專利名稱：一種發(fā)射機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)射機和在發(fā)射機中的增益控制方法。具體地講，但并不是唯一的，本發(fā)明涉及一種發(fā)射機和在利用例如碼分多址(CDMA)的諸如擴頻多址系統(tǒng)之類的發(fā)射機的增益控制方法。該發(fā)射機和方法可用在蜂窩電信網(wǎng)中。


圖1表示用在蜂窩電信網(wǎng)的公知的移動站中的發(fā)射機。發(fā)射機1包括用于接收和發(fā)射信號的天線。將看出僅移動站的發(fā)射部分被表示在圖1中。在所說明的發(fā)射機1中待發(fā)射的信號可用被視為兩個信號，其中之一是正弦分量和其中另一個是余弦分量。這些分量是可選的，被稱為I和Q分量。開始該I和Q分量處在基帶頻率上。開始該I和Q分量是以數(shù)字形式的和通過各自的數(shù)模變換器(DAC)3a和3b變換為模擬信號。每個數(shù)模變換器3a和3b的輸出被連接到各自的低通濾波器4a和4b。低通濾波器4a和4b濾除通過數(shù)模變換器3a和3b引入的不希望的各分量。
每個數(shù)模變換器4a和4b的輸出被輸入到IQ調(diào)制器5上。IQ調(diào)制器5包括兩個將每個I和Q信號與來自第一本地振蕩器7的信號進(jìn)行混合的混合器5a和5b，提供產(chǎn)生的在中頻頻率上的帶通信號。應(yīng)當(dāng)注意，與Q分量混頻的信號和與該信號I分量混頻的信號有90°的相位差。這個90°的相位延遲是由延遲元件5c產(chǎn)生的。所產(chǎn)生的現(xiàn)在處于中頻頻率的I和Q信號由調(diào)制器5的加法器5d相加，提供一個單一帶通的信號。
加法器5d的輸出被輸入到放大加法器5d的輸出的第一放大器9。第一放大器9的輸出被輸入到第一帶通濾波器11，該濾波器濾除已由第一放大器9引入的不希望的信號分量。第一帶通濾波器11的輸出被輸入到第一增益控制塊13，該塊通過第一帶通濾波器11施加一個增益給信號的輸出。第一增益控制塊13接收控制信號13a，該信號確定由第一增益控制塊13將要施加的增益量。
第一增益控制塊13的輸出被輸入到混頻器6，該混頻器還接收來自第二本機振蕩器8的輸入信號。來自第二本機振蕩器8的輸出信號與來自第一增益控制塊13的輸出混頻，提供一個處于射頻頻率，即在該頻率上的信號將由天線2進(jìn)行發(fā)射的輸出信號。
混頻器6的輸出被輸入到第二帶通濾波器15，該濾波器濾除由混頻器6引入的任何不希望的分量。第二帶通濾波器15的輸出被輸入到放大該信號的第二放大器17。第二放大器17的輸出被輸入到第二增益控制塊10。第二增益控制塊10接收一個控制信號12，該信號確定將要施加到信號上的增益。具體地，第二增益控制塊10取決于控制信號12改變施加到輸入信號的增益量。第二增益控制塊10的輸出被輸出到大功率放大器14，該放大器以固定的量放大信號。大功率放大器14的輸出經(jīng)雙工濾波器42被輸出到天線2。
但是，能夠測量被發(fā)射的信號功率經(jīng)常是有用的。因此，設(shè)置方向耦合器16或類似的器件。耦合器16使得待發(fā)射信號的小比例量將被取走。該信號的小比例的功率電平利用由二極管和一些無源元件組成的射頻到直流的整流器18進(jìn)行測量。通過適當(dāng)?shù)亩?biāo)，可以獲得指示待發(fā)射信號的信號功率電平。
雙工濾波器42具有調(diào)諧到射頻頻率上的發(fā)射部分42b。發(fā)射部分42b去掉由發(fā)射鏈路引入的不希望的分量。接收頻率不同于發(fā)射頻率。雙工濾波器42還具有調(diào)諧到接收頻率的接收部分42a。
待發(fā)射的信號可以是話音或數(shù)據(jù)，取決于所制造的發(fā)射機的使用，還可以是兩者的組合。例如，下文凡涉及被發(fā)射的信號類型將被稱為發(fā)射機的話音模式和數(shù)據(jù)模式。在話音模式中，所要求的發(fā)射信號的功率可以相對的低，因為對于低比特速率CDMA系統(tǒng)的增益是相對高的。但是，在數(shù)據(jù)模式中所要求的發(fā)射信號的功率可能相對的高，因為當(dāng)用戶數(shù)據(jù)速率增加時增益變低。
如圖1所示的發(fā)射機1并不特別適合要求高功率控制精度和高功率控制動態(tài)范圍的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的一個例子是CDMA。這是因為在CDMA系統(tǒng)中，移動站發(fā)射機將經(jīng)常工作在相對低的功率電平上。如果利用如圖1所示的裝置，整個發(fā)射鏈路，特別是功率放大器，即使對于發(fā)射信號所要求的功率電平相對低的情況下，也將消耗較大的功率。這意味著平均功率消耗是高的和充電之間的電池壽命降低。
一般，在WCDMA系統(tǒng)中，所發(fā)射信號的信息比特速率可能對于話音約在12.2kbp，對于數(shù)據(jù)傳輸約在144kbp(甚至高達(dá)384kbp)范圍。應(yīng)當(dāng)理解為，對于在12.2kbp和在144kbp的發(fā)射需要大約10.7dB(10 Log144-12.2)的發(fā)射功率差。在功率要求的這10.7dB的差，在話音模式中降低了功率放大器的效率，因為功率放大器的效率在低輸出功率下降低了。
現(xiàn)在參照圖2所示的裝置。圖2表示用于TDMA移動站的發(fā)射機19和被公開在美國專利US-A-5152004中。在如圖2所示的裝置中，將被發(fā)射的信號和它在射頻上被輸入到功率分配器20。功率分配器20將輸入信號分為兩部分。信號的一部分被輸入到放大器22，而另一部分被輸入到衰減器24。當(dāng)要求高功率發(fā)射信號時，該信號被放大器22進(jìn)行放大和輸出到天線2。但當(dāng)發(fā)射信號必須為低功率時，不使用功率放大器22和該信號僅通過衰減器24提供較低的功率信號。該較低的功率被衰減器24輸出到天線2。雖然功率消耗被降低了，但當(dāng)從利用功率放大器20的通路和利用衰減器24的通路進(jìn)行變化時，如圖2所示的發(fā)射機19具有輸出功率電平不始終平滑變換的缺點。這是因為當(dāng)功率放大器和衰減器之間進(jìn)行替換時，US-A-5152004的裝置沒有任何電路可以提供精確和因此平滑的功率控制。這在待發(fā)射信號的功率控制上產(chǎn)生成為缺點的問題(不精確)。
對于功率控制，US-A-5152004的裝置利用實時(模擬)反饋。實時反饋可能用于窄帶系統(tǒng)(如TDMA是窄帶系統(tǒng))。但是，對于寬帶系統(tǒng)(諸如，CDMA)，模擬反饋可能會導(dǎo)致一些問題，例如在穩(wěn)定性上。因此，對于寬帶系統(tǒng)(CDMA)最好采用非實時(數(shù)字)反饋。
US-A-5661434(Fujitsu)公開了用于無線局域網(wǎng)的一種收發(fā)信機，它具有兩個串聯(lián)的放大器。在要求較低放大量的場合，兩個放大器之一可以被旁路。但這種收發(fā)信機具有與US-A-5152004相同的缺點。
在發(fā)射之前信號被調(diào)制一般利用數(shù)字調(diào)制方法進(jìn)行調(diào)制。當(dāng)利用線性(數(shù)字)調(diào)制方法(諸如帶寬限制QPSK)時，如果發(fā)射機不線性，可能發(fā)生頻譜擴展到相鄰信道。對于CDMA系統(tǒng)，這可以成為一個問題。這導(dǎo)致傳輸質(zhì)量的降低和還可以降低系統(tǒng)容量。如果發(fā)射機是線性的或基本是線性的，則可以降低頻譜擴展到相鄰信道的問題。發(fā)射機的線性大大地取決于功率放大器的工作特性。高線性功率放大器可能被用于降低頻譜擴展到相鄰信道的量。然而，線性放大器的效率很差。低線性放大器具有高效率和特別是對于要求的放大量消耗較少的功率。因此，人們建議利用非線性放大器，但補償放大器的非線性。
