CN1398136A - 用于移动台的无线发射机和设备 - Google Patents
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Abstract
无线发射机具有：计算装置，用于确定要被输入到调制装置的基带信号的电功率；检测装置，用于在检测天线的发射电功率后确定发射电功率值；产生装置，用于产生多个可变增益放大装置的目标增益；以及控制装置，用于根据电功率值和发射电功率值确定现察增益，以便控制所述多个可变增益放大装置的增益，以使得观察增益变成为目标增益。
Description
技术领域
本发明涉及在移动通信系统中的诸如蜂窝电话的发射装置中使用的无线发射机，具体地涉及一种无线发射机，它的随环境改变(诸如周围温度变化等)而变化的发射电功率可被控制成恒定状态，以及还涉及用于配备有这样的无线发射机的移动台的设备。
背景技术
图1和2显示传统的无线发射机，它具有把它的发射的电功率控制成恒定的状态的功能，这将在下面进行说明。
图1是显示传统的第一无线发射机的组成的方框图，其中无线发射机200具有借助于自动电平控制(ALC)把它的发射的电功率控制成恒定的状态的功能，并且该发射机包括基带传输信号产生部分101、基带滤波器102、D/A变换器103、正交调制器104、第一本地振荡器105、第一可变增益放大器106、第一带通滤波器107、变频器108、第二本地振荡器109、第二带通滤波器110、第二可变增益放大器111、第三带通滤波器112、传输放大器113、隔离器114、高频耦合器115、天线共用器116、天线117、高频检测器118、A/D变换器119、可变增益放大器控制信号产生器120、和目标增益控制信号产生部分121。
配备有部件101到121的无线发射机200被广义地分类为由部件101到117组成的无线发射装置和由部件118到121组成的发射电功率控制装置。
在无线发射装置中，基带传输信号产生部分101、基带滤波器102和D/A变换器103通过涉及到I信道和Q信道分量(此后简称为“I和Q分量”)的基带信号线被互相连接。正交调制器104的输入端被连接到D/A变换器103的、涉及I和Q分量的基带信号输出端和第一本地振荡器105的输出端。正交调制器104的中频输出端通过第一可变增益放大器106和第一带通滤波器107被连接到变频器108的中频输入端。
变频器108的射频输入端被连接到第二本地振荡器109的输出端，而变频器108的射频输出端通过第二带通滤波器110、第二可变增益放大器111、第三带通滤波器112、传输放大器113、隔离器114，高频耦合器115、和天线共用器116而被连接到天线117的输入端。
而且，在无线发射装置中，高频检测器118的输入端被连接到高频耦合器115的用于高频检测的输出端，而高频检测器118的输出端通过A/D变换器119被连接到可变增益放大器控制信号产生器120的发射电功率信号输入端。
可变增益放大器控制信号产生器120的目标增益信号输入端被连接到目标增益控制信号产生部分121的输出端，可变增益放大器控制信号产生器120的中频增益控制信号输出端被连接到第一可变增益放大器106的增益放大变换信号输入端，以及它的射频增益控制信号输出端被连接到第二可变增益放大器111的增益放大变换信号输入端。
下面描述各个部件101到121的功能。
基带传输信号产生部分101产生从本无线发射机200发送的传输信号。基带滤波器102对来自基带传输信号产生部分101的传输信号(数字信号)施加带宽限制。D/A变换器103把传送通过基带滤波器102的数字信号变换成模拟信号。
正交调制器104用来把来自D/A变换器103的基带带宽的传输信号变频为中频带宽的传输信号，以及对经过这样变频的传输信号进行正交调制。
第一本地振荡器105输出要在正交调制器104中加以使用的本振信号。第一可变增益放大器106根据来自可变增益放大器控制信号产生器120的中频增益控制信号而控制增益，从而放大来自正交调制器104的传输信号。
