CN1993958B - 用于调相和/或调幅信号的复信号定标 - Google Patents

Abstract

一种用于无线通信设备的发射路径的信号定标设备(D)，其包括处理装置(PM)，用于接收要发射的调相和/或调幅信号(I/Q)，将所述调相和/或调幅信号与选定复增益相乘，以便以选定定标振幅和选定相位偏移量输出所述调相和/或调幅信号。

Description

用于调相和/或调幅信号的复信号定标

技术领域

本发明涉及使用调相和/或调幅信号的无线通信设备的发射路径(或部分)，更具体而言，涉及在这样设备中的信号定标。

背景技术

本领域技术人员知道，某些无线通信设备(例如，GSM或UMTS移动电话)的发射路径包括信号定标设备，以改变发射信号的增益。该信号定标设备可设置在发射路径的模拟和/或数字部件中。

已提出适于在数字域中增益改变的许多信号定标设备。它们大多是通过“移位相加存储”程序将数字信号和选定增益进行二进制相乘的乘法器。另外一些基于查询表，根据所选地址存储和选择所有可能的预计算值。这些设备的其中某些实现了基于在对数域中进行信号处理的算法，使乘法简化至简单的二进制加法，在常以分贝(dB)给定增益的音频或通信信号的情形中，这较为方便。

此外，还提出了适于在模拟域中增益改变的某些信号定标设备。这样的定标可在电流模式中或在电压模式中实现。这些设备的其中某些是基于通过晶体管复制(replicas)和电流镜像的电流定标。另外一些是基于包括电阻或电容比作为增益确定成分的标准运算放大器体系结构，例如，参见B.Razavi的文献“Design of analog CMOS integratedcircuits”(McGraw-Hill出版，纽约，2001年)中所述。

在模拟和数字域中，通常将增益改变的精度限制到用于所涉及基本操作中的量化级，即，数字域中的有限字长或模拟域中的失配/有限成分分辨率。因此，这些设备可表现出较低的精度，这并不是令人满意的，或者，在关于体系结构、芯片大小和/或计算程度方面，表现出较高复杂性。

因此，本发明的目的是要改善这种情形。

发明内容

为此，本发明提供了一种信号定标设备，其用于无线通信设备的发射路径中的增益改变，包括有处理装置，用于接收要发射的调相和/或调幅信号，将其与选定复增益相乘，以便以选定定标振幅和选定相位偏移量输出该调相和/或调幅信号。

换而言之，本发明提出，对于恒定相位偏移不变的信号，即，对于例如在GMSK和8PSK的移动通信中使用的所有标准载波调制发射方案，使用复数类型的信号定标。通过利用相位不变的特性，能够以较低或中等实现方式复杂程度，实现高度精确的信号定标。

当调相和/或调幅信号等于I+jQ(其中，I为同相分量信号，Q为正交分量信号)时，且当复增益等于k₁+jk₂(其中，k₁和k₂为选定(正)增益系数)时，使定标振幅有利地取决于等于(k₁ ²+k₂ ²)^1/2的增益因子，相位偏移量等于arctan(k₂/k₁)。

在此情形中，增益系数k_j(其中，j＝1，2)例如可以等于其中，a_i，j为等于0或1的位系数，b为表示创建动态范围的选定二进制数η的小数部分的位数，B表示所述选定二进制数η的整数部分的位数。那么，处理装置可包括i)选择装置，用于输出定义选定增益系数k₁和k₂的位系数a_i，j，ii)定标装置，对其馈送用于发射的调相和/或调幅信号的同相分量信号I和正交分量信号Q，用于输出具有取决于输出位系数a_i，j的定标振幅的调相和/或调幅信号。

本发明还为无线通信设备的发射路径提供了基带和音频接口设备，包括诸如以上所述之类的信号定标设备。

当数字化实现定标设备时，它还可作为部分基带设备(包括数字信号处理器(DSP)和控制器)。

本发明还为无线通信设备的发射路径提供了射频(RF)设备，包括诸如以上所述之类的信号定标设备。

本发明还提供了无线通信设备，包括发射路径，具有诸如以上所述之类的基带设备，诸如以上所述之类的基带和音频接口设备和/或诸如以上所述之类的射频设备。

这样的设备，例如，可为移动电话。

附图说明

结合附图，通过后面的详细说明书，将更清楚地理解本发明的其他特征和优点，其中：

图1示意性表示包括根据本发明的信号定标设备的发射路径的示例；

图2示意性表示根据本发明的数字信号定标设备的实施方式的第一示例；

图3更详细地表示出图2所示信号定标设备的局部；

图4示意性表示根据本发明的模拟信号定标设备的实施方式的第二示例；

图5更详细地表示出图4所示信号定标设备的局部；

图6示意性表示根据本发明的模拟信号定标设备的实施方式的第三示例；以及

图7更详细地表示出图6所示信号定标设备的局部。

具体实施方式

附图不仅可用于清楚理解本发明，此外，若需要的话，还用于其描述。

如图1示意性所示，无线通信设备的发射路径主要包括数字基带处理器(或设备)BBD、基带和音频接口设备BAI、射频(RF)设备RFD和功率放大器PA。

在以下描述中，将认为无线通信设备为移动电话，例如，GSM/GPRS移动电话或UMTS移动电话，用于发射(和接收)调相和/或调幅信号。但本发明并不限于该类型的设备。它还可为例如包括通信设备的膝上型或PDA(个人数字助理)。

