本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)射機(jī)及信號(hào)輸出方法。

背景技術(shù)：

隨著長期演進(jìn)技術(shù)升級版(LTE-Advanced，簡稱為LTE-A)成功商用，下一代5G標(biāo)準(zhǔn)蓄勢待發(fā)，各設(shè)備廠商以及運(yùn)營商對移動(dòng)射頻系統(tǒng)的需求也不斷升級。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(Carrier Aggregation，簡稱為CA)以及多天線(MIMO)等技術(shù)，需要無線基站具備寬帶寬、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?；诜蔷€性元件的線性放大技術(shù)(Linear Amplification with Nonlinear Components，簡稱為LINC)的高效發(fā)射機(jī)是理想的解決方案，能夠滿足移動(dòng)通訊系統(tǒng)未來演進(jìn)的需求。

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)方案采用功率回退來滿足其線性度的要求，導(dǎo)致其發(fā)射機(jī)效率嚴(yán)重降低。而LINC技術(shù)(非線性元件的線性放大技術(shù))自從提出以來，由于其具有極高的效率與線性，被認(rèn)為是最具潛力的發(fā)射機(jī)技術(shù)之一。其主要涉及的編碼調(diào)制技術(shù)被稱為異相(Outphasing)技術(shù)，于1935年被提出，其思想是將輸入信號(hào)S拆分為2路恒包絡(luò)信號(hào)S1和S2，然后使用非線性高效率的功率放大器(PA)對恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行放大，最后在合路器進(jìn)行輸出。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中LINC發(fā)射機(jī)的基本構(gòu)架的示意圖，如圖1所示，基帶數(shù)字處理器將單路高峰均比信號(hào)分解為兩路恒包絡(luò)信號(hào)，通過dac、IQ調(diào)制器后輸出給非線性功放，后進(jìn)過合路器，重新恢復(fù)出原信號(hào)。其分解原理如圖2所示，將調(diào)幅調(diào)相特性的帶限信號(hào)S(t)＝r(t)·e^-jθ(t)，0≤r(t)≤r_max，其中r_max為輸入信號(hào)幅度的最大值， 經(jīng)過信號(hào)分離器(Signal Components Separator，簡稱為SCS)信號(hào)分離后產(chǎn)生如下兩路信號(hào)：

令

在對傳統(tǒng)LINC技術(shù)的研究和實(shí)踐中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)有以下的不足：

1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含多個(gè)模擬元件，如需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，與模擬調(diào)制器，即使采用IC工藝也難于集成、封裝。

2、由于使用dac與大量模擬鏈路造成成本高昂，特別是由于采用outphasing算法后帶寬拓寬，對dac帶寬要求也大大提升，需要采用性能更好的dac，必然會(huì)帶來成本的提升。

3、由于鏈路復(fù)雜，必然會(huì)引入大量的非線性性，此外鏈路平衡性也難以控制，必然導(dǎo)致輸出的非線性性大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的發(fā)射機(jī)及信號(hào)輸出方法。

本發(fā)明提供一種發(fā)射機(jī)，包括：

編碼調(diào)制器，用于將輸入的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路恒包絡(luò)信號(hào)，并通過數(shù)字信號(hào)調(diào)制器DSM編碼和脈寬調(diào)制器PWM編碼將兩路恒包絡(luò)信號(hào)由多比特信號(hào)轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)；

數(shù)字上變頻模塊，用于在數(shù)字域?qū)幋a調(diào)制器輸出的兩路單比特信號(hào)進(jìn)行上變頻，將兩路單比特信號(hào)搬移至載波頻率，并將每路單比特信號(hào)的單比特IQ復(fù)數(shù)信號(hào)合并為單比特實(shí)信號(hào)，輸出到高速串行發(fā)射器模塊；

高速串行發(fā)射器模塊，用于將兩路恒包絡(luò)信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信 號(hào)，并輸出到帶通濾波器；

帶通濾波器，用于將編碼調(diào)制器調(diào)制進(jìn)來的帶外信號(hào)濾除，并恢復(fù)出異相分解后的兩路恒包絡(luò)信號(hào)，其中，帶通濾波器的通帶帶寬為編碼調(diào)制器轉(zhuǎn)換兩路恒包絡(luò)信號(hào)的分解帶寬；

