CN1313695A - 发射机和产生传送信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发射机和产生传输信号的方法。第一调制装置12以振荡信号LOQ、LOI调制至少一个基带信号I、Q而产生一个非补偿传输信号Y(t)。本发明目的是减少在后一阶段必需衰减在非补偿传输信号Y(t)中不想要的成分而用于滤波的花费。按照本发明,补偿信号C(t)在第二调制装置(14)的输出上形成,实质上代表在非补偿传输信号Y(t)中被补偿的成分,在第二调制装置中以适当的辅助振荡信号调制基带信号I、Q而产生,为产生至少一部分补偿传输信号Y’(t),补偿信号C(t)被从非补偿传输信号Y(t)中减去。

Description

发射机和产生传送信号的方法

本发明涉及一种用于产生传输信号的发射机，特别是一种移动无线电发射机，该发射机包括用于以各自的振荡信号调制至少一个基带信号以产生非补偿传输信号的第一调制装置。

本发明也涉及一种操作发射机的方法。

这种发射机是公知的，例如由Siemens AG生产的集成电路PMB2200。该发射机包括一个调制装置，更确切地说，它包括在图5中以简化形式示出的正交调制器。

在图5中示出的正交调制器包括两个调制器52a、52b，其中每个调制器以一个相应的振荡信号X_LOQ、X_LOI乘一个各自的基带信号I(t)、Q(t)。

基带信号I、Q涉及旋转指示器A的笛卡尔部分，如在图6中举例说明的那样。通过这个例子，该图示出基带信号I是一个余弦振荡，基带信号Q是一个正弦振荡，两个振荡有相等的振幅A。例如在移动无线电标准GMSK中相等的绝对值的振幅被指定。

示于图7的振荡信号X_LOI和X_LOQ是相互间有90°相移的二进制开关信号。

图5中的第一调制器52a用第一振荡信号X_LOQ调制基带信号Q(t)，第二调制器52b用振荡信号X_LOI调制基带信号I(t)，两个调制器的输出被在加法装置54中相加组合以便形成传输信号Y(t)。

因为在图7中示出的振荡信号是二进制开关信号，通过付里叶变换该振荡信号可以将它们分解成基波和多个谐波，于是下面用于振荡信号X_LOI的表达式被获得： $X_{\mathrm{LOI}}=\cos {\mathrm{\ω}}_{c}t-\frac{1}{3}\cos 3{\mathrm{\ω}}_{c}t+\frac{1}{5}\cos 5{\mathrm{\ω}}_{c}t-\frac{1}{7}\cos 7{\mathrm{\ω}}_{c}t\·\·\·\·\·\left(1\right)$

并获得用于振荡信号X_LOQ的表达式： $X_{\mathrm{LOQ}}=\sin {\mathrm{\ω}}_{c}t+\frac{1}{3}\sin 3{\mathrm{\ω}}_{c}t+\frac{1}{5}\sin 5{\mathrm{\ω}}_{c}t+\frac{1}{7}\sin 7{\mathrm{\ω}}_{c}t\·\·\·\·\·\left(2\right)$

因此，在图5中示出的正交调制器的输出的传输信号Y(t)是：

y(t)=X_LOI(t)·cosω_mt(±)X_LOQ(t)sinω_mt    (3) $=\cos \left({\mathrm{\ω}}_c\underset{(+)}{-}{\mathrm{\ω}}_m\right)t-\frac{1}{3}\cos \left(3{\mathrm{\ω}}_c\left(\stackrel{+}{-}\right){\mathrm{\ω}}_m\right)t+\frac{1}{5}\cos \left(5\left({\mathrm{\ω}}_c\underset{(+)}{-}{\mathrm{\ω}}_m\right)t\right)\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

