CN102270995A - 使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的系统和方法 - Google Patents

使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的系统和方法 Download PDF

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Abstract

使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的系统和方法涉及：将基带实信号分解为基带实信号的非恒定包络信号和基带实信号的符号信号，其中，所述符号信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复，使用所述基带实信号的符号信号来调制载波信号，以产生调制信号，使用压控电源稳压器将所述基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号，基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号，以及向外部无线设备发送所述已放大信号。

Description

使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的系统和方法
技术领域
本发明的实施例总体涉及电子系统和方法，更具体地，涉及极化发射机和使用极化发射机发送信号的方法。 
背景技术
极化发射机是实现对输入信号的幅度调制和相位调制的射频(RF)发射机。例如，极化发射机可以将输入信号的相位分量施加到锁相环(PLL)，并将输入信号的幅度分量施加到功率放大器。 
功率效率是RF发射机最重要的特性之一。对于具有功率放大器的RF发射机来说，RF发射机的功率效率由功率放大器的功率效率支配。在非极化发射机中，对具有非恒定包络的基带实信号进行调制典型地需要线性功率放大器或近似线性的功率放大器，以保留输入信号的包络信息。然而，与非线性的饱和功率放大器不同，线性功率放大器或者近似线性的功率放大器一般不能实现高的功率效率。极化发射机通常包括非线性的饱和功率放大器，而不是线性功率放大器或者近似线性的功率放大器。可以通过改变极化发射机的电源电压来恢复极化发射机的输入信号的包络信息。然而，非线性饱和功率放大器的输出包络需要线性地对极化发射机的电源电压进行跟随。 
发明内容
使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的系统和方法涉及：将基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号，其中，所述符号信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复，使用所述基带实信号的符号信号来调制载波信号，以产生调制信号，使用压控电源稳压器将所述基带实信号的非恒定包络信号 变换为电压信号，基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号，以及向外部无线设备发送所述已放大信号。通过使用符号信号来恢复非恒定包络信号的过零区域，可以降低压控电源稳压器的开关频率和开关损耗。 
在实施例中，使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的方法包括：将基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号，其中，所述符号信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复，使用所述基带实信号的符号信号来调制载波信号，以产生调制信号，使用压控电源稳压器将所述基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号，基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号，以及向外部无线设备发送所述已放大信号。 