对于发射方向，数字基带处理器主要包括与基带和音频接口设备BAI相接口的数字信号处理器(DSP)和控制器设备(例如，ARM)。基带和音频接口设备BAI主要包括调制器M、数模转换器DAC和与射频设备RFD相接口的后滤波器PF。调制器M可为，例如，联合8PSK/GMSK I/Q调制器，适于在多模式操作中于GSM帧的连续时隙中从GMSK调制方案切换到8PSK调制方案，且反之亦然。但本发明并不限于这种可能需要在功率放大器PA的线性与非线性模式之间进行的切换。本发明的确通用于调制器的任何切换方案。射频设备RFD的发射部分主要包括滤波器、增益级、振荡器和混频器。功率放大器PA与射频天线AN相连。

可将数字基带处理器BBD，BAI和射频(RF)设备RFD限定在同一芯片上，或在不同的芯片上，还可将这三个设备中任何两个的组合限定在同一芯片上。因此，可将它们彼此按“芯片到芯片连接模式”或“块到块连接模式”(当将它们集成在同一芯片上时)连接。

发射路径通常包括可处于基带和音频接口设备(BAI)内部(以数字或模拟形式)和/或射频设备(RFD)(优选以模拟形式)中的至少一个增益级或信号定标设备D。

本发明目的在于提供一种用于以有限复杂性提供高精度信号定标的信号定标设备D。如图1所示，根据本发明的设备D(或增益级)可处于基带和音频接口设备BAI内部和/或射频设备RFD中。此外，下面也将描述到，根据本发明的设备D可具有数字形式或模拟形式。

信号定标设备D(此后记为“设备D”)包括至少处理器模块PM，用于将其接收的每个调相和/或调幅信号(以及必须被发射的)与选定复增益相乘，以便以选定定标振幅和选定相位偏移量将其输出。

为便于理解本发明，下面将回想一下关于复数乘法的数学定义。

采用极性形式，假设x₁＝r₁(cosθ₁+jsinθ₁)和x₂＝r₂(cosθ₂+jsinθ₂)。那么，可将乘积X＝x₁x₂写为：

X＝x₁x₂＝r₁r₂[cos(θ₁+θ₂)+j sin(θ1+θ2)]                (式1)

对式(1)两边取绝对值和求幅角，则有：

|x₁x₂|＝|x₁||x₂|                                          (式2a)

arg(x₁x₂)＝(arg(x₁)+arg(x₂))modulo 2π                    (式2b)

式(2a)和(2b)适合于任何实数或复数的相乘。因此，假设x₁为要发射的调相和/或调幅信号(x₁＝I+jQ)，并具有同相分量I和正交分量Q，且r₁＝(I²+Q²)^1/2，x₂为复增益(x₂＝k₁+jk₂)，且r₂＝(k₁ ²+k₂ ²)^1/2，那么调制信号和复增益乘积的绝对值等于其各自分量绝对值的乘积，最终幅角为各自幅角的总和。

因此，从接收机方面来看，当要发射的调制信号不受任何恒定相位偏移量所影响的话，例如对于任何调相信号的情形，该信号x₁与选定复增益x₂的乘积X导致具有固定相位偏移量(argx₂＝arctan(k₂/k₁))的选定振幅信号定标(r₂＝(k₁ ²+k₂ ²)^1/2)。在笛卡尔坐标中，可将乘积X＝x₁x₂改写为：

X＝x₁x₂＝(I+jQ)(k₁+jk₂)＝(Ik₁-Qk₂)+j(Ik₂+Qk₁)         (式3)

该乘法可按数字形式或模拟形式实现。此外，该乘法还可按简单形式或微分形式实现。

在简单形式中，根据式(3)，由它的分量对{I，Q}定义要发射的调制I/Q信号，以获得具有由分量对{I_T，Q_T}所定义的定标振幅的调制I/Q信号，其中，I_T＝Ik₁-Qk₂，Q_T＝Ik₂-Qk₁。

在微分形式中，根据式(3)，由微分分量的四元组(quadruplet){I⁺，Q⁺，I^-，Q^-}定义要发射的调制I/Q信号，其中，I⁺＝-I^-，Q⁺＝-Q^-(出于说明清楚考虑，在此示例中，假设公共模式电压为零)，以获得具有由分量四元组{I⁺ _T，Q⁺ _T，I^- _T，Q^- _T}所定义的定标振幅的调制I/Q信号，其中，I⁺ _T＝I⁺k₁+Q^-k₂，Q⁺ _T＝I⁺k₂+Q⁺k₁，I^- _T＝I-k₁+Q⁺k₂，Q^- _T＝I^-k₂+Q^-k₁。

在此期间，可省略附加信号反相。

可将定义增益的分量k₁和k₂量化为n位级，其中，n≥1。

例如，可选n＝3，倍乘范围(multiplication range)为[-9；3]dB，分辨率为每增益阶(gain step)1dB。下面，如果增益K(以dB计)等于20log₁₀((k₁ ²+k₂ ²)^1/2)，其中，k₁＝k₂＝[1；0.875；0.75；…；0.25；0.125]，在结果排序和保持增益值最接近于1dB的分辨率增益阶之后，得到以下的增益值K＝[-9.03；-8.06；-6.92；-5.75；-5.05；-4.08；-3.01；-2.04；-1.07；-0.07；0.97；1.94；3.01]dB。对于K的整个范围，实现0.25dB的增益精度，对于属于[-5；3]dB的增益值K，实现0.05dB的增益精度。