補償?shù)囊环N方法是數(shù)字預(yù)失真法。利用這種方法，在信號被輸入到放大器之前，按非線性方法信號被預(yù)失真。這種預(yù)失真是由放大器帶來的失真的反向。因此，經(jīng)預(yù)失真的信號被輸入到放大器中，放大器提供一個線性輸出。但是，如果信號將以相對高的功率電平被發(fā)射的情況下，雖然這種方法提供改善功率消耗，當(dāng)信號也較低功率電平進(jìn)行發(fā)射時，功率效率是比較低的。這是因為發(fā)射機的預(yù)失真部分消耗與將被發(fā)射信號的功率電平無關(guān)的相同功率量。因為與簡單地使用線性功率放大器比較，CDMA移動站將傾向于利用較低的功率電平，它們僅可能有少量的功率節(jié)約。
本發(fā)明的各實施例的目的是提供一種發(fā)射機，該發(fā)射機使得更有效地使用功率和避免待發(fā)射的信號功率電平問題。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種發(fā)射機，包括用于接收信號的輸入端；用于施加第一增益給接收的信號的增益控制裝置；用于提供第二相對高的增益給接收的信號的第一通路裝置；用于提供第三相對低的增益給接收的信號的第二通路裝置；用于發(fā)射信號的發(fā)射機裝置；和可操作地使用使接收的信號通過增益控制裝置的控制裝置，和當(dāng)相對高的增益時所述第一通路裝置被施加到接收的信號上使接收信號通過增益控制裝置，和當(dāng)相對低的增益時所述第二通路裝置被施加到接收的信號上，其中當(dāng)利用所述第一和第二通路裝置的另外一個，從利用所述第一和第二通路裝置之一發(fā)生變化時，由發(fā)射機發(fā)射的信號功率變化小于或等于一個預(yù)定的量。
可能保證由發(fā)射機裝置發(fā)射的功率仍然基本上保持相同或僅有少量的變化?？梢员苊饫矛F(xiàn)有技術(shù)的裝置所發(fā)生的問題。所發(fā)射信號的功率可以與第一和第二通路裝置之間發(fā)生變換之前和之后相同，或者可能是在進(jìn)行這種變換之前和之后的在功率電平上的一個差別。這個差別可能相當(dāng)小。發(fā)射機裝置的輸出功率最好是單調(diào)的，特別是當(dāng)功率電平通常正在增加或者通常正在降低時。
本發(fā)明的各實施例特別可應(yīng)用到具有高動態(tài)范圍和小的功率控制步長的發(fā)射機。功率步長最好是等于一個預(yù)定的步長。例如，步長可以為1dB。
測量裝置可以設(shè)置為提供將由發(fā)射機裝置發(fā)射信號的功率電平值的指示值。測量裝置利用采取任何適用的形式和可以例如由耦合裝置和功率測量裝置的組合來提供。
當(dāng)信號通過第二通路裝置時測量裝置可以提供一個參考值和增益控制裝置的增益已經(jīng)被設(shè)置在一個預(yù)定電平，和當(dāng)信號通過第一通路裝置時測量裝置提供該參考值時，該控制裝置使得接收信號通過第二通路裝置。該預(yù)定的增益水平可以是增益控制裝置的最大增益。
當(dāng)發(fā)生變化時，使得接收信號通過第二通路裝置，增益控制裝置的增益可以被設(shè)置為預(yù)定增益水平。這樣可以保證當(dāng)從第一通路裝置向第二通路裝置變換時，輸出信號的功率電平仍然保持相同或類似的值。
最好是，當(dāng)測量裝置提供一個預(yù)定值時當(dāng)接收的信號通過第二通路裝置時，該控制裝置使得接收信號通過第一通路裝置。這可能發(fā)生在操作的調(diào)諧模式。最好是，當(dāng)信號通過所述第一通路裝置和測量裝置提供預(yù)定值時，對應(yīng)的增益值確定一個參考增益值。最好是，當(dāng)控制裝置使接收的信號改變到第一通路裝置時，增益控制裝置被設(shè)置在該參考增益值上。
測量裝置的預(yù)定值最好是與測量裝置的參考值相同。
最好是，當(dāng)控制裝置接著引起從第一通路裝置向第二通路裝置的改變時，增益控制裝置的增益值使得接收的信號通過第一通路裝置，在測量裝置提供預(yù)定值被作為新的參考增益值進(jìn)行存儲。一個新的增益參考值可以從第一通路裝置到第二通路裝置每次發(fā)生變化時被存儲。
最好是，當(dāng)控制裝置接著使從第二通路裝置向第一通路裝置改變時，增益控制裝置的值被設(shè)置在預(yù)定值時，由通過第二通路裝置的接收信號引起的測量裝置的值被作為新的參考值進(jìn)行存儲。另外，最好是，每次被更新的參考值從第二通路裝置到第一通路裝置發(fā)生一個變化。
最好是，設(shè)置一個溫度傳感器和控制裝置被安排為補償參考增益值隨溫度的變化。最好是，設(shè)置溫度傳感器和控制裝置被安排為補償測量裝置的參考值隨溫度的變化。
第一和/或第二通路裝置的增益最好是恒定的。因此，信號的輸出功率電平變化可以通過增益控制裝置簡單地進(jìn)行控制，但是，第一和/或第二通路裝置的增益可以是變化的。
最好是，當(dāng)在第一和第二通路裝置之間進(jìn)行變化時，由發(fā)射機發(fā)射的信號功率電平增加或者降低一個預(yù)定的量。例如，在典型CDMA系統(tǒng)中，這可以是1dB的數(shù)量級。
第一通路裝置可以包括用于放大接收信號的放大器裝置。預(yù)失真裝置可以對接收的信號在通過所述放大器裝置之前提供一個預(yù)失真，因此該預(yù)失真裝置被安排為基本上補償所述放大器裝置的非線性失真。如果由發(fā)射機裝置待發(fā)射的信號的功率電平低于一個預(yù)定的電平，則控制裝置被安排為使得該信號不能通過所述預(yù)失真裝置，和如果由發(fā)射機裝置待發(fā)射的信號的功率電平高于一個預(yù)定的電平，則使得信號通過所述預(yù)失真裝置和所述放大器裝置。當(dāng)不利用數(shù)字預(yù)失真時，可以利用第二通路。
因此，預(yù)失真裝置僅被利用在當(dāng)所發(fā)射的信號的功率電平相對高和放大器裝置的非線性最可能出現(xiàn)問題的情況下。因此，預(yù)失真裝置補償放大器裝置的非線性特性。如果該放大器裝置是非線性的，則可能實現(xiàn)功率的更高利用效率。但是，當(dāng)功率電平降低到一個預(yù)定電平以下時，則不利用預(yù)失真裝置，因此節(jié)約了操作預(yù)失真裝置所要求的功率。
最好是，設(shè)置用于控制施加到放大器裝置的偏置的偏置控制裝置，因此當(dāng)由發(fā)射機裝置待發(fā)射的信號的功率電平高于該預(yù)定電平時，則放大器裝置被偏置控制裝置進(jìn)行控制，工作在非線性狀態(tài)。這個得到發(fā)射機的最大功率效率輸出，甚至允許由預(yù)失真裝置要求的額外功耗。
如果由所述發(fā)射機待發(fā)射的信號的功率電平低于預(yù)定電平，則放大器裝置被偏置控制裝置進(jìn)行控制，工作在基本線性狀態(tài)。信號可以通過被控制得工作在線性方式的放大器，給出線性輸出。但是，在本發(fā)明的某些實施例中，施加到放大器的偏置電壓可以僅是為了避免在放大器裝置中的明顯的溫度變化，這種變化是發(fā)生在該放大器裝置在被轉(zhuǎn)換到旁路通路之前的最后使用和下一次使用之間。
第一通路裝置可以包括串聯(lián)安排的多個放大器，和第二通路旁路是所述多個放大器的至少一個。
在這種安排中，多個放大器被串聯(lián)連接，以提供至少某些被旁路。例如，如果設(shè)置三個放大器，一個或兩個放大器可能被旁路5第二通路，而所有三個放大器可能被旁路以提供第三通路。這種安排具有節(jié)約更多的功耗和可以實現(xiàn)增加功率控制范圍的優(yōu)點。信號通過多個放大級因此可以被控制。
最好是，描述在下文的可以是射頻發(fā)射機的發(fā)射機可以包括在移動站中。該移動站可以被安排為工作在擴頻通信系統(tǒng)中。該擴頻通信系統(tǒng)可以利用碼分多址。
按照本發(fā)明的第二個方面，提供一種用于控制發(fā)射信號的增益的方法，該方法包括以下步驟接收輸入信號；對該輸入信號施加第一增益，當(dāng)要求相對高增益的信號時使接收信號通過設(shè)置得相對高的第二增益的第一通路，和當(dāng)要求相對低增益的信號時使接收信號通過設(shè)置得相對低的第三增益的第二通路。
控制施加給輸入信號的增益，使得當(dāng)利用所述第一和第二通路的另外一個而作出利用第一和第二通路的變化時，所發(fā)射的信號的功率變化小于或等于一個預(yù)定量。
按照本發(fā)明的第三個方面，提供一種包括以下部分的發(fā)射機，即，用于接收信號的輸入端；用于對所述接收信號提供相對高的增益的第一通路裝置；用于對所述接收信號提供相對低的增益的第二通路裝置；和用于發(fā)射信號的發(fā)射機裝置，其中所述接收信號包括話音信號、數(shù)據(jù)信號或話音和數(shù)據(jù)信號的組合。
