形濾波器164，它成形輸入的數(shù)字脈沖成為奈奎斯特脈沖波形，如PDC系統(tǒng)需要的具有α＝0.5的SRRC脈沖。正交(Q)信號到FIR脈沖成形濾波器165，它與FIR脈沖成形濾波器164一樣。兩濾波的I/Q信號進(jìn)一步通過I/Q數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和重構(gòu)濾波器168、169處理。下一步，信號進(jìn)入正交調(diào)制器190，用于調(diào)制在RF載波上。線性RF功率放大器195放大調(diào)制的信號，且雙工器197和天線199使能通過無線通信信道發(fā)射調(diào)制的信號。
在通信系統(tǒng)的接收機(jī)部分中，天線199從互補(bǔ)的通信裝置接收調(diào)制的信號，且雙工器197導(dǎo)引信號到RF接收機(jī)114、解調(diào)器116、信道解碼器117、及話音編譯碼器118。音頻揚(yáng)聲器119然后放來自話音編譯碼器118的基帶信號。
圖2示出在到示于圖1中的I/QFIR脈沖成形濾波器164、165的輸入端的現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的相位星座。對示于圖1中的π/4DQPSK編碼器120的輸出，有8個允許的值。允許的值落在單位圓210上45度的倍數(shù)的角度上。
圖3示出有限周期沖激響應(yīng)濾波器的框圖，用在現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器中。示于圖1中的I/QFIR脈沖成形濾波器164、165實現(xiàn)FIR濾波器，它們用延時部件、定比例器、和加法器處理輸入信號。這個例子示出有4倍的過采樣的32-抽頭FIR濾波器。這里預(yù)期的過采樣方法是在每個輸入字符之間加三個零字符--通常稱為零填充，以產(chǎn)生輸入信號到濾波器。輸入信號順序地提供給延時部件3001-3031。不延時的信號被抽出，由系數(shù)定比例器3501定比例，且發(fā)送到加法器370。第一延時的信號在延時部件3001后被抽出，用系數(shù)定比例器3502定比例，且也發(fā)送到加法器370。通過延時部件3002-3031和系數(shù)定比例器3503-3532，這個延時和定比例過程再發(fā)生30次。系數(shù)定比例器3501-3532有對應(yīng)于希望的濾波器的SRRC沖激響應(yīng)的值，且值關(guān)于濾波器中心對稱。換言之，在系數(shù)定比例器3501中的值A(chǔ)1等于在系數(shù)定比例器3532中的值H4，在系數(shù)定比例器3502中的值A(chǔ)2等于在系數(shù)定比例器3531中的值H3，在系數(shù)定比例器3503中的值A(chǔ)3等于在系數(shù)定比例器3530中的值H2，依次類推。因此僅有16個特定的濾波器系數(shù)。加法器370的輸出信號代表輸入信號與濾波器的沖激響應(yīng)的卷積。然而，F(xiàn)IR濾波器能在如圖4中示出的另一較少計算強(qiáng)度的方法中實現(xiàn)。
圖4示出現(xiàn)有技術(shù)的π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖。π/4DQPSK編碼器420每次從數(shù)字位流取兩輸入位并轉(zhuǎn)換它們成為移相鍵控字。因為在π/4DQPSK中，字符的相位只能占如圖2中所示的八個值之一，三位的數(shù)字字c
，c[1]，c[2]能代表字符的相位。八個三位相位字被收集在3×8移位寄存器461中。移位寄存器461中的八列被用于實現(xiàn)有4倍過采樣的32-抽頭FIR濾波器。代替用在圖3中所示的實際的32-抽頭FIR濾波器延時、定比例和求和數(shù)字字，有32位置的只讀存貯器(ROM)查詢表463和I/Q算術(shù)邏輯單元(ALU)和累加器466、467模擬FIR濾波器功能。
