專利名稱：利用預(yù)校正的線性發(fā)送機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性發(fā)送機(jī)，尤其涉及一種利用預(yù)校正的線性尋呼發(fā)送機(jī)。
已知一般的廣播發(fā)送機(jī)的功率放大級(jí)當(dāng)在接近峰值容量操作時(shí)工作在非線性狀態(tài)下。對(duì)這一問題的一個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法是“補(bǔ)償”功率放大器，使其只在飽和狀態(tài)以下的線性區(qū)工作。然而，功率放大器的補(bǔ)償易于減小其功率轉(zhuǎn)換效率。此外，對(duì)于給定的發(fā)送機(jī)輸出功率，所用的功率放大器必須大于(因而更貴)可以在峰值容量下操作的功率放大器。
此外，雖然補(bǔ)償使得功率放大器的輸出更接近線性，但是補(bǔ)償并不能減輕功率放大器的相位失真。對(duì)于只根據(jù)振幅調(diào)制的調(diào)制方案(例如AM)，相位失真沒有什么關(guān)系。然而，對(duì)于依賴于幅值和相位的其它類型的調(diào)制方案，相位失真則有一定的重要性。
為了提供高速的數(shù)據(jù)速率，一些常規(guī)的系統(tǒng)使用例如正交振幅調(diào)制(QAM)。如本領(lǐng)域中所知，QAM依賴于能夠改變被發(fā)送的信號(hào)的相位和幅值的發(fā)送機(jī)。遺憾的是，非線性工作的功率放大級(jí)在卓有成效地執(zhí)行QAM方面一般具有很大的困難。
利用QAM方案的非線性放大級(jí)的一個(gè)結(jié)果是，一般產(chǎn)生不希望的互調(diào)產(chǎn)物(IMP)?；フ{(diào)產(chǎn)物表現(xiàn)為處于所需的發(fā)送機(jī)信道內(nèi)外的雜散發(fā)射。這些發(fā)射有兩個(gè)原因是不能接受的。第一，政務(wù)部門例如聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)要求指定信道外部的雜散發(fā)射為低于主中心信道的一個(gè)預(yù)定值(通常用峰值輸出以下的分貝值表示)。第二，因?yàn)榫哂谢フ{(diào)產(chǎn)物，在傳輸信號(hào)中的能量損失使得接收單元例如尋呼電話接收機(jī)或蜂窩電話接收不到。因而，在發(fā)送機(jī)的功率放大級(jí)中的非線性使得不能有效地利用功率，并且不能滿足FCC對(duì)于相鄰信道發(fā)射的要求。這一問題在現(xiàn)有技術(shù)中指出了，參見在1981年12月22日公開的Davis等人的US 4291277專利。
一般常規(guī)的預(yù)校正器方法使用模擬正交調(diào)制器和解調(diào)器，其中具有單獨(dú)的同相和正交信號(hào)模數(shù)(A-D)和數(shù)模(D-A)轉(zhuǎn)換器。這種模擬系統(tǒng)需要幅值相等的并具有90°相對(duì)相位差的模擬載波信號(hào)。然而，除其它缺點(diǎn)之外，這些模擬載波信號(hào)隨時(shí)間和溫度而發(fā)生漂移或改變。載波信號(hào)之間的的幅值或相位差的任何不平衡可以在輸出信號(hào)的頻譜中引起不希望的邊帶和載波再生，以及其它高階產(chǎn)物。這些誤差一般使預(yù)校正方法的操作變差。類似地，由正交調(diào)制或解調(diào)處理或任何交錯(cuò)級(jí)引入的同相和正交基帶中的相對(duì)延遲或幅值不平衡也使預(yù)校正方法的操作變差。因而，基帶信號(hào)一般在延遲和定標(biāo)方面存在一定程度的失配，因而使系統(tǒng)性能變差。
此外，一些常規(guī)的預(yù)校正方法要求發(fā)送機(jī)發(fā)送專用數(shù)據(jù)序列，以便正確地訓(xùn)練訓(xùn)練器。在這些系統(tǒng)中，專用數(shù)據(jù)序列被周期地發(fā)送，以便更新訓(xùn)練器和預(yù)校正器。因而，當(dāng)發(fā)送這些專用數(shù)據(jù)序列時(shí)，便不能發(fā)送正常數(shù)據(jù)或話音傳輸，從而減少了發(fā)送機(jī)的通過量。此外，這些數(shù)據(jù)序列可以使發(fā)送機(jī)違反FCC的規(guī)定。
此外，一般具有在加電時(shí)預(yù)校正的常規(guī)的發(fā)送機(jī)可以發(fā)送帶外雜散信號(hào)，同時(shí)開始訓(xùn)練系統(tǒng)。一般地說，這些發(fā)送機(jī)在加電時(shí)發(fā)送可以產(chǎn)生這些雜散信號(hào)的專用訓(xùn)練序列。因而，這些發(fā)送機(jī)在加電之后不立即發(fā)送正常數(shù)據(jù)或話音信號(hào)，而必須等待完成“初始化”。
此外，一般常規(guī)的尋呼發(fā)送機(jī)一旦被構(gòu)成之后，便不容易被改造。尋呼格式和預(yù)校正方法經(jīng)常被改進(jìn)和更新，因而，要求這些發(fā)送機(jī)容易利用這些新的格式和方法被重構(gòu)。一般常規(guī)的尋呼發(fā)送機(jī)不能以商業(yè)上可接受的價(jià)格進(jìn)行這種重構(gòu)。
本發(fā)明旨在提供一種可重構(gòu)的發(fā)送機(jī)，該發(fā)送機(jī)可以利用各種調(diào)制方案線性地操作，其中包括改變傳輸信號(hào)的幅值和相位的調(diào)制方案。本發(fā)明還旨在克服模擬調(diào)制的缺點(diǎn)和現(xiàn)有技術(shù)的其它缺點(diǎn)。
本發(fā)明旨在提供一種使用預(yù)校正和自適應(yīng)監(jiān)測(cè)從而連續(xù)地更新發(fā)送機(jī)的預(yù)校正的線性發(fā)送機(jī)。這種發(fā)送機(jī)包括調(diào)制器，預(yù)校正器，數(shù)字正交調(diào)制器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模擬上變頻器，和功率放大器。此外，該發(fā)送機(jī)具有反饋環(huán)，其中包括耦合器，模擬下變頻器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字正交解調(diào)器和訓(xùn)練器。
在操作時(shí)，調(diào)制器接收要被發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并把其轉(zhuǎn)換成同相和正交分量信號(hào)。然后，把同相和正交分量信號(hào)提供給預(yù)校正器，其用不同的復(fù)數(shù)增益(a+jb)乘所述分量信號(hào)，使得當(dāng)它們按順序通過功率放大器時(shí)，這些信號(hào)將盡量接近所需的調(diào)制信號(hào)而沒有失真。來自預(yù)校正器的信號(hào)被數(shù)字正交調(diào)制器接收，其輸出單一的實(shí)數(shù)數(shù)字信號(hào)。該實(shí)數(shù)數(shù)字信號(hào)被數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)模擬信號(hào)。實(shí)數(shù)模擬信號(hào)被模擬上變頻器上變頻為所需的傳輸頻率，并然后把上變頻的信號(hào)提供給功率放大器進(jìn)行發(fā)送。
在反饋環(huán)中，耦合器把功率放大器的輸出信號(hào)的一部分(即接收信號(hào))提供給模擬下變頻器，其把接收的信號(hào)的頻率降低到一個(gè)容易處理的范圍。然后，被下變頻的信號(hào)被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)被數(shù)字正交解調(diào)器接收，其向訓(xùn)練器輸出解調(diào)信號(hào)的同相和正交分量信號(hào)。訓(xùn)練器也接收來自調(diào)制器的同相和正交分量信號(hào)。訓(xùn)練器利用由調(diào)制器提供的同相和正交分量信號(hào)分析解調(diào)信號(hào)的同相和正交分量信號(hào)，并計(jì)算和更新預(yù)校正器，改變復(fù)數(shù)增益，使得發(fā)送機(jī)輸出信號(hào)(被數(shù)字正交解調(diào)器解調(diào)的信號(hào))被基本保持和要被發(fā)送的(被數(shù)字調(diào)制器調(diào)制的)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相等。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，調(diào)制器的控制器接口，數(shù)字正交調(diào)制器和數(shù)字正交解調(diào)器包括可重新編程的裝置，其可以通過控制器被重構(gòu)。因而，這些元件可被選擇地重構(gòu)，從而修改調(diào)制格式和其它功能。調(diào)制器，預(yù)校正器，訓(xùn)練器，和數(shù)字下變頻器以軟件控制的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置可被重構(gòu)，從而修改其功能。在另一種改進(jìn)中，控制器被連接，從而接收從遠(yuǎn)方傳遞給控制器的配置信息，使得發(fā)送機(jī)可以從遠(yuǎn)方位置被重構(gòu)。