功放模塊，用于對帶通濾波器輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行功率放大；

無源合路模塊，用于將功放模塊輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行合路并輸出。

本發(fā)明還提供了一種信號(hào)輸出方法，包括：

編碼調(diào)制器將輸入的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路恒包絡(luò)信號(hào)，并通過數(shù)字信號(hào)調(diào)制器DSM編碼和脈寬調(diào)制器PWM編碼將兩路恒包絡(luò)信號(hào)由多比特信號(hào)轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)；

數(shù)字上變頻模塊在數(shù)字域?qū)幋a調(diào)制器輸出的兩路單比特信號(hào)進(jìn)行上變頻，將兩路單比特信號(hào)搬移至載波頻率，并將每路單比特信號(hào)的單比特IQ復(fù)數(shù)信號(hào)合并為單比特實(shí)信號(hào)，輸出到高速串行發(fā)射器模塊；

高速串行發(fā)射器模塊將兩路恒包絡(luò)信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并輸出到帶通濾波器，帶通濾波器將編碼調(diào)制器調(diào)制進(jìn)來的帶外信號(hào)濾除，并恢復(fù)出異相分解后的兩路恒包絡(luò)信號(hào)，輸入到功放模塊，其中，帶通濾波器的通帶帶寬為編碼調(diào)制器轉(zhuǎn)換兩路恒包絡(luò)信號(hào)的分解帶寬；

功放模塊對帶通濾波器輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行功率放大，并輸入到無源合路模塊，無源合路模塊將功放模塊輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行合路并輸出。

本發(fā)明有益效果如下：

通過對原有LINC發(fā)射機(jī)進(jìn)行修改，引入數(shù)字發(fā)射機(jī)的概念，在保證高效率的條件下簡化發(fā)射機(jī)鏈路，通過使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)取代原有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、IQ調(diào)制器以及大量的射頻鏈路，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、發(fā)射機(jī)成本將大大降低，便于集成、商用；此外數(shù)字域輸出信號(hào)頻率較高使得支路時(shí)延的調(diào)整精度較高，利于支路平衡性的調(diào)制。與直接使用PWM/DSM調(diào)制的數(shù)字發(fā)射機(jī)相比，本發(fā) 明實(shí)施例的技術(shù)方案由于在功放前可以濾出帶外信號(hào)，大大提升了編碼效率，且在合路輸出處，由于outphasing算法的特殊性，帶外的噪聲被抵消，使得該系統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真容易實(shí)現(xiàn)。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的LINC發(fā)射機(jī)的基本構(gòu)架的示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的OUTPHASING分解的矢量示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的高效發(fā)射機(jī)的原理示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的OUTPHASING處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的DSM/PWM編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)輸出方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種Outphasing與DSM/PWM組合實(shí)現(xiàn)的編碼調(diào)制器以及由其構(gòu)成的單比特全數(shù)字發(fā)射機(jī)裝置：通過在低采樣率下Outphasing分解，高采樣率上DSM/PWM編碼、調(diào)制。再通過濾波器恢復(fù)恒包絡(luò)信號(hào)，輸出給高效率的LINCPA。以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

裝置實(shí)施例

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種發(fā)射機(jī)，圖3是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)射機(jī)包括：編碼調(diào)制器(即下屬數(shù)字編碼調(diào)制器)30、數(shù)字上變頻模塊31、高速串行發(fā)射器模塊32、帶通濾波器33、功放模塊(即下述LINCPA)34、以及無源合路模塊35，以下對本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明。

編碼調(diào)制器30，用于將輸入的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路恒包絡(luò)信號(hào)，并通過數(shù)字信號(hào)調(diào)制器DSM編碼和脈寬調(diào)制器PWM編碼將兩路恒包絡(luò)信號(hào)由多比特信號(hào)轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)；編碼調(diào)制器30具體包括：異相處理模塊和編碼模塊，具體地：

