发射机及信号输出方法技术

本发明专利技术公开了一种发射机及信号输出方法。该发射机包括：编码调制器、数字上变频模块、高速串行发射器模块、带通滤波器、功放模块、以及无源合路模块，借助于本发明专利技术的技术方案，大大提升了编码效率，该系统的数字预失真容易实现，发射机的结构复杂度、成本将大大降低，便于集成、商用；此外支路时延的调整精度较高，利于支路平衡性的调制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通讯领域，特别是涉及一种发射机及信号输出方法。
技术介绍
随着长期演进技术升级版(LTE-Advanced，简称为LTE-A)成功商用，下一代5G标准蓄势待发，各设备厂商以及运营商对移动射频系统的需求也不断升级。当前全球2G、3G以及4GLTE的总频段量达到了40余个，且为获取频带资源，需要支持载波聚合(CarrierAggregation，简称为CA)以及多天线(MIMO)等技术，需要无线基站具备宽带宽、高效率、灵活可配置等特性，这极大地增加了射频前端的复杂性。基于非线性元件的线性放大技术(LinearAmplificationwithNonlinearComponents，简称为LINC)的高效发射机是理想的解决方案，能够满足移动通讯系统未来演进的需求。现代通信系统采用非恒定包络调制方式，传统发射机方案采用功率回退来满足其线性度的要求，导致其发射机效率严重降低。而LINC技术(非线性元件的线性放大技术)自从提出以来，由于其具有极高的效率与线性，被认为是最具潜力的发射机技术之一。其主要涉及的编码调制技术被称为异相(Outphasing)技术，于1935年被提出，其思想是将输入信号S拆分为2路恒包络信号S1和S2，然后使用非线性高效率的功率放大器(PA)对恒包络信号进行放大，最后在合路器进行输出。图1是现有技术中LINC发射机的基本构架的示意图，如图1所示，基带数字处理器将单路高峰均比信号分解为两路恒包络信号，通过dac、IQ调制器后输出给非线性功放，后进过合路器，重新恢复出原信号。其分解原理如图2所示，将调幅调相特性的带限信号S(t)＝r(t)·e-jθ(t)，0≤r(t)≤rmax，其中rmax为输入信号幅度的最大值，经过信号分离器(SignalComponentsSeparator，简称为SCS)信号分离后产生如下两路信号：令在对传统LINC技术的研究和实践中，专利技术人发现现有技术有以下的不足：1、结构复杂，包含多个模拟元件，如需要数模转换器(DAC)，与模拟调制器，即使采用IC工艺也难于集成、封装。2、由于使用dac与大量模拟链路造成成本高昂，特别是由于采用outphasing算法后带宽拓宽，对dac带宽要求也大大提升，需要采用性能更好的dac，必然会带来成本的提升。3、由于链路复杂，必然会引入大量的非线性性，此外链路平衡性也难以控制，必然导致输出的非线性性大大增加。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的发射机及信号输出方法。本专利技术提供一种发射机，包括：编码调制器，用于将输入的基带信号转换为两路恒包络信号，并通过数字信号调制器DSM编码和脉宽调制器PWM编码将两路恒包络信号由多比特信号转换为单比特信号；数字上变频模块，用于在数字域对编码调制器输出的两路单比特信号进行上变频，将两路单比特信号搬移至载波频率，并将每路单比特信号的单比特IQ复数信号合并为单比特实信号，输出到高速串行发射器模块；高速串行发射器模块，用于将两路恒包络信号从数字信号转换为模拟信号，并输出到带通滤波器；带通滤波器，用于将编码调制器调制进来的带外信号滤除，并恢复出异相分解后的两路恒包络信号，其中，带通滤波器的通带带宽为编码调制器转换两路恒包络信号的分解带宽；功放模块，用于对带通滤波器输出的两路恒包络信号进行功率放大；无源合路模块，用于将功放模块输出的两路恒包络信号进行合路并输出。本专利技术还提供了一种信号输出方法，包括：编码调制器将输入的基带信号转换为两路恒包络信号，并通过数字信号调制器DSM编码和脉宽调制器PWM编码将两路恒包络信号由多比特信号转换为单比特信号；数字上变频模块在数字域对编码调制器输出的两路单比特信号进行上变频，将两路单比特信号搬移至载波频率，并将每路单比特信号的单比特IQ复数信号合并为单比特实信号，输出到高速串行发射器模块；高速串行发射器模块将两路恒包络信号从数字信号转换为模拟信号，并输出到带通滤波器，带通滤波器将编码调制器调制进来的带外信号滤除，并恢复出异相分解后的两路恒包络信号，输入到功放模块，其中，带通滤波器的通带带宽为编码调制器转换两路恒包络信号的分解带宽；功放模块对带通滤波器输出的两路恒包络信号进行功率放大，并输入到无源合路模块，无源合路模块将功放模块输出的两路恒包络信号进行合路并输出。本专利技术有益效果如下：通过对原有LINC发射机进行修改，引入数字发射机的概念，在保证高效率的条件下简化发射机链路，通过使用数字调制技术取代原有的模数转换器、IQ调制器以及大量的射频链路，其结构复杂度、发射机成本将大大降低，便于集成、商用；此外数字域输出信号频率较高使得支路时延的调整精度较高，利于支路平衡性的调制。与直接使用PWM/DSM调制的数字发射机相比，本发明实施例的技术方案由于在功放前可以滤出带外信号，大大提升了编码效率，且在合路输出处，由于outphasing算法的特殊性，带外的噪声被抵消，使得该系统的数字预失真容易实现。