在另一个实施例中，用于发送具有非恒定包络的基带实信号的极化发射机包括：信号分解器，被配置为将基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号，其中，所述符号信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复；频率合成器，被配置为提供载波信号；调制器，被配置为使用所述基带实信号的符号信号来调制所述载波信号，以产生调制信号；压控电源稳压器，被配置为将所述基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号；功率放大器，被配置为基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号；以及天线，被配置为向外部无线设备发送所述已放大信号。 
在另一个实施例中，用于发送具有非恒定包络的离散基带实信号的极化发射机包括：信号分解器，被配置为将所述离散基带实信号分解为离散的非恒定包络信号和离散的符号信号，将所述离散的符号信号分解为多个离散控制信号，其中，所述多个离散控制信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复；频率合成器，被配置为提供载波信号；调制器，被配置为使用所述基带实信号的符号信号来调制所述载波信号，以产生调制信号；数模变换器，被配置为将所述离散的非恒定包络信号变换为模拟信号；低通滤波器，被配置为将所述模拟信号滤波为已滤波信号；压控电源稳压器，被配置为将所述已滤波信号变换为电压信号；功率放大器，被配置为基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信 号；以及天线，被配置为向外部无线设备发送所述已放大信号。 
从以下的详细描述中，结合附图，本发明的实施例的其它方面和优势将变得显而易见，附图以示例的方式描绘了本发明的原理。 
附图说明
图1是依照本发明的实施例的极化发射机的示意性框图。 
图2描绘图1中所描绘的极化发射机的实施例。 
图3描绘图2中所描绘的直流到直流(DC-DC)变换器的实施例。 
图4描绘图1中所描绘的极化发射机的另一实施例。 
图5是示出图2和图4中描绘的实施例的极化发射机的功率放大器输出的图。 
图6描绘图1中所描绘的极化发射机的另一实施例。 
图7描绘图1中所描绘的极化发射机的另一实施例。 
图8是依照本发明的实施例，使用极化发射机来发送具有非恒定包络的基带实信号的方法的处理流程图。 
在整个描述始终，可以使用相似的引用标号来标识相似的单元。 
具体实施方式
将很容易理解，可以通过广泛多样的不同配置来安排和设计在此大致描述并在所附的图中示意的实施例的组件。从而，以下对各种实施例的详细描述(如在图中所表示的)不是旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施例。虽然在图中呈现了实施例的各个方面，除非特别指出，否则不一定按照比例来绘制图。 
所述实施例在所有方面应被视为示意性而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求，而不是由该详细描述来指示。在权利要求的含义和等同的范围之内的改变包括在权利要求的范围内。 
贯穿本说明书始终，对特征、优势或类似语言的引用并非暗示使用本发明可以实现的所有特征和优势应该在或者就在任何单个的实施例中。反之，应该理解，对特征和优势进行指代的语言意味着结合实施例描述的特定特征、优势或特性被包括在至少一个实施例中。从而，贯穿 本说明书始终的对特征和优势的讨论以及类似的语言可以指代相同的实施例，但这不是必需的。 
此外，在一个或多个实施例中，可以通过任何适当的方式对本发明所描述的特征、优势和特性进行组合。相关领域的技术人员将认识到，根据此处的描述，可以在没有具体实施例的一个或多个特定特征或优势的情况下实践本发明。在其他实例中，可以在特定的实施例中识别出可能在本发明的全部实施例中没有呈现的附加特征和优势。 
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的提及或者类似语言意味着结合所指示的实施例来描述的具体特征、结构或特性可被包括在至少一个实施例中。从而，贯穿本说明书始终的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似的语言可以都指代相同的实施例，但这不是必需的。 
图1是依照本发明的实施例的极化发射机100的示意性框图。极化发射机被配置为向至少一个外部的无线设备102发送具有非恒定包络的实信号。极化发射机可以支持各种RF通信协议。在实施例中，根据IEEE802.15.4标准的物理层(PHY)规范来生产极化发射机，并将该极化发射机用于ZigBee无线网格网络。极化发射机可以支持各种调制方案，包括但不限于二进制相移键控(BPSK)、幅度相移键控(ASK)、开关键控(OOK)、M进制脉冲幅度调制(PAM)和直接序列扩频(DSSS)。可以将极化发射机用于汽车应用。例如，将极化发射机集成在汽车芯片组和车钥匙芯片组中。 