第一带通滤波器107只传送通过处在来自第一可变增益放大器106的传输信号中的中频带宽的传输信号。
变频器108把传送通过第一带通滤波器107的中频带宽的传输信号变频成射频带宽的传输信号。
第二本地振荡器109输出要在变频器108中加以使用的本振信号。第二带通滤波器110只传送通过处在射频传输带宽中的传输信号。
第二可变增益放大器111根据来自可变增益放大器控制信号产生器120的射频增益控制信号而控制增益，以便放大传送通过第二带通滤波器110的射频传输带宽中的传输信号。第三带通滤波器112只传送通过来自第二可变增益放大器111的射频传输带宽的传输信号。传输放大器113把传送通过第二可变增益放大器111的射频传输带宽的传输信号放大到预定的发射电功率。
隔离器114只在从传输放大器113到高频耦合器115的一个方向上传送通过传输信号，同时它阻止在相反的方向上传送信号。高频耦合器115在无线发射机200的前端取出传输信号。
高频检测器118检测来自高频耦合器115的传输信号的输出电功率。A/D变换器119把在高频检测器118中检测的传输信号的电功率的模拟值变换成它的数字值(输出电功率值)。
可变增益放大器控制信号产生器120是这样的一个部件，其中第一和第二可变增益放大器106和111的增益在开始发射时根据来自目标增益控制信号产生部分121的目标增益控制信号而被设置为目标增益，以及用于控制第一和第二可变增益放大器106和111的增益的信号被产生成可以使得来自A/D变换器119的输出电功率的数值在随后的发射时成为恒定的。目标增益控制信号产生部分121产生用于设置目标增益的目标增益控制信号。
下面描述具有如上所述的组成的无线发射机200的运行。
在开始发射时，第一和第二可变增益放大器106和111的增益在可变增益放大器控制信号产生器120中根据来自目标增益控制信号产生部分121的目标增益控制信号而被设置为目标增益。
然后，在基带传输信号产生部分101中产生的I和Q分量的基带传输信号通过基带滤波器102和D/A变换器103被输入到正交调制器104，其中这样输入的基带传输信号根据来自第一本地振荡器105的本振信号被变频成中频带宽的传输信号，以及经过这样变频的信号被正交调制。
处在中频带宽中的传输信号被第一可变增益放大器106放大，该放大器的目标增益在开始发射时被设置，放大的信号被第一带通滤波器107滤波，然后，它们由变频器108根据来自第二本地振荡器109的本振信号被变频成射频带宽的传输信号。
射频带宽的传输信号被第二带通滤波器110滤波，经过这样滤波的信号被第二可变增益放大器111放大，该放大器的目标增益在开始发射时被设置，然后，放大的信号被第三带通滤波器112滤波，以及滤波的信号被传输放大器113放大。最终所产生的放大的传输信号通过隔离器114、高频耦合器115和天线共用器116从天线117无线地发射到基站(未示出)。
从天线117发送的发射电功率通过高频耦合器115被高频检测器118所检测，经过这样检测的传输信号的电功率的模拟值被变换成数字值(输出电功率值)，该数值被输入到可变增益放大器控制信号产生器120。中频增益控制信号从可变增益放大器控制信号产生器120中被输出到第一可变增益放大器106，以及射频增益控制信号被输出到第二可变增益放大器111，这样，输出电功率值成为恒定的，从而使发射的电功率被控制为恒定值。
图2是显示传统的第二无线发射机的组成的方框图，其中图1的相同的或相应的部件在图2上用相同的参考字符表示，以及对它们的说明被省略。
图2上所示的无线发射机300具有即使在温度改变时也把发射电功率控制在恒定值的功能。在无线发射机300中，除了参照图1描述的以下部件，即，基带传输信号产生部分101、基带滤波器102、D/A变换器103、正交调制器104、第一本地振荡器105、第一可变增益放大器106、第一带通滤波器107、变频器108、第二本地振荡器109、第二带通滤波器110、第二可变增益放大器111、第三带通滤波器112、传输放大器113、隔离器114、天线共用器116、天线117、和目标增益控制信号产生部分121之外，还包括可变增益放大器控制信号产生器122、温度传感器123和A/D变换器124。