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是现有技术中的LINC发射机的基本构架的示意图；图2是现有技术中的OUTPHASING分解的矢量示意图；图3是本专利技术实施例的发射机的结构示意图；图4是本专利技术实施例的高效发射机的原理示意图；图5是本专利技术实施例的发射机的详细结构示意图；图6是本专利技术实施例的OUTPHASING处理模块的结构示意图；图7是本专利技术实施例的DSM/PWM编码模块的结构示意图；图8是本专利技术实施例的信号输出方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种Outphasing与DSM/PWM组合实现的编码调制器以及由其构成的单比特全数字发射机装置：通过在低采样率下Outphasing分解，高采样率上DSM/PWM编码、调制。再通过滤波器恢复恒包络信号，输出给高效率的LINCPA。以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。装置实施例根据本专利技术的实施例，提供了一种发射机，图3是本专利技术实施例的发射机的结构示意图，如图3所示，根据本专利技术实施例的发射机包括：编码调制器(即下属数字编码调制器)30、数字上变频模块31、高速串行发射器模块32、带通滤波器33、功放模块(即下述LINCPA)34、以及无源合路模块35，以下对本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发射机，其特征在于，包括：编码调制器，用于将输入的基带信号转换为两路恒包络信号，并通过数字信号调制器DSM编码和脉宽调制器PWM编码将所述两路恒包络信号由多比特信号转换为单比特信号；数字上变频模块，用于在数字域对所述编码调制器输出的两路单比特信号进行上变频，将所述两路单比特信号搬移至载波频率，并将每路单比特信号的单比特IQ复数信号合并为单比特实信号，输出到高速串行发射器模块；高速串行发射器模块，用于将所述两路恒包络信号从数字信号转换为模拟信号，并输出到带通滤波器；带通滤波器，用于将编码调制器调制进来的带外信号滤除，并恢复出异相分解后的两路恒包络信号，其中，所述带通滤波器的通带带宽为所述编码调制器转换两路恒包络信号的分解带宽；功放模块，用于对所述带通滤波器输出的两路恒包络信号进行功率放大；无源合路模块，用于将所述功放模块输出的所述两路恒包络信号进行合路并输出。

【技术特征摘要】
1.一种发射机，其特征在于，包括：编码调制器，用于将输入的基带信号转换为两路恒包络信号，并通过数字信号调制器DSM编码和脉宽调制器PWM编码将所述两路恒包络信号由多比特信号转换为单比特信号；数字上变频模块，用于在数字域对所述编码调制器输出的两路单比特信号进行上变频，将所述两路单比特信号搬移至载波频率，并将每路单比特信号的单比特IQ复数信号合并为单比特实信号，输出到高速串行发射器模块；高速串行发射器模块，用于将所述两路恒包络信号从数字信号转换为模拟信号，并输出到带通滤波器；带通滤波器，用于将编码调制器调制进来的带外信号滤除，并恢复出异相分解后的两路恒包络信号，其中，所述带通滤波器的通带带宽为所述编码调制器转换两路恒包络信号的分解带宽；功放模块，用于对所述带通滤波器输出的两路恒包络信号进行功率放大；无源合路模块，用于将所述功放模块输出的所述两路恒包络信号进行合路并输出。2.如权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述编码调制器具体包括：异相处理模块，用于对输入的一路基带信号进行过采样，并通过信号分离算法进行异相分解，将所述一路基带信号转换为两路恒包络信号；编码模块，用于通过DSM编码对所述两路恒包络信号进行过采样和噪声成形处理，对噪声成形处理后的信号进行PWM处理，并进行并串转换。3.如权利要求2所述的发射机，其特征在于，所述异相处理模块具体用于：使用坐标旋转数字计算方法提取输入的基带信号的相位与幅度信息，通过查表将幅度信息转换为相位信息，最后将两种相位信息输入到相位调制器，输出两路恒包络信号。4.如权利要求2所述的发射机，其特征在于，编码模块具体包括：DSM编码模块，用于通过DSM编码对所述两路恒包络信号进行过采样和噪声成形处理，将所述两路恒包络信号的比特由M比特压缩到N比特，其中，1＜N＜M；PWM编码模块，用于将N比特的两路恒包络信号作为查表地址进行查表操作，并进行数据的并串转换，根据查表结果，将输出两路单比特信号。5.如权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述无源合路模块包括：隔离合路器、或者非隔离合路器。6.一种信号输出方法，其特征在于，包括：编码调制器将输入的基带信号转换为两路恒包络信号，并通过数字信号调制器DSM编码和脉宽调制器PWM编码将所述两路恒包络信号由多比特信号转...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙泰然，陶俊，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44