在考虑下面的等式和附加的定理时，获得用于传输信号Y(t)的表达式： $Y\left(t\right)=A\cos \mathrm{\φ}\left(t\right)\·{\cos \mathrm{\ω}}_{c}t\left(\stackrel{+}{-}\right)A\sin \mathrm{\φ}\left(t\right)\·\sin {\mathrm{\ω}}_{c}t---\left(5\right)$ $\cos \mathrm{\α}\cos \mathrm{\β}=\frac{1}{2}[\cos (\mathrm{\α}-\mathrm{\β})+\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\β})]---\left(6\right)$ $\sin \mathrm{\α}\sin \mathrm{\β}=\frac{1}{2}[\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\β})-\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\β})]---\left(7\right)$ $Y\left(t\right)=A\cos \left({\mathrm{\ω}}_{c}t\left(\underset{+}{-}\right)\mathrm{\φ}\left(t\right)\right)---\left(8\right)$

等式4示出传输信号Y(t)除了基波 $\cos \left({\mathrm{\ω}}_c\underset{(+)}{-}{\mathrm{\ω}}_m\right)t$ 以外，包括多个谐波，特别是三次谐波 $\cos \left(3{\mathrm{\ω}}_c\left(\stackrel{+}{-}\right){\mathrm{\ω}}_m\right)t_o$ 正如在等式1和2中出现的，在传输信号中的谐波是由振荡信号X_LOI和X_LOQ的谐波引起的。图8示出一个图，举例说明单独的谐波的振幅和已标准化为1的基波的振幅的关系。很明显三次谐波有所有谐波中最高的振幅，它的振幅的绝对值等于基波振幅的三分之一，这意味着它已被衰减仅有各自的9.54dB。

因为传输信号Y(t)不仅包括基波也包括谐波，这个范围是非补偿的。在传输信号中的谐波是不想要的，因此在后一阶段由低通滤波器尽可能的除去。对于在移动无线电领域中特别的应用，可是，在相加装置54的输出中的三次谐波以40dB的衰减是必需的。这可仅通过滤波装置的基本数量来达到，适用于该目的的滤波器因此可以尽可能地实现仅作为一个用于集成发射机的外部电路。因此，调制装置和滤波器集成在一个芯片上迄今为止是不可能的。

依据技术的这个状态，本发明的一个目的是改善发射机和以这种方式提出的一种方法，在后一阶段用于传输信号的滤波的花费被减少。

这个目的通过在权利要求1公开的和在权利要求9中公开的方法来实现。

对于提出的发射机的这个目的被实现，相应于权利要求1，其中也提供了一个第二调制装置，通过用适合的辅助振荡信号调制基带信号，用于产生一个实质上代表在非补偿信号中被补偿的部分的补偿信号，和一个减法装置，用于从非补偿传输信号减去补偿信号，和用于交付至少部分补偿传输信号。

一种这样构成的发射机提供了优点，在产生的传输信号中的不想要的谐波成分至少部分被补偿，补偿可以是很显然的，例如，作为各谐波成分的振幅的明显的减少。按照现在的技术状态，用于在发射机之后、适合衰减进一步的仍然存在于至少部分补偿传输信号中的谐波成分的滤波器所需要的花费，是基本上少于用于非补偿传输信号的。

当按照本发明的补偿特别涉及在发射机中最大的谐波的补偿时，一个下行滤波器甚至可以和发射机集成在一个芯片上。

按照本发明的第一个实施例，其优点是选择辅助振荡信号的振幅以便在第二个调制装置的输出上产生的补偿信号有一个想要的振幅。

另一方面，当通过一个衰减装置，补偿信号的振幅可适用于想要的电平时，这是有优势的。

当使用循环移位寄存器时，振荡信号和辅助振荡信号可以显著地简化产生。

当补偿信号实质上代表非补偿传输信号的三次谐波的时候，尤其有优势，因为当二进制振荡开关信号被使用时，这个谐波大大超过其它谐波，因为它的频率是这样接近于基波的频率的事实，在下行滤波器中消除更困难，。