温度传感器123可以检测环境温度。A/D变换器124把由温度传感器123检测的温度的模拟量变换成数字量(温度值)。在可变增益放大器控制信号产生器122中，第一和第二可变增益放大器106和111在开始发射时根据来自目标增益控制信号产生部分121的目标增益控制信号而被设置为目标增益。
而且，可变增益放大器控制信号产生器122把一个表示增益与温度对应关系的表格保存在存储器中；检索对应于在开始发射时来自A/D变换器119的温度值的增益；以及产生一个用于控制第一和第二可变增益放大器106和111的增益以使得它们与所检索的增益一致的信号。
下面描述具有如上所述的组成的无线发射机300的运行。
在开始发射时，第一和第二可变增益放大器106和111的增益在可变增益放大器控制信号产生器120中根据来自目标增益控制信号产生部分121的目标增益控制信号被设置为目标增益。
然后，在基带传输信号产生部分101中产生的I和Q分量的基带传输信号通过基带滤波器102和D/A变换器103被输入到正交调制器104，在其中，信号根据来自第一本地振荡器105的本振信号被变频成中频带宽的传输信号，并且然后它们被正交调制。
中频带宽的传输信号在第一可变增益放大器106中被放大，在该放大器中目标增益在开始发射时被设置，经过这样放大的信号被第一带通滤波器107滤波，然后，被滤波的信号根据来自第二本地振荡器109的本振信号被变频成射频带宽的传输信号。
射频带宽的传输信号被第二带通滤波器110滤波，该信号在第二可变增益放大器111中被放大，在该放大器中目标增益在开始发射时被设置，然后，放大的信号被第三带通滤波器112滤波，以及滤波的信号在传输放大器113中被放大。放大的传输信号通过隔离器114和天线共用器116从天线117以无线方式发射到基站。
在发射的情形下，环境温度被温度传感器123检测，这样检测的温度的模拟量由A/D变换器124被变换成数字量(温度值)，所得到的数值被输入到可变增益放大器控制信号产生器122。
在可变增益放大器控制信号产生器122中，相应于输入的温度值的增益从表格上被检索出，以及第一和第二可变增益放大器106和111的增益被控制成使得它们符合于所检索的增益。按照一个其中中频增益控制信号被输出到第一可变增益放大器106的步骤和一个其中射频增益控制信号被输出到第二可变增益放大器111的步骤来实行所述的控制。
按照上述的这样的组成，即使在环境温度变化的情形下，发射电功率也被保持为恒定值。
同时，近年来为了抑制电功率消耗，传统的无线发射机被调整成可以应用这样的技术：即，如果没有信号要发射，(例如，在电话呼叫期间没有对话时)，尽管存在射频链路连接，但是仍不进行音频数据发射。
在这种情形下，因为不发射音频数据，整个发射输出电平降低。然而，希望尽管有这种音频数据的接通/关断，但是控制数据的电平仍保持是恒定的。
然而，在这方面，即使由于音频数据的通/断引起的电平改变被补偿以及控制数据的电平在这种补偿时也被修正，图1所示的无线发射机200中的传统的ALC的运行并不理想。因此，存在有控制数据的电平不能保持为恒定值的问题。
另一方面，具有这样的组成：图2所示的无线发射机300配备有温度传感器123，它用来补偿温度改变，以便对于这样的温度改变可以稳定输出的电功率。
然而。在这种情形下，需要准备一个用于温度补偿的表格。此外，在每个发射机中为了正确地控制数据，也需要在准备用于温度补偿的表格时进行调整，因为在温度传感器123和热源中存在着各种特殊性。因此，这种准备工作是费时而费事的。
发明内容
本发明是基于现有技术中的上述的问题而提出的。
因此，本发明的一个目的是提供一种无线发射机，其中控制信道中的发射电功率可被保持为恒定值，而不管声音的信息信道的通/断等等，而且，在温度改变的情形下，发射电功率仍可被保持为恒定值而无需任何温度检测装置。
本发明的另一个目的是提供一种用于配备有上述无线发射机的移动台的设备。