最好是，接收信號的內(nèi)容可能包括話音信號、數(shù)據(jù)信號或話音信號和數(shù)據(jù)信號的組合。為了更好地理解本發(fā)明和使本發(fā)明得以實現(xiàn)，現(xiàn)在將以例子的方式參考各附圖，其中圖1表示第一已知發(fā)射機；圖2表示第二已知發(fā)射機；圖3表示按本發(fā)明實施的第一發(fā)射機的示意圖；圖4表示按本發(fā)明實施的第二發(fā)射機的示意圖；圖5表示按本發(fā)明實施的第三發(fā)射機的示意圖；圖6表示按本發(fā)明實施的第四發(fā)射機的示意圖；圖7表示本發(fā)明的各實施例可以使用的一個典型的蜂窩網(wǎng)；圖8a表示本發(fā)明的適用于話音和數(shù)據(jù)發(fā)射的再一個實施例；圖8b表示本發(fā)明的適用于話音和數(shù)據(jù)發(fā)射的再另外一個實施例；和注意圖8之前的所有的圖可以理解為僅適合話音情況(或僅適合數(shù)據(jù)情況)。
現(xiàn)在將參考表示本發(fā)明第一實施例的圖3。具體地圖3表示一個CDMA移動站的發(fā)射機。這些部件和圖1所示相同并用相同的參考號表示。
I和Q信號被各自的數(shù)模變換器3a和3b變換為數(shù)字信號。這些數(shù)字信號被相應(yīng)的低通濾波器4a和4b濾波。低通濾波器4a和4b的輸出被與來自第一本機振蕩器7的信號相混頻，提供在中頻的各信號和由IQ調(diào)制器5的加法器5d進(jìn)行組合。與如圖1所示的安排一樣，來自第一本機振蕩器的與Q信號相組合的信號是相對于與I信號相組合的信號借助于延遲線5c在相位上相差90°。從調(diào)制器5輸出的組合的信號被輸入到放大信號的第一放大器9。第一放大器9的輸出由第一帶通濾波器11進(jìn)行濾波。第一帶通濾波器11的輸出被輸入到增益控制塊13，在該塊中按照來自控制電路48的控制信號13a對信號施加增益或衰減。換言之，所施加的增益可以是正的或負(fù)的。
增益控制塊13的輸出被施加到混頻器6，該混頻器中已調(diào)信號與來自第二本機振蕩器8的信號進(jìn)行混頻，提供信號頻率為射頻的輸出。混頻器6的輸出被輸入到對信號濾波的第二帶通濾波器15。經(jīng)濾波的信號被輸入到放大信號的第二放大器。第二放大器17的輸出被輸入到第二增益控制塊26，該塊被安排為從控制電路48接收控制信號28。圖3的第二增益控制塊26不同于圖1的地方是它的操作，正如下文將詳細(xì)描述的那樣。
增益控制塊26的輸出被輸入到第一開關(guān)30。在一個位置上，第一開關(guān)30將連接增益控制塊26的輸出端到大功率放大器32的輸入端。應(yīng)當(dāng)看出，該功率發(fā)達(dá)可以被串聯(lián)的若干個放大器代替。功率放大器32的放大量最好是，但不必須固定。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)30在它第二位置時，它將連接增益控制塊26的輸出端到旁路通路34。旁路通路34可以提供低于功率放大器32所提供的無增益、衰減或少量放大量。
第二開關(guān)36被安排得連接耦合器38到功率放大器30或旁路通路的輸出端，第二開關(guān)的位置將取決于第一開關(guān)30的位置。因此，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)30使第二增益控制塊26的輸出被輸入到功率放大器32時，第二開關(guān)36將連接功率放大器32到耦合器38。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)30連接第二增益控制塊26的輸出到旁路通路34時，旁路通路34的另外的一端經(jīng)第二開關(guān)36被連接到耦合器38。
在如圖3所示的實施例中，耦合器38的輸出被連接到雙工濾波器42。雙工濾波器42包括兩個部分。第一部分的接收濾波器部分42a，它調(diào)諧到將由天線2接收的信號的頻率上。雙工濾波器42的第二部分是發(fā)射濾波器部分42b，它調(diào)諧到將由天線2發(fā)射的信號的頻率上。
耦合器38的第二輸出端被連接到射頻到直流整流器44。與圖1的安排一樣，第一耦合器38使得少量待發(fā)射信號被饋送到射頻到直流整流器44，以便在適當(dāng)定標(biāo)(未表示出)后，可以獲得待發(fā)射信號功率的電壓指示。射頻到直流整流器44的輸出將被稱為Vdet。
可能是數(shù)字信號處理器(DOS)、或任何其它適合的數(shù)字或模擬控制邏輯電路的控制電路48被安排提供控制信號28，該信號被用于設(shè)置增益控制塊26的增益，以便實現(xiàn)待發(fā)射的信號的所希望的功率電平。所希望的功率電平可以基于一些不同的因素，例如，以前接收的信號的場強等。控制電路48還被安排為分別經(jīng)控制信號29和31控制第一和第二開關(guān)30和36的位置?？刂齐娐?8還經(jīng)線35接收射頻到直流整流器44的輸出Vdet。控制電路48可以進(jìn)行射頻到直流整流器44的輸出的需要的定標(biāo)。
現(xiàn)在將描述如圖3所示的實施例的控制。當(dāng)首先被使用時，初始化如圖3所示的實施例。這種初始化可以在生產(chǎn)收發(fā)信機的工廠中進(jìn)行和/或可以當(dāng)收發(fā)信機被施加使用時在工作的調(diào)諧模式中進(jìn)行。第二增益控制塊26的增益通過控制信號28被設(shè)置為最大值。所希望的功率電平也可以按照該收發(fā)信機的工作模式，即，話音和/或數(shù)據(jù)模式進(jìn)行確定。然后，第二增益控制塊26的輸出通過旁路通路34。控制電路48分別經(jīng)信號29和31控制第一和第二開關(guān)30和36，使具有正確位置，以便使信號傳送到旁路通路34。射頻到直流整流器44的輸出提供參考電壓Vdet，該電壓被控制電路48進(jìn)行存儲。因此，當(dāng)?shù)诙鲆婵刂茐K26具有最大增益和信號通過旁路通路34時，參考電壓Vdet對應(yīng)于信號功率。還存在第二控制塊可以被用于校準(zhǔn)的可能。
接下來，控制電路48控制第一和第二開關(guān)30和36，使得第二增益控制塊26的輸出被輸入到功率放大器32。第二增益控制塊26的增益被控制信號28降低，直至射頻到直流整流器44的輸出等于Vdet。在這個環(huán)境中所要求的增益值被作為Ilref進(jìn)行存儲和為第二增益控制塊26提供一個參考增益。
當(dāng)如圖3所示的實施例受控制電路48控制時，使得信號轉(zhuǎn)換通過功率放大器32，而不通過旁路通路34，例如，當(dāng)發(fā)射機的操作模式從話音模式被改變時或如果對現(xiàn)存模式所要求的功率增加時，則發(fā)生下列情況。如果開關(guān)被設(shè)置成從旁路通路功率放大器發(fā)射功率可以增加。開始，信號通過旁路通路34。當(dāng)?shù)诙鲆婵刂茐K26的增益值已經(jīng)增加，使得增益值IL處于它的最大值，射頻到直流整流器44的輸出被存儲作為新的參考電壓值Vdet。如果功率值被進(jìn)一步增加，控制塊48控制第一和第二開關(guān)30和36，使得第二增益控制塊26的輸出被輸入到功率放大器32。如果待發(fā)射的信號的期望的功率電平被增加，第二增益控制塊26的增益將是Ilref加功率增量。在CDMA系統(tǒng)中，對于連續(xù)發(fā)射的功率電平可變化1dB。因此，在某些實施例中，功率增量可能是1dB。顯然，從旁路通路34到功率放大器32的轉(zhuǎn)換還可能發(fā)生，即使期望的待發(fā)射的信號功率電平不變化也是如此。在這些情況下，當(dāng)開關(guān)已經(jīng)被從旁路通路34設(shè)置到功率放大器32時，對于第二增益控制塊26的增益控制值將是Ilref。