當(dāng)來自移位寄存器461的八個字的每個進(jìn)入ROM查詢表463，32值之一從表463檢索。32值的每個代表π/4DQPSK編碼的I/Q信號的兩個可能非零幅度之一乘十六個特定的FIR濾波器系數(shù)之一。π/4DQPSK編碼的信號的幅度是0，0.707，或1，如圖2中所示。因為零乘任何值是零，ROM查詢表463只需要含0.707或1乘濾波器沖激響應(yīng)功能的可能系數(shù)值的每個的積。
當(dāng)每個值離開ROM查詢表463時，它被發(fā)送到同相ALU和累加器466或在FIR濾波器中完成求和功能的正交ALU和累加器467。ALU和累加器的輸出被發(fā)送到I/QDAC和重構(gòu)濾波器468、469。由于數(shù)字域處理，重構(gòu)濾波器的平滑作用有益于ALU和累加器的輸出。DAC和重構(gòu)濾波器468、469的輸出去到正交調(diào)制器490，它調(diào)制信號至RF載波上。如前所述，在調(diào)制的信號中的AM部分產(chǎn)生高峰值-平均功率比，并迫使在功率放大器中效率的降低。
圖5示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在通信裝置中實現(xiàn)的有幅度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖。這里示出的通信裝置500是無線電話，然而，其它通信裝置可實現(xiàn)有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，如電視、調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、尋呼機(jī)、或類似裝置。有幅度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器降低或增加在一定的預(yù)定的目標(biāo)字符序列中的字符的幅度，以降低峰值-平均功率比。在這個實施方案中，編碼器是π/4DQPSK編碼器，且將在3字符目標(biāo)字符序列中的中心字符的幅度由0.8定比例，以降低調(diào)制的信號的峰值-平均功率比完成補(bǔ)償。定比例器可以是增益為0.8的全通濾波器。當(dāng)然，其它編碼器和其它補(bǔ)償模式可代替在這個例子中示出的編碼器和補(bǔ)償模式。
麥克風(fēng)505接收模擬音頻信號，且話音編譯碼器506和信道編碼器507轉(zhuǎn)換這個音頻信號到數(shù)字域。串行或并行的數(shù)字位流進(jìn)入π/4DQPSK編碼器520，它每次轉(zhuǎn)換兩輸入位成為I/Q移相鍵控字，每個有八個可能相位值之一。優(yōu)選用邏輯門實現(xiàn)的字符相關(guān)器530檢查輸入信號，以查詢在調(diào)制的波形的AM包絡(luò)中引起過大的幅度峰值的字符序列。注意，字符相關(guān)器能檢查發(fā)送到編碼器520的信號或用于目標(biāo)字符序列的編碼的信號。用計算或模擬或另外的方法，目標(biāo)字符序列可被判定是否超過選擇的幅度峰值門限。目標(biāo)字符序列的最小的長度是一個字符，且目標(biāo)字符序列的長度沒有上限。然而，隨著目標(biāo)字符序列長度增加，為實現(xiàn)字符相關(guān)器需要較多的硬件。在這個例子中，目標(biāo)字符序列長度選擇為三個字符。
如果預(yù)定的目標(biāo)字符序列被檢測到，字符相關(guān)器530用選擇控制線535由開關(guān)533、536導(dǎo)引在字符序列中的至少一個字符通過放大器534、537的幅度定比例。在這個實施方案中，用全通濾波器作為放大器534、537，在目標(biāo)3字符序列中的第二字符的幅度被降低到原有幅度的0.8。根據(jù)應(yīng)用，可用其它的定比例值。例如，在MODEM應(yīng)用中，低幅度字符可被按比例放大。在另一例中，無噪聲通信系統(tǒng)將允許字符的定比例為0.5和更小。因為調(diào)制的信號的幅度在π/4DQPSK調(diào)制中不載有任何數(shù)據(jù)信息，定比例字符的幅度不產(chǎn)生信息丟失。如果預(yù)定的目標(biāo)字符序列沒被檢測到，I/Q移相鍵控字不變地傳到FIR脈沖成形濾波器564、565。