本發(fā)明的許多優(yōu)點(diǎn)和上述特點(diǎn)從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的說明中可更清楚地看出并更容易理解，其中

圖1是按照本發(fā)明的發(fā)送機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化方塊圖；圖2是按照本發(fā)明的發(fā)送機(jī)的第二實(shí)施例的簡(jiǎn)化方塊圖；圖3是按照本發(fā)明的調(diào)制器的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖；圖4是按照本發(fā)明的DSP模塊的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖；圖5是按照本發(fā)明的數(shù)字內(nèi)插器和數(shù)字正交調(diào)制器的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖6是按照本發(fā)明的控制器的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖；圖7是一個(gè)流程圖，分別說明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制器自動(dòng)調(diào)整模擬下變頻器和模擬上變頻器的增益和衰減的操作；以及圖8是一個(gè)流程圖，用于說明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的預(yù)校正器自動(dòng)保持通過發(fā)送機(jī)的信號(hào)的最大動(dòng)態(tài)范圍的操作。
圖1是按照本發(fā)明的線性發(fā)送器101的一個(gè)實(shí)施例的原理圖。在正向信號(hào)處理通路中，發(fā)送機(jī)101包括調(diào)制器103，預(yù)校正器107，數(shù)字正交調(diào)制器111，數(shù)模轉(zhuǎn)換器112，模擬上變頻器113，功率放大器115，和發(fā)送天線117。發(fā)送機(jī)的反饋環(huán)包括定向耦合器119(在功率放大器115和天線117之間)，模擬下變頻器123，模數(shù)轉(zhuǎn)換器124，數(shù)字正交解調(diào)器125，和訓(xùn)練器131。訓(xùn)練器被連接，用于接收數(shù)字調(diào)制器103的輸出信號(hào)并和預(yù)校正器107相互作用。在其它實(shí)施例中，可以和功率放大器115并聯(lián)附加的功率放大器，以便增加發(fā)送機(jī)101的增益。
要被發(fā)送機(jī)101廣播的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被提供給調(diào)制器103，如線133所示。這些數(shù)據(jù)可以由任何源提供。在最佳實(shí)施例中，線性發(fā)送機(jī)101用作尋呼發(fā)送機(jī)，雖然它可用于任何射頻(RF)的應(yīng)用中。在最佳實(shí)施例中，輸入給調(diào)制器103的數(shù)據(jù)由發(fā)送機(jī)控制器135提供(虛線所示)，發(fā)送機(jī)控制器通過操作經(jīng)來自尋呼終端的鏈路信道接收數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化以便傳輸。發(fā)送機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及整個(gè)的尋呼系統(tǒng)可以在Fawcett等人的US 5481258、Witsaman等人的US 5365569、以及Witsaman等人的5416808專利中找到，這些專利都轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此列為參考。
在最佳實(shí)施例中，數(shù)據(jù)是一系列數(shù)字符號(hào)，每個(gè)符號(hào)代表預(yù)定的位數(shù)。每個(gè)符號(hào)的位數(shù)取決于由發(fā)送機(jī)101發(fā)送的具體的調(diào)制方案。在一般常規(guī)尋呼數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的調(diào)制格式包括例如2或4音頻移頻鍵控(FSK)調(diào)制和QAM。QAM格式包括例如應(yīng)當(dāng)具有3位符號(hào)的8電平QAM調(diào)制方案。類似地，16電平QAM方案應(yīng)當(dāng)具有每符號(hào)4位?？梢岳斫猓瑢?duì)于3位的符號(hào)，具有8個(gè)可能的符號(hào)。同樣，對(duì)于4位的符號(hào)，具有16個(gè)可能的符號(hào)。在本討論的大部分中，使用的例子將是4位的符號(hào)，其相應(yīng)于16電平QAM方案。
調(diào)制器103通過操作使每個(gè)特定的符號(hào)和預(yù)定的同相和正交輸出信號(hào)相關(guān)。這樣，對(duì)于每個(gè)唯一的符號(hào)，通過調(diào)制器輸出作為基帶信號(hào)的同相和正交分量信號(hào)的不同的組合。在最佳實(shí)施例中，調(diào)制器103包括德克薩斯儀器公司的TMS320C44微處理機(jī)，它被編程用于執(zhí)行關(guān)于符號(hào)的同相和正交調(diào)制(下面結(jié)合圖3和圖4進(jìn)行說明)。
此外，在處理每個(gè)符號(hào)時(shí)，調(diào)制器103不“瞬時(shí)地”從一個(gè)符號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)符號(hào)。這種在同相和正交輸出信號(hào)中的瞬時(shí)變化將在系統(tǒng)中引起高頻諧波。而借助于數(shù)字濾波，實(shí)現(xiàn)在符號(hào)(因此同相和正交輸出信號(hào))之間的平滑的轉(zhuǎn)換?？蓱?yīng)用于FSK系統(tǒng)的這種技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例在和轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的Marchetto等人的美國專利5418818中更詳細(xì)地披露了，在此列為參考。
接著，由調(diào)制器103輸出的同相和正交分量信號(hào)被輸入到預(yù)校正器107。預(yù)校正器107通過操作修正從調(diào)制器103輸出的同相和正交分量信號(hào)，從而補(bǔ)償在功率放大器115中發(fā)生的任何失真。由預(yù)校正器107提供的補(bǔ)償被訓(xùn)練器131使用任何合適的預(yù)校正方法進(jìn)行控制。訓(xùn)練器131在下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
然后，預(yù)校正器107的輸出被提供給數(shù)字正交調(diào)制器111。數(shù)字正交調(diào)制器111把同相和正交分量信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)實(shí)數(shù)字信號(hào)。來自數(shù)字正交調(diào)制器111的實(shí)數(shù)字信號(hào)由D-A轉(zhuǎn)換器112接收，把實(shí)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，從而產(chǎn)生中頻輸出信號(hào)。例如，在一個(gè)代表性的實(shí)施例中，中頻頻率大約為5.6MHz。因?yàn)槭褂靡粋€(gè)D-A轉(zhuǎn)換器，所以由在那些對(duì)于同相和正交信號(hào)使用單獨(dú)的D-A轉(zhuǎn)換器的常規(guī)系統(tǒng)中產(chǎn)生的相對(duì)延遲和幅值差引起的失真在發(fā)送機(jī)101中被基本上消除了。
來自D-A轉(zhuǎn)換器112的中頻輸出信號(hào)被提供給模擬上變頻器113，上變頻器把中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有尋呼系統(tǒng)的頻帶內(nèi)的頻率的廣播頻率信號(hào)。例如，在代表性的實(shí)施例中，廣播頻率大約為940MHz。模擬上變頻器113可以是任何合適的常規(guī)的上變頻器，例如接收本地振蕩器信號(hào)的混頻器。
功率放大器115接收來自模擬上變頻器113的廣播頻率信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行放大，把放大的信號(hào)提供給發(fā)送天線發(fā)送。功率放大器115可以是任何合適的功率放大器，例如轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的共同申請(qǐng)的待審專利[申請(qǐng)案卷號(hào)為GLENPW-1-8884]中披露的功率放大器，在此列為參考。在代表性的實(shí)施例中，使用了4個(gè)這種功率放大器并聯(lián)，不過在其它的結(jié)構(gòu)中可以使用多于或少于4個(gè)的功率放大器。