在图1中描绘的实施例中，极化发射机100包括信号分解器104、频率合成器106、调制器108、压控电源稳压器110、功率放大器112和天线114。虽然以特定的组件和功能描绘并描述了极化发射机，然而极化发射机的其他实施例可以包括用于实现更少或者更多的功能的更少或者更多的组件。 
极化发射机100的信号分解器104被配置为将基带实信号分解为基带实信号的非恒定包络信号和基带实信号的符号信号。基带实信号、非恒定包络信号和符号信号可以是离散的数字信号，并被分别表示为i[n]、s[n]和env[n]，其中，n表示索引编号。在实施例中，离散基带实信号和离散的非恒定包络信号满足： 
env[n]＝abs(i[n])，            (1) 
其中，abs()表示绝对值函数，其为返回实数的绝对值的数学函数。在该实施例中，非恒定包络信号env[n]等于基带实信号i[n]的绝对值。例如，当基带实信号i[n]等于2或-2时，env[n]等于2。在实施例中，基带实信号和基带实信号的符号信号满足： 
s[n]＝(sign(i[n])+1)/2，      (2) 
其中，sign()表示符号函数，其为对实数的符号进行提取的数学函数。还将符号函数表示为sgn()。在该实施例中，符号信号s[n]等于基带实信号的符号值与1之和的一半。符号信号s[n]等于1或者0。例如，当基带实信号i[n]等于2时，s[n]等于1，当基带实信号i[n]等于-2时，s[n]等于0。 
极化发射机100的频率合成器106被配置为提供载波信号。与基带实信号相比，载波信号具有更高的频率。在实施例中，载波信号具有大约868/915兆(M)赫兹(Hz)的载波频率。 
极化发射机100的调制器108被配置为使用基带实信号的符号信号来调制载波信号，以产生调制信号。在实施例中，调制器包括至少一个晶体管门开关，该至少一个晶体管门开关受基带实信号的符号信号或者基带实信号的符号信号的导数的控制。 
极化发射机100的压控电源稳压器110被配置为将基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号。压控电源稳压器可以是DC-DC变换器、线性放大器或者线性稳压器(LDO)。虽然DC-DC变换器可以具有更好的功率效率，然而在具有非常低的杂波(spur)要求的应用中，压控电源稳压器的线性实现是优选的。虽然图1中将压控电源稳压器示出为直接连接到信号分解器104而没有中间设备，然而在其他实施例中，可以将压控电源稳压器通过至少一个中间设备连接到信号分解器。 
极化发射机100的功率放大器112被配置为基于来自压控电源稳压器110的电压信号，将来自调制器108的调制信号放大为已放大信号。通过使用压控电源稳压器来控制功率放大器的电源电压，对载波信号进行包络调制。换言之，在功率放大器中，由基带实信号的包络信号来调制载波信号。在实施例中，功率放大器的功率效率等于向功率放大器的 负载传送的功率与功率放大器消耗的功率之比。 
极化发射机100的天线114被配置为从功率放大器112向外部无线设备102发送已放大的信号。虽然在图1中将极化发射机示出为包括单根天线，然而在其他实施例中，极化发射机可以包括多根天线。 
对具有非恒定包络的实信号进行调制典型地要求RF发射机包括线性功率放大器或者近似线性的功率放大器。然而，与饱和功率放大器不同，线性功率放大器或者近似线性的功率放大器通常不能实现高的功率效率。在恢复基带实信号的包络信号的情况下，极化发射机100可以利用饱和功率放大器。换言之，功率放大器112是饱和功率放大器。例如，压控电源稳压器110跟踪基带实信号的包络信号，以产生输出信号，以及饱和功率放大器使用来自压控电源稳压器的输出信号作为控制电源电压。然而，压控电源稳压器的带宽必须足够宽，以对包络信号进行跟随。此外，为了抑制来自压控电源稳压器的输出信号中的波动，压控电源稳压器的开关频率必须保持很高。越高的开关频率产生越高的开关损耗以及越低的压控电源稳压器效率，越低的压控电源稳压器效率导致极化发射机的功率效率越低。 
然而，基带实信号的包络轨迹中的带宽限制主要影响到基带实信号的接近零的包络区域。在图1所描绘的实施例中，基带实信号的符号信号对基带实信号在过零区域(zero crossing region)中的包络轨迹有所帮助。具体地，基带实信号的符号信号恢复了基带实信号的非恒定包络信号的过零区域。因为包络信号的过零区域由符号信号来恢复，可以降低包络轨迹带宽。因此，可以降低压控电源稳压器110的开关频率，同时压控电源稳压器仍然维持着相同的波动抑制，并且压控电源稳压器可以导致更小的开关损耗，而不危及压控电源稳压器的输出信号的质量。 
