專利名稱：避免用于數(shù)字傳輸中的am發(fā)射機的干擾輻射的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廣播發(fā)射機的領域，隨著數(shù)字化的推進將該發(fā)射機從模擬幅度調(diào)制(AM)轉(zhuǎn)換為數(shù)字調(diào)制。
在該文中，本發(fā)明是要使現(xiàn)今常用的發(fā)射機類型，特征為RF輸入(射頻)以及音頻輸入的非線性AM發(fā)射機繼續(xù)能使用。其原因如下AM發(fā)射機內(nèi)部工作于開關模式，并由此具有比線性發(fā)射機好3倍的效率，這些線性發(fā)射機通常以另外的方式用于數(shù)字傳輸，例如用于DAB(數(shù)字音頻廣播)以及DVB(數(shù)字視頻廣播)。這使得節(jié)省了操作成本。
如果在初期階段不用大的投資投入，那么更容易使廣播方確信從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字。
AM廣播數(shù)字化可看作為長期保持其中運用的這些頻率范圍和技術的僅有機會。為了實施的目的，創(chuàng)建了“全球數(shù)字式無線電(Digital RadioMondiale)”聯(lián)盟，見1999年43期“Rundfunktechnische Mitteilungen”[Broadcasting Newsletter]第1版第29-35頁。
數(shù)字調(diào)制非線性AM發(fā)射機的使用需要發(fā)射機的特定工作模式。有兩個部分信號(I和Q)產(chǎn)生調(diào)制數(shù)字信號，它們相互正交。I信號(同相)被調(diào)制成具有頻率Ft(載頻)的余弦振蕩。Q信號(正交)被調(diào)制成具有同一頻率Ft的正弦振蕩。兩個調(diào)制振蕩之和產(chǎn)生復調(diào)制數(shù)據(jù)信號(余弦0-180度，正弦-90-+90度)。由濾波器對已調(diào)制的I/Q信號整形以使它準確具有帶有期望帶寬的規(guī)定曲線形狀。
對于非線性的操作，需要以這樣的方式轉(zhuǎn)換調(diào)制I/Q信號，即要從兩個信號產(chǎn)生幅度信號(A信號)和相位調(diào)制載波信號(RF-P)，它們適用于AM發(fā)射機的合適控制。隨后，在AM發(fā)射機的輸出，再一次產(chǎn)生具有較高功率的已調(diào)制I/Q信號。
已調(diào)制的I/Q信號對應笛卡爾表示。將笛卡爾表示轉(zhuǎn)換為具有幅度和相位的極坐標表示。此時，得到幅度信號(A信號)以在音頻輸入端控制AM發(fā)射機。從初始產(chǎn)生的相位信號(P信號)產(chǎn)生相位調(diào)制射頻(RF-P信號)。有利地，還可通過P信號直接得到RF-P信號而無需中間步驟。此時，得到控制AM發(fā)射機所需的信號幅度信號(A信號)相位調(diào)制RF信號(RF-P信號)把A信號饋送到AM發(fā)射機的調(diào)制器輸入(音頻輸入)，并且RF-P信號用于發(fā)射機的HF類控制。在發(fā)射機的輸出級中，按乘性組合兩個信號A和RF-P，形成高頻數(shù)字輸出信號。
由于所需的調(diào)節(jié)過程，A信號和RF-P信號得到比數(shù)字信號初始具有的大得多的帶寬并希望它在發(fā)射機輸出端再一次具有該帶寬。
以前的調(diào)制器通常無法提供增加的帶寬(發(fā)射機AM模式下的3-5倍的帶寬)因為它們不是為此設計的。當僅使用“以前的”的發(fā)射機在調(diào)制器部分中可用的有限帶寬時，就導致了相當多的頻帶外發(fā)射和寄生發(fā)射。這些具有這樣的性質(zhì)它們在頻譜中只具有非常小的梯度，并由此干擾許多相鄰信道。
這樣，幅度分支(A分支)中以及RF分支中的頻帶限制會導致寄生發(fā)射，其關于數(shù)據(jù)信道頻譜的肩距不會或只是很不適合地滿足ITU的需要。
本發(fā)明的目的是為了消除由于AM發(fā)射機的幅度分支中以及RF分支中的頻帶限制引起的非線性失真，以滿足數(shù)字信號發(fā)射中ITU的限制。
特別是A分支中以及RF分支中的頻帶限制會引起以下傳輸誤差A分支中的幅度響應不是恒定的而是隨著頻率增加而減少，A分支中的相位響應不是線性的，由此傳播時間不是恒定的，RF分支的幅度響應和延遲時間特性不是恒定的，A分支和RF分支的信號傳播時間不同(延遲)。
在數(shù)字解調(diào)器中需要將幅度分支和RF分支之間的不同的信號傳播時間差調(diào)節(jié)到小于1微秒的值。然而，只是在幅度分支以及RF分支中的傳播時間隨頻率上是恒定時該調(diào)節(jié)才有效。然而，與隨著頻率增加而減少的幅度響應相聯(lián)系或相關，兩分支中的頻帶限制會引起相位的非線性話，即非恒定的傳播時間。
由于RF分支中帶寬由諧振電路的頻率極限確定，特別是在驅(qū)動器級，就可能通過諧振電路品質(zhì)的適當選擇來調(diào)節(jié)如此大的帶寬，以使之后仍舊會產(chǎn)生的帶外和寄生發(fā)射對于由其它影響產(chǎn)生的是可以忽略的。
對于幅度分支，希望通過用逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)對幅度信號施加預均衡，來修正幅度響應和延遲時間特性的頻帶限制以及產(chǎn)生的失真，由此實現(xiàn)對非恒定幅度響應和延遲時間特性的最優(yōu)補償。
將逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)的形狀限制在0-20KHz頻率范圍內(nèi)。該值由以下實際情況確定，在A分支中所需帶寬是音頻頻帶的約3-5倍或是4.5KHz(長波或中波)或5KHz(短波)的數(shù)字I/Q信號帶寬的約3-5倍，并且由于對該范圍的限制，不會引起不穩(wěn)定性。發(fā)送信道(兩個或四個相鄰信道)在發(fā)射機端成束情況下，對于帶寬所提及的數(shù)值會根據(jù)成束因子而增加。