異相處理模塊，用于對輸入的一路基帶信號(hào)進(jìn)行過采樣，并通過信號(hào)分離算法進(jìn)行異相分解，將一路基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路恒包絡(luò)信號(hào)；異相處理模塊具體用于：使用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算方法提取輸入的基帶信號(hào)的相位與幅度信息，通過查表將幅度信息轉(zhuǎn)換為相位信息，最后將兩種相位信息輸入到相位調(diào)制器，輸出兩路恒包絡(luò)信號(hào)。

編碼模塊，用于通過DSM編碼對兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行過采樣和噪聲成形處理，對噪聲成形處理后的信號(hào)進(jìn)行PWM處理，并進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換。編碼模塊具體包括：DSM編碼模塊和PWM編碼模塊，具體地：

DSM編碼模塊，用于通過DSM編碼對兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行過采樣和噪聲成形處理，將兩路恒包絡(luò)信號(hào)的比特由M比特壓縮到N比特，其中，1＜N＜ M；

PWM編碼模塊，用于將N比特的兩路恒包絡(luò)信號(hào)作為查表地址進(jìn)行查表操作，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換，根據(jù)查表結(jié)果，輸出兩路單比特信號(hào)(該單比特信號(hào)為IQ復(fù)數(shù)信號(hào))。

數(shù)字上變頻模塊31，用于在數(shù)字域?qū)幋a調(diào)制器30輸出的兩路單比特信號(hào)進(jìn)行上變頻，將兩路單比特信號(hào)搬移至載波頻率，并將每路單比特信號(hào)的單比特IQ復(fù)數(shù)信號(hào)合并為單比特實(shí)信號(hào)，輸出到高速串行發(fā)射器模塊32；

高速串行發(fā)射器模塊32，用于將兩路恒包絡(luò)信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并輸出到帶通濾波器33；

帶通濾波器33，用于將編碼調(diào)制器調(diào)制進(jìn)來的帶外信號(hào)濾除，并恢復(fù)出異相分解后的兩路恒包絡(luò)信號(hào)，其中，所述帶通濾波器的通帶帶寬為所述編碼調(diào)制器轉(zhuǎn)換兩路恒包絡(luò)信號(hào)的分解帶寬

也就是說，帶通濾波器為了讓功放高效輸出就要求濾波后的信號(hào)是恒包絡(luò)，為了提升整體系統(tǒng)效率，就要求盡量濾除帶外信號(hào)，故該，帶通濾波器的通帶帶寬為異相處理模塊進(jìn)行outphasing的分解帶寬。

功放模塊34，用于對帶通濾波器33輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行功率放大；

無源合路模塊35，用于將功放模塊34輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行合路并輸出。無源合路模塊35包括：隔離合路器、或者非隔離合路器。

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的高效發(fā)射機(jī)的原理示意圖，如圖4所示，主要包含三個(gè)部分：數(shù)字編碼調(diào)制器(Digital Encode Modulator)、濾波器以及LINCPA。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)制的數(shù)字信號(hào)，通過濾波生成兩路恒包絡(luò)信號(hào)去驅(qū)動(dòng)LINCPA，LINCPA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。

數(shù)字發(fā)射機(jī)編碼調(diào)制器主要有三種：OUTPHASING分解、數(shù)字信號(hào)調(diào)制器(Delta-sigma modulator，簡稱為DSM)和脈寬調(diào)制器(pulse-width modulator，簡稱為PWM)。

OUTPHASING分解，通過信號(hào)分離算法(SCS)將高峰均比信號(hào)(包絡(luò)變化很大)，變成兩路恒包絡(luò)信號(hào)。雖然兩路都會(huì)產(chǎn)生占據(jù)分解帶寬的噪聲信號(hào)，但是通過LINCPA合路后，噪聲將互相抵消。

DSM通過過采樣(即相對于信號(hào)帶寬，采樣率要高出很多倍)和噪聲成形技術(shù)(量化噪聲主要分布在帶外，帶內(nèi)噪聲低)，可以將多比特的輸入信號(hào)調(diào)制為低比特輸出信號(hào)，同時(shí)可以保持信號(hào)的信號(hào)噪聲比(Signal to Noise Ratio，簡稱為SNR)性能。