在一些实施例中，信号分解器将基带实信号的符号信号分解104为多个控制信号，调制器使用该控制信号对来自频率合成器106的载波信号的极性进行交换。图2、4、6和7描绘了在图1中描绘的极化发射机100的实施例，其中，将基带实信号的符号信号分解为多个控制信号，使用该控制信号对来自频率合成器的载波信号的极性进行交换。 
图2描绘了在图1中描述的极化发射机的实施例。在图2描绘的实 施例中，极化发射机200包括信号分解器204、频率合成器206、调制器208、DC-DC变换器210、功率放大器212、天线214、数模变换器(DAC)216以及低通滤波器(LPF)218。 
图2中描绘的信号分解器204包括第一信号处理器220和第二信号处理器222。第一信号处理器被配置为将基带实信号i[n]分解为非恒定包络信号env[n]和符号信号s[n]，其中，n是索引编号。第二信号处理器被配置为将符号信号s[n]分解为控制信号A[n]和B[n]。在实施例中，将信号A[n]和B[n]表达为： 
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n])，       针对每个env[n]  (3) 
其中，not()表示返回输入逻辑值的反向逻辑值的NOT逻辑函数。结果，A[n]的逻辑值总是与B[n]的逻辑值相反。例如，当s[n]等于1时，A[n]等于1，而B[n]等于0。当s[n]等于0时，A[n]等于0，而B[n]等于1。在另一实施例中，将信号A[n]和B[n]表达为： 
A[n]＝0，B[n]＝0，     如果env[n]等于零         (4) 
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n]).   如果env[n]不等于零   (5) 
通过在基带实信号的包络信号为零时将A[n]和B[n]设置为零，恢复了包络信号的过零区域。 
频率合成器206被配置为产生载波信号，并向调制器208的两个端子224、226输出该载波信号，端子224、226也被称为端子“RF+”和“RF-”。在实施例中，载波信号等于在端子RF+处输入的信号与在端子RF-处输出的信号之差。例如，将载波信号表示为v(t)，将端子RF+处输入的信号表示为v0+v(t)/2，将端子RF-处输入的信号表示为v0-v(t)/2。调制器被配置为使用来自信号分解器204的控制信号A[n]和B[n]对输入进端子RF+和RF-的载波信号进行调制。在图2描绘的实施例中，调制器包括耦合到端子RF+和RF-以及功率放大器212的第一晶体管开关228、第二晶体管开关230、第三晶体管开关232和第四晶体管开关234。第一晶体管开关的输入端子236连接到第二晶体管开关的输入端子240。第一晶体管开关的输出端子238连接到第三晶体管开关的输出端子246。第二晶体管开关的输出端子242连接到第四晶体管开关的输出端子250。第三晶体管开关的输入端子244连接到第四晶体管开关的输入端子248。 第一晶体管开关和第四晶体管开关受到信号A[n]的控制，第二晶体管开关和第三晶体管开关受到信号B[n]的控制。 
DAC 216耦合到信号分解器204的第一信号处理器220，并耦合到LPF 218。DAC被配置为将来自第一信号处理器的包络信号env[n]变换为模拟信号。LPF耦合到DAC，并耦合到DC-DC变换器210。LPF被配置为滤除来自DAC的模拟信号的高频分量并向DC-DC变换器输出已滤波的信号。DAC和LPF可以是可选的。例如，DC-DC变换器可以包括计数器，该计数器被配置为控制包络信号env[n]的工作循环以产生用于DC-DC变换器的控制信号。图2中描绘的实施例的功率放大器212和天线214与图1中描绘的实施例的功率放大器112和天线114类似或者相同。 
在实施例中，DC-DC变换器210被配置为在没有损耗的情况下将电池电压变换为较低的电压。在这种情况下，备选地，将电感器的第一端子连接到地以及连接到电池电压。电感器的第二端子连接到电容器。电感器和电容器形成LC网络，其在电感器的第二端子上产生几乎恒定的电压。第二端子上的电压仅取决于连接到LC网络的电池电压和开关的工作循环。通过监视第二端子上的电压并将第二端子上的电压与参考电压相比较，控制开关的操作。 