當(dāng)功率被普遍降低時，例如，當(dāng)僅從數(shù)據(jù)模式改變到連續(xù)發(fā)射的話音模式時或?qū)ΜF(xiàn)存要求的功率降低時，開關(guān)可以被從通過功率放大器32的通路設(shè)置到旁路通路34。開始，通路將是通過功率放大器32的。當(dāng)射頻到直流整流器44的輸出是Ilref時(可能正如在下面所討論的那樣，在由控制電路48調(diào)整以后)，控制電路48控制第一和第二開關(guān)30和36，使第二增益控制塊26的輸出通過旁路通路34。然后，對于第二增益控制塊26的增益控制被控制信號28進(jìn)行設(shè)置為最大增益IL減功率遞減值，即1dB。當(dāng)功率輸出未發(fā)生變化或沒變化，如果發(fā)生從通過功率放大器32的通路到旁路通路34的變化時，第二增益控制塊26的增益被設(shè)置為剛好最大增益值IL。
應(yīng)當(dāng)注意，在第二增益控制塊26的最大增益值情況下旁路通路34和功率放大器32之間的轉(zhuǎn)換提供了具有最大動態(tài)范圍的發(fā)射。
實際上，如圖3所示的電路的操作條件通過一段時間將改變，使得對于這些參數(shù)，開始計算的Vref和Ilref的值不再是正確的。例如，如圖3所示的電路的性能可能隨溫度改變。因此，可以設(shè)置溫度傳感器50。溫度傳感器50的輸出被連接到控制電路48?？刂齐娐?8可以包括一個查找表，該表提供相對于溫度對于Ilref的增益值的該各校正值。因此當(dāng)溫度變化時，Ilref的值將被更新。
對于每個溫度值，存儲對于參考增益值Ilref和參考電壓值Vref的對應(yīng)值。應(yīng)當(dāng)注意，實際上，溫度傳感器50的輸出將是模擬形式的和將被變換為數(shù)字形式和對于溫度所存儲的值可以不代表絕對值。相反，在表中存儲的值可以代表相對值。當(dāng)從旁路通路34到功率放大器32進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，取決于溫度的增益IL的值被用于估算或減少可能的問題。這些問題可能是由于溫度的變化，由功率放大器32的增益漂移引起的，取決于溫度的的參考電壓Vref被用于估算或減少當(dāng)從功率放大器32到旁路通路34轉(zhuǎn)換時所發(fā)生的問題。這些問題可能是由于溫度的變化，使在功率放大器32之前的發(fā)射機鏈的增益漂移所導(dǎo)致的結(jié)果。
當(dāng)執(zhí)行從旁路通路34到功率放大器32的轉(zhuǎn)換時，讀出由溫度傳感器50讀的值。對應(yīng)讀出的溫度值或在查找表中最接近讀出溫度值的溫度值的Ilref值被從查找表中讀出。當(dāng)從旁路通路到功率放大器進(jìn)行變化時，這個Ilref值被用作新的增益值。另一種情況下，如果檢測的溫度值未包括在查找表中，則以在所檢測的溫度值的任意一側(cè)的兩個對應(yīng)于在查找表中的溫度值的Ilref值利用線性近似或類似技術(shù)求得。Vref值也被更新。具體地，當(dāng)增益處于它的最大值和旁路通路34正在被使用時，電壓檢測值Vdet被存儲為用于該檢測溫度的新的Vref值。
當(dāng)從功率放大器32到旁路通路34進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，溫度被進(jìn)行檢測和當(dāng)電壓具有對應(yīng)于所檢測的溫度的Vref值時作出向功率放大器32的轉(zhuǎn)換。同時Ilref值被更新。具體地，當(dāng)放大器通路使用時對于Vref值的功率增益值，為了讀出溫度，將替換當(dāng)前在表中的值。如果檢測的溫度不能精確地對應(yīng)于在查找表中任何一個溫度，則相對于Ilref所提出的類似方法可以被用于獲得要求的Vref值。
在這種方法中，在發(fā)射機通過一段時間的特性變化可以被補償，使得Ilref值和Vref值將被不斷地更新。
因此，每次從旁路通路34到功率放大器32發(fā)生一次轉(zhuǎn)變，對所檢測的溫度的Vref值進(jìn)行更新。具體地，當(dāng)增益IL處于最大值時，檢測值Vdet(如果需要適當(dāng)由控制電路48進(jìn)行調(diào)整)將作為對檢測的溫度的新的Vref值進(jìn)行存儲。此外，每次從功率放大器32到旁路通路34的轉(zhuǎn)變，對檢測溫度的Ilref值進(jìn)行更新。具體地，當(dāng)Vref是與當(dāng)前存儲參考值Vref相同和該信號正在通過旁路通路34時，作為對檢測溫度的Ilref值，增益的當(dāng)前值被進(jìn)行存儲。
圖3的裝置通常是這樣的，以至于通過功率放大器32和旁路通路34的通路之間時間變化是相當(dāng)短的。這意味著，與上一次Vref和Ilref被更新時，操作條件幾乎是相同的。因此，可以實現(xiàn)在發(fā)射信號的功率電平的相對平滑的變換，即使在功率放大器32和旁路通路34之間作出的變換也是如此。在這種情況下，溫度傳感器可以被省去，和僅一個單一的Vref和Ilref被存儲。在這樣一些實施例情況下，溫度傳感器是有用的，即在功率放大器32和旁路通路34之間變換時的溫度有明顯變化的情況下。
當(dāng)利用旁路通路34時，功率放大器32可以被關(guān)斷，因此增加了功率效率。在一種改進(jìn)中，當(dāng)信號通過旁路通路34時，功率放大器32可以具有提供給的不同偏置電壓。通過改變施加給放大器32的偏置電壓。功率放大器32的工作特性可以被改變。放大器32被這樣偏置，使得其在低功耗下工作。換言之，偏置電壓可以被施加到功率放大器32，即使是信號沒有通過放大器32。這樣具有當(dāng)放大器32被旁路時放大器32上的溫度變化可以被減至最小的優(yōu)點。因此，在當(dāng)信號通過旁路通路34期間，放大器32的溫度不會明顯變化。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，每次在旁路通路34和功率放大器32之間進(jìn)行變換時，存儲在控制電路48中的查找表被更新。因此，在正常操作模式下，溫度特性被圖3的實施例所記憶，實現(xiàn)最佳操作。
本發(fā)明的各實施例可以擴展增益控制的范圍，因此減小在發(fā)射機或移動站的其它電路中提供其它功率控制塊的必要。因此第一增益控制塊可以被忽略。
圖3的第二增益控制塊26的操作已經(jīng)討論過了。清楚看出，第一增益控制塊可以以和第二增益控制塊26、功率放大器32和旁路通路34聯(lián)系一樣的方式，利用受控的旁路通路與第二功率控制放大器相聯(lián)系。第一增益控制塊將在中頻頻率上進(jìn)行操作，而第二增益控制塊26在射頻頻率進(jìn)行操作。在另外的一個實施例中，除了第二增益控制塊26或作為第二增益控制塊26的代替物外，第一增益控制塊13可以被用于上文所討論的初始化中，該初始化包括參考電壓Vref和參考增益Ilref的確定和/或施加到功率放大器32的信號的增益控制。第二增益控制塊26可以被忽略和它的功能由第一增益控制塊13執(zhí)行。
另外，應(yīng)當(dāng)注意，功率控制可以利用其它方法實現(xiàn)。例如，功率控制可以部分按數(shù)字基帶部分進(jìn)行，對此下面將參照圖5和6討論。
在如圖3所示的實施例的一種修改中，第二較高耦合的耦合器可以被與第一耦合器38串聯(lián)地設(shè)置，和當(dāng)所發(fā)射的信號的功率電平低時使用。當(dāng)增益控制塊26的輸出被耦合到旁路通路34時，這種情況經(jīng)常發(fā)生。當(dāng)這種情況發(fā)生時，第三開關(guān)將使來自第二耦合器38的輸出還隨從第一耦合器38的輸出一起輸入到射頻到直流整流器44。第一耦合器38和第二耦合器的組合輸出將一般足夠提供一個可測量的值。所要求的定標(biāo)可能與當(dāng)?shù)谝获詈掀?8被連接到射頻到直流整流器44的情況不同。因此，由控制電路48執(zhí)行的定標(biāo)可能取決于第三開關(guān)的位置，以便考慮到是否射頻到直流整流器44從第一和第二耦合器38或僅從第一耦合器38接收輸入信號。當(dāng)通過功率放大器32的通路被使用時，僅第一耦合器38的輸出被使用。第三開關(guān)將在這些情況下防止第二耦合器的輸出被輸入到射頻到直流整流器44。在對本發(fā)明的另外的改進(jìn)中，或者第一耦合器38或者第二耦合器，但不是兩個耦合器同時將被連接到射頻到直流整流器44。例如，當(dāng)功率放大器32被使用時，耦合器38可以被使用，而當(dāng)旁路通路34被使用時，第二耦合器可以被使用。