為了有助于信號(hào)的精確預(yù)校正，反饋環(huán)監(jiān)視由功率放大器115放大的信號(hào)。在最佳實(shí)施例中，耦合器119是其位置相當(dāng)接近天線117的常規(guī)的定向耦合器，來自耦合器119的信號(hào)被提供給模擬下變頻器123。
模擬下變頻器123以和模擬上變頻器113相反的方式工作。具體地說，模擬下變頻器123把從功率放大器115輸出的接收信號(hào)的頻率降低為中頻頻率。在最佳實(shí)施例中，該中頻頻率基本上和在正向信號(hào)處理通路中使用的中頻頻率相同。在模擬下變頻器123內(nèi)，具有一系列的濾波，放大以及和本地振蕩器信號(hào)混頻的處理，用于產(chǎn)生中頻信號(hào)。
然后，中頻信號(hào)被從模擬中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這通過使用常規(guī)的A-D轉(zhuǎn)換器124實(shí)現(xiàn)，例如模擬器件AD9206，它對(duì)中頻信號(hào)采樣，并輸出代表采樣的中頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字正交調(diào)制器125進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的正交調(diào)制，并輸出同相分量信號(hào)和正交分量信號(hào)。
訓(xùn)練器131接收數(shù)字正交解調(diào)器125的輸出信號(hào)。訓(xùn)練器131還接收來自調(diào)制器103的輸出信號(hào)。一些預(yù)校正算法也要求訓(xùn)練器131接收來自預(yù)校正器107的輸出信號(hào)。因而，實(shí)際上，訓(xùn)練器131接收要被發(fā)送的精確的調(diào)制信號(hào)(調(diào)制器103的輸出信號(hào))和被發(fā)送的信號(hào)(數(shù)字正交解調(diào)器125的輸出信號(hào))，從而確保預(yù)校正器107正確地補(bǔ)償由功率放大器115引起的失真。訓(xùn)練器131和預(yù)校正器107可以執(zhí)行任何合適的預(yù)校正方法，例如在Cavers的美國專利5049832中所述的方法。一般地說，訓(xùn)練器向預(yù)校正器提供一個(gè)或幾個(gè)“訓(xùn)練器”信號(hào)，該信號(hào)修正預(yù)校正器對(duì)于輸入到預(yù)校正器的同相和正交信號(hào)的響應(yīng)。
此外，訓(xùn)練器監(jiān)視實(shí)際數(shù)據(jù)或正在被發(fā)送的話音信號(hào)以便執(zhí)行預(yù)校正方法，而不用一些常規(guī)系統(tǒng)要求的專用序列(即不是正常數(shù)據(jù)或話音信號(hào))。這樣，不需要如同在常規(guī)系統(tǒng)中那樣中斷正常信號(hào)或話音的傳輸而發(fā)送專用序列以便更新預(yù)校正器。
圖2是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送機(jī)200的方塊圖。除去發(fā)送機(jī)200包括連接在調(diào)制器103和預(yù)校正器107之間的內(nèi)插器205、連接在預(yù)校正器107和數(shù)字正交調(diào)制器111之間的數(shù)字內(nèi)插器209、連接在訓(xùn)練器131和數(shù)字正交解調(diào)器125之間的數(shù)字抽取器229、和耦合器119相連的組合的檢測(cè)器和低通濾波器221、以及和檢測(cè)器與低通濾波器221相連的控制器238之外，發(fā)送機(jī)200基本上和發(fā)送機(jī)101(圖1)相同?？刂破?38的輸出信號(hào)按如下所述被提供給元件103-221和229-237。此外，發(fā)送機(jī)200包括和模擬上變頻器113與模擬下變頻器123相連的合成器235，以及和數(shù)字正交調(diào)制器111相連的鎖相環(huán)(PLL)。恒溫的(ovenized)參考振蕩器233被連接在合成器235和PLL237之間。
發(fā)送機(jī)200基本上以和發(fā)送機(jī)101(圖1)相同的方式操作。在本實(shí)施例中，調(diào)制器103的輸出信號(hào)是以每秒80000個(gè)采樣(80ksps)被采樣的同相和正交分量信號(hào)。調(diào)制器103的最佳實(shí)施例在下面結(jié)合圖3進(jìn)行說明。
由調(diào)制器103輸出的同相和正交分量信號(hào)被內(nèi)插器205接收。內(nèi)插器205借助于數(shù)字內(nèi)插通過操作用以增加接收的信號(hào)的實(shí)際采樣速率。在最佳實(shí)施例中，內(nèi)插器205以大約800ksps的速率輸出同相和正交分量信號(hào)，并由DSP模塊實(shí)現(xiàn)(下面結(jié)合圖4進(jìn)行說明)。
接著，從內(nèi)插器205輸出的信號(hào)被輸入給預(yù)校正器。如前所述，預(yù)校正器107預(yù)校正接收的同相和正交分量信號(hào)，補(bǔ)償功率放大器115的失真。來自預(yù)校正器107的被預(yù)校正過的800ksps分量信號(hào)被數(shù)字內(nèi)插器209接收。數(shù)字內(nèi)插器209以類似于內(nèi)插器205的方式工作。具體地說，數(shù)字內(nèi)插器209把采樣速率轉(zhuǎn)換為較高的速率。特別是，同相和正交分量信號(hào)兩者都首先在第一步被進(jìn)行2倍的上變頻。這樣，在這一第一變換之后，這一分量信號(hào)的實(shí)際的采樣速率大約為1.6Msps。該信號(hào)然后再被進(jìn)行2倍的上變頻，得到大約為3.2Msps的實(shí)際速率。接著，這兩個(gè)3.2Msps的信號(hào)被通過另一個(gè)內(nèi)插器，對(duì)其進(jìn)行7倍的上變頻而成為大約22.4Msps。這樣，數(shù)字內(nèi)插器209的輸出信號(hào)是以22.4Msps采樣的同相和正交分量信號(hào)。內(nèi)插級(jí)包括基帶信號(hào)的數(shù)字濾波。數(shù)字內(nèi)插器209的實(shí)現(xiàn)在下面結(jié)合圖5說明。
數(shù)字正交調(diào)制器111接收數(shù)字內(nèi)插器209的輸出信號(hào)，并按照前述使用數(shù)字正交調(diào)制方案對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。在本實(shí)施例中，數(shù)字正交調(diào)制器111使用和常規(guī)的結(jié)合從由PLL237提供的22.4MHz信號(hào)得到的5.6MHz載波信號(hào)的雙平衡調(diào)制方案等效的數(shù)字方法。然后，實(shí)數(shù)字調(diào)制的輸出信號(hào)由D-A轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。結(jié)果，D-A轉(zhuǎn)換器112向模擬上變頻器輸出5.6Mhz的模擬中頻信號(hào)。
模擬上變頻器113接收由合成器235提供的兩個(gè)本地振蕩信號(hào)。在最佳實(shí)施例中，其中廣播頻率是940MHz，由合成器235提供的兩個(gè)頻率是36.9MHz的本地振蕩信號(hào)和897.5MHz的本地振蕩信號(hào)。模擬上變頻器113接收這些本地振蕩信號(hào)，按照常規(guī)的兩級(jí)混頻方法和5.6MHz的中頻信號(hào)混合。在上變頻器的第一級(jí)，中頻信號(hào)和36.9MHz的本地振蕩信號(hào)混合，得到的42.5MHz信號(hào)的上邊帶被放大并在和897.5MHz的本地振蕩信號(hào)混頻之前被進(jìn)行帶通濾波。得到的940MHz的上邊帶被進(jìn)行帶通濾波并被提供給功率放大器115?？梢岳斫?，為了改變發(fā)送機(jī)101的發(fā)送頻率，可以改變合成器235的本地振蕩頻率。然后，940MHz的信號(hào)被功率放大器115放大并通過天線117廣播，如前對(duì)于發(fā)送機(jī)101所述(圖1)。
在最佳實(shí)施例中，合成器235是Phillips SA 7025合成器芯片。如上所述，合成器235控制可變的本地振蕩信號(hào)，以便精確地確定信號(hào)分傳輸頻率。合成器235使用參考振蕩器233，其在最佳實(shí)施例中是10MHz的穩(wěn)定的參考頻率振蕩器。在最佳實(shí)施例中，這一穩(wěn)定的參考頻率從尋呼基站的發(fā)送機(jī)控制器獲得。
模擬上變頻器113還包括常規(guī)的可由控制器238控制的可變的衰減器。其可以是任何合適的可變衰減器，例如PIN二極管衰減器。同樣，模擬下變頻器123還包括常規(guī)的可變?cè)鲆娣糯笃?，例如模擬器件中的AD603型放大器。該放大器的增益由控制器238控制。下面結(jié)合圖6對(duì)控制器238進(jìn)一步進(jìn)行說明。結(jié)果，控制器238可以維持基本上恒定的功率放大器輸出功率，如下面結(jié)合圖7所示的流程圖所述。