PWM將信號(hào)與一定頻率的比較波進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果從而產(chǎn)生低比特或者單比特的輸出信號(hào)，也是一種信號(hào)編碼調(diào)制技術(shù)。

通過信號(hào)分離算法(SCS)可以將變包絡(luò)信號(hào)變?yōu)閮陕泛惆j(luò)信號(hào)，再對這兩路信號(hào)進(jìn)行后面兩種編碼技術(shù)(DSM/PWM)，將這個(gè)恒包絡(luò)的多比特信號(hào)，轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)，之后通過帶通濾波后，輸入LINCPA。與傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)架構(gòu)相比，通過(DSM/PWM)可以省掉DAC(Digital to Analog Converter)以及模擬上變頻結(jié)構(gòu)，而之后可以通過濾波器恢復(fù)出恒包絡(luò)信號(hào)，進(jìn)一步提升編碼效率。結(jié)合高效率的LINCPA，獲得很高的功放效率。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，具體包括：

OUTPHASING處理模塊，對基帶信號(hào)進(jìn)行過采樣，在較低的采樣率下，對信號(hào)進(jìn)行OUTPHASING分解，將一路信號(hào)變?yōu)閮陕泛惆j(luò)信號(hào)，這兩路信號(hào)都包含原始信號(hào)的信息，以及相位相反的噪聲信號(hào)，當(dāng)通過合路器時(shí)，相反相位的噪聲信號(hào)互相抵消，從而恢復(fù)出原信號(hào)。

如圖5所示，502模塊為OUTPHASING處理模塊，對輸入的高峰均比信號(hào)的幅度信息，轉(zhuǎn)化成了兩路子信號(hào)S1和S2的附加相位信息。其中，如圖6所示，在OUTPHASING處理模塊中，601使用cordic算法提取輸入信號(hào)的相位與幅度信息，通過602查表將幅度信息轉(zhuǎn)換為相位信息，最后將兩種相位信息輸入給調(diào)相器603，輸出兩路恒寶絡(luò)的調(diào)相信號(hào)。

DSM\PWM處理模塊，DSM處理模塊主要是將之前兩路的M比特恒包絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行過采樣和噪聲成形處理，壓縮到N比特(M>N)，確保近端底噪足夠低。之后采用查表方法實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)的編碼調(diào)制。使用輸入的N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找表的地址，查表后輸出的內(nèi)容作為PWM脈寬調(diào)制信號(hào)。這里需要說明的是，PWM處理模塊在實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)查表的過程中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換，將N比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為單比特輸出，在多電平應(yīng)用場合，也可以輸出多比特，但是比特?cái)?shù)是小于N的，數(shù)據(jù)速率也提高為原理的2^N倍。

具體地，如圖5所示，503模塊為DSM/PWM編碼模塊，對輸入信號(hào)的多bit信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制，進(jìn)行噪聲成形處理，其輸入信號(hào)M比特?cái)?shù)據(jù)，輸出信號(hào)為N比特的信號(hào)(M>N)。其中，如圖7所示，701為DSM編碼模塊，該模塊對量化噪聲進(jìn)行成形濾波，可以是一階、二階甚至高階噪聲成形，輸出的為N比特型號(hào)。702模塊為PWM模塊，對輸入信號(hào)進(jìn)行PWM處理，并實(shí)現(xiàn)并串轉(zhuǎn)換，其輸入信號(hào)為N比特信號(hào)，輸出信號(hào)為單比特。

數(shù)字上變頻模塊504，在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)“采樣率/4”上變頻功能，將信號(hào)搬移至載波頻率的同時(shí)，將IQ復(fù)數(shù)信號(hào)合并為單路實(shí)信號(hào)輸出，其中，采樣率是指PWM處理模塊輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)速率。

高速串行發(fā)射器(Serdes)模塊505，將信號(hào)從數(shù)字為模擬。與傳統(tǒng)使用DAC器件時(shí)隙數(shù)模轉(zhuǎn)換有所不同，這里使用的是數(shù)字邏輯電路芯片集成的高速串行發(fā)射器(Serdes)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)至模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