耦合器38可以用其它任何適合的裝置代替，該裝置能夠確定輸出的功率電平和提供一個值給控制電路48。如上所述的附加的耦合器可以被忽略或者由任何其它裝置代替，該裝置能夠增加由例如單一耦合器提供的信號。用于增加單一耦合器的生產(chǎn)的信號的裝置的例子被表示在美國專利US-A-5392464(諾基亞移動電話)，這個專利被援引在這里供參考。
當(dāng)在旁路通路34和功率放大器32之間轉(zhuǎn)換時，雖然在描述在上面的本發(fā)明的各實施例中第二增益控制塊26的增益控制被設(shè)置為最大值，但顯然兩個通路之間的轉(zhuǎn)換可以按照要求被安排為發(fā)生在第二增益控制塊26的任何其它值。增益控制值還可以響應(yīng)于發(fā)射機的工作模式而改變。
現(xiàn)在將參照圖4描述本發(fā)明的第二實施例。在圖4中的裝置類似于圖3所示裝置。相對于圖3所使用的相同的標(biāo)號也將被用于圖4中的相同部件。為了方便的緣故，收發(fā)信機的第二增益控制塊26的上游的各部件沒有再次表示在圖4中。圖3的功率放大器32在圖中已經(jīng)被功率放大器32′所代替。功率放大器32′包括三個功率放大器52、54和56。第一另外的開關(guān)58被設(shè)置在第一和第二放大器52和54之間和第二另外的開關(guān)60被設(shè)置在第二第三放大器54和56之間。類似于圖的第一和第二開關(guān)30和36被設(shè)置在功率放大器32′模塊的每一端。如圖4所示的裝置表示了單一耦合器38的使用。但是，正如結(jié)合圖3所討論的那樣，兩個耦合器可能被利用在這個實施例中。
另外的開關(guān)58和60的每一個接收來自控制電路48的控制信號。與表示在圖3的實施例一樣，控制電路48控制第一和第二開關(guān)30和36，提供控制信號到第二增益控制塊26和接收射頻到直流整流器44的輸出。當(dāng)待發(fā)射的信號的希望的功率電平被設(shè)置(通過控制電路48設(shè)置)為第一時，即最低的可能值的范圍，第二增益控制塊26的輸出被第一開關(guān)30控制到旁路通路34。另外的開關(guān)58和60被設(shè)置位置，使得沒有由第一開關(guān)30控制的通過旁路通路34信號傳送通過功率放大器32′的任何一個放大器。第二開關(guān)36被控制得連接旁路通路34到耦合器38。
當(dāng)待發(fā)射的信號的希望的功率電平降低到第二時，即次最低功率值范圍，第一開關(guān)30被控制得允許第二增益控制塊26的輸出通過第一功率放大器52。但是，第一另外的開關(guān)58被控制得連接第一功率放大器52的輸出到旁路通路34，使得第二增益控制塊26的輸出僅通過一個功率放大器。
如果希望的功率電平降低到功率值的第三范圍，該范圍高于功率值的第二范圍，則第二增益控制塊26的輸出通過第一開關(guān)30到第一功率放大器52，通過第一另外的開關(guān)58到第二功率放大器54和通過第二另外的開關(guān)60到旁路通路34。換言之，第三功率放大器56被旁路。
最后，希望的功率電平降低到第四，即最高的功率值范圍，第二增益控制塊26的輸出將通過第一開關(guān)30、第一功率放大器52、第一另外的開關(guān)58、第二功率放大器54、第二另外的開關(guān)60和第三功率放大器56。
控制電路48與如圖3所示的實施例相同的方式控制第二增益控制塊26的增益和與功率放大器32′相連的開關(guān)30、58、60、36。但是，三個不同的參考增益值Ilref和參考電壓值Vref將被進(jìn)行存儲。例如，開始第二控制增益塊將被控制，使它具有最大增益和信號僅通過第一放大器52。射頻到直流整流器44的輸出將被作為Vref由控制電路48進(jìn)行存儲。接下來，該信號將被饋送到三個放大器的兩個，即第二和第三放大器52和54。增益控制塊的增益將被遞減，直至射頻到直流整流器44的輸出與Vref相同。。這個增益值將被作為Ilref進(jìn)行存儲。Vref和Ilref的值將被利用于在信號剛好通過第一放大器52和信號通過第一和第二放大器52和54之間轉(zhuǎn)換。同樣，基于信號首先僅通過旁路通路34和然后僅通過第一放大器的狀態(tài)，參考值Vref0和Ilref0將被進(jìn)行存儲。當(dāng)信號首先僅通過第一和第二放大器52和54和然后通過所有三個放大器52、54和56時，值Vref2和Ilref2將被進(jìn)行存儲。按與參照第一實施例所描述的相同的方式，可以實現(xiàn)相鄰功率范圍增加的平滑過渡。
與以前的實施例一樣，也可以包括一個溫度傳感器，用于補償溫度的變化。
在這種安排中，功率放大器32′被表示為具有三個放大器。但應(yīng)當(dāng)清楚，可以使用任何適合數(shù)量的放大器。例如，兩個放大器可以被使用，或者多于三個放大器也可以被使用。
現(xiàn)在將參照圖5描述本發(fā)明的第三實施例。與使用在圖3和4相同的標(biāo)號將被用于在圖5中表示相同的部件。圖5中與圖3和4相同的部件將不再次進(jìn)行描述。
圖5描述具有用于功率放大器模塊32″和類似于圖3和4的旁路通路34的旁路通路76線性化的數(shù)字預(yù)失真裝置的發(fā)射機。復(fù)數(shù)輸入信號被輸入到數(shù)字功率控制塊90，它的復(fù)數(shù)輸出信號被輸入到數(shù)字預(yù)失真電路64。具有I和Q分量的數(shù)字信號被輸入到到數(shù)字預(yù)失真電路64的預(yù)失真器66，該預(yù)失真器預(yù)失真數(shù)字復(fù)數(shù)信號，提供具有I和Q分量的的預(yù)失真復(fù)數(shù)信號。由預(yù)失真器66提供的失真是與由功率放大器模塊32″的非線性引起的失真相反的。因此，由預(yù)失真器66失真的信號被輸入到功率放大器模塊32″時，功率放大器模塊的輸出與被輸入到預(yù)失真器6之前比較是線性的。預(yù)失真的I和Q分量被預(yù)失真器66輸出和輸入到相應(yīng)的數(shù)模變換器3a和3b。在功率放大器模塊32″上的數(shù)模變換器3a和3b之間的各部件是與圖3和4中的相同和將不再次進(jìn)行描述了。為了方便起見，通過預(yù)失真電路的復(fù)數(shù)信號通路是由一個單一的線表示的。但是，應(yīng)當(dāng)清楚，實際上將存在著單獨的I和Q通路。
功率放大器模塊32″包括三個放大器68、70和72。功率放大器模塊32″可以由表示在圖4的功率模塊32′或表示在圖3的功率放大器32代替。在如圖5所示的功率放大器模塊32″中，第一開關(guān)74被設(shè)置在第二和第三放大器70和72之間。第二開關(guān)78被安排在功率放大器模塊32″的輸出端。旁路通路76被設(shè)置僅旁路第三放大器72。因此，利用如圖5所示的功率放大器模塊32″，第二增益控制塊26的增益被安排得，或者通過所有的三個放大器68、70和72，或者通過第一和第二放大器68和70和然后經(jīng)旁路通路76旁路第三放大器72。第一和第二開關(guān)74和78與圖3的開關(guān)30和36和受控制電路48的控制一樣的方式控制旁路通路76。
耦合器38被安排為提供兩個輸出，這兩個輸出的功率電平具有大大小于待發(fā)射信號的功率電平。耦合器38的第一輸出是到射頻到直流整流器44和與圖3和4的實施例一樣，提供所發(fā)射信號的功率電平的測量。來自耦合器38的第二個輸出不輸入到第三混頻器80。該第三混頻器80還從第二本機振蕩器8接收一個輸入。第三混頻器80的輸出代表被發(fā)射的信號，但是在中頻頻率上的，而不是在射頻頻率上的。第三混頻器80的輸出被輸入到IQ解調(diào)器82上，解調(diào)器82還從第一本機振蕩器接收一個輸入。因此，解調(diào)器82的輸出是在基帶頻率上的和包括I和Q分量。解調(diào)器82的輸出經(jīng)各自的低通濾波器85a和85B被分別連接到模數(shù)變換器(A/D)84a和84b上。模數(shù)變換器84a和84b的輸出被輸入到預(yù)失真器66。從模數(shù)變換器84a和84b的輸出到預(yù)失真器6的通路被稱為自適應(yīng)通路86a和86b。預(yù)失真器66被安排為比較輸入到預(yù)失真器66的各信號與實際發(fā)射的信號，和預(yù)失真器66經(jīng)自適應(yīng)通路66a和b已經(jīng)校正了接收。預(yù)失真器66比較這些理想上應(yīng)當(dāng)是相同的信號。預(yù)失真器66計算被校正的預(yù)失真系數(shù)，該系數(shù)將被施加到待從該預(yù)失真器66輸出的下一個數(shù)字信號上，使得被發(fā)射的信號與將被輸入到預(yù)失真器66的信號盡可能相同。如果待發(fā)射的信號相同或類以于被發(fā)射的信號，則可以假設(shè)由預(yù)失真器66施加的預(yù)失真對功率放大器模塊32″的非線性已經(jīng)提供了良好的補償。