為了應用該方法，要求用測量技術確定A分支幅度響應和延遲時間特性的曲線形狀并以存儲形式可供使用。隨后，傳輸函數(shù)的絕對值和相位的數(shù)字值由數(shù)值內(nèi)插確定，相位的形狀由傳播時間的測量形狀上的積分確定。對于幅度和相位的測量形狀的脈沖響應由傅立葉逆變換確定。以此方式，脈沖響應產(chǎn)生了幅度信號預均衡濾波器的系數(shù)，這樣就實現(xiàn)了A分支的非線性的補償。
用于預均衡的網(wǎng)絡可以是具有FIR結(jié)構(gòu)(有限脈沖響應)的濾波器，其中信號可以從延遲元件鏈各級的每一級下游抽出，以根據(jù)期望的脈沖響應對所抽出的信號進行加權(quán)及合計。
具有幅度、相位或傳播時間逆形狀的網(wǎng)絡可串聯(lián)于發(fā)射機幅度分支的上游。
由于發(fā)射機的天線匹配會反作用于A分支的幅度響應、相位響應以及延遲時間特性，根據(jù)匹配條件會產(chǎn)生不同的形狀。因此，建議測量通常匹配條件的這些形狀并存儲結(jié)果。這使得可選擇補償?shù)暮线m形狀，例如在天線匹配阻抗與天氣有關的變化的情況。對于此的選擇標準由至少發(fā)射機中現(xiàn)存的以及可能需要修正并適用于該目的的天線匹配的測量設備所提供。以這種方式中，該補償理想地適合于實際發(fā)射機的操作條件。通過對所存儲曲線形狀的修正，還可很容易地控制所實現(xiàn)的肩距的優(yōu)化。
通過利用逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)的預均衡對非恒定幅度響應和延遲時間特性的補償也可用于RF分支。
直到幅度分支和RF分支具有恒定的傳播時間，就可使用延遲具有較小傳播時間的信號這種簡單方法來補償兩個分支之間的傳播時間差。
權(quán)利要求
1.一種在用于數(shù)字傳輸?shù)腁M發(fā)射機中避免寄生發(fā)射的方法，其中將用于控制AM發(fā)射機的數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換為幅度信號和相位調(diào)制的RF信號，其特征在于在幅度分支中，由于對幅度響應和延遲時間特性施加具有逆形狀的預均衡而補償了非線性失真，為此，在幅度分支中測量幅度響應和延遲時間特性并存儲它們，從所測量的幅度響應和延遲時間特性的形狀通過傅立葉逆變換確定逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)，對逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)選定均衡網(wǎng)絡，該均衡網(wǎng)絡串行連接于幅度分支的上游，在RF分支中，通過對質(zhì)量的適當選擇調(diào)節(jié)諧振電路的帶寬，以使對于幅度響應和延遲時間特性實現(xiàn)線性形狀，以及，對數(shù)字調(diào)制器中通過延遲具有較小傳播時間的信號來補償幅度分支和RF分支之間的傳播時間差。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將用于均衡網(wǎng)路的逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)限制在數(shù)字I/Q信號帶寬的3-5倍的頻率范圍內(nèi)，以避免發(fā)射機的不穩(wěn)定性和過驅(qū)動。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在電抗性的天線匹配的不同條件下測量和存儲幅度分支的幅度響應和延遲時間特性，以使預均衡可最佳地適合于與天氣有關的阻抗變化的情況。
4.一種在用于數(shù)字傳輸?shù)腁M發(fā)射機中避免寄生發(fā)射的方法，其中將用于控制AM發(fā)射機的數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換為幅度信號和相位調(diào)制的RF信號，其中通過利用逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)對預均衡的幅度響應和延遲時間特性中非線性失真補償也可應用于RF分支。
全文摘要
在使用AM發(fā)射機的數(shù)字傳輸中，由于幅度分支以及RF分支中的頻帶限制而產(chǎn)生非線性失真，從而導致不需要的寄生發(fā)射。為了滿足ITU的需要，需要實現(xiàn)幅度分支以及RF分支中的幅度響應、相位響應和延遲時間特性的恒定形狀并補償兩個分支之間的傳播時間差。在RF分支中，通過適當選擇諧振電路的品質(zhì)實現(xiàn)所需帶寬。對于幅度分支，施加利用逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)的預均衡以補償非線性。為應用該方法，需要利用測量技術確定幅度響應和延遲時間特性并存儲它們。通過對測量值的傅立葉逆變換確定均衡網(wǎng)絡的傳輸函數(shù)。該網(wǎng)絡串行連接于幅度分支的上游。只要幅度分支和RF分支的傳播時間恒定，就可通過延遲具有較小傳播時間的信號來補償數(shù)字調(diào)制器中傳播時間差。通過利用逆?zhèn)鬏敽瘮?shù)的預均衡對非線性的補償也可用于RF分支。
文檔編號H04L27/18GK1596508SQ02802198
公開日2005年3月16日 申請日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月27日
發(fā)明者D·魯多夫 申請人:德國電信股份有限公司