兩路帶通濾波器506，將PWM/DSM調(diào)制產(chǎn)生的帶外諧波濾出，而保留帶內(nèi)的OUTPHASING分解出的支路信號(hào)，恢復(fù)成恒包絡(luò)的模擬信號(hào)。

功放模塊507，LINCPA主要指的兩路一致性較好高效率功放(C、D、E、F類)，這種功放模塊工作在飽和狀態(tài)，在恒包絡(luò)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，效率非常高。

無源合路模塊508，主要是耦合傳輸線實(shí)現(xiàn)的隔離與非隔離合路器。考慮到提高合路效率，可以根據(jù)輸入信號(hào)的峰均比使用帶補(bǔ)償角的cherix合路器。

下面結(jié)合實(shí)例，對本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

以輸入峰均比為7db的10M信號(hào)為例，在采樣率Fs＝61.44Msps上分解為兩路信號(hào)(為保證恒包絡(luò)特性要求，分帶寬為信號(hào)帶寬的6倍以上)，其數(shù)據(jù)位寬為16bits。之后通過過采樣，在采樣率為Fs＝245.76Msps，進(jìn)行DSM處理后，位寬壓縮為4bits，之后經(jīng)過查表處理后，輸出單比特?cái)?shù)據(jù)，采樣率提高為Fs*2^4＝3932.16Msps。

如圖7所示的結(jié)構(gòu)中，OUTPHASING與DSM運(yùn)行工作時(shí)鐘速率較低很容易實(shí)現(xiàn)，使用高階DSM可以進(jìn)一步壓制近端噪聲。而PWM模塊則由一個(gè)非常小的查找表實(shí)現(xiàn)，精度非常高，產(chǎn)生的信號(hào)性能也非常好。

PWM輸出的信號(hào)經(jīng)過數(shù)字上變頻后，采樣速率提升為Fs＝7864.32Msps,載波頻率為Fc＝Fs/4＝1966.08MHz。

數(shù)字域的多路單比特信號(hào)可以通過多路Serdes實(shí)現(xiàn)數(shù)字至模擬域的轉(zhuǎn)換，之后通過帶通濾波，通帶帶寬為60M。重新恢復(fù)出OUTPHASING恒包絡(luò)信號(hào)送給后級的高效率功放模塊實(shí)現(xiàn)功率放大。

之后由高效率(有補(bǔ)償角)cherix隔離合路器合路，提升合路效率，這與傳統(tǒng)LINCPA一致，另外，數(shù)字部分還有反饋支路，由于OUTPHASING分解合成的特殊性，以及帶通濾波器濾除了帶外調(diào)制信號(hào)，使得可以在數(shù)字調(diào)制之前(OUTPHASING分解之前)完成數(shù)字預(yù)失真，其方法與傳統(tǒng)架構(gòu)一致。

與傳統(tǒng)的使用OUTPHASING分解的LINCPA相比，兩者有相似的高效率(在使用含補(bǔ)償角的cherix合路的情況下)，但是本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案改進(jìn)后的架構(gòu)中不再需要使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(dac)、IQ調(diào)制器以及大量的射頻鏈路，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、發(fā)射機(jī)成本將大大降低，便于集成、商用，此外數(shù)字域輸出信號(hào)頻率較高使得支路時(shí)延的調(diào)整精度較高，利于支路平衡性的調(diào)制。與直接使用PWM/DSM調(diào)制的數(shù)字發(fā)射機(jī)相比，由于在功放前可以濾出帶外信號(hào)，大大提升了編碼效率，且在合路輸出處，由于OUTPHASING算法的特殊性，帶外的噪聲被抵消，使得該系統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真容易實(shí)現(xiàn)。

方法實(shí)施例

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于上述裝置實(shí)施例中的發(fā)射機(jī)，提供了一種信號(hào)輸出方法，圖8是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)輸出方法的流程圖，如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)輸出方法包括如下處理：

