一種實(shí)現(xiàn)編碼調(diào)制的方法及發(fā)射機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及信號(hào)處理技術(shù)，尤指一種實(shí)現(xiàn)編碼調(diào)制的方法及發(fā)射機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LTE-A(LTE-AdvanCed)商轉(zhuǎn)啟動(dòng)，下一代5G標(biāo)準(zhǔn)蓄勢(shì)待發(fā)，各設(shè)備廠商以及 運(yùn)營(yíng)商對(duì)移動(dòng)射頻系統(tǒng)的需求也不斷升級(jí)。當(dāng)前全球2G、3G以及4G LTE的總頻段量達(dá)到 了 40余個(gè)，且為獲取頻帶資源，需要支持載波聚合（CA，Carrier Aggregation)以及多天線 (MHTO)等技術(shù)，需要無(wú)線基站具備寬帶寬、高效率、靈活可配置等特性，這極大地增加了射 頻前端的復(fù)雜性。基于高效開(kāi)關(guān)功放（SMPA，switch mode power amplifiers)的全數(shù)字發(fā) 射機(jī)是理想的解決方案，能夠滿足移動(dòng)通訊系統(tǒng)未來(lái)演進(jìn)的需求。
[0003] 現(xiàn)代通信系統(tǒng)采用非恒定包絡(luò)調(diào)制方式，傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)方案采用功率回退方法來(lái)滿 足其線性度的要求，導(dǎo)致其效率嚴(yán)重降低。圖1為現(xiàn)有的SMPA的全數(shù)字發(fā)射機(jī)的實(shí)現(xiàn)原 理圖，如圖1所示，高效SMPA的全數(shù)字發(fā)射機(jī)主要包括：數(shù)字編碼調(diào)制器（Digital encode Modulator)和SMPA。數(shù)字調(diào)制器在數(shù)字域完成數(shù)字調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制開(kāi)關(guān)信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)SMPA， 功放（PA)主要工作在飽和區(qū)域，具有高效率、靈活可重構(gòu)、高線性等特征。
[0004] 目前，全數(shù)字發(fā)射機(jī)的編碼調(diào)制器主要有Delta Sigma調(diào)制器（DSM，Delta-Sigma Modulator)和脈寬調(diào)制器（PWM，Pulse-Width Modulator)兩種。
[0005] DSM和PWM廣泛應(yīng)用于音頻領(lǐng)域，將兩者分別直接在通信領(lǐng)域應(yīng)用，存在以下問(wèn) 題。DSM面臨的主要問(wèn)題是：DSM處理過(guò)程中過(guò)高的采樣頻率需求以及過(guò)低的編碼效率；由 于DSM采用了過(guò)采樣技術(shù)，過(guò)采樣率越高，則輸出信號(hào)帶外噪聲越小，從而SNR性能越好。因 此，對(duì)于通信的高帶寬信號(hào)，則需要DSM工作在更高的采樣頻率，因此，實(shí)現(xiàn)困難。另外，在 信號(hào)帶寬較寬的情況下，DSM輸出信號(hào)的成分中，有用信號(hào)能量占總信號(hào)能量的比例（以下 稱為編碼效率）非常低，影響了最終的系統(tǒng)效率（系統(tǒng)效率等于信號(hào)編碼效率與功放效率 的乘積）。PWM面臨的主要問(wèn)題是：數(shù)字實(shí)現(xiàn)的精確度問(wèn)題；在數(shù)字通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用時(shí)，直 接按照模擬電路的原理方法產(chǎn)生的信號(hào)，通過(guò)數(shù)字電路進(jìn)行時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)時(shí)，具有離散特性，因 此會(huì)產(chǎn)生誤差從而降低信號(hào)性能。
[0006] 綜上，在通信領(lǐng)域中，采用DSM或PWM進(jìn)行編碼調(diào)制，在過(guò)采樣率和精確度等性能 要求上存在問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)編碼調(diào)制的方法及發(fā)射機(jī)，能夠解決DSM 過(guò)采樣率和PWM產(chǎn)生的信號(hào)誤差，提高編碼調(diào)制的性能。
[0008] 為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N實(shí)現(xiàn)編碼調(diào)制的方法；包括：
[0009] 對(duì)接收多比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣和噪聲成形處理，以獲得N比特?cái)?shù)據(jù)；
[0010] 根據(jù)N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找表的地址，查表獲得脈寬調(diào)制器PWM的脈沖調(diào)制信號(hào)；
[0011] 將PWM的脈沖調(diào)制信號(hào)的同向正交IQ復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)復(fù)用為一路實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn) (采樣率/4)上變頻變換；
[0012] 轉(zhuǎn)換復(fù)用的實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)按照根據(jù)模擬信號(hào)所 占比特?cái)?shù)的路數(shù)的開(kāi)關(guān)功放輸出；
[0013] 所述N為比接收的多比特?cái)?shù)據(jù)位數(shù)小的整數(shù)。
[0014] 進(jìn)一步地，對(duì)接收多比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行噪聲成形處理為：對(duì)所述接收多比特?cái)?shù)據(jù)通過(guò) 一階、或二階、或高階噪聲成形函數(shù)進(jìn)行處理。
[0015] 進(jìn)一步地，當(dāng)編碼調(diào)制應(yīng)用于多電平場(chǎng)合時(shí)，在輸出所述開(kāi)關(guān)功放處理的信號(hào)之 前，該方法還包括：通過(guò)合路器對(duì)所述開(kāi)關(guān)功放處理后的信息進(jìn)行處理輸出；
[0016] 當(dāng)編碼調(diào)制應(yīng)用于2電平場(chǎng)合時(shí)，根據(jù)N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找表的地址之前，該方法 還包括：對(duì)獲得的所述N比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行均勻量化處理。
[0017] 進(jìn)一步地，合路器為6db的合路器或3db的合路器；
[0018] 當(dāng)所述合路器為6db的合路器時(shí)，該方法還包括：獲得所述N比特?cái)?shù)據(jù)之后，對(duì)所 述N比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行非均勻量化處理。