在平均功率監(jiān)視通路中，組合的檢測(cè)器和低通濾波器221測(cè)量平均信號(hào)強(qiáng)度，并向控制器238提供代表平均信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。檢測(cè)器221可以是任何合適的平均功率檢測(cè)器，例如常規(guī)的校準(zhǔn)過的二極管檢測(cè)器?？刂破?38還接收來自調(diào)制器103的輸入信號(hào)和來自數(shù)字抽取器229的輸入信號(hào)。通過分析從這些源接收的信號(hào)，控制器238可以確定是否有任何系統(tǒng)元件誤動(dòng)作。例如，如果檢測(cè)器221的輸出信號(hào)表明平均信號(hào)強(qiáng)度下降，并且調(diào)制器103的輸出信號(hào)保持相對(duì)地恒定，那么則表示在上變頻鏈(103-119)中發(fā)生錯(cuò)誤。檢測(cè)器221和控制器238也可用于監(jiān)視并校準(zhǔn)功率放大器115的增益。
再參看反饋通路，如上所述，來自耦合器119的940MHz的接收信號(hào)被提供給模擬下變頻器123，被轉(zhuǎn)換為中頻5.6MHz，并被數(shù)字正交解調(diào)器125接收。數(shù)字正交解調(diào)器125按照前述發(fā)送機(jī)101(圖1)的情況下工作，產(chǎn)生22.4Msps的同相和正交分量信號(hào)。在最佳實(shí)施例中，數(shù)字正交解調(diào)器使用被設(shè)計(jì)用于進(jìn)行數(shù)字正交解調(diào)的Xilinx4003現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)字抽取器229接收數(shù)字正交解調(diào)器125的輸出信號(hào)，并按照28的系數(shù)進(jìn)行抽取，從而產(chǎn)生800ksps的復(fù)基帶信號(hào)。在最佳實(shí)施例中，下變頻通過兩個(gè)被編程按照28抽取并被基帶信號(hào)濾波的Harris HSP43220抽取濾波器芯片完成。
800ksps的復(fù)基帶信號(hào)被訓(xùn)練器131接收。如前所述，訓(xùn)練器分析接收信號(hào)和來自調(diào)制器103的信號(hào)，控制預(yù)校正器107正確地補(bǔ)償由功率放大器115引起的失真。預(yù)校正器107的輸出信號(hào)按照所使用的具體的預(yù)校正方案的需要可以被訓(xùn)練器131接收。
本發(fā)明的另一個(gè)重要特點(diǎn)在于被圖2的每個(gè)元件進(jìn)行的處理由同步時(shí)鐘信號(hào)控制。通過在元件123-131和205-209的解調(diào)方案中利用和在元件103-113以及229中的解調(diào)方案相同的時(shí)鐘，可以監(jiān)視關(guān)于每個(gè)數(shù)字采樣的發(fā)送的信號(hào)質(zhì)量。調(diào)制和解調(diào)被相互鎖相，只需調(diào)整包括功率放大器115的模擬和數(shù)字級(jí)的延遲。
圖3是按照本發(fā)明的調(diào)制器103的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖。調(diào)制器103包括利用可再編程的邏輯器件實(shí)現(xiàn)的可配置的接口301，用于接收來自基站控制器135(圖2)的數(shù)字信號(hào)。在最佳實(shí)施例中，可再編程的邏輯器件是Xilinx XC4003現(xiàn)場(chǎng)可編程的門陣列(FPGA)，也可以使用其它合適的可再編程的邏輯器件。結(jié)果，可配置的接口301可被配置利用各種發(fā)送機(jī)控制器操作?？膳渲玫慕涌?01和DSP模塊305相連(下面結(jié)合圖4說明)，模塊305接收來自接口301的實(shí)數(shù)字信號(hào)，并把其轉(zhuǎn)換為濾波的復(fù)數(shù)字信號(hào)。DSP模塊305被編程用于由可配置的接口301接收的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生同相和正交分量信號(hào)。可以使用在硬件實(shí)現(xiàn)方面基本上和DSP模塊305相同的附加的DSP模塊，以便實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的調(diào)制算法或增加調(diào)制器的速度。
此外，數(shù)字調(diào)制器103可被編程用于延遲來自發(fā)送機(jī)控制器135(圖2)的輸入信號(hào)，以便被用于除去發(fā)送機(jī)200(圖2)之外還使用一個(gè)或幾個(gè)發(fā)送機(jī)的發(fā)送機(jī)系統(tǒng)中，用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。這編程的延遲被如此調(diào)整，使得發(fā)送機(jī)200以和發(fā)送相同數(shù)據(jù)信號(hào)的其它發(fā)送機(jī)基本上同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。這種延遲方法在前述的Marchetto的專利中被詳細(xì)說明了。
此外，數(shù)字調(diào)制器103可被編程用于使當(dāng)調(diào)制格式改變時(shí)而產(chǎn)生的數(shù)字調(diào)制器本身內(nèi)的處理延遲均等。例如，對(duì)于FSK調(diào)制和AM單邊帶(SSB)話音調(diào)制在數(shù)字調(diào)制器內(nèi)的處理延遲是不同的。因而，例如當(dāng)?shù)谝唤M或第一包數(shù)據(jù)信號(hào)使用相對(duì)慢的調(diào)制處理格式調(diào)制，然后使用相對(duì)快的調(diào)制處理格式調(diào)制第二組數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，數(shù)字調(diào)制器103可能經(jīng)歷“快的”數(shù)據(jù)超越“慢的”數(shù)據(jù)的故障。這種延遲方法也在Marchetto的專利中描述了。
圖4是按照本發(fā)明的DSP模塊400的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖，其在硬件實(shí)現(xiàn)方面基本上和DSP模塊305(圖3)相同。DSP模塊400包括微處理機(jī)401。在最佳實(shí)施例中，微處理機(jī)401包括從Texas Instruments得到的DSP微處理機(jī)TMS320C44，不過也可使用任何其它合適的微處理機(jī)。微處理機(jī)401和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)403以及非易失存儲(chǔ)器405相連。在本實(shí)施例中，非易失存儲(chǔ)器405使用可編程的快速電擦寫只讀存儲(chǔ)器(EPROM)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，DSP模塊400可被配置或編程用于各種功能，例如，用于構(gòu)成調(diào)制器、內(nèi)插器、訓(xùn)練器或預(yù)校正器的部分。此外，DSP模塊400可被再編程，從而通過控制器238改變其功能，控制器238可被編程用于代替在非易失存儲(chǔ)器405中存儲(chǔ)的配置程序。
此外，當(dāng)訓(xùn)練器131和預(yù)校正器107利用DSP模塊實(shí)現(xiàn)時(shí)，DSP模塊可被編程用于保持在通過發(fā)送機(jī)200(圖2)中的D-A和A-D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)中的最大動(dòng)態(tài)范圍。使動(dòng)態(tài)范圍最大有助于使通過發(fā)送機(jī)的信號(hào)的信噪比最大。不過，如果超過該動(dòng)態(tài)范圍，發(fā)送機(jī)性能則嚴(yán)重變差。在D-A轉(zhuǎn)換器中，超過動(dòng)態(tài)范圍將引起所謂的輸出模擬信號(hào)的“環(huán)繞”。因而，例如當(dāng)D-A轉(zhuǎn)換器接收超過動(dòng)態(tài)范圍的最大幅值的信號(hào)時(shí)，由D-A轉(zhuǎn)換器檢測(cè)的數(shù)字信號(hào)將“環(huán)繞”而成為最大值附近的值，從而使模擬輸出信號(hào)具有非常小的幅值。類似地，超過動(dòng)態(tài)范圍的最小值信號(hào)將產(chǎn)生接近最大幅值的模擬輸出信號(hào)。在A-D轉(zhuǎn)換器中，超過動(dòng)態(tài)范圍將引起高幅值信號(hào)的限幅。預(yù)校正器可以被編程用于保持最大動(dòng)態(tài)范圍，如下面結(jié)合圖8更詳細(xì)說明的。
此外，DSP模塊400可通過和控制器238(圖2)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信傳遞重構(gòu)信息而被遠(yuǎn)程重構(gòu)。例如，控制器238包括可和外部通信裝置連接的接口，例如和電話線連接的調(diào)制解調(diào)器。因而，控制器238可以接收通過電話線發(fā)送的重構(gòu)信息，并向要被存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器405中的DSP模塊發(fā)送該信息。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，控制器238可以通過其它遠(yuǎn)程通信方法接收遠(yuǎn)方的配置信息。因而，在最佳實(shí)施例中，使用基本上和DSP模塊400相同的DSP模塊實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練器131和處理器107(圖2)，使得它們可以利用被更新的預(yù)校正算法被重新配置。此外，訓(xùn)練器131的本實(shí)施例可被這樣編程，使得訓(xùn)練器131可進(jìn)行從數(shù)字抽取器229接收的800ksps復(fù)基帶信號(hào)的快速富氏變換，借以產(chǎn)生基帶信號(hào)的頻譜。