步驟801，編碼調(diào)制器將輸入的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路恒包絡(luò)信號(hào)，并通過數(shù)字信號(hào)調(diào)制器DSM編碼和脈寬調(diào)制器PWM編碼將兩路恒包絡(luò)信號(hào)由多比特信號(hào)轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)；

具體地，步驟801包括如下處理：

步驟1，異相處理模塊對輸入的一路基帶信號(hào)進(jìn)行過采樣，并通過信號(hào)分離算法進(jìn)行異相分解，將一路基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路恒包絡(luò)信號(hào)；具體地，異相處理模塊使用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算方法提取輸入的基帶信號(hào)的相位與幅度信息，通過查表將幅度信息轉(zhuǎn)換為相位信息，最后將兩種相位信息輸入到相位調(diào)制器，輸出兩路恒包絡(luò)信號(hào)。

步驟2，編碼模塊通過DSM編碼對兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行過采樣和噪聲成形處理，對噪聲成形處理后的信號(hào)進(jìn)行PWM處理，并進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換。具體包括如下處理：

DSM編碼模塊通過DSM編碼對兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行過采樣和噪聲成形處理，將兩路恒包絡(luò)信號(hào)的比特由M比特壓縮到N比特，其中，1＜N＜M；

PWM編碼模塊將N比特的兩路恒包絡(luò)信號(hào)作為查表地址進(jìn)行查表操作，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換，根據(jù)查表結(jié)果，將輸出兩路單比特信號(hào)(該單比特信號(hào)為IQ復(fù)數(shù)信號(hào))。

步驟802，數(shù)字上變頻模塊在數(shù)字域?qū)幋a調(diào)制器輸出的兩路單比特信號(hào)進(jìn)行上變頻，將兩路單比特信號(hào)搬移至載波頻率，并將每路單比特信號(hào)中的單比特IQ復(fù)數(shù)信號(hào)合并為單比特實(shí)信號(hào)，輸出到高速串行發(fā)射器模塊；

步驟803，高速串行發(fā)射器模塊將兩路恒包絡(luò)信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并輸出到帶通濾波器，帶通濾波器將編碼調(diào)制器調(diào)制進(jìn)來的帶外信號(hào)濾除，并恢復(fù)出異相分解后的兩路恒包絡(luò)信號(hào)，輸入到功放模塊；

步驟804，功放模塊對帶通濾波器輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行功率放大，并輸入到無源合路模塊，無源合路模塊將功放模塊輸出的兩路恒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行合路并輸出。無源合路模塊包括：隔離合路器、或者非隔離合路器。

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖4所示，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)制的數(shù)字信號(hào)，通過濾波生成兩路恒包絡(luò)信號(hào)去驅(qū)動(dòng)LINCPA，LINCPA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。

數(shù)字發(fā)射機(jī)編碼調(diào)制器主要有三種：OUTPHASING分解、數(shù)字信號(hào)調(diào)制器(Delta-sigma modulator，簡稱為DSM)和脈寬調(diào)制器(pulse-width modulator，簡稱為PWM)。

OUTPHASING分解，通過信號(hào)分離算法(SCS)將高峰均比信號(hào)(包絡(luò)變化很大)，變成兩路恒包絡(luò)信號(hào)。雖然兩路都會(huì)產(chǎn)生占據(jù)分解帶寬的噪聲信號(hào)，但是通過LINCPA合路后，噪聲將互相抵消。

DSM通過過采樣(即相對于信號(hào)帶寬，采樣率要高出很多倍)和噪聲成形技術(shù)(量化噪聲主要分布在帶外，帶內(nèi)噪聲低)，可以將多比特的輸入信號(hào)調(diào)制為低比特輸出信號(hào)，同時(shí)可以保持信號(hào)的信號(hào)噪聲比(Signal to Noise Ratio，簡稱為SNR)性能。

PWM將信號(hào)與一定頻率的比較波進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果從而產(chǎn)生低比特或者單比特的輸出信號(hào)，也是一種信號(hào)編碼調(diào)制技術(shù)。