图3描绘了图2中描绘的DC-DC变换器210的这种实施例。在图3中描绘的实施例中，DC-DC变换器310包括电压比较器312(也被称为误差放大器)、补偿器314、脉宽调制器316、两个开关318、320、电感器322以及电容器324。电压比较器/误差放大器被配置为计算来自DC-DC变换器的输出电压“Vs”与从LPF到DC-DC变换器的输入参考电压“Vref”之间的误差。通过对基带实信号的包络信号进行数模变换和滤波来产生该输入电压Vref。补偿器被配置为对来自电压比较器/误差放大器的输出进行补偿。补偿器被配置为产生将输出电压Vs和参考电压Vref之间的误差最小化的补偿信号。在补偿器中可以使用不同种类的控制方法，例如线性和非线性的控制方法。在实施例中，补偿器是线性补偿器，该线性补偿器结合了对输出电压Vs和参考电压Vref之间的误差进行的正比、积分和微分动作，来为误差补偿提供精确性、快速稳定和稳定性。 可以使用不同的技术来实现该补偿器，例如模拟和/或数字信号处理技术。脉宽调制器被配置为基于来自补偿器的补偿信号，在开关频率“Fs”和工作循环的控制下产生脉宽调制信号“CTRL_1”和“CTRL_2”，以控制两个开关。信号CTRL_1和CTRL_2被设计为避免两个开关同时处于ON状态。将开关318连接到电池电源“Vbat”，将开关320连接到地。将这两个开关连接到连接点326，连接点326连接到电感器。将电感器连接到电容器和DC-DC变换器的输出端子。将电容器连接到地。DC-DC变换器在输出端子处输出输出电压Vs。输出电压Vs与电池电压Vbat成正比，并与脉宽调制信号CTRL_1和CTRL_2的工作循环成正比。输出电压Vs在DC-DC变换器带宽内对输入电压Vref进行跟随。开关频率Fs导致了输出电压Vout中的波动，波动的幅度反向取决于开关频率Fs与DC-DC变换器的带宽之间的比率。当开关频率Fs与DC-DC变换器的带宽之间的比率上升时，波动的幅度下降。 
在实施例中，DC-DC变换器310的开关操作基于在连接点326处的方波电压信号的产生。方波电压信号具有位于电池电源Vbat处的上电平和位于地处的下电平。然后，由电感器322和电容器324实现的二阶低通滤波器对该方波电压信号进行滤波。假定方波电压信号的频率比低通滤波器的通带高得多，输出电压Vs等于在连接点326处的方波电压信号的DC电平加上特定量的波动，该特定量的波动取决于开关频率Fs和低通滤波器的通带之间的关系。反馈控制环路跟踪参考电压Vref，并对参考电压Vref和输出电压Vs之间的误差进行补偿，该反馈控制环路包括电压补偿器/误差放大器312、补偿器314和脉宽调制器316。 
图4描绘图1中所描绘的极化发射机100的另一实施例。除了图4中描绘的极化发射机包括具有针对信号A[n]和B[n]的开关驱动器电路410、430的调制器408之外，图4中描绘的极化发射机400与图2中描绘的极化发射机相类似。针对信号A[n]的开关驱动器电路410包括驱动器412、为驱动器供电并连接到地的电压源414、以及连接到地的可变电容器416。针对信号B[n]的开关驱动器电路430包括驱动器432、为驱动器供电并连接到地的电压源434以及连接到地的可变电容器436。图4中描绘的调制器包括两个端子424、426，其与图2中描绘的两个端子224、 226相类似或者相同。每个开关驱动器电路都如同电阻器-电容器(RC)低通滤波器一样工作。可以通过调节可变电容器或者通过调节对该驱动器的电压源来微调RC低通滤波器的瞬态响应。对驱动器的电压源Vdd进行微调等效于对等效RC低通滤波器的电阻进行修改。与图2中描绘的调制器208相比，图4中描绘的调制器可以通过控制开关驱动器的强度和开关驱动器的负载来逐渐地对信号A[n]和B[n]进行切换。结果，与图2中描绘的极化发射机相比，图4中描绘的极化发射机在相同的DC-DC变换器带宽和相同的DC-DC变换器开关频率下具有更干净的输出频谱。 
图5是示出图2和图4中描绘的实施例的极化发射机200、400的功率放大器输出的图。在图5的图中，x轴表示时间，y轴表示功率放大器212的输出信号的相位。当使用图2中描绘的实施例的极化发射机，并且信号A[n]和B[n]满足等式(3)中指定的条件时，对载波信号进行翻转，或者馈通(feed thru)载波信号。在这种情况下，功率放大器的输出信号的相位瞬间从-1改变到1。结果，在DC-DC变换器210的带宽有限的情况下，功率放大器的输出信号的包络不能到达零电平。当使用图2中描绘的实施例的极化发射机，并且信号A[n]和B[n]满足等式(4)和(5)中指定的条件时，功率放大器的输入信号在基带实信号的包络到达零时变为零。结果，当DC-DC变换器的带宽有限时，功率放大器的输出信号的包络可以到达零。当使用图4中描绘的实施例的极化发射机时，功率放大器载波信号的输出信号的相变是逐渐的。结果，当DC-DC变换器的带宽有限时，功率放大器的输出信号的包络可以接近零。 