下一步，由補(bǔ)償和未補(bǔ)償?shù)淖址幕旌袭a(chǎn)生的復(fù)合的I/Q信號通過DAC和重構(gòu)濾波器568、569，并送到正交調(diào)制器590，用于RF調(diào)制。調(diào)制的信號用RF功率放大器595放大，并通過通信信道用雙工器597和天線599發(fā)射。放大器534、537提供的和字符相關(guān)器530控制的幅度補(bǔ)償引起在正交調(diào)制器590的輸出端的調(diào)制的信號的峰值-平均功率比降低。因此，可提高RF功率放大器效率，且可降低RF功率放大器的成本。
通信裝置500的接收機(jī)部分類似于在圖1中示出的接收機(jī)部分。天線599從互補(bǔ)的通信裝置接收調(diào)制的信號，且雙工器597導(dǎo)引信號到RF接收機(jī)514、解調(diào)器516、信道解碼器517、話音編譯碼器518、和音頻揚(yáng)聲器519。
圖6示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在到示于圖5中的I/QFIR脈沖成形濾波器564、565的輸入端的有幅度補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的相位星座。在單位圓610上的八個允許的值與示于圖2中的值完全一樣。在單位圓610上的值代表發(fā)送到示于圖5中的FIR脈沖成形濾波器564、565的未補(bǔ)償?shù)男盘?。另一方面，來自示于圖5中的放大器534、537的幅度補(bǔ)償?shù)男盘柭湓趯?yīng)于放大器的定比例值半徑為0.8的單位圓620上。
圖7示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在通信系統(tǒng)中實現(xiàn)的有濾波器補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器的系統(tǒng)框圖。再一次，通信裝置700是無線電話，但可是電視、MODEM、尋呼機(jī)、或類似裝置。代替如圖5所示的在目標(biāo)字符序列中對一個或多個字符產(chǎn)生幅度補(bǔ)償，有濾波器補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器在目標(biāo)字符序列中濾波一個或多個字符，以降低調(diào)制的信號的峰值-平均功率比。在這個例子中，編碼器是π/4DQPSK編碼器，且補(bǔ)償由低通濾波在3字符目標(biāo)字符序列中的中心字符實現(xiàn)。當(dāng)然，其它的編碼器和其它的濾波模式可代替在本例中示出的編碼器和濾波模式。
話音編譯碼器706和信道編碼器707轉(zhuǎn)換來自麥克風(fēng)705的模擬音頻信號成為數(shù)字信號。數(shù)字信號被串行或并行發(fā)送到π/4DQPSK編碼器720。類似于上文所描述的編碼器，π/4DQPSK編碼器720每次從輸入位流中取兩位，并轉(zhuǎn)換它們成為有移相鍵控的脈沖流。優(yōu)選用邏輯門實現(xiàn)的字符相關(guān)器730分析一個或多個2位輸入的數(shù)字字，它們?yōu)榫幋a器720的輸入或編碼的信號，并識別目標(biāo)字符序列。目標(biāo)字符序列代表被預(yù)定為在調(diào)制的波形的AM包洛中產(chǎn)生過大的幅度峰值的序列。在這個例子中，字符相關(guān)器查尋一定的在調(diào)制的信號中引起峰值-平均功率比的3字符目標(biāo)字符序列。