通過信號(hào)分離算法(SCS)可以將變包絡(luò)信號(hào)變?yōu)閮陕泛惆j(luò)信號(hào)，再對這兩路信號(hào)進(jìn)行后面兩種編碼技術(shù)(DSM/PWM)，將這個(gè)恒包絡(luò)的多比特信號(hào)，轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)，之后通過帶通濾波后，輸入LINCPA。與傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)架構(gòu)相比，通過(DSM/PWM)可以省掉DAC(Digital to Analog Converter)以及模擬上變頻結(jié)構(gòu)，而之后可以通過濾波器恢復(fù)出恒包絡(luò)信號(hào)，進(jìn)一步提升編碼效率。結(jié)合高效率的LINCPA，獲得很高的功放效率。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，具體包括：

OUTPHASING處理模塊對基帶信號(hào)進(jìn)行過采樣，在較低的采樣率下，對信號(hào)進(jìn)行OUTPHASING分解，將一路信號(hào)變?yōu)閮陕泛惆j(luò)信號(hào)，這兩路信號(hào)都包含原始信號(hào)的信息，以及相位相反的噪聲信號(hào)，當(dāng)通過合路器時(shí)，相反相位的噪聲信號(hào)互相抵消，從而恢復(fù)出原信號(hào)。

如圖5所示，502模塊為OUTPHASING處理模塊，對輸入的高峰均比信號(hào)的幅度信息，轉(zhuǎn)化成了兩路子信號(hào)S1和S2的附加相位信息。其中，如圖6所示，在OUTPHASING處理模塊中，601使用cordic算法提取輸入信號(hào)的相位與幅度信息，通過602查表將幅度信息轉(zhuǎn)換為相位信息，最后將兩種相位信息輸入給調(diào)相器603，輸出兩路恒寶絡(luò)的調(diào)相信號(hào)。

DSM\PWM處理模塊主要是將之前兩路的M比特恒包絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行過采樣和噪聲成形處理，壓縮到N比特(M>N)，確保近端底噪足夠低。之后采用查表方法實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)的編碼調(diào)制。使用輸入的N比特?cái)?shù)據(jù)作為查找表的地址，查表后輸出的內(nèi)容作為PWM脈寬調(diào)制信號(hào)。這里需要說明的是，PWM處理模塊在實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)查表的過程中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換，將N比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為單比特輸出。

具體地，如圖5所示，503模塊為DSM/PWM編碼模塊，對輸入信號(hào)的多bit信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制，進(jìn)行噪聲成形處理，其輸入信號(hào)M比特?cái)?shù)據(jù)，輸出信號(hào)為N比特的信號(hào)(M>N)。其中，如圖7所示，701為DSM編碼模塊，該模塊對量化噪聲進(jìn)行成形濾波，可以是一階、二階甚至高階噪聲成形，輸出的為N比特型號(hào)。702模塊為PWM模塊，對輸入信號(hào)進(jìn)行PWM處理，并實(shí)現(xiàn)并串轉(zhuǎn)換，其輸入信號(hào)為N比特信號(hào)，輸出信號(hào)為單比特。

數(shù)字上變頻模塊在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)“采樣率/4”上變頻功能，將信號(hào)搬移至載波頻率的同時(shí)，將IQ復(fù)數(shù)信號(hào)合并為單路實(shí)信號(hào)輸出，其中，采樣率是指PWM處理模塊輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)速率。

高速串行發(fā)射器(Serdes)模塊將信號(hào)從數(shù)字為模擬。與傳統(tǒng)使用DAC器件時(shí)隙數(shù)模轉(zhuǎn)換有所不同，這里使用的是數(shù)字邏輯電路芯片集成的高速串行 發(fā)射器(Serdes)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)至模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

兩路帶通濾波器將PWM/DSM調(diào)制產(chǎn)生的帶外諧波濾出，而保留帶內(nèi)的OUTPHASING分解出的支路信號(hào)，恢復(fù)成恒包絡(luò)的模擬信號(hào)。

功放模塊LINCPA主要指的兩路一致性較好高效率功放(C、D、E、F類)，這種功放模塊工作在飽和狀態(tài)，在恒包絡(luò)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，效率非常高。