一个在发射机后面的低通滤波器跟可以有优势地用于衰减在补偿以后仍然存在于传输信号中的谐波成分。

当n个调制器和n-1个附加装置被每次用于第一和第二调制装置中时，n个基带信号中的多个可被调制和用于产生至少部分被补偿的传输信号。

该目的也可通过一种产生传输信号的方法来达到，这种方法的优势相应于迄今提到用于上面发射机的优势。

该申请文件附有图1到图8，其中

图1示出按照本发明的发射机的第一个实施例；

图2示出按照本发明的发射机的第二个实施例；

图3示出按照图2用于发射机的基带和振荡器信号的变化；

图4示出用于产生振荡信号和辅助振荡信号的循环移位寄存器；

图5示出按照目前的技术状态的一个正交调制器；

图6示出依照目前的技术状态提取基带信号I、Q的例子；

图7示出按照目前的技术状态的振荡信号的例子；

图8是一个图，举例说明在非偿传输信号的情况下，和基波相比谐波的加权。

图1示出一个发射机，特别是一种移动无线电发射，用于产生至少部分非补偿传输信号Y’(t)。该发射机包括一个第一调制装置12，用于通过以各自的振荡信号LOQ、LOI、3LOQ、3LOI调制至少一个基带信号I、Q产生非补偿传输信号Y(t)。该发射机也包括第二调制装置14，用于产生一个补偿信号C(t)，它实际上代表在非补偿传输信号Y(t)中将被补偿的成分。理想的补偿信号C(t)通过以各自适合的辅助振荡信号3LOQ、3LOI调制施加给第一调制装置12的基带信号I、Q而产生。

在从减法装置18中的非补偿传输信号中减去之前，补偿信号C(t)的振幅的绝对值必需尽可能适合于通过衰减装置16在非补偿传输信号中补偿的干涉成分的振幅，减法装置18的输出代表至少部分的补偿传输信号Y’(t)。

第一和第二调制装置12、14有相应于所描述的已经从现有的技术状态知道的正交调制器的结构和操作模式。

例如，在图1示出的发射机中，为了产生非补偿传输信号Y(t)和补偿信号C(t)两个基带信号被调制。然而，作为这个例子的另一个形式，通过各自的n个调制(n＞1)产生传输信号Y(t)和补偿信号C(t)也是切实可行的。在这种情况下，n个调制器和n-1个附加装置是需要的，以便产生传输信号Y(t)和补偿信号C(t)。

图2以晶体管电路的形式示出按照本发明的第二实施例。图2示出第一和第二调制装置12和14，每一个分别包括各自的第一和第二调制器12a、12b和14a、14b。两个调制装置12、14相应于在图1中用符号表示的调制装置，第一调制装置12a和14a接收基带信号I和它的反转形式Ⅸ，第二调制装置12b和14b接收基带信号Q和它的反转形式QX。

为了调制基带信号I和它的反转形式Ⅸ，第一调制装置12的第一调制器12a接收振荡信号LOI和LOIX，第一调制装置12的第二调制器12b接收用于调制基带信号Q和它的反转形式QX的振荡信号LOQ和LOQX。

为了产生用于补偿信号的第一部分成分，第二调制装置14的第一调制器14b接收辅助振荡信号3LOI和它的反转形式3LOIX，用于每次调制一个基带信号I和Ⅸ。第二调制装置14的第二调制器14b类似地操作，它接收辅助振荡信号3LOQ和它的反转形式3LOQX，用于每次调制一个基带信号Q和QX。

所有四个调制器12a、12b、14a和14b被一个单独的相关的电源供应，应该注意到在图3的例子中的第二调制装置14的调制器接收它的绝对值仅构成电流数量的三分之一电流，用于馈给第一调制装置12的调制器。图1的补偿信号C(t)的振幅因此经电流的绝对值被控制，补偿信号的振幅被完美地选择以便衰减装置16按照图1被分配。这构成了在第一个和第二个实施例之间的差别。

在图2的电路中示出的缩写OUTMOD和OUTMODX代表至少部分补偿传输信号和它的反转形式，另外缩写VCC和GND表示用于电路的电源和它到地的连接。图2中示出的电路适用于集成在一个芯片上，也适用于和后阶段的滤波器一起集成在一个芯片上，该滤波器对于在后阶段仍然存在于部分补偿传输信号中其它的干扰成分可起衰减器的作用。

