TWI322580B - Blind modulation cancellation by addition of modulated signal - Google Patents

Description

1322580 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關係一種調整無線通信模组的接收路徑的方法以 防止發射或其他流失至該接收路徑上的信號經由_放大器 或其他非線性裝置調變一較強的干擾信號，及可能擴展該 干擾信號至由遠端台發射的較弱接收信號佔有的頻帶。由 合併調幅流失信號及規定的虛設信號，強迫接收路徑的非 線性裝置根據干擾信號於一線性區域内操作，留下該干擾 信號未碉變（或，至少不必添加調變）。然後，過濾從非線性 裝置輸出的虛設，流失，及干擾信號（及任何其他由加入虛 設信號產生的信號）。 【先前技術】 一電路如果應用相同功能至輸入信號而不考慮該輸入信 號的特性便稱為「線性」。例如，一電路如果應用相同功能 至輸入信號不論是否具有小振幅或大振幅都沒有振幅關係 非線性。反之’ 一電路如果其功能根據輸入信號的振幅而 改是，便具有振幅關係非線性。一具有振幅關係非線性電 路的例子為-放大器對小振幅輸入信號乘以1〇，但對具有 增加振幅的輸入信號則依序乘以較小的數如9 8 ’ 9 7, 9 6 ’ 9.5，等等。放大器的型態關係其輸出信號的數值。 非線性為許多電路及各種電路元件如電晶體的固有性質 ，及在不同的狀態下甚至為需要的性f。不過，在處理調 幅通信信號中，非線性電路元件確定為不合格。按定義’ 調幅信號為信號包絡的振幅變化的狀態所表示的資訊。由 86434.doc 1振幅變化，非線性電路無法一致處理振幅變化信號，相 2的功能無法通用。調幅信號的一種效果為輸入信號的頻 帶寬擴大。例如，輸入信號起初佔有一狹窄頻帶寬結束時 佔有-較寬的頻率範圍。所以，具有振幅關係非線性的電 路通¥增加调幅輸入信號的頻寬。 。這種頻率擴展會造成問題。例如，一通信裝置的輸出信 號如上述由非線性效果拓寬，便可重疊其他相同型式使 用的頻率。如更具體的例子，第一無線電話的傳輸重疊由第 二無線電話使用的頻率頻道進行接收。這樣稱為「干擾」 及能大幅劣化第二電話的操作。另外，如果一裝置使用的 肩遏位於分配孩裝置的頻帶的邊緣，該裝置的傳輸甚至重 i典關連裝置的頻帶。如此，一無線電話干擾一不同裝置 ’甚至不是無線電話。 另外，在一特別惡劣的干擾狀態中，裝置甚至會干擾本 身為了谷5午使用者同時交談及聆聽，大部份通信裝置發 射在頻率上而接收在另外不同的頻率。在某些收發器中 ’發射至一遠端台的信號（「發射信號」）會不小心流失到接 收路徑。接收路徑通常包括干擾（「干擾信號」）幾乎比主要 仏號（接收信號」）更強的振幅，該接收信號來自遠端台由 收發器接收及處理。 確貫需要’接收路徑應包括一放大器因為接收的信號太 弱如果結合的發射及干擾信號的振幅變化饋入接收放大 益’非線性經過變化振幅的範圍放大器造成發射信號及 干擾k號經歷頻率擴展。較具體，洩漏發射信號（具有含變 86434.doc 化振幅的包絡）改變放大器的增益。這對干擾信號具有影響 ’如果干擾信號未調變，現在即以發射信號類似的方法加 以6周變°如果干擾信號原已調變，現在再調變。這樣稱為 叉又調變」，因為發射信號的振幅調變傳送交又至干擾信 號，由於接收頻率與標準干擾頻率相近，頻率擴展干擾器 信號能重疊接收。如此，強干擾信號完全遮蔽接收信號， 造成辨認困難。 有些方法可用來克服這種影響。一種理念為過濾接收放 大器的輸出以移除不要的信號。不過，如果頻率擴展干擾 k號佔據與主要接收信號的相同頻帶寬，過濾變為無效因 為也會過濾接收信號本身。另外的技術為在放大前過濾來 自接收路徑的發射及干擾信號。這種技術並不能全部適合 因為（a)干擾器通常太靠近接收信號而不能過濾，及發射 仏號也靠近，而且濾波器很貴因為充分良好的雙工器既大 又貴。 果，由於一些不能解決的問題，無線收發器的接收信 號處理對所有應用並不完備。 【發明内容】 總之，本發明的一特徵包括一信號處理方法應用於具有 接收路住的恶線通信模組β本方法防止接收路徑中的一非 線性裝置於使用調幅發射或接收路徑中的其他流失信號以 調變接收路徑上（或進一步調變一已調幅的干擾信號）的非 凋幅干擾彳έ號。藉由添加具有補充流失信號的包絡的一或 更多調幅虛設信號來調整流失信號，以強制非線性電路根 86434.doc 1322580 收路徑1 59 ,及在反方向引導發射信號從發射路徑1 52至天 線L雙工器154由一些知名的不同設計製成，如市售無 線電話使用的雙工器。在其他可能的環境中，雙工器適用 CDMA系統，使用不同頻率發射及接收。同時如本發明所考 量，利用TDMA或其他使用相同頻率但不同時間槽的編碼以 傳送及接收資料的具體實施例，雙工器可取代一交換器（未 顯示）。根據本應用的詳細，可使用許多其他組件取代雙工 器或交換器，這些組件仍錢用—共同天線交換發射=接 收信號m时離式天線發射及接&，在這種情況 下，雙工器154可完全省略。 發射信號路徑152包括各電路系統用於編碼，調變，放大 ，及其他處理信號以傳輸至遠端通信台。發射信號路徑丨52 ，例如，包括各種已知電路系統如市售無線電話所使用者。 總之，接收信號路徑159包括組件用於解碼，解調變，放 大，及其他處理經天線接收來自遠端通信台的信號（「接收 信號」）。該等組件包括各種已知電路系統如市售無線電話 所使用者。一項該種組件為非線性裝置162，例如一放大器 用來放大較弱的接收信號。如某些或所有放大器，放大器 162為非線性裝置因為對於進來信號的所有振幅並不具 有固定增益。 接收信號路徑159也包括一些傳統收發器沒有的組件，而 ”新用途的發展主要來自本發明者的貢獻。一項該種組件 為線性化電路101 ’藉由合併調幅「源」信號發射附加干擾 附加接收信號及一虛設信號強制放大器162成為直線型以 86434.doc •10- 1322580 提供一預定由放大器162線性處理的合併信號。電路丨〇 1具 有一輸入102耦合至雙工器154(以獲得源信號包括來自天 線156的接收信號）’及一第二輸入103耦合至發射信號路和 152(取樣從路徑152經天線156發射的發射信號）。 