專利名稱：笛卡兒多載波反饋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電發(fā)射機，具體涉及蜂窩無線電系統(tǒng)的基站中使用的無線電發(fā)射機。
在蜂窩無線電系統(tǒng)中，從基站傳輸?shù)男盘柊▉碜栽S多不同信道的信號，這些信號在傳輸之前由一付或幾付天線進行組合。這些信號在頻率上必須互相明顯地分隔開，以便在收到之后可被分離而無嚴重的交調(diào)。按照常規(guī)，這里利用通常稱為“組合器”的組合器/濾波器來實現(xiàn)的，該組合器/濾波器包括多調(diào)諧的諧振腔設(shè)備，以允許利用一付天線同時發(fā)射來自多個發(fā)射機以不同的但間隔密的頻率的信號。
組合器典型地包括用于各頻率的一個被調(diào)諧的諧振腔，每個被調(diào)諧的諧振腔連接到一個單獨的發(fā)射機，再連接到一付天線。然而，組合器總會有故障，因為很多外部的影響使調(diào)諧的諧振腔變得失調(diào)，例如，因正常的溫度變化會引起這些調(diào)諧的諧振腔有關(guān)鍵尺寸的變化。諧振腔的失調(diào)使插入衰耗顯著增加，因而降低達到天線的發(fā)射功率的量，這在蜂窩電信系統(tǒng)中特別嚴重。為克服溫度引起失調(diào)的一個解決方案是用殷鋼制造被調(diào)諧的諧振腔，殷鋼是一種貴金屬，必須用銅涂復(fù)以提供被調(diào)諧諧振腔在高頻傳輸系統(tǒng)中使用時所要求的必須滿足的高表面導(dǎo)電性。
可是，即便使用這個昂貴的解決方案因其它環(huán)境因素的影響例如溫度和氣壓的變化仍不能避免失調(diào)。重新調(diào)諧這些諧振腔的諧振頻率還可用手動方式地或用計算機控制該諧振腔中調(diào)諧單元來實現(xiàn)，但是，這些解決方案也是昂貴的并產(chǎn)生其它問題。再者，該組合器實際上體積龐大，占用基站中可用于其它目的的空間。
本發(fā)明的目的是提供一種多載波傳輸系統(tǒng)，其優(yōu)點是在該系統(tǒng)中消除了昂貴的和體積龐大的組合器。此外，在相鄰信道之間的分開特性可增強，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例可獲得輸出功率的增益。
這些優(yōu)點和目的例如通過本發(fā)明的示例性能實施例實現(xiàn)了，其中對各種信道信號求和，然后放大，并把放大的輸出信號的一部分經(jīng)過笛卡兒反饋環(huán)路反饋到I和Q基準輸入基帶。這個反饋用于抑制頻率交調(diào)同時還保持信道的分隔。
根據(jù)另一個示例性實施例，在信道頻率求和之后，中頻帶被上變頻，而且在反饋到基準基帶之前環(huán)路信號被下變頻。
現(xiàn)在結(jié)合以下附圖閱讀下面的詳細描述，就會對本發(fā)明的這些和其它的特點、目的和優(yōu)點更加明了。


圖1示出常規(guī)傳輸系統(tǒng)的方框圖。
圖2詳細示出圖1中所示的調(diào)制器和笛卡兒反饋環(huán)路。
圖3示出本發(fā)明的示例性實施例的傳輸系統(tǒng)的方框圖。
圖4和5示出圖3的示例性傳輸系統(tǒng)獲得的信道分隔的示例性波形。
圖6示出本發(fā)明的另一個示例性實施例的傳輸系統(tǒng)的方框圖。
圖1示出無線電電信系統(tǒng)中使用的一個常規(guī)傳輸系統(tǒng)，該無線電電信系統(tǒng)例如可放置在蜂窩系統(tǒng)的一個基站中。圖1所示的每個傳輸分支相應(yīng)于用于該系統(tǒng)中通信的一個信道。在圖1中相同編號的單元以相同的分式工作。為了簡化起見，雖然只示出三個分支，但是如在圖1中虛線所反映的典型的系統(tǒng)中將提供很多分支。示例性分支的工作如下所述傳遞I(同相)和Q(正交)基帶驅(qū)動信號的信息被加到調(diào)制器10，調(diào)制器10典型地將這些信號上變頻為較高的傳輸頻率并對該分量求和。然后這個復(fù)合的信號由射頻(rf)功率放大器12放大和由組合器/濾波器14濾波，以便與經(jīng)過天線16發(fā)送的其它信號組合時保證清楚的頻率分隔。笛卡兒反饋環(huán)路18對從功率放大器12來的功率輸出取樣，并且用于補償由功率放大器引入的非線性。下面參照圖2詳細討論笛卡兒反饋環(huán)路的工作。
圖2是圖1的常規(guī)系統(tǒng)的一個分支的更詳細方框圖，圖1表示笛卡兒反饋環(huán)路如何工作的。單載波環(huán)境的笛卡兒反饋環(huán)路例如在MatsJohansson所寫的“使用笛卡兒反饋的RF功率放大器的線性化”中公開了，在此引用供參考。圖中，類似編號的單元起著如圖1中所敘述的功能。
從功率放大器12輸出的信號的一部分被同步地解調(diào)為其分量，這是利用相位校正設(shè)備20和頻率下變頻器22進行的。解調(diào)的反饋信號分量從比較器24中的I和Q基帶信號中減去，然后將得到的正交分量信號在方框26中被上變頻，再分別在方框12和14進行放大和濾波之前在方框28中求和。這樣得到的信號與其它信道的那些信號組合，并且經(jīng)過如上面對圖1所討論的天線發(fā)送。