此外，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練器的DSP模塊也可以被編程用于比較所述頻譜和最大允許的帶外信號(hào)值的掩模或包絡(luò)。如果帶外信號(hào)值超過最大允許值，則DSP模塊可以使發(fā)送機(jī)處于禁止?fàn)顟B(tài)，并直接或通過向控制器238(圖2)發(fā)送信號(hào)而使發(fā)送機(jī)復(fù)位，從而強(qiáng)迫發(fā)送機(jī)關(guān)閉并復(fù)位。在FSK的實(shí)施例中，訓(xùn)練器可被編程用于監(jiān)視發(fā)送的信號(hào)的包絡(luò)的幅值。FSK調(diào)制具有恒定的包絡(luò)，并且因而每個(gè)采樣信號(hào)的同相和正交幅值的平方和應(yīng)當(dāng)?shù)扔谕粋€(gè)值。訓(xùn)練器可被編程用于當(dāng)包絡(luò)不為恒定時(shí)向控制器238表示故障。
此外，當(dāng)利用DSP模塊400實(shí)現(xiàn)預(yù)校正器時(shí)，在省電狀態(tài)時(shí)，在非易失存儲(chǔ)器405中存儲(chǔ)校正值。結(jié)果，預(yù)校正器可以在加電之后立即使用這些存儲(chǔ)的值預(yù)校正要被發(fā)送的數(shù)據(jù)。這樣，預(yù)校正器不需要如許多常規(guī)系統(tǒng)中那樣要求利用專用訓(xùn)練序列進(jìn)行專門的初始化處理。
此外，在調(diào)制器103(圖2)中的DSP模塊可被編程用于在啟動(dòng)和省電狀態(tài)下逐漸增大同相和正交輸出信號(hào)，通過使用含有放大倍數(shù)的平滑斜坡函數(shù)的查閱表(LUT)使功率放大器的輸入信號(hào)逐漸增大，借以減少電源電壓中的瞬變和功率放大器的雜散輸出信號(hào)。在最佳實(shí)施例中，使用高斯定標(biāo)。當(dāng)一個(gè)以上的信號(hào)被同時(shí)發(fā)送時(shí)，可以把平滑斜坡分別施加于各個(gè)副載波。
圖5是按照本發(fā)明的數(shù)字內(nèi)插器209和數(shù)字正交調(diào)制器111的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖。數(shù)字上變頻器在FIF0501和505中接收來自預(yù)校正器107(圖2)的復(fù)信號(hào)，然后把信號(hào)送到兩對(duì)半頻帶濾波器503和507。在最佳實(shí)施例中，使用兩對(duì)半頻帶內(nèi)插濾波器，用于完成從800ksps到3.2Msps的上變頻部分，這兩對(duì)濾波器是Harris HSP43216半頻帶濾波器，其饋給一個(gè)7倍的內(nèi)插器。該7倍的內(nèi)插器由可再編程的邏輯器件509實(shí)現(xiàn)，在最佳實(shí)施例中，器件509是用于實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)的積分器/梳狀(CIC)濾波器的Xilinx 4010 FPGA。此外，可再編程的邏輯器件509還實(shí)現(xiàn)數(shù)字正交調(diào)制器111。D-A轉(zhuǎn)換器112接收數(shù)字正交調(diào)制器111的輸出信號(hào)，并輸出相應(yīng)于由數(shù)字正交調(diào)制器111輸出的實(shí)數(shù)字信號(hào)的實(shí)模擬中頻信號(hào)。D-A轉(zhuǎn)換器可以是任何合適的D-A轉(zhuǎn)換器，例如從Burr-Brown得到的DAC600型的D-A轉(zhuǎn)換器。
此外，F(xiàn)PGA可以被編程用于監(jiān)視在由預(yù)校正器和內(nèi)插器提供的同相和正交信號(hào)中交錯(cuò)的校驗(yàn)位。在本實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)預(yù)校正器的DSP模塊被編程用于使校驗(yàn)位和由預(yù)校正器輸出的同相和正交數(shù)據(jù)交錯(cuò)。使用校驗(yàn)位檢測(cè)在發(fā)送機(jī)中的數(shù)據(jù)流是否變得同步不正確(例如大的電磁場(chǎng)，電源波動(dòng)，靜態(tài)放電等可能引起同相和正交信號(hào)之間的不同步)。如果同相和正交信號(hào)不同步，則發(fā)送機(jī)的輸出信號(hào)將嚴(yán)重失真。數(shù)字正交調(diào)制器的FPGA比較相應(yīng)的同相和正交信號(hào)之間的校驗(yàn)位，如果它們不一致，則數(shù)字正交調(diào)制器使發(fā)送機(jī)或者直接地成為禁止?fàn)顟B(tài)并復(fù)位，或者通過向控制器238(圖2)發(fā)送信號(hào)，然后控制器使發(fā)送機(jī)禁止并復(fù)位。
此外，當(dāng)預(yù)校正器輸出信號(hào)被不正確地同步時(shí)，F(xiàn)IFO501和505接近半充滿的。因而在FIFO501和505中的任何溢出或下溢狀態(tài)都表示嚴(yán)重的時(shí)鐘故障。因而，如果一個(gè)或兩個(gè)FIFO出現(xiàn)溢出或下溢狀態(tài)，數(shù)字正交調(diào)制器則再次表示故障狀態(tài)，從而使發(fā)送機(jī)禁止并復(fù)位。
圖6是按照本發(fā)明的控制器238的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖?？刂破?38包括和SRAM602以及非易失存儲(chǔ)器603相連的微處理器601。在最佳實(shí)施例中，微處理器601是摩托羅拉MC68HC16微控制器，雖然任何合適的微控制器也可使用。微控制器601和總線605相連，總線605還連接發(fā)送機(jī)200的可重構(gòu)的元件(圖2)，例如數(shù)字調(diào)制器103，內(nèi)插器205，預(yù)處理器107和數(shù)字抽取器229?？刂破?38通過總線605向可重構(gòu)元件提供重構(gòu)信息。
微控制器601還包括維護(hù)端口607。該維護(hù)端口可以被設(shè)置為EIA-232或EIA-422接口。維護(hù)端口607可被用于接收來自外部源的信息，如MC68HC16的數(shù)據(jù)單所述，在此列為參考。這樣，通過連接遠(yuǎn)程通信裝置，例如調(diào)制解調(diào)器，和維護(hù)端口607，控制器238可以接收從遠(yuǎn)方向控制器傳遞的重構(gòu)信息，該信息可用于重構(gòu)發(fā)送機(jī)200(圖2)的各個(gè)可重構(gòu)的元件。此外，微處理器601可以通過總線605接收來自訓(xùn)練器131的FFT信息(如上結(jié)合圖4所述)，并把該FFT信息提供給維護(hù)端口607，用于發(fā)送的頻譜的遠(yuǎn)方監(jiān)視。
在本實(shí)施例中，微控制器601還包括端口609，用于連接VT100終端進(jìn)行監(jiān)視，測(cè)試和故障檢修。此外，微控制器601包括輸入和輸出端口611和613，分別用于接收平均功率信號(hào)和調(diào)整模擬下變頻器與模擬上變頻器的增益與衰減，如上面結(jié)合圖2所述?？删幊痰倪壿嬈骷?PLD)615例如ATV2500B PLD也和微處理器601相連并向數(shù)字正交調(diào)制器和數(shù)字正交解調(diào)器中的FPGA提供控制信號(hào)。
此外，微處理器601可被編程用于在加電和復(fù)位時(shí)向數(shù)字正交調(diào)制器111和數(shù)字正交解調(diào)器125(圖2)提供控制信號(hào)，從而強(qiáng)迫在數(shù)字正交調(diào)制器111和數(shù)字正交解調(diào)器125之間同步。
圖7是說明在自動(dòng)調(diào)整模擬上變頻器113和模擬下變頻器123(圖2)的衰減和增益時(shí)控制器238的操作流程圖?？刂破?38通過檢查校準(zhǔn)間隔定時(shí)器是否時(shí)間到定期地進(jìn)行這一校準(zhǔn)，如步701所示。在最佳實(shí)施例中，該間隔大約為10分鐘?？刂破髦貜?fù)檢查校準(zhǔn)定時(shí)器，直到定時(shí)間隔到，然后執(zhí)行步703。
在步703，控制器238檢查發(fā)送機(jī)200(圖2)是否已開始適用于校準(zhǔn)處理的發(fā)送。合適的發(fā)送是具有接近恒功率值的那些發(fā)送，例如FSK調(diào)制的信號(hào)。QAM信號(hào)可能也是合適的。雖然話音發(fā)送不是合適的，但正常的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送一般是合適的。如果合適的發(fā)送還沒有開始，則控制器238重復(fù)步703直到一個(gè)合適的發(fā)送開始為止。