路徑159也包括濾波器116 ’可使用現有用於無線通信接 收路控的濾波器，或一全新濾波器，或新型及舊型組件的 組合。濾波器116選擇性抽取來自放大器輸出的接收信號。 以下坪細說明前述組件。 線性化電路概述 圖1B根據一例子顯示接收信號路徑159组件116, 162, 的詳細。在圖1B中，說明的各輸入及輸出，如1〇2，1〇3， 113，114a，114b，118等。根據本文，這些參考號碼係用 來表示硬體輸入/輸出線（「輸入」和「輸出」）及存在輸入/ 輸出線上的輸入信號及輸出信號。雖然「電路」一詞容易 明瞭，本文所述的電路包括離散電子裝置，印刷電路板跡 線、積體電路、韌體、軟體、硬體或任何上述組合。以下 詳細說明一些子組件，參考數位資料處理裝置，邏輯電路 ，及信號載送媒體。 一般’輸入信號（如102)為直接至放大器ι62的輸入，及放 大益簡單處理輸入信號及產生輸出取代此熟知的方 法’本發明的一特徵再引導輸入信號1 至直線性化電路 101 ’產生一調整信號113作為放大器162的輸入取代輸入信 號102 ^取代考慮放大器162的輸出u4b作為最後輸出，濾 波奋116用來進一步處理此輸出U4b以提供一最後線性化 86434.doc 輸出11 8。線性化輸出118沒有放大器162的非線性效果，但 如果輸入信號102直接輸入放大器162該非線性效果便發生 在 114b。 放大器 如上述’接收信號路徑159包括一放大器。雖然本文所舉 的例子為放大器162，本文的原理適用於混合器，濾波器， 隔離器，RF元件，或其他非線性裝置。使用放大器162為例 詳細討論本文的一具體實施例。 放大器162放大在其輸入U4a的信號及產生一結果輸出 於114b。放大器162為非線性，不過，放大量根據到達114a 的信號的振幅而變化。如一簡單例子，放大器162尋求倍增 其輸入彳5號114a的振幅。如此’如果輸入信號為2 mV，放 大器162產生一輸出為4 mV。不過，繼績本例，放大器162 的性能因較大振幅的輸入信號而開始下降。取代輸入信號 乘2，放大器162開始將輸入信號乘以1.95，及然後較大振 幅輸入信號乘以1.9，然後，1.85，及1.80等。所以，放大 器162具有振幅關係非線性，因為應用函數根據輸入信號的 振幅改變。 較有利，本發明的實施並不需要知道放大器162非線性的 内容，狀態及其他特別性質。照這種說法，本發明的一特 徵為「盲」線性化。只要知道放大器1 62的非線性等級，及 較具體，放大器具有振幅關係非線性。如此，放大器1 62產 生AM-AM及AM-PM失真，意為輸入信號的調幅（AM)造成 輸出信號的非線性調幅，及/或輸入信號的調幅造成輸出信 86434.doc -12- 1322580 號的非線性調幅（PM)。 線性化電路及濾波器的詳細 線性化電路101包括輸入102及放大器162之間的各種預 處理組件。其中包括一補充產生器i〇4及加法器112。補充 產生器104包括一包絡偵測器丨〇6，一包絡補充計算器丨〇8 , 及一虛設信號產生器110。 如上述，位於輸入102的信號包括一調幅「源」信號包括 一發射信號，調幅接收信號，及一干擾信號（調幅，或否） 。發射信號例如為一種「流失」信號，因為流失到接收路 徑。線性化電路101也包括一信號1〇3複製發射信號，來自 路徑152，雙工器154，或其他源。包絡偵測器】〇6測量，量 化，估计，或決定發射信號丨〇3的包絡，並稱為發射包絡。 包絡偵測器106包括任何大家熟知的包絡偵測器，如一電 路結構包括一或更多二極體，電容器，電阻器等。或者， 如果包絡資訊為已知，則來自其他源（未顯示）如數位形式的 源〇說月到達補充產生器！ 〇4。如此，包絡偵測器1 〇6可 省略。例如，因為發射信號構成源信號的主調幅組件，接 收L號又為較弱’冑訊說明發射信號的包絡從發射路徑獲 得及用來作為發射包絡。 包絡補充計算器108計算一「虛設」包絡用來補充發射包 絡。廣：上，如果添加至發射包絡，計算虛設包絡致使結 $數SJ此’在-基本結構中，計算虚設包絡值必 須從一常數減去發射包絡。較詳細的虛設包絡計算如以下 說明。 86434.doc -13 - 多重虛設信號產生器 前述例子說明一具有一虛設信號產生器的例子，所以利 用單一虛設信號。使用單一虚設信號有效消除交又調變， 如本文所述由第三級振幅關係非線性（AM/AM及AM/PM)產 生。如果涉及較高級非線性，則需要更多的虛設信號，如 以下說明。 在這種情況下，使用一不同結構的線性化電路丨〇丨a以構 成夕重虛設信號產生器ll〇a，110b，如圖1C所示。電路i〇ia (圖1C)不同於電路101 (圖iB)的範圍的组件使用不同的參考 號碼如以下討論。包絡偵測器1〇6執行相同於圖1A的圖1B 功能。即是，包絡偵測器1〇6測量，量化，估計，計算， 或決定源包絡。 雖然包絡補充計算器l〇8a以圖1Β的計算器ios相似的一 般方式運算’計算器10 8包括一些額外功能性。即是，包絡 補充什鼻益· 1 〇 8 a计算兩虛設包絡（不是一）這些虛設包絡合 併補充發射包絡。一種產生多重虛設包絡的方法的例子如 下討論。 在圖1C中’有多重虛設信號產生器ll〇a，ii〇b。各虛設 k號產生器110 a，11 〇 b調變不同的載波信號以提供一具有 不同計算虛設包絡的虛設信號。類似單虛設信號產生器丨1〇 ，圖1C具體實施例的各虛設信號產生器丨丨〇a，丨丨〇b利用極 化或正交調變。 ' 偵、測虛設信號產生器110a ’ 110b的輸出包括在線1〇5&， 105b上的虛設信號至加法器112。加法器n2結合虛設信號 86434.doc -15 - 1322580 l〇5a，l〇5b及源信號ι〇2。所以，加法器112提供一調整輸 出113。並於114a饋入信號113至放大器162。放大器162處 理輸入114a及提供一輸出於n4b。 類似圖1B的濾波器ι16，濾波器U6a移除非線性電路輸出 114b的虛設信號（及由結合發射信號及虛設信號互作用產 生的信號）。不過，因為線性化電路1〇u利用多重虛設信號 l〇5a，l〇5b ,配置濾波器U6a以移除各虛設頻帶寬的信號 及任何該信號的互調變產品。 