功率放大器模塊32″的非線性特性可能隨著溫度而變化。因此，由預(yù)失真器66所施加的預(yù)失真，考慮到由例如溫度的改變引起的變化借助于自適應(yīng)通路比較，可能被連續(xù)地進(jìn)行修正。
當(dāng)所發(fā)射的功率電平降低使得旁路通路被使用時，預(yù)失真器66被關(guān)斷或被旁路。開關(guān)65和69的位置由控制電路48進(jìn)行控制，防止信號通過預(yù)失真器66。具有對于I分量通路和對于Q分量通路的第二旁路通路67將被代替用于輸入信號。因此，如果要求的發(fā)射信號功率電平相對高的情況下，輸入信號將通過預(yù)失真器66，或者如果要求的發(fā)射信號功率電平相對低的情況下，輸入信號將通過第二旁路通路67。開關(guān)65和69由控制電路48進(jìn)行控制。如果對于輸入信號的第二旁路通路67被利用，則第三放大器72將被旁路。用于第三放大器72被旁路，用于低的功率電平的原因，頻譜擴展引起鄰近信道的信號是低的。因此，通過關(guān)斷了預(yù)失真器，在低電平下由預(yù)失真器66消耗的功率可以節(jié)約。但是，在頻譜擴展到鄰近信道的較高的電平下可能成為顯著的問題，可以使用數(shù)字預(yù)失真器66。
一般，放大器68、70和72的每個將提供相同的放大量。因此，如果對于每個放大器的放大器系數(shù)是10，則第一個放大器68將利用放大系數(shù)10放大輸入到放大器模塊32″的輸入信號。這意味著，第二放大器70的輸出將是10×10那么大的輸入到功率放大器模塊32″的輸入信號。因此第三放大器的輸出是10×10×10那么大的輸入到功率放大器模塊32″的輸入信號。如果對于被發(fā)射的信號要求相當(dāng)高的功率電平，則所有三個放大器68、70和72都被使用，或者如果要求相對低的功率電平，則第三放大器72被旁路。由于由第三放大器提供的輸出功率是最大的，第三放大器72的非線性將引起頻譜擴展到鄰近信道的最大問題。因此，可以要求只要第三放大器72被使用，預(yù)失真器也要被使用。利用第一和第二放大器68和70，這些放大器的輸出電平相對低些，使得頻譜擴展到鄰近信道也相對低些。在低功率電平下，如果頻譜擴展不出現(xiàn)，不大可能使得出現(xiàn)顯著的干擾電平，因此，數(shù)字預(yù)失真器66可以被關(guān)斷，從而節(jié)約功率。
如果功率放大器模塊32″被圖4的代替，當(dāng)要求的功率電平降低到低于一個規(guī)定電平時，預(yù)失真器66將被關(guān)斷。這可能是在當(dāng)所有放大器都被旁路、當(dāng)兩個放大器被旁路或即使三個放大器中的一個被旁路的情況下出現(xiàn)。
在旁路通路76和通過第三放大器74的通路之間的轉(zhuǎn)換可以按相對于第一和第二實施例的一樣的方式進(jìn)行控制。在如圖5所示的該實施例的一種改進(jìn)中，預(yù)失真器66僅當(dāng)旁路通路76被使用和第二增益控制塊26的增益降低到一個規(guī)定的電平時才被關(guān)斷。
現(xiàn)在將結(jié)合圖6描述如圖5所示的該實施例的改進(jìn)。
與在圖5中相同的部件利用相同的標(biāo)號進(jìn)行標(biāo)注。因此，與圖5相同的標(biāo)號將不再次進(jìn)行描述。圖6的功率放大器模塊32″包括放大器88、90和92。用于功率放大器模塊32″的旁路通路34被提供。這個旁路通路34類似于圖3所表示的。因此，當(dāng)待發(fā)射的功率電平低于某一電平時，第一和第二開關(guān)30和36被按結(jié)合圖3描述的一樣的方式由控制電路48進(jìn)行控制，使得第二增益控制塊26的輸出經(jīng)旁路通路34進(jìn)行輸出。旁路通路34和功率放大器模塊32″之間的轉(zhuǎn)換按如結(jié)合圖3所描述的方式進(jìn)行。
現(xiàn)在提供由控制電路48控制的偏置控制電路94。偏置控制電路94的輸出提供控制信號95到第三放大器92，該放大器從第二增益控制塊26提供更大的信號功率電平。對此的原因已經(jīng)參照圖5討論過了。偏置控制電路94包括在預(yù)失真器電路66中。與參照圖5描述的一樣，當(dāng)希望的輸出功率電平降低到一個規(guī)定電平時，預(yù)失真器66將被旁路。當(dāng)預(yù)失真器66被旁路時，偏置控制電路94改變施加到放大器上的電壓。這種改變放大器92的操作特性和例如可能使它的操作更線性。例如，當(dāng)預(yù)失真器被提供時，放大器可以工作在B類，和當(dāng)不提供預(yù)失真器時，放大器作為AB類放大器工作。當(dāng)預(yù)失真器66使用時，由偏置控制電路94施加的偏壓使得第三放大器92工作在非線性，這種狀態(tài)是它的最高效率的工作模式。當(dāng)預(yù)失真器66被旁路時，由偏置控制電路94施加的偏壓使得第三放大器工作在線性狀態(tài)。這代表了一種功率節(jié)約，與第三放大器94工作在非線性方式的更高效率的情況下相比較在較低的功率電平下，但前者預(yù)失真器64是接通的。
當(dāng)利用旁路通路34時，數(shù)字預(yù)失真器66將被旁路。當(dāng)使要求的輸出功率高于某一電平時，第二增益控制塊26的輸出將通過功率放大器模塊32。如果功率電平低于某一電平，但高于該電平，則將引起轉(zhuǎn)換到旁路通路34，數(shù)字預(yù)失真電路64將被關(guān)斷和一個適合的偏置電流將被施加到第三放大器，使該放大器線性地或更線性地工作。
應(yīng)當(dāng)清楚，如圖6所示的實施例可以被修改，使得偏置控制信號被施加到一個、兩個或三個功率放大器模塊。
如果施加到一個放大器上的偏壓被改變，則該放大器的增益也被改變。增益的變化通過例如增加第二增益控制塊26當(dāng)前增益的校正值將被考慮進(jìn)去。該校正值可以預(yù)編程到控制電路48的存儲器中。另外一種方案，控制電路48可以被這樣安排，使得進(jìn)行學(xué)習(xí)，當(dāng)偏壓第一次改變時，將施加多大的校正值。校正值可以按照溫度進(jìn)行改變。在本發(fā)明的某些實施例中，所施加的校正值將取決于溫度?？刂齐娐?8可以被安排為“學(xué)習(xí)”校正值相對于溫度的關(guān)系和因此存儲提供在溫度和校正值增加的關(guān)系的查找表。
在表示在圖6的實施例的一種改進(jìn)中，不提供偏置控制電路94。在這種改進(jìn)中，當(dāng)來自增益控制塊的信號通過功率放大器模塊32時，預(yù)失真器66僅被使用。當(dāng)來自增益控制塊的信號通過用于功率放大器模塊32″的旁路通路34時，預(yù)失真器66被旁路。
應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)通過旁路通路時，一般將具有穩(wěn)定的增益，即使在溫度變化的情況下也是如此。但是，功率放大器的增益可以隨溫度變化。
應(yīng)當(dāng)清楚，在所有被說明書的實施例中，可以要求引入相對在發(fā)射信號的功率電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換的參考值的一個滯后量。如果沒有滯后存在，當(dāng)所希望的功率電平略低于進(jìn)行轉(zhuǎn)換的參考值和略高于參考值之間連續(xù)改變時，可能出現(xiàn)一種發(fā)射的信號可能不斷地從高增益通路到低增益通路和再反過來進(jìn)行轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。這種狀態(tài)將是不希望的，因為可能引起發(fā)射的信號的相位的突然改變。相對于參考值的滯后量的設(shè)置可能避免這種不希望的狀態(tài)的出現(xiàn)。按照工作的類型，滯后量可以改變。例如，話音終端與數(shù)據(jù)終端可能具有不同的滯后量。