然后控制器238進(jìn)行步705，在其中取100μs發(fā)送功率的平均值。在下一步707，控制器238比較測(cè)量的平均功率和存儲(chǔ)的參考值。在最佳實(shí)施例中，存儲(chǔ)的參考值是在制造時(shí)發(fā)送的測(cè)試單音的平均功率。如果測(cè)量的平均功率大于參考值，則在步709控制器238使模擬上變頻器113增加其衰減而模擬下變頻器123減少其增益，如上結(jié)合圖2所述。相反，如果測(cè)量的平均功率小于參考值，則在步711控制器238使模擬上變頻器113減少其衰減，而使模擬下變頻器123增加其增益。不過，如果測(cè)量的平均功率接近等于參考值(即在允差范圍內(nèi))，則控制區(qū)8不修正模擬上變頻器或下變頻器的衰減或增益。然后控制區(qū)238返回步701等待下一個(gè)校準(zhǔn)間隔經(jīng)過。
圖8是說明由DSP模塊(圖4)實(shí)現(xiàn)的預(yù)校正器107(圖2)在自動(dòng)保持通過發(fā)送機(jī)200(圖2)的信號(hào)的最大動(dòng)態(tài)范圍時(shí)的操作的流程圖。預(yù)校正器107被連接用于當(dāng)溢出狀態(tài)發(fā)生時(shí)(即超過動(dòng)態(tài)范圍時(shí))接收來自數(shù)字正交調(diào)制器111和數(shù)字正交解調(diào)器125的中斷信號(hào)。中斷使預(yù)校正器進(jìn)行步801，表示在A-D轉(zhuǎn)換器或D-A轉(zhuǎn)換器(圖2)中檢測(cè)到溢出。預(yù)校正器107然后執(zhí)行步803，按比例縮小預(yù)校正器的輸出信號(hào)，從而阻止后面的信號(hào)溢出。然后，在下一步805，預(yù)校正器107比較其輸出信號(hào)的平均幅值和D-A或A-D轉(zhuǎn)換器的允許范圍。在下一步807判斷平均幅值是否高于允許的范圍。如果是，預(yù)校正器則在步809按比例縮小其輸出信號(hào)。但是如果不是，則在步811預(yù)校正器按比例增大其輸出信號(hào)。然后，預(yù)校正器107返回步805，重復(fù)上述循環(huán)，直到下一個(gè)中斷。
上述的發(fā)送機(jī)的實(shí)施例用于說明本發(fā)明的原理，并不是打算把本發(fā)明限制于所述的實(shí)施例。例如，雖然結(jié)合尋呼發(fā)送機(jī)說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但本發(fā)明的線性發(fā)送機(jī)可以用于許多廣播環(huán)境中。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明不用通過實(shí)驗(yàn)便可以根據(jù)不同的調(diào)制格式更新上述的實(shí)施例。例如也可以支持由AM SSB調(diào)制的話音信號(hào)，以及這種被調(diào)制信號(hào)的多個(gè)副載波。因而，雖然已經(jīng)說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，根據(jù)本說明披露的內(nèi)容，不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以作出各種改變。
權(quán)利要求
1一種用于以廣播頻率基本上線性地發(fā)送信號(hào)的發(fā)送機(jī)，所述發(fā)送機(jī)包括被聯(lián)接用于接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字調(diào)制器，其中所述調(diào)制器能夠根據(jù)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供同相信號(hào)和正交信號(hào)；和所述數(shù)字調(diào)制器相聯(lián)的預(yù)校正器，其中所述預(yù)校正器能夠根據(jù)由所述數(shù)字調(diào)制器提供的所述的同相信號(hào)提供預(yù)校正的同相信號(hào)并能夠根據(jù)由所述數(shù)字調(diào)制器提供的所述正交信號(hào)提供預(yù)校正的正交信號(hào)；和所述預(yù)校正器相聯(lián)的數(shù)字正交調(diào)制器，其中所述數(shù)字正交調(diào)制器能夠根據(jù)由所述預(yù)校正器提供的所述預(yù)校正的同相信號(hào)和所述預(yù)校正的正交信號(hào)的組合提供數(shù)字預(yù)校正的信號(hào)；和所述數(shù)字正交調(diào)制器聯(lián)接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)所述數(shù)字正交調(diào)制器提供的所述數(shù)字預(yù)校正信號(hào)提供模擬預(yù)校正信號(hào)；和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器相聯(lián)的功率放大器，所述功率放大器能夠根據(jù)由所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供的模擬預(yù)校正信號(hào)提供放大的模擬信號(hào)；和所述功率放大器相聯(lián)的天線，所述天線能夠廣播由所述功率放大器提供的所述放大的模擬信號(hào)；和所述功率放大器相聯(lián)的耦合器，所述耦合器能夠根據(jù)由所述功率放大器提供的所述放大的模擬信號(hào)提供接收信號(hào)；和所述耦合器相聯(lián)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)由所述耦合器提供的所述接收信號(hào)提供數(shù)字接收信號(hào)；和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相聯(lián)的數(shù)字正交解調(diào)器，所述數(shù)字正交解調(diào)器能夠根據(jù)由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的所述數(shù)字接收信號(hào)提供反饋同相和反饋正交信號(hào)；和所述數(shù)字正交解調(diào)器、所述預(yù)校正器以及所述數(shù)字調(diào)制器相聯(lián)的訓(xùn)練器，所述訓(xùn)練器能夠向所述預(yù)校正器提供訓(xùn)練器信號(hào)，所述訓(xùn)練器信號(hào)取決于所述反饋同相信號(hào)、所述反饋正交信號(hào)、所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)，其中由所述預(yù)校正器提供的隨后的預(yù)校正同相信號(hào)和隨后的預(yù)校正正交信號(hào)取決于所述訓(xùn)練器信號(hào)和由所述數(shù)字調(diào)制器提供的隨后的同相和正交信號(hào)。
2如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)，還包括聯(lián)接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器和所述功率放大器之間的模擬上變頻器，所述模擬上變頻器能夠根據(jù)由所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供的所述模擬預(yù)校正信號(hào)向所述功率放大器提供廣播頻率信號(hào)；以及聯(lián)接在所述耦合器和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的模擬下變頻器，所述模擬下變頻器能夠根據(jù)由所述耦合器提供的所述接收信號(hào)向所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供模擬中頻信號(hào)。
3如權(quán)利要求2所述的發(fā)送機(jī)，還包括聯(lián)接在所述數(shù)字調(diào)制器和所述預(yù)校正器之間的內(nèi)插器，所述內(nèi)插器能夠根據(jù)由所述數(shù)字調(diào)制器提供的所述同相信號(hào)提供內(nèi)插的同相信號(hào)并根據(jù)由所述數(shù)字調(diào)制器提供的所述正交信號(hào)提供內(nèi)插的正交信號(hào)。
4如權(quán)利要求3所述的發(fā)送機(jī)，還包括聯(lián)接在所述預(yù)校正器和所述數(shù)字正交調(diào)制器之間的數(shù)字內(nèi)插器，所述數(shù)字內(nèi)插器能夠根據(jù)由所述預(yù)校正器提供的所述預(yù)校正同相信號(hào)提供上變頻同相信號(hào)，并根據(jù)由所述預(yù)校正器提供的所述預(yù)校正正交信號(hào)提供上變頻正交信號(hào)；以及聯(lián)接在所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字正交解調(diào)器之間的數(shù)字抽取器，所述數(shù)字抽取器能夠根據(jù)由所述數(shù)字正交解調(diào)器提供的所述反饋同相信號(hào)提供下變頻同相信號(hào)，并根據(jù)由所述數(shù)字正交解調(diào)器提供的所述反饋正交信號(hào)提供下變頻正交信號(hào)。