數位資料處理裝置例子 如上述資料處理實體如包絡偵測器，包絡補充計算器， 虛設信號產生器，加法器，濾波器，或一任何一或更多不 同形式構成的子组件。一個例子為數位資料處理裝置，例 如圖2數位資料處理裝置2〇〇的硬體组件及互連。 裝置200包括一處理器2〇2，如微處理器’個人電腦，工 作站，控制器，微控制器，㈣機，或其他處理機，摘合 至-儲存器204。在本例中，儲存器2〇4包括一快速存取儲 存器206,及非揮發性儲存器⑽快速存取儲存器鳩包括 隨機存取記憶體（「RAM」），及用來儲存處理指令由處理 器202執行。非揮發性儲存器則包括，例如，電池電源ram ，EEPROM，㈣PRQM…或更多磁性資料儲存磁碟如一 硬碟機，磁帶機，或任何適合儲存儲存裝置。裝置2㈧也包 括-輸入/輸出21〇,如電線，匯流排，電境，或其他處^ 器202的構件以交換裝置200外部的其他硬體資料。 儘管前述的說明般熟悉本技術者（有利於本揭示）明白 86434.doc -16· 1322580 上：的裝置可構成不同結構’而不背離本發明的範圍。如 一特別例子’組件2G6，2G8之—可以省略，另外， ^，^及/或⑽連接處理器^或裝置胸卜部的構 万面的特別要求，本邏輯由—應用特別積體電路（MW)構 成具有上千個微小電晶體。該種ASIC包括cm〇s , ， 邏輯電路系統 與上述數位資料處理裝置相 例使用邏輯電路系統取代電腦 體，如上述。根據應用在速度 反，本發明的不同具體實施 執行指令以完成各種處理實 ’費用’工具成本，及其他 VLSI，或其他適合結構。其他選擇包括數位信號處理晶片 (DSP) ’離散電路系統（如電阻器’電容器，二極體，電感 器，及電晶體）’場域可程式閘極陣列（FpGA)，可程式邏輯 陣列（PLA)，可程式邏輯裝置（PLD)等。 操作 以上說明為本發明的結構特徵，現在則說明本發明的操 作特徵。如上述’本發明的操作特徵關係一種調整無線通 信模組的接收路徑的方法以防止發射或其他流失至該接收 路徑的信號經由一放大器或其他非線性裝置調變一較強的 干擾信號，及可能擴展該干擾信號至由遠端台發射的較弱 接收信號佔有的頻帶。由結合具有規定虛設信號的調幅流 失信號’強迫接收路徑的非線性裝置根據干擾信號於一線 性區域内操作，留下該干擾信號未調變，或至少，不必添 加調變。選擇性，過濾從非線性裝置輸出的虛設，流失， 86434.doc -17- 1322580 及干擾信號（及任何其他由加入虛設信號產生的信號）。 信號載送媒體 不論何時本發明的任何功能性的達成使用一或更多機器 執仃程式序列，並可使用各種不同信號載送媒體來實施該 等序列。在圖2中，信號載送媒體包括，例如，儲存器2〇4 或其他信號傳送媒體，如磁性資料儲存磁碟片3〇〇(圖3)，由 處理器202直接或間接存取。不論是否包含在儲存器， 磁碟片300,或其他，指令可儲存在各種機器可讀資料儲存 媒體。某些例子包括直接存取儲存器（如，傳统「硬碟機」 ’便：£磁碟的冗餘陣列（「RAm」），丨其他直接存取儲存 裝置（「DASD」），系列存取儲存器如磁帶或光帶，電子非 揮發性記憶體（如’ r0m ’ EPR〇M，快閃pR〇M，或eepr〇m) ，電池電源RAM，光儲存器（如，CD_R〇M，w〇rm，dvd 數位光學帶），「紙打孔」卡，或其他適合的信號載送媒 體包括類比或數位傳輸媒體及類*及通信鏈及無線通信。 在本發明的-具體實施例中，機器可讀指令包括軟體物件 碼’由語言如組合語言C，等編輯。 邏輯電路系統 與上述信號載运媒體相反，本發明的—些或全部功能性 的達成係使用邏輯電路系統取代使用處理器以執行指令。 所：配置該邏輯電路系統以執行操作完成本發明的方法。 邏輯電路系統可使用許多不同形式的電路系統構成。-總操作序列 圖4顯示-序列400以說明本發明的操作特徵。為了容易 86434.doc -18- 1322580 說明，但無任何預定限制，圖4的例以上述收發器150的狀 態作說明，具有線性化電路101及濾波SU6如圖1B所示。 在步驟402中，線性化電路1〇1接收信號102及103。即是 ’電路101接收來自位於輸入102的雙工器154的源信號，及 電路101接收來自位於103的發射路徑152的發射信號。102 的L號稱為「源信號」’及包括發射信號，干擾信號及接收 k號。發射信號也稱為「流失信號」因為到達接收信號路 徑159係因為不慎從發射信號路徑152流失過來。接收信號 為來自遠端台通信收發器15 〇的信號，本信號經天線1 5 6到 達。不像傳統接收信號電路系統，源信號不直接至放大器 1 62，因為線性化電路〗〇 1的設計為執行一定的預處理任務 以協助放大器162處理線性式的源信號。圖5 A說明一代表性 發射信號502。發射信號502包括一或更多構成「發射頻帶 寬」的頻率的調幅信號。 在步驟403中，包絡偵測器106計算一發射包絡代表發射 信號103/502。圖5A顯示504的發射信號5〇2的包絡。包絡偵 測器106測量，量化，估計，計算，或決定到達輸入1〇3 的信號的包絡。偵測器106的輸出稱為「發射包絡」及用來 說明包絡504具有類比波形，數位資訊，或任何其他根據偵 測器106及/或補充計算器1〇8構造方式的資料。 步驟403為選擇性，因為在包絡已知的情況下省略包絡偵 測器106。例如，根據應用程式，說明包絡的資料及/或信 號為現成提供電腦，類比電路，或其他與線性化電路分 離的來源。在本具體實施例中，流失信號實際上為發射： 86434.doc •19- 1322580 & 為現有’例如’來自發射路#152。在此情況 下’輸入103不需要耦合補充產生器1〇4，因為發射包絡說 明直接從來源的其他點到達補充計算器丨08。 在步驟404，虛設包絡計算器1〇8根據包絡偵測器1〇6(步 驟403)計算或接收自來源的其他點發射包絡5〇4計算虛設 包絡。總（，計算虛設包絡以產生預定常數如果源包絡 及虛設包絡隨時結合。圖53顯示一根據源包絡5〇4計算的虚 设包絡5 0 8的例予。 如一較具體的例子，計算虛設信號包絡致使由預定公式 汁算的發射包絡及虛設包絡振幅相加的結果必須等於一預 疋常數。該預定公式如下列公式1及公式2。 公式 1 K=Ase2+*Ade2 其中： K=常數