字符相關(guān)器730的輸出通過選擇控制線735控制開關(guān)733、736。如果字符相關(guān)器730檢測到預(yù)定的目標(biāo)字符序列，開關(guān)連接編碼器720的輸出到I/Q低通補(bǔ)償濾波器(LPF)734、737。在目標(biāo)字符序列中補(bǔ)償濾波一個或多個字符降低移相鍵控信號的峰值，且因此也降低調(diào)制的RF波形的峰值。注意目標(biāo)字符的相位及幅度可能是失真的。在目標(biāo)字符序列中的其它字符也會被補(bǔ)償濾波影響。當(dāng)然，補(bǔ)償濾波器的帶寬、極點(diǎn)、和增益可適合每個應(yīng)用。如果字符相關(guān)器730沒有檢測到目標(biāo)字符序列，編碼器720的輸出簡單地通過I/Q延時部件738、739，它們有與LPF734、737同樣的延時，以同步在I/QFIR脈沖成形濾波器764、765的輸入端的信號。
下一步，由補(bǔ)償和未補(bǔ)償字符的混合產(chǎn)生的復(fù)合的I/Q信號通過DAC和重構(gòu)濾波器768、769，并去到正交調(diào)制器790、RF功率放大器795、雙工器797、和天線799，以通過通信信道發(fā)射。低通補(bǔ)償濾波器734、737提供的和字符相關(guān)器控制的濾波器補(bǔ)償在正交調(diào)制器790的輸出端引起調(diào)制的信號的峰值-平均功率比的降低。因此，RF功率放大器效率提高，且RF功率放大器的成本降低。
通信裝置700的接收機(jī)部分類似于在圖1中示出的接收機(jī)部分。天線799從互補(bǔ)的通信裝置接收調(diào)制的信號，且雙工器797導(dǎo)引信號到RF接收機(jī)714、解調(diào)器716、信道解碼器717、話音編譯碼器718、和音頻揚(yáng)聲器719。
圖8示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在到圖7中示出的I/QFIR脈沖成形濾波器764、765的輸入端的有濾波器補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器的相位星座。這個相位星座示出由濾波器補(bǔ)償引起的幅度和相位的輕微的失真。有許多允許的值，集中在圖2中示出的單位圓810上的八個允許(未補(bǔ)償?shù)?的值附近。選擇圖7中示出的I/Q補(bǔ)償濾波器734、737，以避免過大的相位或幅度失真，以便從理想的、未補(bǔ)償?shù)闹档钠?-被稱為誤差矢量幅度(EVM)，從不超過系統(tǒng)規(guī)范。
圖9示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，用于有補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器中的有限周期沖激響應(yīng)濾波器的框圖。單個同相FIR濾波器能實現(xiàn)圖5中示出的開關(guān)533、補(bǔ)償放大器534、和FIR脈沖成形濾波器564的開關(guān)的幅度補(bǔ)償和脈沖成形功能。正交FIR濾波器能實現(xiàn)開關(guān)536、補(bǔ)償放大器537、和FIR脈沖成形濾波器565的開關(guān)的幅度補(bǔ)償和脈沖成形功能。另外，同相FIR濾波器能實現(xiàn)圖7中示出的開關(guān)733、補(bǔ)償濾波器734、延時部件738、和FIR脈沖成形濾波器764的開關(guān)的補(bǔ)償濾波器和脈沖成形功能，且正交的FIR濾波器能實現(xiàn)開關(guān)736、補(bǔ)償濾波器737、延時部件739、和FIR脈沖成形濾波器765的開關(guān)的補(bǔ)償濾波器和脈沖成形功能。這個例子示出有四倍過采樣的32-抽頭FIR濾波器，用于未補(bǔ)償信號通道和通過開關(guān)、補(bǔ)償裝置(幅度或濾波器補(bǔ)償)、和FIR脈沖成形濾波器的補(bǔ)償信號通道。
輸入信號順序地被提供給延時部件9001-9031。不延時的信號被抽出，通過電路9301導(dǎo)引，且發(fā)送到加法器970。第一延時的信號在延時部件9001后被抽出，通過電路9302導(dǎo)引，且也發(fā)送到加法器970。通過延時部件9002-9031和電路9303-9332，這個延時和定比例過程再發(fā)生30次，以在加法器970的輸出端產(chǎn)生復(fù)合的信號。