回想一下，可按B位固定点表示法表示的非负整数η的范围由0≤η≤2^B-1给出，可按b位表示的正小数η的范围由0≤η≤1-2^-b给出。此外，如果η_max和η_min分别表示可按B位固定点表示法表示的最大数值和最小数值，则动态范围R由R＝ηm_ax-η_min给出，表示分辨率(或量化级)由δ＝R/(2^B-1)或R/(2^b-1)定义。仅对于不等于零的B和b来定义δ。

此外，由B个整数位和b个小数位组成的二进制数η的十进制等效值由其中，每位a_i等于0或1。因此，可将增益K改写为：

$K=\{{\left(\underset{i=-b}{\overset{B-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{i,1}{2}^i\right)}^2+{\left(\underset{i=-b}{\overset{B-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{i,2}{2}^i\right)}^2{\}}^{1/2}$ (式4)

例如，当B＝1以及b＝3时，η的范围从1至0.125，从而，R等于0.875，δ等于0.125。该示例增添了不需要的精度和复杂性，这是由于情形k_j＝0(且j＝1，2)不存在。因此，更有益的是将B设置成0，保持b等于3，并利用情形k_j＝1代替情形k_j＝0。在此情形中，可将式(4)改写为：

$K=\{{\left(\underset{i=-3}{\overset{-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{i,1}{2}^i\right)}^2+{\left(\underset{i=-3}{\overset{-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{i,2}{2}^i\right)}^2{\}}^{1/2},$ 且如果所有a_i，j＝0，则 $\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,j}{2}^i=1$ (式5)

下面，参照图2和3，描述根据本发明的数字信号定标设备D的实施方式的第一示例，适于实现式(5)。

在该第一示例中，设备D为包括选择模块SNM和定标模块SGM的数字电路，其中，选择模块SNM用于选择选定增益系数k_j(j＝1，2)，以便输出对它们进行限定的位系数a_i，j，定标模块SGM被馈送要发射的调相和/或调幅信号的同相分量信号I和正交分量信号Q以及位系数a_i，j，其用于输出限定振幅定标后的调相和/或调幅信号的分量I_T和Q_T。

例如，可将定标模块SGM划分成第一子模块SM1和第二子模块SM2，第一子模块SM1被馈送I和Q，用于输出I_T，第二子模块SM2也被馈送I和Q，但用于输出Q_T。

第一子模块SM1包括，例如：

—优选有第一输入寄存器IR1_I，用于存储要发射的同相分量信号I，

—第一清除寄存器CR1_I，用于存储I与k₁(Ik₁)乘积的值，

—第一移位器/加法器SA1_I，用于实现式(5)。更切确而言，其用于将第一输入寄存器IR1_I的内容连续移动i＝-b至B-1位，然后，对于特定移位i，如果相应值a_i，1为1，将该移位i的结果与存储在第一清除寄存器CR1_I中的值相加，

—优选有第二输入寄存器IR1_Q，用于存储要发射的正交分量信号Q，

—第二清除寄存器CR1_Q，用于存储Q与k₂(Qk₂)乘积的值，

—第二移位器/加法器SA1_Q，用于实现式(5)。更切确而言，其用于将第二输入寄存器IR1_Q的内容连续移动i＝-b至B-1位，然后，对于特定移位i，如果相应值a_i，2为1，将该移位i的结果与存储在第二清除寄存器CR1_Q中的值相加，以及

—第一计算模块CM1，用于从第一清除寄存器CR1_I(Ik₁-Qk₂)的内容减去第二清除寄存器CR1_Q的内容，以便输出具有选定定标振幅I_T的同相分量信号。

第二子模块SM2类似于第一子模块SM1。它包括，例如：

—优选有第一输入寄存器IR2_I，用于存储要发射的同相分量信号I，

—第一清除寄存器CR2_I，用于存储I与k₂(Ik₂)乘积的值，

—第一移位器/加法器SA2_I，用于实现式(5)。更切确而言，其用于将第一输入寄存器IR2_I的内容连续移动i＝-b至B-1位，然后，对于特定移位i，如果相应值a_i，1为1，将该移位i的结果与存储在第一清除寄存器CR2_I中的值相加，

—优选有第二输入寄存器IR2_Q，用于存储要发射的正交分量信号Q，

—第二清除寄存器CR2_Q，用于存储Q与k₁(Qk₁)乘积的值，

—第二移位器/加法器SA2_Q，用于实现式(5)。更切确而言，其用于将第二输入寄存器IR2_Q的内容连续移动i＝-b至B-1位，然后，对于特定移位i，如果相应值a_i，2为1，将该移位i的结果与存储在第二清除寄存器CR2_Q中的值相加，以及

—第二计算模块CM2，用于将第二清除寄存器CR2_Q的内容与第一清除寄存器CR2_I(Ik₂+Qk₁)的内容相加，以便输出具有选定定标振幅Q_T的正交分量信号。

根据其符号(或方向)，移位是以等于2的因子相乘或相除。更具体而言，右向移位(“＞＞1”)相当于除以2，而左向移位(“＜＜1”)相当于乘以2。

例如，如果增益阶等于0.25，则值I与k₁＝0.25的乘法相当于两个右移(“＞＞2”)，其给出I/4。例如，“I＞＞2-Q＞＞2”相当于I/4-Q/4，“I＞＞2+I＞＞3-Q＞＞1”相当于I/4+I/8-Q/2，即，3I/8-Q/2，以及“I+Q＞＞1”相当于I+Q/2。