Ase=發射訊信號包絡的振幅 Ade =虛設信號包絡的振幅 換T之，本具體實施例的包絡補充計算器1〇8計算虛設包絡 的振幅以滿足下列公式2。 公式2 Ade=sqrt(K-Ase2) 在步驟406,虚設信號產生器110調變—載波信號的振幅 以提供一虛設信號具有計算的虛設包絡。在本例子中，圖 5B顯示虛設信號506 〇產生器11〇產生載波信號，例如使用 一振盪器，或接收來自任何地方的載波信號。載波信號的頻 帶寬（如果使用某些頻率/相調變，即為單頻率或頻率範圍） 稱為「虛設頻帶寬」。下游濾波器的操作如下述藉由選擇虛 86434.doc -20- 設頻帶寬而進一步簡化致使非線性電路產品可從接收信號 分別離及(移除)。例如’可選擇與接收頻帶寬不同的虛設頻 π寬另外，可選擇虛設頻帶寬致使接收路徑存在的過濾 如有和除虛设k號及不要的由虛設信號造成的互調變 產品。為了進一步簡化後來刪除放大器162的輸出114b的虛 設信號後人工因素的方法，為避免任何載波信號的頻率/相 位調變。 步驟406的載波調變由正交調變，極調變，或其他熟悉本 技術者所知的許多技術。 在步驟408，加法器112相加源信號（出現在輸入1〇2)及虛 設信號506(出現在虛設信號產生器11〇的輸出1〇5)。加法器 112也稱為「调整」信號113或「合併」信號。在步驟41〇,加 法器112傳送本信號至放大器162。 同樣在步驟410中，放大器162放大在輸入丨丨乜接收的調 整信號113 °不過’因為源信號1〇2已由虚設信號5〇6相加而 碉整’放大器162強制處理直線2範圍内的干擾信號。即是， 相加虛設信號防止發射信號經放大器162的非線性調變（或 進一步調變）干擾信號。如此，放大器162的輸出U4b已線 性化》 不過’輸出114b仍包含虛設信號506的人工因素及不要的 東西。如此，在步驟412中，濾波器116移除輸出114b相當 於產生器110的載波的信號，即是虛設頻帶寬信號。濾波器 也移除任何「互調變產品」，例如，由使用放大器162的非 線性結合交互發射信號及虛設信號產生的信號。濾波器也 86434.doc -21 1322580 移除發射信號及干擾信號β如此，在過濾後，留在輸出i i 8 的信號只有屬於接收信號1 02的信號。 多重虛設信號具體實施例 前述例子說明一具有一虛設信號產生器的例子，所以利 用單一虛設信號。使用單一虛設信號有效消除交又調變， 如本文所述由第三級振幅關係非線性（AM/am及AM/PM)產 生。不過，如果涉及較高級非線性，則需要更多的虛設信 號’如以下說明。 線性化電路l〇la包括多重虚設信號產生器11〇a，11〇b， 如圖1C所示。為了操作電路丨〇13，如下述執行多項操作4〇〇 。以下詳細說明其差異及要求。首先，雖然包絡補充計算 器108a執行步驟404以圖1B的計算器108大約相似的方式運 算’计算器108a執行額外責任。即是，在步驟404包絡補充 汁舁器10 8 a計算兩虛設包絡（不是一個）這些虛設包絡合併 為補充發射包絡504。本概念進一步擴大至三，四，或任何 數的虛設包絡即補充（合併）發射信號1 〇 3的虛設包絡。多重 虛設包絡計算的詳細見附件所示兩虛設包絡的例子。 多重虛設信號具體實施例的差異在步驟406。即是，各產 生器110a’ 11 Ob(圖1C)調變不同的載波信號以提供一具有不 同計算虛設包絡的相對虛設信號。產生器11 〇a，11 〇b的載 波信號具有彼此不同頻帶寬。在共同頻率其包絡相加，而 本例的規定要求兩相異信號（依規定含包絡）相加。各載波信 號的頻率（或複數個頻率，如果使用相位調變）與發射信號 103的頻帶寬不同以簡化後續相對虛設信號的移除。為了進 86434.doc • 22- 1322580 一步簡化移除放大器162的輸出114b的虛設信號的人工因 素的方法，各載波信號以單頻率產生，即是，沒有任何相 位調變。類似單虛設信號具體實施例，各虛設信號產生器 Π 0a，11 〇b利用調變如極化或正交調變。 多重虛設信號另一個具體實施例的差異在步驟408。所以 ’加法器112合併來自多重不同虛設信號產生器11〇a，11〇b 的輸出105a’ 105b及源信號102。如另一差異，在步驟412 濾波器116a必須過濾出所有虛設信號，即是，必須過淚各 虛設頻帶寬的信號（由各產生器11 〇a，11 〇b發生）。如使用單 虛設信號具體實施例’任何適用的互調變產品也要過滤。 其他具體實施例 熟悉本技術者會瞭解，可使用任何各種不同技術及技藝 表示資訊及信號。例如，以上說明中可能提及的資料、指 令、命令、資訊、信號、位元、符號及晶片可由電壓、電 流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或任何其组合表 示〇 熟悉本技術者更可以瞭解本文揭露具體實施例中說明的 各種說明邏輯區塊、模組、電路及計算步驟可以構成電子 硬體、電腦軟體或兩者组合。為了清楚說明本硬體及軟體 間的互通性，以上已就其功能性說明各種組件、區塊、模 組、電路及步驟。此類功能是否以硬體或軟體執行係取決 於整體系統上所用的特定應用與設計限制。熟悉本技術者 可以用各特別應用的不同方法完成所述功能，但不能解釋 為背離本發明範圍的理由。 86434.doc -23- 1322580 本文揭露具體實施例說明的各種說明邏輯區塊、模組及 電路，可以使用通用處理器、數位信號處理器（DSP)、專用 積體電路（ASIC)、場域可程式閘極陣列（FPGA)或其他可程 式邏輯裝置、分離閘極或電晶體邏輯、分離硬體組件或任 何設計用於完成本文所述功能的組合來完成或構成。通用 處理器可以是一微處理器，但在另外的例子中，處理器可 以是任何傳統處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理 器也包括電腦裝置的組合，例如，一 DSP及一微處理器組 合，複數個微處理器，一或更多微處理器連結一 DSP核心 或任何其他配置。 本文所揭露具體實施例說明的方法或計算的步驟可以直 接使用硬體、由處理器執行的軟體模組，或該兩種的組合 來實現。軟體模组可駐留於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM 記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟 、拆卸式磁碟、CD-ROM或為本技術所熟知的任何其他形 式之儲存媒體。一示範儲存媒體耦合處理器，如此該處理 器便可從該儲存媒體中讀取資訊及寫入資訊至該儲存媒體 。但在另外的例子中，儲存媒體可與處理器整合。處理器 及儲存媒體可駐留於一 ASIC之内。 另外，前文提供的具體實施例的說明，讓任何熟知本技 術者能製作或使用本發明。熟悉本技術者明白這些具體實 施例有各種不同的修改，及本文所定義的基本原理可應用 到其他具體實施例而不背離本發明的精神或範圍。因此， 本發明並不受限於本文所示的具體實施例中，而是涵蓋了 86434.doc -24-