图6描绘图1中所描绘的极化发射机100的另一实施例。图6中描绘的极化发射机600与图2中描绘的极化发射机200相类似。一个区别之处在于图6中描绘的极化发射机包括信号分解器604，信号分解器604包括第二信号处理器606，第二信号处理器606被配置为将基带实信号i[n]的符号信号s[n]分解为第一信号系列A和第二信号系列B。第一信号系列A包括N个信号A[nTd]，A[nTd-Tck]，...，A[nTd-(N-1)Tck]，第二信号系列B包括N个信号B[nTd]，B[nTd-Tck]，...，B[nTd-(N-1)Tck]，其中，n表示索引编号，N是大于零的整数，Td表示定标时间周期(scale time period)，Tck表示单步时间周期(step time period)。在实施例中，Td比Tck大得多，以使得单步时间周期所导致的改变与原始的时间戳相比要小。图6中描绘的极化发射机和图2中描绘的极化发射机之间的另一差异之处在于图6中描绘的极化发射机包括调制器608，调制器608包括受控于来自信号分解器的信号系列A和信号系列B的四组开关610、612、614、616。该四组开关耦合到调制器的端子624、626和功率放大器212。图6中描绘的两个端子624、626与图2中描绘的两个端子224、226相类似或者相同。第一组开关的输入端子636连接到第二组开关的输入端子640。第一组开关的输出端子638连接到第三组开关的输出端子646。第二组开关的输出端子642连接到第四组开关的输出端子650。第三组开关的输入端子644连接到第四组开关的输入端子648。每组开关包括N个可以被可控电阻器所替换的晶体管开关。N个晶体管开关中的每一个都可以被A[nTd]、B[nTd]、A[nTd]的延迟版本和B[nTd]的延迟版本之一所控制。通过在信号分解器处调节信号系列A或信号系列B，可以调节开关组开和关的速度。 
图7描绘图1中所描绘的极化发射机100的另一实施例。除了图7中描绘的实施例的极化发射机包括输出基带实信号i[n]的符号信号s[n]的信号分解器704之外，图7中描绘的极化发射机700与图2中描绘的极化发射机200相类似。图7中描绘的极化发射机与图2中描绘的极化发射机的另一差异之处在于图7中描绘的极化发射机包括频率合成器706，频率合成器706包括单一输出端子705，通过该单一输出端子705输出载波信号。图7中描绘的极化发射机与图2中描绘的极化发射机的另一差异之处在于图7中描绘的极化发射机包括OR门电路707，OR门电路707被配置为对来自频率合成器的载波信号和来自信号分解器的符号信号执行OR逻辑函数，并向极化发射机的调制器708输出OR逻辑函数结果。除了图7中描绘的调制器包括单一输入端子710和单一输出端子712之外，图7中描绘的调制器与图2、4和6中描绘的实施例的调制器208、408、608相类似。 
图8是依照本发明的实施例，使用极化发射机来发送具有非恒定包络的基带实信号的方法的处理流程图。在步骤802处，将基带实信号分 解为基带实信号的非恒定包络信号和基带实信号的符号信号，其中，符号信号对非恒定包络信号的过零区域进行恢复。在步骤804处，使用基带实信号的符号信号来调制载波信号，以产生调制信号。在步骤806处，使用压控电源稳压器将基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号。在步骤808处，基于电压信号将调制信号放大为已放大信号。在步骤810处，向外部无线设备发送已放大信号。 
虽然以特定顺序示出和描述了此处的方法的操作，可以对该方法的操作的顺序进行改变，以使得可以根据相反的顺序执行特定的操作，或者使得可以至少部分地与其他操作同时执行特定的操作。在另一实施例中，可以通过间歇和/或交替的方式实现独特的操作的指令或子操作。 
此外，虽然本发明已描述或描绘的特定实施例包括在此描述或描绘的若干组件，然而本发明的其他实施例可以包括用于实现更少或更多的特征的更少或更多的组件。 
此外，虽然已经描述和描绘了本发明的特定实施例，本发明不受这样描述或描绘的部分的特定形式或布置的限制。本发明的范围要由在此所附的权利要求及其等价物所限定。 

Claims (20)

1.一种使用极化发射机发送具有非恒定包络的基带实信号的方法，所述方法包括：
将所述基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号，其中，所述符号信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复；
使用所述基带实信号的符号信号来调制载波信号，以产生调制信号；
使用压控电源稳压器将所述基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号；
基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号；以及