每個電路9301-9332含至少兩個系數(shù)定比例器和由控制總線990控制的選擇結(jié)構(gòu)。集中以電路9301為例，第一系數(shù)定比例器9501含代表未補(bǔ)償?shù)臑V波器系數(shù)的值A(chǔ)11，類似于圖3中示出的值A(chǔ)1。電路9301也含第二系數(shù)定比例器9601，它含代表補(bǔ)償?shù)臑V波器系數(shù)(幅度補(bǔ)償或濾波器補(bǔ)償)的值A(chǔ)12。選擇結(jié)構(gòu)9401，如由控制總線990控制的雙極開關(guān)，導(dǎo)引哪個定比例的值被發(fā)送到加法器970。加法器970的輸出是包括補(bǔ)償?shù)暮臀囱a(bǔ)償?shù)臑V波器系數(shù)的復(fù)合的信號。
雖然在系數(shù)定比例器對9501、9601的輸出端示出選擇結(jié)構(gòu)9401，以選擇兩個定比例的信號之一，選擇結(jié)構(gòu)也可被移到系數(shù)定比例器對9501、9601的輸入端，以判定哪個系數(shù)定比例器從延時線接收輸入，其中兩個定比例器的輸出都發(fā)送到加法器970，或如再一選擇，可用兩開關(guān)，其中其一在到系數(shù)定比例器對的輸入端、另一個在系數(shù)定比例器對的輸出端。電路9301能以多種其它方法實現(xiàn)，以向加法器970提供由延時線信號定比例的未補(bǔ)償?shù)幕蜓a(bǔ)償?shù)臑V波器系數(shù)。另外，由于用零填充實現(xiàn)的四倍過采樣，在四電路組9301-9304、9305-9308、….、9325-9328、9329-9332中的四選擇結(jié)構(gòu)9401-9404、9405-9408、….、9425-9428、9429-9432的每組能一起被控制。
系數(shù)定比例器9501-9532有對應(yīng)于希望的濾波器的未補(bǔ)償?shù)臎_激響應(yīng)的值；系數(shù)定比例器9601-9632有對應(yīng)于希望的濾波器的補(bǔ)償?shù)臎_激響應(yīng)的值。在控制總線990上的32個控制信號獨(dú)立地控制每個選擇結(jié)構(gòu)9401-9432，以便每位被恒定地連接到未補(bǔ)償?shù)南禂?shù)定比例器9501-9532--當(dāng)它通過該濾波器傳播時，或未補(bǔ)償?shù)南禂?shù)定比例器9601-9632--當(dāng)它通過該濾波器傳播時。這個濾波器示出在時間上交插兩傳統(tǒng)的FIR濾波器(一個未補(bǔ)償，一個補(bǔ)償)的方法。然而，這個時間交插FIR濾波器能以如圖10中示出的另一個較小計算強(qiáng)度的方法實現(xiàn)。
圖10示出根據(jù)優(yōu)選的實施方案，有補(bǔ)償?shù)摩?4DQPSK數(shù)字調(diào)制器1000的框圖。π/4DQPSK編碼器1020每次取兩輸入位，并轉(zhuǎn)換它們成為有三位c
，c[1]，c[2]的移相鍵控字，它定義在圖6或圖8中示出的八個角之一。輸入位流可是串行的或并行的。字符相關(guān)器1030在輸位中檢測預(yù)定的目標(biāo)字符序列。如果目標(biāo)字符序列被遇到，來自字符相關(guān)器1030的輸出位s
改變狀態(tài)，它表示特定的字符應(yīng)被補(bǔ)償。補(bǔ)償可是幅度補(bǔ)償或濾波器補(bǔ)償。八個3位相位字被收集在3×8移位寄存器1061中，且八個補(bǔ)償位被收集在1×8移位寄存器1031中。移位寄存器中的八列被用于實現(xiàn)有4倍過采樣的32-抽頭FIR濾波器。代替用象在圖9中示出的有計算強(qiáng)度的實際的FIR濾波器，以延時、定比例和求和數(shù)字字，使用有64位置的ROM查詢表1063和I/Q算術(shù)邏輯單元(ALU)和累加器1066、1067模擬FIR濾波器功能。