5如權(quán)利要求4所述的發(fā)送機(jī)，還包括和所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器相聯(lián)的控制器，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器是可以重構(gòu)的，所述控制器能夠?qū)λ鰯?shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器選擇地提供重構(gòu)信號(hào)，借以使所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器選擇地被重構(gòu)。
6如權(quán)利要求5所述的發(fā)送機(jī)，其中所述控制器能夠調(diào)整由所述模擬下變頻器提供的所述模擬中頻信號(hào)的增益，并能夠調(diào)整由所述模擬上變頻器提供的所述廣播頻率信號(hào)的衰減。
7如權(quán)利要求5所述的發(fā)送機(jī)，其中所述控制器適用于接收從遠(yuǎn)方傳遞給所述線性發(fā)送機(jī)的重構(gòu)信息。
8如權(quán)利要求7所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述數(shù)字正交調(diào)制器、和所述數(shù)字正交解調(diào)器的每個(gè)包括可編程的邏輯器件。
9如權(quán)利要求8所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述數(shù)字正交調(diào)制器、和所述數(shù)字正交解調(diào)器的每個(gè)包括現(xiàn)場(chǎng)可編程的門陣列。
10如權(quán)利要求9所述的發(fā)送機(jī)，其中所述發(fā)送機(jī)被用于尋呼系統(tǒng)。
11如權(quán)利要求10所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字調(diào)制器在所述發(fā)送機(jī)加電時(shí)能夠平滑地按比例放大所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)，并在所述發(fā)送機(jī)省電時(shí)能夠平滑地按比例減小所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)。
12如權(quán)利要求10所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字調(diào)制器當(dāng)所述發(fā)送機(jī)正在同時(shí)發(fā)送多個(gè)副載波信號(hào)時(shí)，能夠平滑地使各個(gè)副載波信號(hào)逐漸增加，并且所述發(fā)送機(jī)被加電，當(dāng)所述發(fā)送機(jī)省電時(shí)能夠平滑地使各個(gè)副載波信號(hào)逐漸減少。
13如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)，還包括和所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、和所述訓(xùn)練器相聯(lián)的控制器，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、和所述訓(xùn)練器是可重構(gòu)的，所述控制器能夠向所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器和所述訓(xùn)練器選擇地提供重構(gòu)信號(hào)，借以使所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器和所述訓(xùn)練器選擇地被重構(gòu)。
14如權(quán)利要求13所述的發(fā)送機(jī)，其中所述控制器適用于接收從遠(yuǎn)方向所述線性發(fā)送機(jī)傳遞的重構(gòu)信息。
15如權(quán)利要求3所述的發(fā)送機(jī)，還包括和所述數(shù)字調(diào)制器、所述內(nèi)插器、所述預(yù)校正器和所述訓(xùn)練器相聯(lián)的控制器，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述內(nèi)插器、所述預(yù)校正器和所述訓(xùn)練器是可以重構(gòu)的，所述控制器能夠?qū)λ鰯?shù)字調(diào)制器、所述內(nèi)插器、所述預(yù)校正器和所述訓(xùn)練器選擇地提供重構(gòu)信號(hào)，借以使所述數(shù)字調(diào)制器、所述內(nèi)插器、所述預(yù)校正器和所述訓(xùn)練器選擇地被重構(gòu)。
16如權(quán)利要求15所述的發(fā)送機(jī)，其中所述控制器能夠調(diào)整由所述模擬下變頻器提供的所述模擬中頻信號(hào)的增益，并能夠調(diào)整由所述模擬上變頻器提供的所述廣播頻率信號(hào)的衰減。
17如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)，其中所述訓(xùn)練器包括微處理機(jī)。
18如權(quán)利要求17所述的發(fā)送機(jī)，其中所述微處理機(jī)被編程用于進(jìn)行所述反饋同相信號(hào)和所述反饋正交信號(hào)的快速富氏變換。
19如權(quán)利要求17所述的發(fā)送機(jī)，其中所述預(yù)校正器包括非易失存儲(chǔ)器，所述預(yù)校正器在省電期間在所述非易失存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)預(yù)校正值，并在跟隨所述省電的加電期間使用所述存儲(chǔ)的預(yù)校正值提供預(yù)校正同相和預(yù)校正正交信號(hào)。
20如權(quán)利要求9所述的發(fā)送機(jī)，其中所述預(yù)校正器包括微處理機(jī)，其可編程用于對(duì)所述預(yù)校正同相信號(hào)和預(yù)校正正交信號(hào)附加匹配校驗(yàn)位。
21如權(quán)利要求20所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字正交調(diào)制器的現(xiàn)場(chǎng)可編程的門陣列被設(shè)置用于監(jiān)視在所述上變頻同相信號(hào)和所述上變頻正交信號(hào)中的校驗(yàn)位。
22如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)，其中所述訓(xùn)練器信號(hào)不依賴于專用于訓(xùn)練訓(xùn)練器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
23如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)不包括專用于訓(xùn)練訓(xùn)練器的數(shù)據(jù)。
24一種用于以廣播頻率基本上線性地發(fā)送信號(hào)的發(fā)送機(jī)，所述發(fā)送機(jī)包括被聯(lián)接用于接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并把所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為同相信號(hào)和正交信號(hào)的調(diào)制器；用于增加所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)的采樣速率的內(nèi)插器；用于分別修正所述同相和所述正交信號(hào)而成為預(yù)校正的同相信號(hào)和預(yù)校正的正交信號(hào)的預(yù)校正器；數(shù)字正交調(diào)制器，用于使所述預(yù)校正的同相信號(hào)和預(yù)校正的正交信號(hào)組合而成為數(shù)字預(yù)校正信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于把數(shù)字預(yù)校正信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬預(yù)校正信號(hào)；模擬上變頻器，用于增加所述模擬預(yù)校正信號(hào)的頻率到所述廣播頻率；功率放大器，用于放大來自所述模擬上變頻器的模擬預(yù)校正信號(hào)；天線，用于廣播來自所述功率放大器的所述模擬預(yù)校正信號(hào)；耦合器，用于接收由所述功率放大器放大的所述模擬預(yù)校正信號(hào)的部分；模擬下變頻器，用于減少由所述耦合器接收的模擬預(yù)校正信號(hào)的頻率；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把來自模擬下變頻器的模擬預(yù)校正信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字預(yù)校正信號(hào)；數(shù)字正交調(diào)制器，用于把來自所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字預(yù)校正信號(hào)轉(zhuǎn)換為反饋同相信號(hào)和反饋正交信號(hào)；訓(xùn)練器，用于比較所述反饋同相信號(hào)和所述反饋正交信號(hào)與所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)，其中所述訓(xùn)練器修正所述預(yù)校正器，使得所述功率放大器的輸出和所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)一致。