向外部无线设备发送所述已放大信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号包括：将离散基带实信号分解为离散的非恒定包络信号和离散的符号信号，以及，所述离散基带实信号和所述离散的非恒定包络信号满足：
env[n]＝abs(i[n])，
其中，i[n]表示所述离散基带实信号，env[n]表示所述离散的非恒定包络信号，n表示索引编号，以及abs()表示绝对值函数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述离散的符号信号和所述离散的非恒定包络信号满足：
s[n]＝(sign(i[n])+1)/2，
其中，s[n]表示所述离散的符号信号，以及sign()表示符号函数。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述基带实信号的符号信号分解为多个控制信号，其中，使用所述基带实信号的符号信号来调制载波信号包括：使用所述控制信号对所述载波信号的极性进行交换。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号包括：将离散基带实信号分解为离散的非恒定包络信号和离散的符号信号，所述方法还包括：将所述离散的符号信号分解为多个离散控制信号，使用所述基带实信号的符号信号来调制所述载波信号包括：使用所述多个离散控制信号来控制多个开关。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述离散的符号信号、所述非恒定包络信号和所述多个离散控制信号满足：
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n])，
其中，s[n]表示所述离散的符号信号，n表示索引编号，not()表示NOT逻辑函数以及A[n]和B[n]表示所述多个离散控制信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述离散的符号信号、所述非恒定包络信号和所述多个离散控制信号满足：
A[n]＝0，B[n]＝0，            如果env[n]等于零
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n])， 如果env[n]不等于零
其中，s[n]表示所述离散的符号信号，env[n]表示所述离散的非恒定包络信号，n表示索引编号，not()表示NOT逻辑函数以及A[n]和B[n]表示所述多个离散控制信号。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述离散的符号信号分解为多个离散控制信号包括：将所述离散的符号信号分解为第一离散信号系列和第二离散信号系列，所述第一离散符号系列包括第一离散信号和所述第一离散信号的至少一个延迟版本，所述第二离散符号系列包括第二离散信号和所述第二离散信号的至少一个延迟版本，使用所述多个离散控制信号来控制所述多个开关包括：使用所述第一离散信号系列来控制所述多个开关中的两组开关，使用所述第二离散信号系列来控制所述多个开关中的另两组开关。
9.一种用于发送具有非恒定包络的基带实信号的极化发射机，所述极化发射机包括：
信号分解器，被配置为将所述基带实信号分解为所述基带实信号的非恒定包络信号和所述基带实信号的符号信号，其中，所述符号信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复；
频率合成器，被配置为提供载波信号；
调制器，被配置为使用所述基带实信号的符号信号来调制所述载波信号，以产生调制信号；
压控电源稳压器，被配置为将所述基带实信号的非恒定包络信号变换为电压信号；
功率放大器，被配置为基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号；以及
天线，被配置为向外部无线设备发送所述已放大信号。
10.根据权利要求9所述的极化发射机，其中，所述信号分解器还被配置为将离散基带实信号分解为离散的非恒定包络信号和离散的符号信号，以及，所述离散基带实信号和所述离散的非恒定包络信号满足：
env[n]＝abs(i[n])，
其中，i[n]表示所述离散基带实信号，env[n]表示所述离散的非恒定包络信号，n表示索引编号，以及abs()表示绝对值函数。
11.根据权利要求10所述的极化发射机，其中，所述离散的符号信号和所述离散的非恒定包络信号满足：
s[n]＝(sign(i[n])+1)/2，
其中，s[n]表示所述离散的符号信号，以及sign()表示符号函数。