下表给出了不同增益值，对应增益系数k₁和k₂，和用于I_T和Q_T计算所需的移位行动之间的对应关系示例：

K(dB)	k1	k2	IT计算	QT计算
					-9.03	0.25	0.25	I＞＞2-Q＞＞2	I＞＞2+Q＞＞2
-8.06	0.375	0.125	I＞＞2+I＞＞3-Q＞＞3	I＞＞3+Q＞＞2+Q＞＞3
					-6.92	0.375	0.25	I＞＞2+I＞＞3-Q＞＞2	I＞＞2+Q＞＞2+Q＞＞3
-5.75	0.5	0.125	I＞＞1-Q＞＞3	I＞＞3+Q＞＞1
					-5.05	0.5	0.250	I＞＞1-Q＞＞2	I＞＞2+Q＞＞1
-4.08	0.5	0.375	I＞＞1-Q＞＞2-Q＞＞3	I＞＞2+I＞＞3+Q＞＞1
					-3.01	0.5	0.5	I＞＞1-Q＞＞1	I＞＞1+Q＞＞1
-2.04	0.75	0.25	I＞＞1+I＞＞2-Q＞＞2	I＞＞2+Q＞＞1+Q＞＞2
					-1.07	0.875	0.125	I＞＞1+I＞＞2+I＞＞3-Q＞＞3	I＞＞3+Q＞＞1+Q＞＞2+Q＞＞3
-0.07	1	0.125	I-Q＞＞3	I＞＞3+Q
					0.97	1	0.5	I-Q＞＞1	I＞＞1+Q
1.94	1	0.75	I-Q＞＞1-Q＞＞2	I＞＞2+Q＞＞1+Q
					3.01	1	1	I-Q	I+Q

通过该数字实现方式，由移位器/加法器SA1或SA2执行的主要功能是简单的移位和相加操作，这可在硬件或软件中实现。

下面，参照图4和5，描述根据本发明的模拟信号定标设备D的实施方式的第二示例，该示例也适于式(5)，但是以模拟方式实现。更具体而言，该第二示例对应于电流模式实现方式。

在该第二示例中，设备D为包括选择模块SNM、控制模块CTM和定标模块SGM’的模拟电路，其中，选择模块SNM用于选择选定增益系数k_j(j＝1，2)，以便输出对它们进行限定的位系数a_i，j，控制模块CTM用于对开关命令信号SCS中的位系数a_i，j根据其值(0或1)进行转换，定标模块SGM’被馈送要发射的调相和/或调幅信号的微分同相分量信号I⁺和I^-与正交分量信号Q⁺和Q^-以及开关命令信号SCS，其用于输出限定振幅定标后的调相和/或调幅信号的微分分量I⁺ _T，I^- _T，Q⁺ _T和Q^- _T。

例如，可将定标模块SGM’划分成第一子模块SM1’、第二子模块SM2’、第三子模块SM3’和第四子模块SM4’，第一子模块SM1’被馈送I⁺和Q^-，用来输出I⁺ _T，第二子模块SM2’被馈送I⁺和Q⁺，用来输出Q⁺ _T，第三子模块SM3’被馈送I^-和Q⁺，用来输出I^- _T，第四子模块SM4’被馈送I^-和Q^-，用来输出Q^- _T。

例如，如图5所示，第一子模块SM1’包括用于提供I⁺的振幅定标的第一实体SM11和用于提供Q^-的振幅定标的第二实体SM12。

第一实体SM11包括，例如，分别与位系数a_i，1(a-_3，1至a_0，1)相关联的第一组GS11开关S1_i(此处，i＝-3至0)。每个开关S1_i包括都包括输入和输出，其适于根据由控制模块CM所提供的相应开关命令信号SCS的值被设置成接通状态(允许电流流过)或断开状态(禁止电流流过)。此外，这些开关S1_i的输出都与第一输出端相连。

第一实体SM11还包括，例如，均具有绝缘栅极的第一组GT11场效应晶体管T1_i(例如，在MOS技术中)。晶体管T1_i的所有绝缘栅极都与第一输入端串联，第一输入端被馈送第一同相调制信号I⁺。此外，每个晶体管T1_i都具有与第一组GS11的其中一个开关S1_i的输入相连接的漏极。此外，这些晶体管T1_i具有不同的纵横比(或长宽比)。例如，第一晶体管T1_-3具有1的纵横比，第二晶体管T1_-2具有2的纵横比，第三晶体管T1_-1具有4的纵横比，第四晶体管T1₀具有8的纵横比，

优选是，如图所示，第一实体SM11还包括第一附加场效应晶体管AT11，第一附加场效应晶体管AT11优选与具有最大纵横比(此处等于8)的晶体管T1₀相同。第一附加晶体管AT11的绝缘栅极与其各自的漏极以及第一输入端相连，第一输入端被馈送第一同相调制信号I⁺。因此，该第一附加晶体管AT11为“二极管接法晶体管”