在這個常規(guī)系統(tǒng)中提供的笛卡兒反饋環(huán)路補償如由溫度變化、DC電源變化、負荷改變及元件老化所引起的、由該功率放大器引入的非線性偏移。但是，前面所討論的、與常規(guī)組合器有關(guān)的問題并不是由這個常規(guī)使用的笛卡兒反饋技術(shù)解決的。
鑒此，按照圖3中所表示的本發(fā)明的示例性實施例業(yè)已設(shè)計了一個傳輸系統(tǒng)，其中已取消了組合器。這個系統(tǒng)的工作情況如下所述按照類似于說明圖1的常規(guī)系統(tǒng)的方式示出本發(fā)明的這個示例性實施例的方框圖中僅表示的三個分支，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易明白，這樣的系統(tǒng)可具有相應(yīng)于該系統(tǒng)中使用的信道數(shù)所需要的那樣多的分支，本文只敘述一個分支的工作情況，因為其它信道分支的工作情況是相似的。
基帶正交分量I和Q輸入到調(diào)制器30，其中這兩分量被上變頻為分配給相應(yīng)信道的預(yù)定rf傳輸頻率，之后求和。這個信號在線路32上輸送到在方框34的相位補償器，在求和之前每個信道的信號相位被調(diào)整。雖然相位補償器34是作為分立元件在該示例性實施例中說明的，但是該相位補償器也可與調(diào)制器30集成在一起。這樣得到的信號在方框36與其它信道的相同信號求和。然后這個復(fù)合的信號由rf功率放大器38放大，再經(jīng)過天線40進行發(fā)送。笛卡兒反饋環(huán)路42取樣該組合的、多載頻信號，然后被解調(diào)和以相同的方式與每個調(diào)制器30中的參考基帶分量進行比較，按照該方式對單載頻輸出信號處理，如上對圖2所敘述的那樣。
據(jù)此，按照這個示例性實施例，前向傳輸電路不需要高線性，因為由笛卡兒反饋環(huán)路提供線性，這很容易實現(xiàn)，因為在該反饋環(huán)路需要放大的功率很小。按照這種方式，各個載頻之間的互調(diào)被抑制了。例如，在無笛卡兒反饋環(huán)路的情況下，具有兩個不同載頻f1和f2、被求和并且輸入到非線性rf功率放大器的信號將會輸出一個顯著的互調(diào)的信號。該非線性放大器的輸出例如包括頻率f1、f2、2f1-f2、2f2-f1、3f1-2f2、3f2-2f1，等等。
在每個可能的互調(diào)頻率提供反饋的笛卡兒反饋環(huán)路的條件下，互調(diào)由地卡兒反饋環(huán)路中的增益抑制了。因而，如果載頻在整個發(fā)送的帶寬上具有大約相同的間隙，則不需要提供組合器。
圖4通過示出分開的載頻帶寬與笛兒反饋環(huán)路帶寬比較來說明本發(fā)明的示例性實施例的這個特性。外部虛線50代表一個帶通波器，它排除基站所用的頻率的外的頻率。每個信道信號的頻譜表示為以其相應(yīng)載頻為中心，例如頻譜52相對于頻率f1。包圍每個頻譜的虛線54表示反饋環(huán)路的環(huán)路增益。注意，笛卡兒反饋環(huán)路的帶寬56可使得任何互調(diào)頻率(例如f1和f2之間的頻率)將由環(huán)路增益抑制。
按照圖5中所示的另一個實施例，在圖5中使用了與圖4相同的標號用于識別相似的特性，該反饋的帶寬可變化以使其邊緣上環(huán)路帶寬重疊。這可提供例如在載頻之間間隔變化的更大自由度，而同時仍抑制互調(diào)。
本發(fā)明的又一個示例性實施例示于圖6中，其中相似的標號用于識別相似的元件。這個傳輸系統(tǒng)除了在調(diào)制器10中參考基帶分量不被上變頻為傳輸頻率和在調(diào)制器10中從傳輸頻率下變頻的反饋信也不被上變頻以外，都與圖3的系統(tǒng)相同。代之以，取樣輸出信號之后下變頻器43放置在該反饋環(huán)路中，和在求和方框36之后并且在功率放大器38之前放置一個上變頻器44。這樣，調(diào)制器10上變頻為中頻或從中頻下變頻。這使得在正交調(diào)制器中更容易實現(xiàn)90度相移網(wǎng)絡(luò)，而且通常還減少干擾。使用這個示例性的實施例也可取得圖4和圖5的示意性波形，而且上述進行的討論同樣地與它相關(guān)。
雖然利用前述的示例性實施例已經(jīng)敘述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會懂得，本發(fā)明可以用不脫離其精神或基本特征的其它形式實施。因此，例如，其它類型適用的反饋技術(shù)可替代在這里敘述的示例性實施例中使用的笛卡兒反饋環(huán)路。再者，雖然整個系統(tǒng)(如基站)未被詳細地敘述(在該系統(tǒng)中可使用按照本發(fā)明的傳輸系統(tǒng))，但是本發(fā)明意圖已包含在這里公開的本發(fā)明中。因此，例如，本發(fā)明本身很容易導(dǎo)致在任何多載波傳輸系統(tǒng)中的結(jié)合使用，其中包括FDMA系統(tǒng)和多載波TDMA與CDMA系統(tǒng)。一個示例性的系統(tǒng)在名稱為“蜂窩無線電系統(tǒng)中使對DTMF信令的干擾減到最小的過區(qū)切換過程”的美國專利5140627號中公開了，在這里引用供參考。