在所有說明的實施例中，由各自增益控制塊提供的增益可以為正或為負(fù)。
在所有上面描述的實施例中，可能希望在實際發(fā)射開始之前判斷出發(fā)射的路徑。這是因為當(dāng)所發(fā)射的信號的發(fā)射路徑被轉(zhuǎn)換時，在信號中發(fā)生相位的改變和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的各實施例中使用的CDMA系統(tǒng)中的某些接收機在發(fā)生突然的相位變化時則經(jīng)受性能上的損失。這種在性能上的損失的發(fā)生，是因為在CDMA系統(tǒng)中有可能，基站對于比功率控制周期長的周期平均輸入信號的相位，以便實現(xiàn)較好的性能(已知，相位平均改善性能，特別是在慢衰落信道的情況)。一般，在CDMA基站，信號相位的平均周期長于過來控制的平均周期的2-5倍。如果，如在上面實施例所說明的這樣，所希望的功率電平的確定和因此所要求的發(fā)射通路按逐時隙地進(jìn)行，在基站接收機中可能發(fā)生顯著的性能損失，特別是如果正在進(jìn)行旁路的發(fā)射通路接著出現(xiàn)在一個特定的實際發(fā)射的功率電平后，使得在發(fā)射期間發(fā)射通路在第一和第二通路之間重復(fù)地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但是，如果在信號發(fā)射期間發(fā)射通路僅被轉(zhuǎn)換一次對于話音發(fā)射在性能上的損失還是可以接受的。包括在發(fā)射信號中的功率控制命令的發(fā)射在一個時隙內(nèi)下一個有效負(fù)荷前必須執(zhí)行。這還可能是在各發(fā)射通路之間轉(zhuǎn)換的最佳時間，而不影響在基站的信號對干擾比的測量。
圖7表示圖3到6所示的發(fā)射機被利用的蜂窩通信網(wǎng)。蜂窩電信網(wǎng)一般包括基站100的網(wǎng)，該基站如圖7所示。每個基站100被設(shè)計為發(fā)射信號到移動站102和從其接收信號。一般，無線電波被用于在基站100和移動站102之間通信。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例被結(jié)合使用在移動站中，這些移動站一般的電池供電的，并且諸如電效率是重要的。但是，本發(fā)明的實施例可以使用在任何適合的射頻通信設(shè)備。本發(fā)明的實施例可以使用在基站收發(fā)信機。本發(fā)明的實施例特別適合使用在擴頻通信系統(tǒng)中，和具體地，在碼分多址系統(tǒng)中。但是，本發(fā)明的實施例還可以包括在其他蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中，諸如那些頻分多址、時分多址和/或空分多址。本發(fā)明的實施例特別可應(yīng)用到要求高功率控制和精密和高功率動態(tài)范圍的裝置中，諸如CDMA系統(tǒng)。但是，應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，本發(fā)明的實施例并不限于擴頻系統(tǒng)。
圖8a到b表示本發(fā)明的另外的實施例，前者與圖3中相同是部件標(biāo)注以相同的標(biāo)號。圖8a到b表示的本發(fā)明的另外的實施例適合發(fā)射話音和數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)發(fā)射是經(jīng)通路32在144kbps速率發(fā)射的。發(fā)射通路是在發(fā)射開始前確定的，以便優(yōu)化發(fā)射機的功率消耗和避免突然的相位變化。在發(fā)射期間發(fā)射通路可能改變，但某些規(guī)則可能需遵循。這些規(guī)則歸納為以下若干點1.當(dāng)僅利用話音信號發(fā)射開始時，選擇發(fā)射通路34，即發(fā)射發(fā)生在相對低光亮電平的情況。
2.如果在僅發(fā)射話音期間，應(yīng)當(dāng)注意，要求較高的發(fā)射功率電平，發(fā)射被轉(zhuǎn)換到發(fā)射通路32。
3.如果僅利用話音信號發(fā)射開始時，還要求發(fā)射數(shù)據(jù)，則發(fā)射通路被轉(zhuǎn)換到發(fā)射通路32，即在較高發(fā)射功率電平發(fā)射。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)射通路的轉(zhuǎn)換應(yīng)當(dāng)發(fā)生在剛好數(shù)據(jù)發(fā)射開始以前。
4.如果利用數(shù)據(jù)信號開始發(fā)射，和然后發(fā)射通路32，即相對高的功率電平的發(fā)射通路被選擇，不取決于開始要求的功率電平。
5.如果在數(shù)據(jù)發(fā)射期間，數(shù)據(jù)的發(fā)射結(jié)束和發(fā)射繼續(xù)利用話音信號進(jìn)行，則發(fā)射通路從通路32轉(zhuǎn)換到通路34，轉(zhuǎn)換發(fā)生在僅數(shù)據(jù)發(fā)射已經(jīng)結(jié)束以后。
6.如果發(fā)射信號已經(jīng)知道是分組數(shù)據(jù)發(fā)射，則選擇發(fā)射通路32，即較高功率電平的通路。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)分組被發(fā)射，而僅有較低比特速率的控制信道在較低功率電平上發(fā)射時，可以選擇發(fā)射通路34。
本發(fā)明的各實施例可以被安排為利用直接變換，在著重情況下信號被直接從基帶頻率變換為射頻頻率和不經(jīng)中頻頻率。在發(fā)射機中利用多于一個中頻頻率也是可以的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射機，包括用于接收信號的輸入端；用于施加第一增益到所接收的信號上的增益控制裝置；為所述接收信號提供第二相對高的增益的第一通路裝置；為所述接收信號提供第三相對低的增益的第二通路裝置；用于發(fā)射信號的發(fā)射機裝置；和控制裝置，可操作地使用，當(dāng)相對高增益將被施加到接收的信號上時，使接收的信號通過增益控制裝置和所述第一通路裝置，當(dāng)相對低增益將被施加到接收的信號上時，使接收的信號通過增益控制裝置和所述第二通路裝置，其中當(dāng)從利用所述第一和第二通路裝置之一到利用所述第一和第二的另外的一個作出改變時，由發(fā)射機所發(fā)射的信號的功率電平的變化小于或等于一個預(yù)定的量。
2.按照權(quán)利要求1所要求的發(fā)射機，其中增益控制裝置的增益是可變的。
3.按照權(quán)利要求1或2所要求的發(fā)射機，其中所述控制裝置被安排為保證由發(fā)射機所發(fā)射的信號功率繼續(xù)基本上處于與當(dāng)在所述等于第一和第二通路之間進(jìn)行變化時相同的功率。
4.按照在先的各個權(quán)利要求任何一個的發(fā)射機，其中測量裝置被設(shè)置為提供指示由發(fā)射機發(fā)射的信號的功率電平的值。
5.按照權(quán)利要求4所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)信號通過所述第二通路裝置和增益控制裝置已經(jīng)被設(shè)置為一個預(yù)定水平時，所述測量裝置提供一個參考值，和當(dāng)測量裝置提供一個參考值時，當(dāng)信號通過第一通路裝置時，控制裝置使接收信號通過所述第二通路裝置。
6.按照權(quán)利要求5所要求的發(fā)射機，其中所述預(yù)定增益水平是該增益控制裝置的最大增益。
7.按照權(quán)利要求6所要求的發(fā)射機，其中所述增益控制裝置的最大增益響應(yīng)于發(fā)射機的工作模式而變化。