無源合路模塊主要是耦合傳輸線實(shí)現(xiàn)的隔離與非隔離合路器。考慮到提高合路效率，可以根據(jù)輸入信號(hào)的峰均比使用帶補(bǔ)償角的cherix合路器。

下面結(jié)合實(shí)例，對本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

以輸入峰均比為7db的10M信號(hào)為例，在采樣率Fs＝61.44Msps上分解為兩路信號(hào)(為保證恒包絡(luò)特性要求，分帶寬為信號(hào)帶寬的6倍以上)，其數(shù)據(jù)位寬為16bits。之后通過過采樣，在采樣率為Fs＝245.76Msps，進(jìn)行DSM處理后，位寬壓縮為4bits，之后經(jīng)過查表處理后，輸出單比特?cái)?shù)據(jù)，采樣率提高為Fs*2^4＝3932.16Msps。

如圖7所示的結(jié)構(gòu)中，OUTPHASING與DSM運(yùn)行工作時(shí)鐘速率較低很容易實(shí)現(xiàn)，使用高階DSM可以進(jìn)一步壓制近端噪聲。而PWM模塊則由一個(gè)非常小的查找表實(shí)現(xiàn)，精度非常高，產(chǎn)生的信號(hào)性能也非常好。

PWM輸出的信號(hào)經(jīng)過數(shù)字上變頻后，采樣速率提升為Fs＝7864.32Msps,載波頻率為Fc＝Fs/4＝1966.08MHz。

數(shù)字域的多路單比特信號(hào)可以通過多路Serdes實(shí)現(xiàn)數(shù)字至模擬域的轉(zhuǎn)換，之后通過帶通濾波，通帶帶寬為60M。重新恢復(fù)出OUTPHASING恒包絡(luò)信號(hào)送給后級的高效率功放模塊實(shí)現(xiàn)功率放大。

之后由高效率(有補(bǔ)償角)cherix隔離合路器合路，提升合路效率，這與傳統(tǒng)LINCPA一致，另外，數(shù)字部分還有反饋支路，由于OUTPHASING分解合成的特殊性，以及帶通濾波器濾除了帶外調(diào)制信號(hào)，使得可以在數(shù)字調(diào)制之前(OUTPHASING分解之前)完成數(shù)字預(yù)失真，其方法與傳統(tǒng)架構(gòu)一致。

與傳統(tǒng)的使用OUTPHASING分解的LINCPA相比，兩者有相似的高效率 (都使用含補(bǔ)償角的cherix合路)，但是本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案改進(jìn)后的架構(gòu)中不再需要使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(dac)、IQ調(diào)制器以及大量的射頻鏈路，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、發(fā)射機(jī)成本將大大降低，便于集成、商用，此外數(shù)字域輸出信號(hào)頻率較高使得支路時(shí)延的調(diào)整精度較高，利于支路平衡性的調(diào)制。與直接使用PWM/DSM調(diào)制的數(shù)字發(fā)射機(jī)相比，由于在功放前可以濾出帶外信號(hào)，大大提升了編碼效率，且在合路輸出處，由于OUTPHASING算法的特殊性，帶外的噪聲被抵消，使得該系統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真容易實(shí)現(xiàn)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

在此提供的算法和顯示不與任何特定計(jì)算機(jī)、虛擬系統(tǒng)或者其它設(shè)備固有相關(guān)。各種通用系統(tǒng)也可以與基于在此的示教一起使用。根據(jù)上面的描述，構(gòu)造這類系統(tǒng)所要求的結(jié)構(gòu)是顯而易見的。此外，本發(fā)明也不針對任何特定編程語言。應(yīng)當(dāng)明白，可以利用各種編程語言實(shí)現(xiàn)在此描述的本發(fā)明的內(nèi)容，并且上面對特定語言所做的描述是為了披露本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實(shí)施例中的客戶端中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)客戶端中。可以把實(shí)施例中的模塊組合成一個(gè)模塊，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者客戶端的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發(fā)明的各個(gè)部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用微處理器或者數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的加載有排序網(wǎng)址的客戶端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。這樣的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的形式。這樣的信號(hào)可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號(hào)上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若 干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過同一個(gè)硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。