CN1274195A - 电限幅器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由电输入信号(CS)生成电输出信号(CFCS)的一种方法,其中输入信号(CS)先被限幅(12)并接着被滤波(13)得到输出信号(CFCS)。本发明的特征在于输入信号(CS)根据后接滤波的特性而被限幅。从而后接放大器的有限的峰值功率容量不被超过。

Description

电限幅器
本发明涉及由电输入信号产生一个电输出信号的方法，其中输入信号首先被限幅，然后被滤波成为输出信号。本发明还涉及由电输入信号产生输出信号的电路，它包含一个限幅器和一个后接的滤波器。这个方法和电路已被国际专利申请WO 98/44668A1公开。
在直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝网电信系统中，基站与许多移动站通信。从基站到移动站之一的每条链路被指配一个专用信道。这使得基站能够发送一个复合信号到所有的移动站。然后每个接收移动站基于所指配的信道提取传递给它的信息。
复合信号将许多信道的信息样值放在一起。然后此信号被输入到一个脉冲成形滤波器，它为样值建立一个脉冲波形。被滤波的信号然后被放大。因为任何放大器都有一个有限的峰值功率容量，也因为复合信号可能大于此容量，复合信号可能失真。
为了避免或至少控制上述失真，现在的办法是在放大器之前加一个限幅器。当复合信号大于预先规定的电平时该限幅器降低复合信号的幅度。因此复合信号在其被放大之前被限制。
滤波器前面的传统限幅器的缺点在于，两个比预先规定的限幅电平低一点的样值可能在滤波后构成一个成形的信号，它高于限幅电平，使得放大器超出其有限的峰值功率容量。
在滤波器之后限幅的缺点在于产生带外噪声，并且相邻信道的保护被破坏。
为了避免这些缺点，WO 98/44668A1建议估计出一个峰值压缩波形，并且将其与复合信号相加，以减小复合信号的峰值与平均值功率之比。然而此方法需要复杂的电路和可观的费用。
EP 545596A1建议测量滤波器的信号输出并且根据这个幅度限制限幅器的输出信号。
本发明的目的在于提供一个方法和一个电子电路，它们保证放大器的有限峰值功率容量不被超出并且不复杂、费用不高。
对于上述方法或电路，完成本发明的解决方案是在限幅之前滤波被模拟，并且输入信号根据模型被限幅。
按照本发明，限幅与滤波相匹配，或者换句话说，限幅包含一些与滤波有关的预测。按照本发明的依赖关系保证了不仅仅在限幅器之后，而且在滤波器之后限幅信号将不超出放大器的有限峰值功率。所以不可能出现在滤波之后限幅信号变成的成形信号超过预先规定电平的情况。通过进行与滤波有关的限幅避免了上述负面的可能性。
滤波器的模拟是通过引入滤波器系数到限幅器中实现的。因此不需要复杂的电路就可在限幅器中完成对滤波的依赖性。甚至于本发明的限幅器可容易地集成到脉冲成形滤波器中，从而可生产出低成本的集成电路。
在本发明的一个优选实施例中，输入信号如此被限幅，使得输出信号不超过预先规定的电平。由于引入了滤波器系数到限幅器中，不仅仅限制限幅器本身产生的信号，而且也限制后接滤波器所产生的信号。如上所述，这保证了后接放大器不超出其有限的峰值功率容量。
下面借助附图详细说明本发明的实施例及其优点。
图1示出本发明电路实施例的示意方框图，
图2示出图1电路的信号例的示意时序图，并且
图3示出用于图1电路中的一个限幅器的实施例的示意方框图。
图1示出DS-CDMA蜂窝网电信系统的一个无线基站的发射机的电路10的一部分。
在此电路10中，许多信道C的信息在一个加法器11中相加产生复合信号CS。复合信号CS输入到一个限幅器12，它产生被限幅的复合信号CCS。然后，被限幅的复合信号CCS被输入到一个脉冲成形滤波器13，它生成限幅和滤波的复合信号CFCS。限幅和滤波的复合信号CFCS被输入到数模转换器14，它产生模拟的复合信号ACS，它然后传送到一个图中未示出的放大器。
复合信号CS也可认为是输入信号，限幅和滤波的复合信号CFCS或模拟的复合信号ACS可认为是输出信号。
复合信号CS由相应信道的信息的数字样值构成。这些样值在图2中用十字符20表示。
按照以前的方法，这些样值20在它们不超过预先规定的电平时是不被生成限幅的复合信号CCS的限幅器12限幅的。此电平在图2中用虚线21表示。电平21预先规定得使低于该电平21的信号被后接放大器线性放大，即放大器工作在其有限的峰值功率容量中。
因为图2中实际上没有样值20超过预定电平21，所以按照以前的方法对于所示例没有限幅发生。
后接滤波器13在样值20之间引入增加的值，以产生限幅和滤波的复合信号CFCS。为了说明清楚，假设在滤波器之前每单位时间有一个样值，在滤波器13之后每单位时间有两个样值。
图2中增加的值用点22表示。滤波器13引入增加的值22，使得样值20和增加的值22建立一个脉冲波形，它尽可能好地表示输入的信息。为说明清楚，图2中用曲线23表示输入的信息。
如图2所示，这些增加的值22中的一个超出了预定电平21。这个值表示为24。
基于以前方法的限幅器并由于增加的值24，导致限幅和滤波的复合信号CFCS超出预定电平21，所以接在数模转换器14后面的放大器工作到其有限的峰值功率容量之外并且不再形成线性的放大。在以前的方法中这导致限幅和滤波的复合信号CFCS的失真。
按照本发明，限幅器12与滤波器13有关。这就是说，限幅器12根据后接滤波器13的滤波对复合信号CS进行限幅。
为了上述目的，限幅器12对滤波器13模拟。这就是说，限幅器12模拟滤波器13的滤波，当然不是实际对复合信号CS进行滤波。然后限幅器12将导出的模拟滤波的信号与预定电平21进行比较。如果模拟滤波的信号超出此电平21，限幅器12对复合信号CS限幅。然后限幅的复合信号CCS被输入到滤波器13进行滤波。
在图2中限幅器12模拟得到增加的值22，如果限幅器12对任一样值20都不限幅，通过后接滤波器13将得到这些增加的值。模拟是以与滤波器13的工作相同的方法实现。其中限幅器12模拟的一个结果是增加的值24。
然后，限幅器12识别出此增加的值24超出了预定电平21。由此结果，限幅器12以这样的方法对样值20限幅，使得在滤波后增加的值24不再超过预定电平21。
图2示出的例子中限幅器12对超出的增加值24两边的两个样值20限幅。这两个样值20的限幅在图2中用两个箭头25和两个限幅后的样值20′表示。
然后，含有两个限幅后的样值20′的限幅的复合信号CCS被输入到滤波器13。由于两个相邻样值20′的限幅，滤波器13产生的增加的值24′不再超出预定电平21。在图2中这由包含增加的值24′的一个限幅和滤波的复合信号CFCS表示。
图3示出限幅器12的一个例子。为了说明清楚起见，假设滤波器13是对称的且滤波器13的滤波长度是“3”，因而滤波器13可以用三个系数c，d和c描述。如果滤波器13是更高阶的，系数可以被近似。如上所述，还假设在滤波器13之前每单位时间有一个样值，在滤波器13之后每单位时间有两个样值。
按照图3，在方框30中复合信号CS乘以滤波器13的系数d得到值S1，然后在方框31中将它与值T比较。值T与图2中的预定电平21相同。
如果|S1|大于T，则由下式计算出信号Y1：
Y1＝T/|S1|
如果|S1|等于T或小于T，则有
Y1＝1
在方框32中进行一次乘法。在这里复合信号CS与Y1相乘得到第一中间信号IS1。该信号IS1小于或等于复合信号CS。这就是说，根据滤波器13的系数d限制了复合信号CS。
然后，在方框33中第一中间信号IS1与滤波器13的系数c相乘。在后接方框34中实现的乘法导出第二中间信号IS2，它被输入到时延方框35。在这里第二中间信号IS2被时延一个时间单位。导出的第三中间信号IS3在方框36中与滤波器13的系数c相乘。在后面的方框37中实现的乘法得到限幅的复合信号CCS。
从33和36这两个方框输出的信号在加法器38中相加得到值S2，然后此值在方框39中与值T比较。
如果|S2|大于T，则由下式计算出信号Y2：
Y2＝T/|S2|
如果|S2|等于T或小于T，则有Y2＝1
然后，信号Y2被输入到34和37两个方框进行乘法，从而影响限幅的复合信号CCS的生成。
类似于前面的说明，限幅的复合信号CCS小于或等于第一中间信号IS1。这就是说，第一中间信号IS1和复合信号CS因此也根据滤波器13的系数c而受到限制。
通过引入滤波器13的系数c，d和c，滤波器13被在限幅器12中模拟。这就是说，复合信号CS的限幅如此被实现，使得不仅仅限幅的复合信号CCS，而且滤波和限幅的复合信号CFCS也不超过值T，即不超过图2中的预定电平21。
图3中的粗线表示复数信号，细线表示实数信号。如图3所示，方框31和39依赖于复数信号和产生实数信号。所以，限幅器12实现所谓的圆形限幅(circular clipping)。