當(dāng)來自移位寄存器的八字的每個進(jìn)入ROM查詢表1063，64值之一從表1063檢索。位置的32個與在圖4中示出的在表463中的32個位置一樣；然而，另外的32個位置代表兩個可能非零的相位幅度之一乘十六個另外的系數(shù)，它們實現(xiàn)具有補(bǔ)償脈沖成形。當(dāng)每個定比例的數(shù)據(jù)離開ROM查詢表1063，它被發(fā)送到同相ALU和累加器1066或完成FIR濾波器求和功能的正交ALU和累加器1067。ALU和累加器1066、1067的輸出被發(fā)送到I/QDAC和防混疊濾波器1068、1069。然后，信號被發(fā)送到正交調(diào)制器1090，以調(diào)制在RF載波上。正交調(diào)制器1090的輸出降低了調(diào)制的信號中的AM部分，它產(chǎn)生較低的峰值-平均功率比，并允許提高功率放大器效率。另外，LPF補(bǔ)償通常降低ACP，然而，幅度補(bǔ)償不必須降低ACP。
注意，根據(jù)優(yōu)選的實施方案，補(bǔ)償?shù)膶崿F(xiàn)需要最少的附加硬件。信號的EVM通常由補(bǔ)償增加，然而，幅度補(bǔ)償對EVM的影響比LPF補(bǔ)償更不利。然而，用于ROM查詢表1063的補(bǔ)償系數(shù)的明智的選擇能確保系統(tǒng)的EVM不超過系統(tǒng)規(guī)范。
數(shù)字調(diào)制器也能被擴(kuò)展，以實現(xiàn)多層次的補(bǔ)償。例如，另外的系數(shù)定比例器能被加到在圖9中示出的每個電路9301-9332，用N極開關(guān)在未補(bǔ)償?shù)南禂?shù)定比例器、補(bǔ)償1系數(shù)定比例器、補(bǔ)償2系數(shù)定比例器、….、和補(bǔ)償N系數(shù)定比例器的輸出之間，如控制總線990所導(dǎo)引地選擇。
因此，有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器保持傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)，而使發(fā)射機(jī)的尺寸和功率消耗的降低成為可能，并改進(jìn)相鄰信道功率特性。雖然上文描繪有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器的特定的部件和功能，在本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能用幾個或另外的功能。本發(fā)明僅由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，包括編碼器，用于轉(zhuǎn)換輸入信號成為編碼的信號；字符相關(guān)器，耦合到所述編碼器，用于在輸入信號中識別預(yù)定的目標(biāo)字符序列，并產(chǎn)生選擇信號；補(bǔ)償電路，耦合到所述字符相關(guān)器，用于由所述選擇信號所導(dǎo)引地濾波所述編碼的信號的一部分，以產(chǎn)生復(fù)合的信號；脈沖成形濾波器，耦合到所述補(bǔ)償電路；和調(diào)制器，耦合到所述脈沖成形濾波器。
2.如權(quán)利要求1所述的有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，其中所述補(bǔ)償電路調(diào)整所述編碼的信號的一部分的幅度。
3.如權(quán)利要求1所述的有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，其中所述補(bǔ)償電路調(diào)整所述編碼的信號的一部分的相位。