鑒此，現(xiàn)在公開的實施例在所有方面的考慮是說明性的而不是限制性的，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書中限定而不由上文的描述來限定，而且在其同等含義上和在范圍上的所有變化都包含在其中了。
權(quán)利要求
1.一種用以發(fā)送組合的多載疲信號的系統(tǒng)，其特征在于包括信道調(diào)制裝置，用以產(chǎn)生被發(fā)送的每個信道的已調(diào)制信號；求和裝置，用以對所述已調(diào)制求和，以產(chǎn)生一個復(fù)合信號；功率放大裝置，用以放大所述復(fù)合的信號以產(chǎn)生一個組合的多載波信號；反饋裝置，用以將所述組合的多載波信號的一部分反饋到所述信道調(diào)制裝置，其中所述組合的多載波信號的頻率互調(diào)被抑制；和天線裝置，用以發(fā)送所述組合的載波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋裝置包括一個笛卡兒反饋環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述已調(diào)信號是一個中頻信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，還包括上變頻裝置，用以在由所述功率放大裝置放大之前上變頻所述復(fù)合信號為射頻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，還包括下變頻裝置，用以在被反饋到所述信道調(diào)制裝置之前將所述組合的多載波信號的所述部分從所述射頻下變頻為所述的中頻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述信道調(diào)制裝置還包括比較裝置，用以將所述組合的多載波信號的所述反饋部分的分量與I和Q基帶參考分量相比較，以產(chǎn)生環(huán)路差錯信號。
7.一種發(fā)送組合的多載波信號的方法，其特征在于，包括以下步驟輸入被發(fā)送的、每個信道的參考基帶信號;根據(jù)所述的參考基帶信號產(chǎn)生一個已調(diào)的信號;將每個已調(diào)的信號相加在一起，產(chǎn)生一個復(fù)合信號;放大所述的復(fù)合信號以產(chǎn)生一個組合的多載波信號;通過反饋該信號的一部分來抑制所述組合的多載波信號中的互調(diào);及發(fā)送所述組合的多載波信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述抑制步驟還包括以下步驟使用一個笛卡兒反饋環(huán)路反饋所述組合的多載波信號的所述部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生步驟還包括以下步驟產(chǎn)生一個中頻已調(diào)的信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，還包括以下步驟在放大所述信號之前上變頻所述復(fù)合信號為一個射頻。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述產(chǎn)生步驟之前，將所述反饋部分的分量與所述參考基帶信號進行比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述比較步驟之前，將所述組合的多載波信號的所述部分從射頻下變頻為所述的中頻。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述產(chǎn)生步驟之前，將所述反饋部分的分量與所述參考基帶信號進行比較。
全文摘要
一種用以發(fā)送組合的多載波信號的系統(tǒng)，其特征在于包括信道調(diào)制裝置，用以產(chǎn)生被發(fā)送的每個信道的已調(diào)制信號；求和裝置，用以對所述已調(diào)制求和，以產(chǎn)生一個復(fù)合信號；功率放大裝置，用以放大所述復(fù)合的信號以產(chǎn)生一個組合的多載波信號；反饋裝置，用以將所述組合的多載波信號的一部分反饋到所述信道調(diào)制裝置，其中所述組合的多載波信號的步率互調(diào)被抑制；和天線裝置，用以發(fā)送所述組合的載波信號。
文檔編號H04B1/04GK1102937SQ9419003
公開日1995年5月24日 申請日期1994年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月28日
發(fā)明者克里斯蒂安·伯迪爾·沃爾夫·斯卡比, 芭爾·塞特·吐爾·伯格斯坦, 鮑·海德伯格 申請人:泰勒豐耐特伯格德·?？诉d公司