25如權(quán)利要求24所述的發(fā)送機(jī)，其中所述發(fā)送機(jī)被用于尋呼系統(tǒng)中。
26如權(quán)利要求25所述的發(fā)送機(jī)，還包括數(shù)字內(nèi)插器，用于根據(jù)由所述預(yù)校正器提供的預(yù)校正同相信號(hào)提供內(nèi)插的同相信號(hào)，并根據(jù)由所述預(yù)校正器提供的所述預(yù)校正正交信號(hào)提供內(nèi)插的正交信號(hào)；以及數(shù)字抽取器，用于根據(jù)由所述數(shù)字正交解調(diào)器提供的所述反饋同相信號(hào)提供抽取的同相信號(hào)，并根據(jù)由所述數(shù)字正交解調(diào)器提供的所述反饋正交信號(hào)提供抽取的正交信號(hào)。
27如權(quán)利要求26所述的發(fā)送機(jī)，還包括和所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器相聯(lián)的控制器，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器是可以重構(gòu)的，所述控制器能夠?qū)λ鰯?shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器選擇地提供重構(gòu)信號(hào)，借以使所述數(shù)字調(diào)制器、所述預(yù)校正器、所述內(nèi)插器、所述訓(xùn)練器和所述數(shù)字抽取器選擇地被重構(gòu)。
28如權(quán)利要求27所述的發(fā)送機(jī)，其中所述控制器和外部通信裝置相聯(lián)，從而使所述控制器能夠接收從遠(yuǎn)方傳遞給所述線性發(fā)送機(jī)的重構(gòu)信息。
29如權(quán)利要求28所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述數(shù)字正交調(diào)制器、和所述數(shù)字正交解調(diào)器的每個(gè)包括可編程的邏輯器件。
30如權(quán)利要求29所述的發(fā)送機(jī)，其中所述數(shù)字調(diào)制器、所述數(shù)字正交調(diào)制器、和所述數(shù)字正交解調(diào)器的每個(gè)包括現(xiàn)場(chǎng)可編程的門陣列。
31如權(quán)利要求30所述的發(fā)送機(jī)，還包括一個(gè)或幾個(gè)和所述功率放大器并聯(lián)的附加的功率放大器，所述一個(gè)或幾個(gè)附加的功率放大器基本上和所述功率放大器相同。
32如權(quán)利要求27所述的發(fā)送機(jī)，其中所述控制器能夠調(diào)整由所述模擬下變頻器提供的所述模擬預(yù)校正信號(hào)的增益，并能夠調(diào)整由所述模擬上變頻器提供的所述模擬預(yù)校正信號(hào)的衰減。
33一種用于以廣播頻率基本上線性地發(fā)送信號(hào)的方法，所述方法包括接收要被廣播的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；把所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為同相信號(hào)和正交信號(hào)；把所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)分別預(yù)校正成為預(yù)校正的同相信號(hào)和預(yù)校正的正交信號(hào)；由數(shù)字正交調(diào)制調(diào)制所述預(yù)校正的同相信號(hào)和所述預(yù)校正的正交信號(hào)，從而提供數(shù)字正交調(diào)制信號(hào)；把所述數(shù)字正交調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬預(yù)校正信號(hào)；放大所述模擬預(yù)校正信號(hào)的一部分，從而提供放大的模擬預(yù)校正信號(hào)；廣播所述的放大的模擬預(yù)校正信號(hào)；接收所述放大的模擬預(yù)校正信號(hào)，從而提供接收信號(hào)；把所述接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號(hào)；由數(shù)字正交解調(diào)解調(diào)所述數(shù)字接收信號(hào)，從而提供反饋同相信號(hào)和反饋正交信號(hào)；根據(jù)所述反饋同相信號(hào)和所述反饋正交信號(hào)、所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)提供訓(xùn)練器信號(hào)；以及把隨后的同相信號(hào)和隨后的正交信號(hào)分別預(yù)校正而成為隨后的預(yù)校正同相信號(hào)和隨后的預(yù)校正正交信號(hào)，其中所述隨后的預(yù)校正同相信號(hào)和所述隨后的預(yù)校正正交信號(hào)和所述訓(xùn)練器信號(hào)有關(guān)。
34如權(quán)利要求33所述的方法，還包括在把所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換成為所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)之后，內(nèi)插所述同相信號(hào)和所述正交信號(hào)；把所述模擬預(yù)校正信號(hào)的頻率增加到廣播頻率，從而在放大所述模擬預(yù)校正信號(hào)而提供所述放大的模擬預(yù)校正信號(hào)之前提供廣播頻率模擬預(yù)校正信號(hào)；以及減少所述接收信號(hào)的頻率，從而在接收所述放大的模擬預(yù)校正信號(hào)而提供所述接收信號(hào)之后提供中頻接收信號(hào)。
35如權(quán)利要求34所述的方法，還包括接收所述預(yù)校正同相信號(hào)和所述預(yù)校正正交信號(hào)并根據(jù)所述預(yù)校正同相信號(hào)提供內(nèi)插的同相信號(hào)，根據(jù)所述預(yù)校正正交信號(hào)提供內(nèi)插的正交信號(hào)；以及接收所述反饋同相信號(hào)和所述反饋正交信號(hào)，并根據(jù)所述反饋同相信號(hào)提供抽取的同相信號(hào)，根據(jù)所述反饋正交信號(hào)提供抽取的正交信號(hào)。
36如權(quán)利要求35所述的方法，還包括接收從遠(yuǎn)方傳遞的重構(gòu)信息，并把所述同相和所述正交信號(hào)的所述預(yù)校正分別修正成為所述預(yù)校正同相信號(hào)和所述預(yù)校正的正交信號(hào)。
37如權(quán)利要求35所述的方法，還包括接收從遠(yuǎn)方傳遞的重構(gòu)信息；響應(yīng)所述重構(gòu)信息用所述預(yù)校正的同相信號(hào)和所述預(yù)校正的正交信號(hào)的數(shù)字正交調(diào)制修正所述的調(diào)制，以及響應(yīng)所述重構(gòu)信息，利用所述數(shù)字中頻接收信號(hào)的數(shù)字正交調(diào)制修正所述調(diào)制。
38如權(quán)利要求34所述的方法，還包括調(diào)整所述廣播頻率模擬預(yù)校正信號(hào)的衰減以及調(diào)整所述中頻接收信號(hào)的增益。
全文摘要
一種使用預(yù)校正的線性發(fā)送機(jī)(101)包括調(diào)制器(103),預(yù)校正器(107),數(shù)字正交調(diào)制器(111),上變頻器(113),功率放大器(115),和天線(117)。此外,發(fā)送機(jī)(101)具有反饋環(huán),其中包括耦合器(119),模擬下變頻器(123),數(shù)字正交解調(diào)器(125),和訓(xùn)練器,訓(xùn)練器用于比較來自數(shù)字正交解調(diào)器(125)的同相和正交信號(hào)與從調(diào)制器(103)的輸出信號(hào),并更新預(yù)校正器(107),使得數(shù)字正交調(diào)制器(125)輸出基本上和調(diào)制器(103)的輸出信號(hào)相同的輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H03F1/32GK1211355SQ97192280
公開日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月14日
發(fā)明者查爾斯·B·考克斯, 戴維·K·邦茲, 杰伊·J－C·陳, 弗拉維歐·C·科斯特庫, 約爾·R·迪爾克斯, 懷恩·D·杜耶羅, 托馬斯·L·弗雷德里克, 鮑爾·A·古德, 德雷克·S·西爾伯恩, 理查德·J·辛克爾, 泰利·L·辛克爾, 戴維·E·瓊斯, 瑟龍·L·瓊斯, 帕特里夏·F·卡瓦納格, 戴維·W·克羅格爾, 羅伯特·R·萊因德克爾, 弗拉基米爾·帕夫羅維奇, 克勞迪奧·G·雷, 雷·M·R·修羅產(chǎn), 埃莫爾·塔普庫, 馬克·A·瓦爾克 申請(qǐng)人:格萊納瑞電子公司