丄JZZJOU 符合本文所揭露之原理及新穎特徵的最廣大的範圍β 本又中使用π知」_巧係表示“作為一範例、事例或說 明”。本文中作為“示範，，說明的任何具體實施例不需要視為 較佳或優於其他的具體實施例。 【圖式簡單說明】 圖1Α為一無線收發器的各硬體組件及互連的方塊圖。 圖1B為—線性化電路例子的各硬體組件及互連的方塊圖。 圖1C為-具有多補充產生器的線性化電路的各硬體組件 及互連的方塊圖。 圖2為一數位資料處理機的例子。 圖3為一信號載送媒體的例子。 圖4為^線性化操作程序的例子的流程圖 圖5A-5B為訊號圖分別顯示具有流失包絡的；虎失信號，及 具有虛設包絡的虛設信號。 【圖式代表符號說明】 101 線性化電路 102 輸入信號 103 輸出信號 104 補充產生器 105 虚設信號 106 包絡偵測器 108 虛設信號補充計算器 110 虛設信號產生器 112 加法器 86434.doc 1322580 113 調整輸出 114A 輸入信號 114B 輸出信號 116 滤波β 118 線性化輸出 150 收發器 152 發射信號路徑 153 發射信號 154 雙工器 155 干擾信號 156 天線 157 接收信號 159 接收信號路徑 162 放大器 200 數位資料處理裝置 202 處理器 204 儲存器 206 快速存取儲存器 208 非揮發性儲存器 210 輸入/輸出 300 磁性資料儲存碟片 86434.doc -26- 1322580 附件 1.實施概要 如果增益關係該信號的振Φ5 ^ 怜，則電路增加信號的頻寬。 添加一相對振幅但具有不相對 玎相位的線性化信號至輸入能 減少本關係。因為相位不相斟 .. 4稍對’線性化信號能為任何方便 頻率。線性化信號產生互調蠻達〇 . Ab ^ 又產σσ，但旎過濾如果該信號 頻率為適當選擇。意義上本方士 十歹忐為 目」，不同於一般 ΑΜ-ΑΜ及ΑΜ_ΡΜι的假設，不必假設知道非線性。 本報告檢驗基本原理。雖然經考慮實时性已知，詳細 實施的問題並未說明。 2.介紹 考慮一非線性電路（例如，發射器放大器）的輸入信號，獲得 •X = J(’)c〇s(外)+ 山。〇 ( 1 ) 其中，Α⑴為振幅調變，砟)為相位調變，及％為中心頻率 。使用複合低通形式，獲得 ^ = ^{ί)οχρΐφ{ί). (2) 輸出信號為 y = ^(^)^(/)c〇s(ii(/)+ ω0ί + γ(Α)). (3) 其中’ G(A)調整振幅回應（ΑΜ·ΑΜ)及心）調整相位回應 (ΑΜ-ΡΜ)。以複合低通形式，其輸出為 ^ = ^U)expG>(^))x. (4) AM-AM =振幅調變對振幅調變，am-PM=振幅調變對相位 調變。 86434.doc -27- (5) 其中複合增益為 CG = Gdp*>(4 複合增益可用一簡單多項式1表示 其中，係增益G(dB)及輸出第三級及第五級截 取點（dB W，x的單位為伏特）， 丨*丨卜10物， ⑺ h 卜含low<Mrvle. (8) (9) 其中，R〇為輸入/輸出電阻[Ha81]e.高級截取點的類似關 係可導出。本模式虛設設增益及非線性不是頻率函數，只 要涉及的頻率不太廣，本假設便屬合理。 3 .由交叉調蠻線性化 在本節中說明如何線性化所需信號的増益，T(t)，藉由添 加一或更多線性化信號於非線性的輸出β線性化信號關係 振幅T(t)，而非相位。另外，假設添加一信號或多信號位於 頻率致使可以過滤各種互調變產品，留下T(t)不受影響。 對於大部份的情況，結合三個信號形成非線性的輸入。 第一，f(i)=桊(i)exp冰(ί)為希望線性放大的信號。第二， f(0= AMexp冰(0 ’為線性化放大信號-原則上減少第三級非線 性。最後，々(f)=4(〇exp也(/)相加以減去第三及第五級非線性 。因此 ， 86434.doc •28· 1 基本函數必須根據輸入信號[Blachman79]加以選擇。 1322580 X i AT{t)ts.^iMt) +Λ(0«Ρ^ί (0 + am (O^pi^y (t). (10) 使用公式（6)，第三級輸出项（忽略係數k3)為 = ^ΤΛ\ «P«Wr -Λ)+__ W *Wr _ Λ#)+ exp,-(2^-^)+ 相互調變 2AlATcxpi(2^L-^)+ 、，. 相互調變 2AlATcxpi(2^y -^.)+