Claims (6)

1.由电输入信号(CS)产生电输出信号(CFCS)的方法，其中输入信号(CS)首先被限幅(12)，再被滤波(13)成为输出信号(CFCS)，其特征在于，在限幅前滤波被模拟，且输入信号(CS)根据所述模拟被限幅。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，输入信号(CS)被如此限幅，使得输出信号(CFCS)不超过一个预先规定的电平(21)。
3.由限幅器(12)和后接滤波器(13)组成的，从输入信号(CS)产生输出信号(CFCS)的电路(10)，其特征在于，限幅器(12)与滤波器(13)的滤波器系数(c，d，c)有关。
4.如权利要求3所述的电路(10)，其特征在于，限幅器(12)与预先规定的电平(21)有关，此电平可不被输出信号(CFCS)超过。
5.包含电路(10)的电信系统无线基站，电路(10)由限幅器(12)和后接滤波器(13)组成并从输入信号(CS)产生输出信号(CFCS)，其特征在于，限幅器(12)与滤波器(13)的滤波器系数(c，d，c)有关。
6.包含电路(10)的电信系统发射机，电路(10)由限幅器(12)和后接滤波器(13)组成并从输入信号(CS)产生输出信号(CFCS)，其特征在于，限幅器(12)与滤波器(13)的滤波器系数(c，d，c)有关。
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