该附加晶体管AT11吸收引入到其漏极的任何电流，并生成选定栅源电压V_GS。与其绝缘栅极相连的所有晶体管T1_i共享同一栅源电压V_GS。因此，具有与附加晶体管AT11同样纵横比的任何T1_i都产生同样的电流。回想一下，当该输入电流被吸收到二极管接法晶体管中而不发生符号改变时，电流静像将输入电流复制到输出上，输出电流被吸收到输出晶体管中。

因此，当控制模块CM向第一组GT11的开关S1₀发送接通状态开关命令信号SCS，I⁺将流过它(且I⁺＝-I⁺ _T)，当控制模块CM向第一组GT11的开关S1_-1发送接通状态开关命令信号SCS，I⁺/2将流过它(且I⁺/2＝-I⁺ _T/2)，当控制模块CM向第一组GT11的开关S1_-2发送接通状态开关命令信号SCS，I⁺/4将流过它，等。然后，将流过处在接通状态的开关的所有电流加起来以提供I⁺ _T。如上所述，二极管接法晶体管将电流吸收到接地，输出电流也将电流吸收到接地。这是电流镜像功能的标准操作。

第二实体SM12类似于第一实体SM11。它包括，例如，分别与位系数a_i，2(a_-3，2至a_0，2)相关联的第二组GS12开关S2_i(此处，i＝-3至0)。每个开关S2_i包括都包括输入和输出，其适于根据由控制模块CM所提供的相应开关命令信号SCS的值被设置为接通状态或断开状态。此外，这些开关S2_i的输出都与第一输出端相连。

第二实体SM12还包括，例如，均具有绝缘栅极的第二组GT12场效应晶体管T2_i(例如，在MOS技术中)。晶体管T2_i的所有绝缘栅极都与第二输入端串联，第二输入端被馈送第一正交调制信号Q^-(Q⁺＝-Q^-)。此外，每个晶体管T2_i都具有与第二组GS12的其中一个开关S2_i的输入相连接的漏极。此外，这些晶体管T2_i具有不同的纵横比。在该示例中，第一晶体管T2_-3具有1的纵横比，第二晶体管T2_-2具有2的纵横比，第三晶体管T2_-1具有4的纵横比，第四晶体管T2₀具有8的纵横比，

优选是，如图所示，第二实体SM12还包括第二附加场效应晶体管AT12，第二附加场效应晶体管AT12优选与具有最大纵横比(此处等于8)的晶体管T2₀相同。第二附加晶体管AT12的绝缘栅极与其各自的漏极以及第二输入端相连，第二输入端被馈送第一正交调制信号Q^-。

第二子模块SM2’与第一子模块SM1’相同。它包括，例如，用于I⁺的振幅定标的第一实体SM21[包括GS21，GT21，AT21]和用于Q⁺的振幅定标的第二实体SM22[包括GS22，GT22，AT22]。第一SM21和第二SM22实体的输出都与输出微分分量Q⁺ _T的第二输出端相连。

第三子模块SM3’也与第一子模块SM1’相同。它包括，例如，用于I^-的振幅定标的第一实体SM31[包括GS31，GT31，AT31]和用于Q⁺的振幅定标的第二实体SM32[包括GS32，GT32，AT32]。第一SM31和第二SM32实体的输出都与输出微分分量I^- _T的第三输出端相连。

最后，第四子模块SM4’也与第一子模块SM1’相同。它包括，例如，用于I^-的振幅定标的第一实体SM41[包括GS41，GT41，AT41]和用于Q^-的振幅定标的第二实体SM42[包括GS42，GT42，AT42]。第一SM41和第二SM42实体的输出都与输出微分分量Q^- _T的第四输出端相连。

在设备D的该第二示例中，输入调相和/或调幅信号为电流，定标是利用电流镜像操作完成，其中，在需要时，电流镜像操作还可将信号的符号反相。

下面，参照图6和7，描述根据本发明的模拟信号定标设备D的实施方式的第三示例，该示例也适于实现式(5)，但以模拟方式实现。更具体而言，该第三示例相当于电压模式实现方式。

在该第三示例中，设备D为包括选择模块SNM、控制模块CTM和定标模块SGM”的数字电路，其中，选择模块SNM用于选择选定增益系数k_j(j＝1，2)，以便输出对它们进行限定的位系数a_i，j，控制模块CTM用于对开关命令信号SCS中的位系数a_i，j根据其值(0或1)进行转换，定标模块SGM”被馈送要发射的调相和/或调幅信号的微分同相分量信号I⁺和I^-与正交分量信号Q⁺和Q^-以及开关命令信号SCS，其用于输出限定振幅定标后的调相和/或调幅信号的微分分量I⁺ _T，I^- _T，Q⁺ _T和Q^- _T。

例如，可将定标模块SGM”划分成第一子模块SM1”和第二子模块SM2”，第一子模块SM1”被馈送I⁺，I^-，Q⁺和Q^-，用来输出I⁺ _T和I^- _T，第二子模块SM2”也被馈送I⁺，I^-，Q⁺和Q^-，用来输出Q⁺ _T和Q^- _T。

例如，如图7所示，可将第一子模块SM1”划分成第一实体SE11、第二实体SE21和第三实体SE31。

第一实体SE11包括，例如，并联设置的第一组FG11分支Bl1_i(此处，i＝-3至0)。每个分支Bl1_i包括与其中一个位系数a_i，1(a_-3，1至a_0，1)相关联的开关S1_i，其适于根据相应开关命令信号SCS的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻RBl_i相串联。

第一实体SE11还包括并联设置的第二组FG21分支B21_i(此处，i＝-3至0)。每个分支B21_i包括与其中一个位系数a_i，1(a_-3，1至a_0，1)相关联的开关S2_i，其适于根据相应开关命令信号SCS的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻RB2_i相串联。

第一实体SE11还包括第一运算放大器OA11，第一运算放大器OA11具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入与第一组FG11的分支Bl1_i的输入相连，且通过选定阻值的第一电阻R11被馈送第一同相调制信号I⁺；非反相输入与第二组FG21的分支B21_i的输入相连，且通过选定阻值的第二电阻R21被馈送第二同相调制信号I^-；正输出与第一组FG11的分支Bl1_i的输出相连；负输出与第二组FG21的分支B21_i的输出相连。

此处，第一运算放大器OA11用于进行与k₁的乘法。

第二实体SE21类似于第一实体SE11。它包括，例如，并联设置的第三组FG31分支B31_i(此处，i＝-3至0)。每个分支B31_i包括与其中一个位系数a_i，2(a_-3，2至a_0，2)相关联的开关S1_i，其适于根据相应开关命令信号SCS的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻RBl_i相串联。

第二实体SE21还包括并联设置的第四组FG41分支B41_i(此处，i＝-3至0)。每个分支B41_i包括与其中一个位系数a_i，2(a_-3，2至a_0，2)相关联的开关S2_i，其适于根据相应开关命令信号SCS的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻RB2_i相串联。

第二实体SE21还包括第二运算放大器OA21，第二运算放大器OA21具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入与第三组FG31的分支B31_i的输入相连，且通过选定阻值的第三电阻R31被馈送第一正交调制信号Q⁺；非反相输入与第四组FG41的分支B41_i的输入相连，且通过选定阻值的第四电阻R41被馈送第二正交调制信号Q^-；正输出与第三组FG31的分支B31_i的输出相连；负输出与第四组FG41的分支B41_i的输出相连。

此处，第二运算放大器OA21用于进行与k₂的乘法。

第三实体SE31包括，例如，第三运算放大器OA31，第三运算放大器OA31具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入通过选定阻值的第五电阻R51与第一运算放大器OA11的正输出相连，通过选定阻值的第六电阻R61与第二运算放大器OA21的负输出相连；非反相输入通过选定阻值的第七电阻R71与第一运算放大器OA11的负输出相连，通过选定阻值的第八电阻R81与第二运算放大器OA21的正输出相连；正输出通过选定阻值的第九电阻R91与其反相输入相连，用于输出微分分量I⁺ _T(在此等于k₁*I⁺+k₂*Q^-)；负输出通过选定阻值的第十电阻R101与其非反相输入相连，用于输出微分分量I^- _T。第三运算放大器OA31用于加法运算。

优选是，第一R11至第十R101电阻具有同一选定阻值，该阻值也优选等于分支Bl1₀的电阻阻值RBl₀(此处，l＝1至4)。还优选是，分支Bl1_-1的电阻阻值RBl_-1等于RBl₀/2，分支Bl1_-2的电阻阻值RBl_-2等于RBl₀/4，分支Bl1_-3的电阻阻值RBl_-3等于RBl₀/8。

在该电压模式示例中，通过使用标准运算放大器电路对电压输入定标。

例如，当控制模块CM向第一组FG11的开关S1₀发送接通状态开关命令信号SCS时，将I⁺输入端处的任何电压以(-8/8)镜像到第一运算放大器OA11的正输出。当控制模块CM向第一组FG11的开关S1_-1发送接通状态开关命令信号SCS时，将I⁺输入端处的任何电压以(-4/8)镜像到第一运算放大器OA11的正输出。当控制模块CM向第一组FG11的开关S1₀和S1_-1发送接通状态开关命令信号SCS时，将I⁺输入端处的任何电压以[-((4*8)/(8+4))/8＝-1/3]镜像到第一运算放大器OA11的正输出。根据上述电阻值，这源自于电阻比RBl₀/R11，RBl_-1/R11和((RBl₀*RBl_-1)/(RBl₀+RBl_-1))/R11。

第二子模块SM2”等同于第一子模块SM1”。它包括，例如，用于I^-(通过FG12)和I⁺(通过FG22)的振幅定标的第一实体SE12[包括FG12，B12_i，OA12，R12，R22，FG22，B22_i]，用于Q⁺(通过FG32)和Q^-(通过FG42)的振幅定标的第二实体SE22[包括FG32，B32_i，OA22，R32，R42，FG42，B42_i]，和分别在第三运算放大器OA32的负和正输出上输出微分分量Q⁺ _T和Q^- _T的第三实体SE32[包括OA32，R52，R62，R72，R82，R92，R102]。在此情形中，第一运算放大器OA12用于进行与k₂的乘法，而第二运算放大器OA22用于进行与k₁的乘法。

本发明不限于上面所述的信号定标设备(D)、基带和音频接口设备(BAI)、射频设备(RFD)和无线通信设备，它们仅作为示例，但本发明可包含本领域技术人员可以想到的处于后面权利要求范围之内的所有可选实施方式。

Claims (10)

1.一种信号定标设备(D)，用于无线通信设备的发射路径(TP)中，其特征在于，包括处理装置(PM)，用于接收要发射的调相和/或调幅信号(I/Q)，将所述调相和/或调幅信号与选定复增益相乘，以便以选定定标振幅和选定相位偏移量输出所述调相和/或调幅信号；