为了解决上述的问题，在本发明的无线发射机中，经过用于对基带传输信号实施数字/模拟变换和正交调制的调制装置的I和Q分量的基带传输信号被多个可变增益放大装置放大，然后，最后得到的信号从天线被发射；所述无线发射机包括：计算装置，用于确定要被输入到调制装置的基带信号的电功率；检测装置，用于在检测天线的发射电功率后确定发射电功率值；产生装置，用于产生多个可变增益放大装置的目标增益；以及控制装置，用于从电功率值和发射电功率值确定观察增益，以便控制多个可变增益放大装置的增益，从而使得观察增益成为目标增益。
而且，本发明的用于移动台的设备包括上述的无线发射机。
附图说明
下面结合附图更详细地说明本发明，其中：
图1是显示传统的第一无线发射机的组成的方框图；
图2是显示传统的第二无线发射机的组成的方框图；以及
图3是显示本发明的实施例的组成的方框图。
具体实施方式
下面结合附图详细地描述本发明的优选实施例。
图3是显示本发明的实施例的组成的方框图，其中相应于图1所示的传统的实例的那些部件用图1中相同的参考数字表示。
图3所示的无线发射机100在用于移动台(诸如蜂窝电话)的设备中被使用，以及具有可以补偿在放大装置中实际增益改变的特性。
无线发射机100包括基带传输信号产生部分101、基带滤波器102、D/A变换器103、正交调制器104、第一本地振荡器105、第一可变增益放大器106、第一带通滤波器107、变频器108、第二可变增益放大器111、第三带通滤波器112、传输放大器113、隔离器114、高频耦合器115、天线共用器116、天线117、高频检测器118、A/D变换器119、目标增益控制信号产生部分121、可变增益放大器控制信号产生器131和基带电功率计算器132。
如上所述的包括部件101到119、121、131、和132的无线发射机100被分类成无线发射装置和发射电功率控制装置，其中无线发射装置包括部件101到117，而发射电功率控制装置包括部件118、119、121、131、和132。
在无线发射装置中，基带传输信号产生部分101、基带滤波器102、和D/A变换器103通过I信道和Q信道分量(此后简称为“I和Q分量”)的基带信号线被互相连接。
正交调制器104的输入端分别被连接到D/A变换器103的涉及I和Q分量的基带信号输出端和第一本地振荡器105的输出端。正交调制器104的中频输出端通过第一可变增益放大器106和第一带通滤波器107被连接到变频器108的中频输入端。
变频器108的射频输入端被连接到第二本地振荡器109的输出端，而变频器108的射频输出端通过第二带通滤波器110、第二可变增益放大器111、第三带通滤波器112、传输放大器113、隔离器114、高频耦合器115、和天线共用器116被连接到天线117。
在无线发射装置中，基带电功率计算器132的输入端利用连接在基带滤波器102和D/A变换器103之间的I和Q分量的基带传输信号线连接到基带滤波器102和D/A变换器103，而它的输出端被连接到可变增益放大器控制信号产生器131的基带电功率值输入端。
而且，目标增益控制信号产生部分121的输入端被连接到高频耦合器115的用于高频检测的输出端，而它的输出端通过A/D变换器119被连接到可变增益放大器控制信号产生器131的发射电功率信号输入端。
可变增益放大器控制信号产生器131的目标增益信号输入端被连接到目标增益控制信号产生部分121的输出端，它的中频增益控制信号输出端被连接到第一可变增益放大器106的增益放大变换信号输入端，以及它的射频增益控制信号输出端被连接到第二可变增益放大器111的增益放大变换信号输入端。
下面描述各个部件101到119、121、131和132的功能。
基带传输信号产生部分101产生要从本无线发射机100发送的传输信号。基带滤波器102对来自基带传输信号产生部分101的传输信号(数字信号)施加带宽限制。D/A变换器103把传送通过基带滤波器102的数字信号变换成模拟信号。