12.根据权利要求9所述的极化发射机，其中，所述信号分解器被配置为将离散基带实信号分解为离散的非恒定包络信号和离散的符号信号，以及将所述离散的符号信号分解为多个离散控制信号，所述调制器包括多个开关，以及所述调制器还被配置为使用所述多个离散控制信号来控制所述多个开关。
13.根据权利要求12所述的极化发射机，其中，所述离散的符号信号、所述非恒定包络信号和所述多个离散控制信号满足：
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n])，
其中，s[n]表示所述离散的符号信号，n表示索引编号，not()表示NOT逻辑函数以及A[n]和B[n]表示所述多个离散控制信号。
14.根据权利要求12所述的极化发射机，其中，所述离散的符号信号、所述非恒定包络信号和所述多个离散控制信号满足：
A[n]＝0，B[n]＝0，            如果env[n]等于零
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n])， 如果env[n]不等于零
其中，s[n]表示所述离散的符号信号，env[n]表示所述离散的非恒定包络信号，n表示索引编号，not()表示NOT逻辑函数以及A[n]和B[n]表示所述多个离散控制信号。
15.根据权利要求12所述的极化发射机，其中，所述信号分解器被配置为将所述离散的符号信号分解为第一离散信号系列和第二离散信号系列，所述第一离散符号系列包括第一离散信号和所述第一离散信号的至少一个延迟版本，所述第二离散符号系列包括第二离散信号和所述第二离散信号的至少一个延迟版本，所述调制器还被配置为使用所述第一离散信号系列来控制所述多个开关中的两组开关，使用所述第二离散信号系列来控制所述多个开关中的另两组开关。
16.根据权利要求12所述的极化发射机，其中，所述调制器包括耦合到所述频率合成器和所述功率放大器的第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关和第四晶体管开关，所述第一晶体管开关的输入端子连接到所述第二晶体管开关的输入端子，所述第一晶体管开关的输出端子连接到所述第三晶体管开关的输出端子，所述第二晶体管开关的输出端子连接到第四晶体管开关的输出端子，所述第三晶体管开关的输入端子连接到所述第四晶体管开关的输入端子，所述第一晶体管开关和所述第四晶体管开关受到所述多个离散控制信号中的一个离散控制信号的控制，所述第二晶体管开关和所述第三晶体管开关受到所述多个离散控制信号中的另一个离散控制信号的控制。
17.根据权利要求9所述的极化发射机，其中，所述调制器包括针对所述多个离散控制信号的开关驱动器电路，所述开关驱动器电路中的每个开关驱动器电路包括驱动器、连接到地并被配置为向所述驱动器供电的电压源、以及可变电容器。
18.根据权利要求9所述的极化发射机，还包括：OR门电路，其耦合到所述调制器，并被配置为对所述载波信号和所述基带实信号的符号信号执行OR逻辑函数。
19.一种用于发送具有非恒定包络的离散基带实信号的极化发射机，所述极化发射机包括：
信号分解器，被配置为将所述离散基带实信号分解为离散的非恒定包络信号和离散的符号信号，将所述离散的符号信号分解为多个离散控制信号，其中，所述多个离散控制信号对所述非恒定包络信号的过零区域进行恢复；
频率合成器，被配置为提供载波信号；
调制器，被配置为使用所述基带实信号的符号信号来调制所述载波信号，以产生调制信号；
数模变换器，被配置为将所述离散的非恒定包络信号变换为模拟信号；
低通滤波器，被配置为将所述模拟信号滤波为已滤波信号；
压控电源稳压器，被配置为将所述已滤波信号变换为电压信号；
功率放大器，被配置为基于所述电压信号将所述调制信号放大为已放大信号；以及
天线，被配置为向外部无线设备发送所述已放大信号。
20.根据权利要求19所述的极化发射机，其中，所述调制器包括多个开关，所述调制器还被配置为使用所述多个离散控制信号来控制所述多个开关，所述离散基带实信号、所述离散的符号信号、所述离散的非恒定包络信号和所述多个离散控制信号满足：
env[n]＝abs(i[n])，
s[n]＝(sign(i[n])+1)/2，
A[n]＝0，B[n]＝0，            如果env[n]等于零
A[n]＝s[n]，B[n]＝not(s[n])， 如果env[n]不等于零
其中，i[n]表示所述离散基带实信号，env[n]表示所述离散的非恒定包络信号，s[n]表示所述离散的符号信号，n表示索引编号，abs()表示绝对值函数，sign()表示符号函数，not()表示NOT逻辑函数，以及A[n]和B[n]表示所述多个离散控制信号。
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