所述调相和/或调幅信号等于I+jQ，其中，I为同相分量信号，Q为正交分量信号，所述复增益等于k₁+jk₂，其中，k₁和k₂为选定增益系数，并且，所述定标振幅取决于等于(k₁ ²+k₂ ²)^1/2的增益因子，且所述相位偏移量等于arctan(k₂/k₁)；

所述增益系数k_j(其中，j＝1，2)等于 其中，a_i，j为等于0或1的位系数，b为表示创建动态范围值的选定二进制数η的小数部分的位数，B表示所述选定二进制数η的整数部分的位数，其中，所述选定二进制数η为 的二进制等效值，并且，所述处理装置(PM)包括：

i)选择装置(SNM)，用于输出定义所述选定增益系数k₁和k₂的所述位系数a_i，j；

ii)定标装置(SGM；SGM’；SGM”)，对其馈送用于发射的调相和/或调幅信号的所述同相分量信号I和正交分量信号Q，用于输出具有取决于所述输出位系数a_i，j的定标振幅的所述调相和/或调幅信号。

2.根据权利要求1的信号定标设备，其特征在于，对所述定标装置(SGM)馈送所述位系数a_i，j，所述定标装置包括：

i)第一寄存器装置，用于存储要发射的所述同相分量信号I；

ii)第一移位装置，用于根据所述输出的位系数a_i，1将所述第一寄存器装置的内容移动i＝-b至B-1位；

iii)第二寄存器装置，用于存储要发射的所述正交分量信号Q， 

iv)第二移位装置，用于根据所述输出的位系数a_i，2将所述第二寄存器装置的内容移动i＝-b至B-1位，

v)第一计算装置，用于从所述第一寄存器装置的内容减去所述第二寄存器装置的内容，以便输出具有选定定标振幅的同相分量信号；

vi)第三寄存器装置，也用于存储要发射的所述同相分量信号I；

vii)第三移位装置，用于根据所述输出的位系数a_i，2将所述第三寄存器装置的内容移动i＝-b至B-1位；

viii)第四寄存器装置，也用于存储要发射的所述正交分量信号Q；

ix)第四移位装置，用于根据所述输出的位系数a_i，1将所述第四寄存器装置的内容移动i＝-b至B-1位；

x)第二计算装置，用于将所述第三寄存器装置的内容与所述第四寄存器装置的内容相加，以便输出具有选定定标振幅的正交分量信号。

3.根据权利要求1的信号定标设备，其特征在于，它包括控制装置(CM)，用于对开关命令信号(SCS)中的所述位系数a_i，j根据其值进行转换，并且，所述定标装置(SGM’)包括：

i)分别与所述位系数a_i，1相关的第一组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第一组的开关的输出与定标装置(SGM’)的第一输出端相连；

ii)第一组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与定标装置(SGM’)的第一输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第一输入端馈送与要发射的所述同相分量信号(I)相同的第一同相调制信号(I⁺)，每个晶体管均具有与所述第一组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

iii)分别与所述位系数a_i，2相关的第二组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第二组开关的输出与所述定标装置(SGM’)的第一输出端相连； 

iv)第二组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与定标装置(SGM’)的第二输入端相串联，所述定标装置(SGM’)的第二输入端馈送第一正交调制信号(Q^-)，所述第一正交调制信号(Q^-)等于要发射的所述正交分量信号(Q)乘以负一，每个晶体管均具有与所述第二组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

v)分别与所述位系数a_i，2相关的第三组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第三组开关的输出与定标装置(SGM’)的第二输出端相连；

vi)第三组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与所述定标装置(SGM’)的第一输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第一输入端馈送所述第一同相调制信号(I⁺)，每个晶体管均具有与所述第三组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

vii)分别与所述位系数a_i，1相关的第四组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第四组开关的输出与定标装置(SGM’)的第二输出端相连；

viii)第四组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与定标装置(SGM’)的第三输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第三输入端馈送与要发射的所述正交分量信号(Q)相同的第二正交调制信号(Q⁺)，每个晶体管均具有与所述第四组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

ix)分别与所述位系数a_i，1相关的第五组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第五组开关的输出与定标装置(SGM’)的第三输出端相连；

x)第五组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与所述定标装置(SGM’)的第四输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第四输入端馈送第二同相调制信号(I^-)，所述第二同相调制信号(I^-)等于要发射的所述同 相调制信号(I)乘以负一，每个晶体管均具有与所述第五组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

xi)分别与所述位系数a_i，2相关的第六组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第六组开关的输出与所述定标装置(SGM’)的第三输出端相连；

xii)第六组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与所述定标装置(SGM’)的第三输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第三输入端馈送所述第二正交调制信号(Q⁺)，每个晶体管均具有与所述第六组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

xiii)分别与所述位系数a_i，2相关的第七组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第七组开关的输出与定标装置(SGM’)的第四输出端相连；

xiv)第七组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与所述定标装置(SGM’)的第四输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第四输入端馈送所述第二同相调制信号(I^-)，每个晶体管均具有与所述第七组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比；

xv)分别与所述位系数a_i，1相关的第八组开关，每个开关都包括输入和输出，并适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，所述第八组开关的输出与所述定标装置(SGM’)的第四输出端相连；

xvi)第八组晶体管，每个晶体管均具有绝缘栅极，所述绝缘栅极与所述定标装置(SGM’)的第二输入端相串联，对所述定标装置(SGM’)的第二输入端馈送所述第一正交调制信号(Q^-)，每个晶体管均具有与所述第八组开关的其中一个开关的输入相连的漏极，并具有不同的纵横比。