ArAtAy expit-fV +^)+ __

ArALAM cxpiffir -φ^φΜ)+ 三倍拍 三倍拍 2Al^ expi^+ 2i<i^.expi<ir+ (11) 乂 exp咕+ 交又調變 24Ay 〇ίρΐφΜ+ 文又调變 βχρί^ + ^ex^A+ 自行調變 4—札 自行調變

M f T(t)^ βχν(ιφτ)^ ^ ...Tn ^ exp(^)il exp(^J 。現在設定AM = 〇，致使複合增益T(t)為 c<?r+*,(/<* +^A)· (12)

Al⑴的貢獻係由於交叉調變。線性化増益τ⑴，役定 4 =尺1=常數. （13) 本程序意義上為「盲」不知道需要第三級非線性係數匕。 雖然公式（13)移除第三級非線性輸出上的^效應也擴大 其他係數的影響，致使新複合增益T(t)為（例如，n = 7)。 CGr=4j+«+« + « (14) 86434.doc -29- 1322580 其中： (15) (16) *i= (17) (18) 新線性增益 < 公式（15) ’受所有原來係數k丨，k3 ’ k5，k7所 影響。新第三級係數&不受所有原來係數k3所影響，但受係 數匕及k7影響。同樣，< 受係數k7影響。新第七級係數不 受其符號影響。 為了改善線性化的方法，儘管高級係數增加影響，Kl必 須儘量小，及非線性必須影響第三級。 例如，考慮下列一般非線性公式[Saleh8 1 ] CO·· 4? (19) 1+4 Y3l+^J· 圖1(a)及圖2(a)顯示CG的增益及相位。如果擴充Taylor系列 由Ατ=〇及l5dB線性增益，會發現 *, = 5.623 i,—5.623+j-5.88* *, = 2^40-./11.777 i,-3.627+ yi 6.589 (20) 其中虛設Κι =0.2，相當AT振幅的最大峰值為〇 447伏特

U.'* f 1ft1——、 - ·- -¾ ^ ·4〇 49 OO -15 ·« 圖1複合増益強度（a)公式（I9)，（b)第 五級非線性β 86434.doc •30- 1322580 從公式（15)至（18)，非線性的修改係數為 ^=4.589+;0.891 *；-U97-yi.542 Λ； =-4263+79.744 Jk；—3.627-y!6389 對於具有增益壓縮的非線性’添加線性化信號的功率減 少總增益。因此|七_|稍微小於μ,Ι。簡單計算第三級截點的改 善達6.2 dB。為了確保改善第三級非線性，尚未過度加重的 項目使用IS-95 CDMA波型模擬公式（19)的非線性。

圖2複合增益相位偏移：（a)公式（19)，（b)線性相位。

考慮一標準數位兴線發射器結構。隨機二進制資料映射 至符號，過濾，及轉換成一類比信號。雖然發射器信號使 用OQPSK ’該技術可應用於任何傳訊格式。獨立長度 的m-序列供應同相及直交二進制資料。資料映射至〇QpsK 區域及由「脈衝成形」濾波器3以4倍的輸入率插入。零級 保持（ZOH)採用每「保持」128樣本表示類比波型。傳遞z〇H 的輸出至重建/慮波器。重建滤波器的輸出驅動公式（19)的 複合增益。 — 圖3顯示輸出功率頻譜密度（PSD)。使用Wekh方法及樣本 長度2 (Hanning)囱週期圖[〇ppenhcim89].估計psd。預定 86434.doc •31 - 1322580 應用於CDMA系統，頻率的單位為擴展，或「小片」，頻率

fcHlP 顯示非線性的線性化及非線性化輸出。兩種情況的輸出 功率均為丨i dBm。線性化的輸入功率增加1 dB，因為線性 化信號減少非線性的增益。線性化信號的輸出功率為15.2 dBm。第一相鄰通道的功率增加丨〇_ i 5 dB，而第二相鄰通道 的功率降低4-5 dB。實際上，是否有利係根據在相鄰通道 中的非線性及要求》 3為了方使採用TIA/EIA IS-95“雙模式寬頻擴譜蜂巢式系統 的行動台-基地台相容性標準”，電信工業協會，丨993年7月。

Chebyshev，第二型第五級，止帶8〇 dB降至3/256的取樣 頻率。 圖4顯示功率頻譜密度擴展圖。線性化信號（L)的位置靠 近要求#號（T)以最小化模擬的取樣要求。實際上，線性化 信號的頻率必須選擇以簡化過濾要求。