4.如權(quán)利要求1所述的有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，其中所述補(bǔ)償電路包括低通濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，其中所述補(bǔ)償電路和所述脈沖成形濾波器用單個濾波器實現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求5所述的有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，其中所述單個濾波器是有限周期沖激響應(yīng)濾波器。
7.如權(quán)利要求6所述的有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器，其中所述有限周期沖激響應(yīng)濾波器包括存貯部件，用于存貯所述編碼的信號；存貯器部件，耦合到所述存貯部件，用于存貯代表未補(bǔ)償?shù)臑V波器系數(shù)乘編碼的信號幅度的值和補(bǔ)償?shù)臑V波器系數(shù)乘編碼的信號幅度的值；和求和部件，耦合到所述存貯器部件，用于求和來自所述存貯器部件的值。
8.有限周期沖激響應(yīng)濾波器，包括延時線，有第一延時部件，用于接收至少有第一位和第二位的數(shù)字信號；第一電路，在到第一延時部件的輸入端耦合到所述延時線，有第一定比例器；第二定比例器；和第一選擇結(jié)構(gòu)，耦合在所述第一定比例器和所述第二定比例器之間，由第一控制信號控制；第二電路，在到所述第一延時部件的輸出端耦合到所述延時線，有第三定比例器；第四定比例器；和第二選擇結(jié)構(gòu)，耦合在所述第三定比例器和所述第四定比例器之間，由第二控制信號控制；加法器，耦合到所述第一電路和所述第二電路，其中所述第一控制信號導(dǎo)引所述第一選擇結(jié)構(gòu)，以從所述第一定比例器耦合數(shù)字信號到所述加法器，或從所述第二定比例器耦合數(shù)字信號到所述加法器，且所述第二控制信號導(dǎo)引所述第二選擇結(jié)構(gòu)，以從所述第三定比例器耦合數(shù)字信號到所述加法器，或從所述第四定比例器耦合數(shù)字信號到所述加法器。
9.如權(quán)利要求8所述的有限周期沖激響應(yīng)濾波器，進(jìn)一步包括第二延時部件，耦合到在所述延時線中的所述第一延時部件的輸出端；和第三電路，在到所述第二延時部件的輸出端耦合到所述延時線，有第五定比例器；第六定比例器；和第三選擇結(jié)構(gòu)，耦合在所述第五定比例器和所述第六定比例器之間，由第三控制信號控制；其中，所述加法器也耦合到所述第三電路，和其中，所述第三控制信號導(dǎo)引所述第三選擇結(jié)構(gòu)，以從所述第五定比例器耦合數(shù)字信號到所述加法器，或從所述第六定比例器耦合數(shù)字信號到所述加法器。
10.用于調(diào)制復(fù)合的信號的方法，包括步驟轉(zhuǎn)換輸入信號成為編碼的信號；在輸入信號中識別預(yù)定的目標(biāo)字符序列，并產(chǎn)生選擇信號；如由所述選擇信號所導(dǎo)引，濾波所述編碼的信號的一部分，以產(chǎn)生復(fù)合的信號；和調(diào)制所述復(fù)合的信號。
全文摘要
在有補(bǔ)償?shù)臄?shù)字調(diào)制器中,數(shù)字位流被發(fā)送到編碼器,它用移相鍵控轉(zhuǎn)換位為I/Q數(shù)字脈沖。字符相關(guān)器檢測引起高峰值－平均功率比的預(yù)定目標(biāo)相位字符序列。如果遇到目標(biāo)字符序列,相關(guān)器導(dǎo)引I/Q信號的補(bǔ)償放大器或補(bǔ)償濾波器。然后I/Q脈沖成型濾波器濾波I/Q脈沖,濾波的I/Q信號被發(fā)送到正交調(diào)制器。目標(biāo)字符序列的補(bǔ)償降低其在峰值－平均功率比上的不利影響,增加功率放大器的效率,延長通信裝置的電池壽命。
文檔編號H04L27/20GK1175836SQ9711507
公開日1998年3月11日 申請日期1997年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月8日
發(fā)明者路易斯·J·萬納塔, 小威廉·P·阿爾伯斯, 泰里·L·弗瑞 申請人:摩托羅拉公司