8.按照權(quán)利要求5所要求的發(fā)射機，其中所述預(yù)定增益水平響應(yīng)于發(fā)射機的工作模式而變化。
9.按照權(quán)利要求5所要求的發(fā)射機，其中傳輸路徑是先于傳輸選擇的，取決于操作模式選擇的。
10.按照權(quán)利要求5-9各權(quán)利要求中的任何一個所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)作出變化使得接收的信號通過第二通路裝置時，增益控制裝置的增益被設(shè)置為預(yù)定的增益水平。
11.按照權(quán)利要求5-10各權(quán)利要求中的任何一個所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)測量裝置提供預(yù)定值時，當(dāng)接收的信號通過所述第二通路裝置時，控制裝置使接收的信號通過所述第一通路裝置。
12.按照權(quán)利要求11所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)信號通過所述第一通路裝置和測量裝置提供預(yù)定值時，對應(yīng)的增益值確定一個參考增益值。
13.按照權(quán)利要求12所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)控制裝置使接收的信號改變到第一通路裝置時，所述增益控制裝置的增益被設(shè)置在參考增益值。
14.按照權(quán)利要求11、12或13所要求的發(fā)射機，當(dāng)附加到權(quán)利要求5時，其中所述測量裝置的預(yù)定值是與該測量裝置的參考值相同。
15.按照權(quán)利要求10或任何附加權(quán)利要求10的所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)控制裝置繼之使從第一通路裝置改變到第二通路裝置時，使接收信號通過第一通路裝置的增益控制裝置的增益值提供一個預(yù)定值，在測量裝置被作為新的參考增益值進(jìn)行存儲。
16.按照權(quán)利要求5或任何附加到權(quán)利要求5的所要求的發(fā)射機，其中控制裝置繼之使從第二通路裝置到第一通路裝置發(fā)生改變時，當(dāng)增益控制裝置的增益處于預(yù)定水平時，由通過第二通路裝置的接收信號產(chǎn)生的測量裝置的值被作為新的參考值進(jìn)行存儲。
17.按照權(quán)利要求12或任何附加到權(quán)利要求12的所要求的發(fā)射機，其中提供溫度傳感器和控制裝置被安排為補償參考增益值隨溫度的變化。
18.按照權(quán)利要求5或任何附加到權(quán)利要求5的所要求的發(fā)射機，其中提供溫度傳感器和控制裝置被安排為補償測量裝置的參考增益值隨溫度的變化。
19.按照任何在先的權(quán)利要求所要求的發(fā)射機，其中第一和/或第二通路裝置的增益基本上是恒定的。
20.按照任何在先的權(quán)利要求所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)在第一和第二通路裝置增加改變時，由發(fā)射機裝置發(fā)射的信號的功率電平按預(yù)定的量增加或減少。
21.按照任何在先的權(quán)利要求所要求的發(fā)射機，其中所述第一通路裝置包括放大器裝置。
22.按照權(quán)利要求21所要求的發(fā)射機，包括用于在接收的信號通過放大器裝置之前預(yù)失真接收信號的預(yù)失真裝置，因此所述預(yù)失真裝置被安排為基本上補償所述放大器裝置的非線性失真，如果由發(fā)射機待發(fā)射的信號的功率電平低于一個預(yù)定電平，則控制裝置安排該信號不通過所述預(yù)失真裝置，如果由發(fā)射機待發(fā)射的信號的功率電平高于一個預(yù)定電平，則控制裝置安排該信號通過所述預(yù)失真裝置和所述放大器裝置。
23.按照權(quán)利要求22所要求的射頻發(fā)射機，其中設(shè)置偏置控制裝置，用于控制施加到放大器裝置上的偏置，因此如果由發(fā)射機裝置待發(fā)射的信號的功率電平高于一個預(yù)定電平，則放大器裝置被所述偏置控制裝置控制，工作在非線性狀態(tài)。
24.按照權(quán)利要求23所要求的射頻發(fā)射機，其中設(shè)置偏置控制裝置，其中如果由發(fā)射機待發(fā)射的信號的功率電平低于一個預(yù)定電平，該放大器裝置被偏置控制裝置控制，基本上工作在線性狀態(tài)。
25.按照任何在先的權(quán)利要求所要求的發(fā)射機，其中所述第一通路包括串聯(lián)安排的多個放大器；所述第二通路至少旁路所述多個放大器之一。
26.按照權(quán)利要求5-25各權(quán)利要求中的任何一個所要求的發(fā)射機，其中所述參考值包括一個值的范圍，因此當(dāng)在各功率電平之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時發(fā)生滯后。
27.按照權(quán)利要求26所要求的發(fā)射機，其中取決于終端的工作模式所述值的范圍可以改變。
28.按照任何在先的權(quán)利要求所要求的發(fā)射機，其中所述發(fā)射的信號包括話音信號或數(shù)據(jù)信號，或者話音和數(shù)據(jù)信號的組合。
29.按照權(quán)利要求28所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)所述發(fā)射的信號包括話音信號時，所述發(fā)射信號的功率電平相對低。
30.按照權(quán)利要求28所要求的發(fā)射機，其中當(dāng)所述發(fā)射的信號包括數(shù)據(jù)信號和數(shù)據(jù)信號的組合時，所述發(fā)射信號的功率電平相對高。
31.按照任何在先的權(quán)利要求所要求的發(fā)射機，當(dāng)結(jié)合使用一個移動站時。
32.一種用于控制發(fā)射信號的增益的方法，包括以下步驟接收輸入信號；對該輸入信號施加第一增益；當(dāng)要求相對高增益信號時，使接收信號通過提供第二相對高增益的第一通路和當(dāng)要求相對低增益信號時，使接收信號通過提供第三相對低增益的第二通路；和控制施加到輸入信號上的增益，使得當(dāng)作出利用第一和第二通路之一到利用所述第一和第二通路的其他通路的改變時，發(fā)射信號功率的改變小于或等于一個預(yù)定的量。
33.一種發(fā)射機，包括用于接收信號的輸入端；第一通路裝置，用于提供對所述輸入信號的第一相對高增益；第二通路裝置，用于提供對所述接收信號的第二相對低增益；和用于發(fā)射信號的發(fā)射機裝置和用于考慮到所述接收信號的內(nèi)容選擇所述第一和第二通路之一的控制裝置。
34.按照權(quán)利要求33的發(fā)射機，其中當(dāng)所述接收信號的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)信號和控制信號時，所述控制裝置選擇所述第一通路用于發(fā)射所述數(shù)據(jù)信號和選擇所述第二通路用于發(fā)射所述控制信號。
全文摘要
一種發(fā)射機具有用于接收信號的輸入端、用于施加第一增益給接收信號的控制器、用于提供給接收信號第二相對高增益的第一通路、用于提供給接收信號第三相對低增益的第二通路、用于發(fā)射信號的發(fā)射機和當(dāng)相對高增益施加到接收信號上時使接收信號通過增益控制器和第一通路和當(dāng)相對低增益施加到接收信號上時使接收信號通過增益控制器和第二通路的控制器。當(dāng)作出從利用第一和第二通路之一到利用其他通路的變化時,由發(fā)射機發(fā)射的信號功率電平變化小于或等于一個預(yù)定的量。
文檔編號H04J13/00GK1241881SQ9910924
公開日2000年1月19日 申請日期1999年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月27日
發(fā)明者M·萊諾南, S·卡勒瓦, H·馬蒂拉, H·利爾雅 申請人:諾基亞流動電話有限公司