圖3非線性輸出的功率頻譜密度含及不含添 加線性化信號。 86434.doc •32- 丄：

圖4非線性輸出的功率頻譜密度：寬顯示要求 (Τ)信號及線性化信號（L)。 借助第二線性化信號M(〜4(〇exp也(〇,便能進一步改善其 線性。如第一添加信號移除第三級係數的影響，第二添加 4號便能移除第五級係數的影響。 公式（13)成為al及AM限制。 4+^Ul+Al,)=Kr (22) 為了移除第五級係數k5的貢獻，要求 本 +64(4 + 4)+3½ 十名(23) 公式（22)及（23)必須同步相配。因此，定義 ΡΧ=Λ\ (24) /» - ΑΙΑ}, -3/j* +Kt), (25) 結果求得該兩線性化信號。 (26) Αν (27) - 因為AL及Am在所有時間中必須大於或等於零，所以也要求 T>f>2 (28) 86434.doc •33- (29)1322580 及 p2>0 結果求得 Ar-~Kt4 及 (30) (31) 必須維持Α τ的所有值。滿足公式（3 〇)及（3丨）的κ丨及κ 2的一種 算法為 尽·

(32) f芸々 讲） 這種方法適合含增益膨脹的非線性，因為含增益壓縮， L⑴及M(t)的功率（由1及尺2決定）減少總增益及減少輸出 功率。如果增加輸入功率以補償，增益則進一步

5非線性輸出的功率頻譜密度含兩添加線性化信_ 號：要求信號的觀察。 圖 5 丁· ,ι -· τ非線性輸出的功率頻譜密度含在添加的L(t)及 86434.doc -34- 1322580 Μ⑴的輸入中。要求信號的功率為12dBm。線性化信號L⑴ 及Μ⑴未顯示’但具有輸出功率分別為16 6 dBm和20.6 dBm 。在這種情況下，非線性（圖i(b)及圖2(b)顯示）只具有第一 第三及第五級項，所以該線性化頻譜相當理想。公式（i 9) 的複合增益未使用，因為高級非線性及輸入信號有三個頻 率，互調變產品大量且及困難在限制頻寬中管理。所以， 圖5最理想不包括第七及更高級項的影響。 原則上，可添加信號以達成較高級的補償。不過，利益 會快速減少’因為線性化信號需求的功率會增加。 4 ·結論 一種藉由添加一或更多已引入信號以線性化一電路的技 術。本方法不需要虚設任何非線性的強度。不過，實際上 需要對非線性作少許限制（致使大致為第三級）。 5.參考資料 [Blachman79] Blachman，Ν.Μ.著「含振幅關係相位偏移 的非線性的輸出信號及雜訊」，IEEE資訊理論實踐，ν〇1· IT，25, No. 1，一月 1979, 77-79。 [Ha81] Ha，Τ·Τ.著，“固態微波放大器設計”，John Wiley and Sons, 1981° [〇ppenheim89]，Oppenheim，A.V.及Schafer, R.W.著，“分 時 k 號處理’’，prentice_Hall，1989。 [3&161181]33411，八.八.]^著，，丁貿1[放大器的頻率無關及頻 率相關模式’，，IEEE。 86434.doc -35·

Claims (1)

1. 第092117619號專利申請案 ：声;:-/卜：今Γ帘 中文申請專利範圍替換本(98年11月） '.匕_____________-------j 拾、申請專利範圍： 1. 一種取消包括一接收路徑無線通信模組的交叉調變的 方法，包括操作： 在該接收路徑中，接收一源信號，其包括調幅流失信 號，干擾信號，及具有接收頻帶寬的接收信號； 計算虚設包絡，其在如果流失信號的包絡及虛設包絡 合併時，產生預定常數； 產生一調幅虛設信號，其具有虛設包絡及佔有不同於 接收頻帶寬的虛設頻帶寬； 相加源信號及虛設信號以形成一合併信號； 引導該合併信號至接收路徑的一非線性裝置。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，該操作進一步包括： 感應該流失信號的包絡。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，該操作進一步包括： 過濾信號包括來自非線性裝置的輸出具有流失，干擾 及虛設信號的頻帶寬同時容許接收頻帶寬的信號通過。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，該計算操作包括計算一 虛設包絡，如果虛設包絡加至該流失包時產生預定常數 絡。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，該計算操作包括計算一 虛設包絡，其在如果該流失包絡及該虛設包絡使用預定 公式處理及處理包絡相加時，產生預定常數。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，該預定公式包括： 平方該流失包絡； 86434-981105.doc %//私⑽(更)正背換y 平方該虛設包絡。 一~ 一 — -' 7. 如申請專利範圍第1項的方法其中： 計算-虛設包絡的該操作包括計算多重虛設包絡，其 在如果流失包絡及多重虛設包絡合併時，產生一預定常 數； 產生-調幅虛設信號的該操作包括產生多重調幅虛 5又佗號，其呈現相對的多重虛設包絡； 該相加操作包括相加該源信號及該多重調幅虛設信 號’以形成該合併信號。 8. 如申請專利冑圍第7項之方*，該操作進一步包括： 過遽信號包括來自非線性装置的輸出具有流失，干擾 及多重虛設信號的頻寬同時容許該接收頻帶寬的信號 通過。 9. 如申請專利範圍第7項之方法，該計算操作包括計算多 重虛又匕，.各其在如果該流失包絡及該虛設包絡使用預 定A式處理及處理包絡相加時，產生預定常數。 10. -種無線通信模組中執行信號處理的#法，包括一接收 路徑’該接收路徑包括—非線性裝置，該信號處理方法 防止忒接收路徑上的調幅流失信號在由非線性裝置處 理流失及干擾信號中調變接收路徑上的干擾信號，該方 法包括操作： 相加一調幅虛設信號作為輸入至該非線性裝置，該虚 設信號具有一補充流失信號的包絡，其中該虛設信號具 有一頻帶寬不同於一需求接收訊號接收頻帶寬。 86434-981105.doc u.如申請專利範圍第10項之方法，該操作進一步包括： 過濾非線性裝置的輸出藉由移除具有虛設信：，流失 信號’及干擾信號的頻寬同時容許具有接收頻帶寬的信 號通過。 12.:種用以在具有-接收路徑接收源信號包括調幅流失 信號’干擾信號’及具有接收頻帶寬的接收信號的無線 通信模組中取消交叉調變之裝置，其包括： 用以计算虛設包絡，其在如果流失信號的包絡及虛設 包絡合併時，產生預定常數之構件； 用以產生一調幅虛設信號，其呈現該虛設包絡及佔有 不同於接收頻帶寬的虛設頻帶寬之構件； 用以相加源信號及虛設信號以形成一合併信號之構 件； 用以引導該合併信號至接收路徑的一非線性裝置之 構件。 13·如申請專利範圍第12項之裝置，其進一步包括： 用以感應該流失信號的包絡之構件。 14.如申請專利範圍第12項之裝置，其中該用以計算虛設包 絡之構件包括： 用以计异虛設包絡，其在如果該流失包絡及虛設包絡 相加時，產生預定常數之構件。 如申m專利範圍第12項之裝置，其中該用以計算虛設包 絡之構件包括： 用以冲舁虛設包絡，其在如果該流失包絡及該虛設包 86434-981105.doc 1322580 ： ：-y 絡使用預定公式處理及處理包絡相加g，產 之構件。 .如申請專利範圍第15項之裝置，其中該預定公式包括： 平方該流失包絡； 平方該虛設包絡。 17.如申請專利範圍第12項的裝置，其中： 該用以計算該虛設包絡之構件包括用以計算多重虛