4.根据权利要求1的信号定标设备，其特征在于，它包括控制装置(CM)，用于对开关命令信号(SCS)中的所述位系数a_i，j根据其值进行转换，并且，所述定标装置(SGM”)包括： 

i)均并联设置的第一和第二组分支，每个分支包括与其中一个所述位系数a_i，1相关联的开关，其适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻相串联；

ii)均并联设置的第三和第四组分支，每个分支包括与其中一个所述位系数a_i，2相关联的开关，其适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻相串联；

iii)第一运算放大器，具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入与所述第一组分支的输入相连，且通过选定阻值的第一电阻被馈送第一同相调制信号(I⁺)，所述第一同相调制信号(I⁺)与要发射的所述同相分量信号(I)相同；非反相输入与所述第二组分支的输入相连，且通过选定阻值的第二电阻被馈送第二同相调制信号(I^-)，所述第二同相调制信号(I^-)与要发射的所述同相分量信号(I)乘以负一相同；正输出与所述第一组分支的输出相连；负输出与所述第二组分支的输出相连；

iv)第二运算放大器，具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入与所述第二组分支的输入相连，且通过选定阻值的第三电阻被馈送第一正交调制信号(Q⁺)，所述第一正交调制信号(Q⁺)与要发射的所述正交分量信号(Q)相同；非反相输入与所述第四组分支的输入相连，且通过选定阻值的第四电阻被馈送第二正交调制信号(Q^-)，所述第二正交调制信号(Q^-)与要发射的所述正交分量信号(Q)乘以负一相同；正输出与所述第二组分支的输出相连；负输出与所述第四组分支的输出相连；

v)第三运算放大器，具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，其中，反相输入通过选定阻值的第五电阻与第一运算放大器的正输出相连，通过选定阻值的第六电阻与第二运算放大器的负输出相连；非反相输入通过选定阻值的第七电阻与第一运算放大器的负输出相连，通过选定阻值的第八电阻与第二运算放大器的正输出相连；正输出通过选定阻值的第九电阻与其反相输入相连；负输出通过选定阻值的第十电阻与其非反相输入相连； 

vi)均并联设置的第五和第六组分支，每个分支包括与其中一个所述位系数a_i，2相关联的开关，其适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻相串联；

vii)均并联设置的第七和第八组分支，每个分支包括与其中一个所述位系数a_i，1相关联的开关，其适于根据相应开关命令信号的值被设置为接通状态或断开状态，并且与选定阻值的电阻相串联；

viii)第四运算放大器，具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入与所述第五组分支的输入相连，且通过选定阻值的第十一电阻被馈送所述第二同相调制信号(I^-)；非反相输入与所述第六组分支的输入相连，且通过选定阻值的第十二电阻被馈送所述第一同相调制信号(I⁺)；正输出与所述第五组分支的输出相连；负输出与所述第六组分支的输出相连；

ix)第五运算放大器，具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，反相输入与所述第七组分支的输入相连，且通过选定阻值的第十三电阻被馈送所述第一正交调制信号(Q⁺)；非反相输入与所述第八组分支的输入相连，且通过选定阻值的第十四电阻被馈送所述第二正交调制信号(Q^-)；正输出与所述第七组分支的输出相连；负输出与所述第八组分支的输出相连；

x)第六运算放大器，具有反相输入、非反相输入、正输出和负输出，其中，反相输入通过选定阻值的第十五电阻与第五运算放大器的正输出相连，通过选定阻值的第十六电阻与第六运算放大器的负输出相连；非反相输入通过选定阻值的第十七电阻与第五运算放大器的负输出相连，通过选定阻值的第十八电阻与第六运算放大器的正输出相连；正输出通过选定阻值的第十九电阻与其反相输入相连；负输出通过选定阻值的第二十电阻与其非反相输入相连。

5.根据权利要求4的信号定标设备，其特征在于，所述第一至第二十电阻具有同一选定阻值。

6.根据权利要求1至5其中一个的信号定标设备，其特征在于，所述调 相和/或调幅信号为GMSK I/Q信号或8PSK I/Q信号。

7.一种基带和音频接口设备(BAI)，用于无线通信设备的发射路径，包括调制器(M)、数模转换器(DAC)和与射频设备(RFD)相接口的后滤波器(PF)其特征在于，还包括根据权利要求1所述的信号定标设备(D)，所述信号定标设备(D)与所述后滤波器(PF)相连接。

8.一种基带设备(BBD)，用于无线通信设备的发射路径，其特征在于，包括根据权利要求7所述的基带和音频接口设备(BAI)，以及与根据权利要求7所述的基带和音频接口设备(BAI)相接口的数字信号处理器(DSP)和控制器设备。

9.一种射频设备(RFD)，用于无线通信设备的发射路径，包括滤波器、增益级、振荡器以及混频器，其特征在于，根据权利要求1所述的信号定标设备(D)处于所述射频设备(RFD)中。

10.一种包括发射路径的无线通信设备，包括功率放大器(PA)以及射频天线(AN)，其特征在于，所述发射路径包括根据权利要求8的基带设备(BBD)和/或根据权利要求7的基带和音频接口设备(BAI)和/或根据权利要求9的射频设备(RFD)。 

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