正交调制器104用来把来自D/A变换器103的、处在基带带宽中的传输信号变频为中频带宽的传输信号，以及对经过这样变频的传输信号进行正交调制。
第一本地振荡器105输出在正交调制器104中使用的本振信号。第一可变增益放大器106根据来自可变增益放大器控制信号产生器120的中频增益控制信号而控制增益，以及放大来自正交调制器104的传输信号。
第一带通滤波器107只允许在来自第一可变增益放大器106的传输信号之中的中频带宽的传输信号传送通过它。变频器108把传送通过第一带通滤波器107的中频带宽中的传输信号变频成射频带宽的传输信号。第二本地振荡器109输出在变频器108中使用的本振信号。第二带通滤波器110只允许来自变频器108的射频传输带宽中的传输信号传送通过它。
第二可变增益放大器111根据来自可变增益放大器控制信号产生器120的射频增益控制信号而控制增益，并且放大在传送通过第二带通滤波器110的射频传输带宽中的传输信号。
第三带通滤波器112只允许在来自第二可变增益放大器111的射频传输带宽中的传输信号传送通过它。传输放大器113把传送通过第二可变增益放大器111的射频传输带宽的传输信号放大到预定的发射电功率。
隔离器114只允许传输信号在从传输放大器113到高频耦合器115的方向上传送通过，而阻止信号在相反的方向上通过。
高频耦合器115在无线发射机100的前端取出传输信号。天线共用器116使得在天线117中的发射和接收成为可能。
高频检测器118检测来自高频耦合器115的传输信号的输出电功率。
A/D变换器119把由高频检测器118中检测出的传输信号的电功率的模拟值变换成数字值(输出电功率值＝来自天线117的发射电功率值)。
基带电功率计算器132确定来自基带滤波器102的I和Q分量中的基带传输信号的电功率值(基带电功率值)。
更具体地，基带电功率值相应于I和Q分量的基带传输信号的电功率值的总和，并且它由以下的公式(1)来确定：
基带电功率值＝I信道幅度2+Q信道幅度2 (1)
可变增益放大器控制信号产生器131用来根据在开始发射时来自目标增益控制信号产生部分121的目标增益控制信号设置一个条件，以使得第一和第二可变增益放大器106和111的增益成为目标增益，观察增益是在以后的发射时根据来自A/D变换器119的输出电功率值和来自基带电功率计算器132的基带电功率值而确定的，以及这样来生成用于控制第一和第二可变增益放大器106和111的增益的信号，以使得在观察增益和目标增益之间的差值消失。
观察增益由以下的公式(2)来确定：
观察增益＝输出电功率值/基带电功率值 (2)
目标增益控制信号产生部分121产生用于设置目标增益的目标增益控制信号。
下面描述具有如上所述的这样的组成的无线发射机的运行。
在开始发射时，可变增益放大器控制信号产生器131根据来自的目标增益控制信号产生部分121的目标增益控制信号被设置成使得第一和第二可变增益放大器106和111的增益成为目标增益。
此后，在基带传输信号产生部分101中产生的I和Q分量的基带传输信号通过基带滤波器102和D/A变换器103被输入到正交调制器104，其中这样输入的基带传输信号根据来自第一本地振荡器105的本振信号被变频成中频带宽中的传输信号，以及被变频的信号受到正交调制。
处在中频带宽中的传输信号被第一可变增益放大器106放大，该放大器的目标增益在开始发射时被设置，放大的信号被第一带通滤波器107滤波，然后，滤波的信号根据来自第二本地振荡器109的本振信号被变频成射频带宽的传输信号。
最终所产生的射频带宽的传输信号被第二带通滤波器110滤波，这样滤波的信号在第二可变增益放大器111中被放大，该放大器的目标增益在开始发射时被设置，此后，对放大的信号利用第三带通滤波器112来进行滤波，以及滤波的信号被传输放大器113放大。这样放大的传输信号通过隔离器114、高频耦合器115和天线共用器116从天线117被无线地发射到基站(未示出)。