   。又包絡，其在如果流失包絡及多重虛設包絡合併時，產 生一預定常數之構件； 次用以產生一調幅虛設信號之構件包括用以產生多 重調幅虛設信號，其呈現相對的多重虛設包絡之一之構 件； 該用以相加源信號及虛設信號之構件包括相加該源 信號及該多重調幅虛設信號以形成該合併信號。

   生預定常數 18.如申請專利範圍第17項之裝置，其中該用以計、該虛設 包絡之構件包括用以計算多重虛設包絡，其在如果該流 失包絡及該多重虛設包絡使用預定公式處理及處理包 絡相加時，產生預定常數之構件。 B.-種用以在包括一非線性裝置的接收路徑的無線通信 模組中執行信號處理之裝置，該信號處理防止該接收路 徑上的調幅流失信號在由該非線性装置處理該流失信 號及干擾信號巾調變在該純路彳^的干擾 置包括： 用以相加調幅虛設信號作為輪入至該非線性裝置之 86434-981105.doc I32258Q,_________

   構件，該虛設信號具有一包絡，其補充流失該信號的包 絡，其中該虛設信號具有與希望接收信號的接收頻帶寬 不同的頻帶寬。 20. —種無線通信裝置的接收路徑電路系統，包括： 一接收輸入，其接收一源信號，該源信號包括一調幅 流失信號，一干擾信號，及一具有接收頻帶寬的接收信 號； 一包絡電腦，其計算一虚設包絡，其在如果流失信號 的包絡及虛設包絡合併時，產生預定常數； 一虛設信號產生器，其利用該虛設包絡以提供一調幅 虛設信號，其呈現該虛設包絡及佔有不同於接收頻帶寬 的虛設頻帶寬； 一加法器，其耦合至該接收輸入及虛設信號產生器， 以相加該源信號及該虛設信號以形成一合併信號。 2 1.如申請專利範圍第20項之電路系統，進一步包括： 一包絡偵測器，其感應該流失信號的包絡。 22. 如申請專利範圍第20項之電路系統，進一步包括： 至少一濾波器，用以過濾信號包括具有頻寬的傳送， 干擾及虛設信號同時容許接收頻帶寬來自具有合併信 號作為輸入的非線性裝置的輸出的信號，同時容許該接 收頻帶寬的信號通過。 23. 如申請專利範圍第20項之電路系統，該包絡電腦係配置 成致使計算操作包括計算虛設包絡，其在如果虛設包絡 相加該流失包絡時，產生預定常數。 86434-981105.doc 1322580 斤"月《日狱)正哲換頁! ——- I 24. 如申請專利範圍第2〇項之電路置 成致使計算操作包括計算虛設包絡，其在如果該流失包 絡及該虛設包絡使用預定公式處理及處理包絡相加時 ，產生預定常數。 25. 如申請專利範圍第24項之電料、統，該包絡電腦係配置 成致使該預定公式包括： 平方該流失包絡； 平方該虛設包絡。 26. 如申請專利範圍第2〇項的電路系統其中·· 該包絡電腦係配置成用以計算多重虛設包絡，其在如 果該流失包絡及該多重虛設包絡合併時，產生一預定常 數； 該虛設信號產生器包括多重虛設信號產生器，其產生 多重調幅虛設信號，該等信號呈現相對的多重虛設包絡； 該加法器耦合至各該多重虛設信號產生器。 27. 如申請專利範圍第26項的電路系統，進一步包括至少一 滤波器以過遽信號’包括來自非線性裝置的輸出具有頻 寬的流失’干擾及多重虛設信號的信號，同時容許該接 收頻帶寬的信號通過。 28. 如申。月專利圍第26項之電路系統，該包絡電腦係配置 成致使該計算操作包括計算多重虛設包絡，其在如果該 流失包絡及該虛設包絡使用預定公式處理及處理包絡 相加時’產生預定常數。 ° 29. -種無線通信裝置的接收路徑電路系統，包括： 86434-981105.doc y厶厶jovj pv/料㈣(兄)正般^ ----- 接收輸入構件， 號’干擾信號，及 包絡計算構件， $ & &收一源信號，包括調幅流失信 具有接收頰帶寬的接收信號； 用於計算虛設包絡 號的包絡及虛設包絡合併時， 以便如果流失信 產生預定常數； 虛設信號產生器構件， 幅虛設信號，其呈現該虛 寬的虛設頻帶寬； 用於利用虛設包絡以提供一調 設包絡及佔有不同於接收頻帶 加法器構件 一合併信號。 用於相加S玄源信號及該虛設信號以形成 86434-981105.doc