图3示出振荡信号LOI和LOQ及辅助振荡信号3LOI和3LOQ的变化。很明显所有的信号可以通过从它有的例如相应于图3中的一个468MHz的预定时钟信号中分频而得到，在相应于图2和图3的第二个实施例中，补偿瞄准补偿第一调制装置12的输出中非补偿传输信号中的三次谐波，由此，第二调制装置提供辅助振荡信号3LOI和3LOQ，它分别代表振荡信号LOI和LOQ的三次谐波，这可以在图3中明显地看出来，其中辅助振荡信号3LOI和3LOQ有一个三倍于相关振荡信号的频率的频率数量。

图4示出了一个通过利用循环移位寄存器42和44从时钟信号中产生图3的振荡和辅助振荡信号的简单的例子。循环移位寄存器42和44的一半已经填满了一和零。当时钟信号被用于两个循环移位寄存器时，想要的振荡和辅助振荡信号可以简单地从适当的循环移位寄存器的输出中提取。

Claims (9)

1．一种发射机，特别是一种移动无线电发射机，用于产生传输信号Y(t)，该发射机包括：

一个第一调制装置(12)，用于以各自的振荡信号LOQ、LOI调制至少一个基带信号I、Q以产生非补偿传输信号Y(t)，其特征在于：该发射机也包括一个第二调制装置(14)，通过以辅助振荡信号3LOQ、3LOI调制基带信号I、Q，用于产生实质上代表在非补偿传输信号Y(t)中将被补偿的补偿信号C(t)，和

一个减法装置(18)，用于从非补偿传输信号Y(t)中减去补偿信号C(t)，和用于交付至少部分补偿的传输信号Y’(t)。

2．如权利要求1的一种发射机，其特征在于：辅助振荡信号3LOQ、3LOI的振幅被选择，以便在第二调装置(14)的输出的补偿信号C(t)的振幅相应于在非补偿传输信号Y(t)中被补偿的成分的振幅。

3．如权利要求1的一种发射机，其特征在于：该发射机包括一个在第二调制装置(14)之后的衰减装置(16)，在补偿信号C(t)被用于减法器装置(18)之前，使补偿信号的振幅适应在非补偿传输信号Y(t)中被补偿的成分的振幅。

4．如权利要求1到3的一个的一种发射机，其特征在于：该发射机包括一个用于产生振荡信号LOQ或LOI的第一循环移位寄存器(42)，和/或一个用于产生振荡信号3LOQ或3LOI的第二循环移位寄存器。

5．如权利要求1到4的一个的一种发射机，其特征在于：补偿信号C(t)基本上代表非补偿传输信号Y(t)的三次谐波。

6．如权利要求1到5的一个的一种发射机，其特征在于：该发射机包括一个在减法器装置(18)之后的低通滤波器，用于删除其它不想要的目前仍然在部分补偿传输信号Y’(t)中的成分。

7．如权利要求1到6的一个的一种发射机，其特征在于：第一调制装置(12)包括N个调制器(12a,12b),用于以各自的调制信号LOQ、LOI每次调制N个基带信号I、Q的一个，产生N个中频信号；和

N-1个相加装置(12C)，用于通过相加中频信号产生非补偿传输信号Y(t)。

8．如权利要求1到7的一个的一种发射机，其特征在于：第二调制装置(14)包括N个调制器(14a,14b)，用于以各自的辅助振荡信号3LOQ、3LOI每次调制N个基带信号I、Q的一个，产生N个中频补偿信号；和

N-1个相加装置(14C)，用于通过相加中频补偿信号产生补偿信号。

9．一种产生传输信号Y’(t)的方法，包括以下的步骤：

以各自的振荡信号LOQ、LOI调制至少一个基带信号I、Q而产生非补偿传输信号Y(t)，其特征在于：通过以辅助振荡信号3LOQ、3LOI调制基带信号I、Q而产生补偿信号C(t)，补偿信号实质上代表在非补偿传输信号Y(t)中被补偿的成分，和为了产生至少部分补偿传输信号Y’(t)，补偿信号C(t)被从非补偿传输信号Y(t)中减去。

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