[0019] 進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)功放為D類開(kāi)關(guān)功放、或E類開(kāi)關(guān)功放、或F類開(kāi)關(guān)功放。
[0020] 進(jìn)一步地，利用串行發(fā)射器Serdes實(shí)現(xiàn)所述復(fù)用的實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)到模擬信號(hào)的 轉(zhuǎn)換。
[0021] 另一方面，本申請(qǐng)還提供一種發(fā)射器，包括：Delta Sigma調(diào)制器DSM、脈寬調(diào)制器 PWM、上變頻單元、轉(zhuǎn)換及功放單元；其中，
[0022] DSM，用于對(duì)接收多比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣和噪聲成形處理，以獲得N比特?cái)?shù)據(jù)；
[0023] PWM，用于根據(jù)N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找表的地址，查表獲得PWM的脈沖調(diào)制信號(hào)；
[0024] 上變頻單元，用于將PWM的脈沖調(diào)制信號(hào)的同向正交IQ復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)復(fù)用為一路實(shí)數(shù) 信號(hào)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)（采樣率/4)上變頻變換；
[0025] 轉(zhuǎn)換及功放單元，用于轉(zhuǎn)換復(fù)用的實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的模擬信 號(hào)按照根據(jù)模擬信號(hào)所占比特?cái)?shù)的路數(shù)的開(kāi)關(guān)功放輸出；
[0026] N為比接收的多比特?cái)?shù)據(jù)位數(shù)小的整數(shù)。
[0027] 進(jìn)一步地，DSM具體用于，對(duì)所述接收多比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣和對(duì)所述接收多比特 數(shù)據(jù)進(jìn)行通過(guò)一階、或二階、或高階噪聲成形函數(shù)進(jìn)行處理，以獲得所述N比特?cái)?shù)據(jù)。
[0028] 進(jìn)一步地，發(fā)射器還包括合路器，用于當(dāng)發(fā)射器應(yīng)用于多電平場(chǎng)合時(shí)，在輸出所述 開(kāi)關(guān)功放處理的信號(hào)之前，對(duì)所述開(kāi)關(guān)功放處理后的信息進(jìn)行處理輸出。
[0029] 進(jìn)一步地，DSM還用于，當(dāng)發(fā)射器應(yīng)用于2電平場(chǎng)合時(shí)，根據(jù)N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找 表的地址之前，對(duì)獲得的所述N比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行均勻量化或非均勻量化處理。
[0030] 進(jìn)一步地，合路器為6分貝db的合路器或3db的合路器；
[0031] DSM還用于，當(dāng)所述合路器為6db的合路器時(shí)，獲得所述N比特?cái)?shù)據(jù)之后，對(duì)所述N 比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行非均勻量化處理。
[0032] 進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)功放為D類開(kāi)關(guān)功放、或E類開(kāi)關(guān)功放、或F類開(kāi)關(guān)功放。
[0033] 進(jìn)一步地，利用串行發(fā)射器（Serdes)實(shí)現(xiàn)所述復(fù)用的實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)到模擬信號(hào) 的轉(zhuǎn)換。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，包括：對(duì)接收多比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣和 噪聲成形處理，以獲得N比特?cái)?shù)據(jù)；根據(jù)N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找表的地址，查表獲得PWM的脈 沖調(diào)制信號(hào)；將PWM的脈沖調(diào)制信號(hào)的同向正交IQ復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)復(fù)用為一路實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)，以 實(shí)現(xiàn)（采樣率/4)上變頻變換；轉(zhuǎn)換復(fù)用的實(shí)數(shù)信號(hào)數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào) 按照根據(jù)模擬信號(hào)所占比特?cái)?shù)的路數(shù)的開(kāi)關(guān)功放輸出。本發(fā)明通過(guò)DSM和PWM的結(jié)合，在 DSM的過(guò)采樣處理，獲得N比特?cái)?shù)據(jù)的比特位數(shù)比接受的多比特?cái)?shù)據(jù)位數(shù)要小，位寬受到壓 縮，只需要采用較小規(guī)模的查找表就可以獲得PWM的脈沖調(diào)制信號(hào)，提高了系統(tǒng)工作的精 確度和性能，使編碼調(diào)制的整體效率得到提高。另外，通過(guò)DSM的過(guò)采樣，獲得了編碼調(diào)制 工作過(guò)程中容易實(shí)現(xiàn)的工作時(shí)鐘速率，降低了系統(tǒng)編碼調(diào)制的實(shí)現(xiàn)難度；采用開(kāi)關(guān)功放，改 善發(fā)射器的工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本 申請(qǐng)的實(shí)施例一起用于解釋本申請(qǐng)的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限制。
[0036] 圖1為現(xiàn)有的SMPA的全數(shù)字發(fā)射機(jī)的實(shí)現(xiàn)原理圖；
[0037] 圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)編碼調(diào)制的方法的流程圖；
[0038] 圖3為本發(fā)明發(fā)射器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0039] 圖4(a)為6dB合路器的端口 2的輸入功率與合路功率損耗之間的關(guān)系示意圖；
[0040] 圖4(b)為6dB合路器的端口 2的輸入電壓從0V增加至10V過(guò)程中合路端口輸出 電壓示意圖；
[0041] 圖5(a)為3dB合路器的端口 2的輸入功率與合路功率損耗之間的關(guān)系示意圖；
[0042] 圖5(b)為3dB合路器的端口 2的輸入電壓與合路電壓之間的關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng) 的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下