从天线117发送的发射电功率通过高频耦合器115被高频检测器118检测，以模拟值的形式被检测的传输信号的电功率被变换成数字值(输出电功率值)，以及最后产生的数值被输入到可变增益放大器控制信号产生器120。
而且，基带电功率值由基带电功率计算器132根据来自基带滤波器102的I和Q分量的基带传输信号被确定，所确定的数值被输入到可变增益放大器控制信号产生器131。
在可变增益放大器控制信号产生器131中，观察增益是从输出电功率值和基带电功率值而被确定的，以及中频增益控制信号被输出到第一可变增益放大器106，以使得观察增益变成为目标增益，以及射频增益控制信号被输出到第二可变增益放大器111。
如上所述，紧接在产生I和Q分量的基带传输信号之后，按照本发明的无线发射机100被安排成使得基带电功率值根据来自所连接的基带滤波器102的I和Q分量的基带传输信号而被确定，被连接在基带滤波器102与天线117之间的第一和第二可变增益放大器106和111的观察增益根据基带电功率值和来自A/D变换器119的输出电功率值(天线117的发射电功率值)在可变增益放大器控制信号产生器131中被确定，并且第一和第二可变增益放大器106和111的增益被这样地控制，以使得观察增益变成为来自目标增益控制信号产生部分121的目标增益。
结果，被连接在D/A变换器103与高频耦合器115之间的一个规定的预定的位置处的第一和第二可变增益放大器106和111的增益被控制为恒定值，由此，来自天线117的发射电功率可被控制为恒定值。
如上所述，在一个与传统的ALC不相同的本实施例中，使增益而不是电功率被控制成恒定的。因此，当在没有数据要发送的情形下为了达到功率节省而停止数据传输时，换句话说，当数据信号在I信道上传输和控制信号在Q信道上传输的情形下只停止在I信道上的传输时，在Q信道上的控制信号电平将变成为恒定的，因为增益被控制成为恒定的，即使发送输出值有变化。
而且，即使当出现环境变化(诸如环境温度改变)时，增益可被做成恒定的，因为第一和第二可变增益放大器106和111的增益要根据观察增益而进行控制，这样，发射电功率可被恒定地控制。
即使不但在第一和第二可变增益放大器106和111中发生特性的改变，而且在D/A变换器103与高频耦合器115之间的连接部件(即，在D/A变换器103与天线117之间的连接部件)中也发生特性的改变时，所想要的这种控制仍可被实现。
如上所述，在按照本发明的发射机中，经过用于对基带传输信号实施数字/模拟变换和正交调制的调制装置的I和Q分量的基带传输信号被多个可变增益放大装置放大，然后，最终产生的信号从天线进行发射，该无线发射机被安排成使得可以确定要被输入到调制装置的上述的基带信号的电功率值，在检测天线的发射电功率后可以发射电功率值，可以根据电功率值和发射电功率值确定观察增益，以及可以控制多个可变增益放大装置的增益以便使得观察增益变成为目标增益。
因此，在控制信道上的发射电功率可被做成为恒定的，而不管在信息信道(诸如声音)中的接通/关断，以及在温度变化的情形下，发射电功率也可被做成恒定的，而不用任何温度检测装置。
现在揭示的实施例在所有的方面都被看作为说明性的而不是限制性的。本发明的范围由附属权利要求表示，而不是由以上的说明表示，以及属于本发明的等同物的意义和范围内的所有的改变都打算包括在内。
Claims (2)
1.无线发射机，其中经过用于对基带传输信号实施数字/模拟变换和正交调制的调制装置的I和Q分量的基带传输信号被多个可变增益放大装置放大，然后，最后产生的信号从天线被发射，所述无线发射机包括：
计算装置，用于确定要被输入到所述调制装置的所述基带信号的电功率；
检测装置，用于在检测所述天线的发射电功率后确定发射电功率值；
产生装置，用于产生是多个可变增益放大装置的目标增益；以及
控制装置，用于根据所述电功率值和所述发射电功率值确定观察增益，以便控制所述多个可变增益放大装置的增益，从而使得观察增益变成为目标增益。
2.用于移动台的设备，包括：
如权利要求1中要求的无线发射机。
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