数字传送器及其信号前置补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种数字传送器及其信号前置补偿方法。利用一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿装置产生一AMAM前置补偿数据。该AMAM前置补偿数据被用以补偿一数字正交调制器中的同相及正交数据字语。经过AMAM前置补偿后的数据字语被用以产生相对应的一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿数据。根据该AMPM前置补偿数据，一本地振荡信号的频率被改变或相位被偏移。该频率改变后或相位偏移后本地振荡信号被提供至一数字升频转换器，以使该数字升频转换器的一输出信号被线性化，消除该数字升频转换器造成的相位失真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与数字调制器中的前置补偿(predistortion)相关。
技术介绍
随着数字正交调制和直接数字调制技术的发展，无线通讯系统日益进步。无线通讯系统可利用射频数字-模拟转换器或是数字功率放大器中的多个电流元件来产生输出电压或电流。电流元件间的不匹配和交互调制失真(intermodulation distortion)会对数字功率放大器的输出信号的振幅及相位造成影响。图1(A)呈现的调制星座图(constellation)范例为一八符号相位偏移调制(phase-shift keying,PSK)的调制星座图。星座图100总共包含八个调制符号120a-120h(统称符号120)。数字功率放大器中的失真可能会使实际产生的符号120b′偏离其标准状态，亦即不同于符号120b。符号120b和120b′间的振幅误差AD与相位误差ψD可能会导致接收器误判收到的信号。通过合适的测试设备可测量出符号120b和120b′之间的调制误差向量，并得据此决定误差AD和ψD的大小。经过多次测量，可再归纳出一振幅调制至振幅调制(AMAM)失真模式及一振幅调制至相位调制(AMPM)失真模式。根据AMAM及AMPM失真模式，可决定相对应的AMAM及AMPM前置补偿方案(例如借由适当地反转AMAM及AMPM失真曲线)。图1(B)呈现一AMAM前置补偿范例与一AMPM前置补偿范例。在关系图140中，标号150表示AMAM前置补偿曲线，而线条145表示于数字功率放大器中根据AMAM前置补偿曲线150进行AMAM前置补偿后欲达成的线性化目标振幅。在关系图160中，标号170表示AMPM前置补偿曲线，而线条165表示于数字功率放大器中根据AMPM前置补偿曲线170进行AMPM前置补偿后欲达成的线性化目标振幅。针对提供至数字功率放大器的数据施以AMAM前置补偿能降低或消除振幅误差AD。相似地，针对数字功率放大器施以AMPM前置补偿能降低或消除相位误差ψD。在数字正交调制传送器中，同相数据(I)和正交数据(Q)的处理可通过两个各自独立的路径进行。调制器可平行处理同相数据和正交数据，并将处理后的数据传递至数字功率放大器进行升频转换，以产生输出信号。目前有一种AMAM和AMPM前置补偿技术包含将原本以直角座标表示的同相数据i和正交数据q转换至极座标，亦即令：A=i2+q2,]]>而φ=arg(i,q)=arctan(q/i),i>0π/2-arctan(i/q),q>0-π/2-arctan(i/q),q<0π+arctan(q/i),i<0,y≥0-π+arctan(q/i),i<0,q<0Undefined,i=0,q=0.]]>对振幅A和相位ψ进行的前置补偿分别为APD＝A+AAMAM和φPD＝φ+φAMPM，其中APD和ψPD分别为将被提供至数字功率放大器的数据的补偿后振幅及相位，AAMAM为AMAM前置补偿值(可能为正数或负数)，ψAMPM为AMPM前置补偿值(亦可能为正数或负数)。在现行数字正交调制系统中，补偿后振幅APD及补偿后相位ψPD必须被转换回以直角座标表示的同相数据和正交数据，因此导致额外的硬件成本，并使关键路径增长。直接对以直角座标表示的同相数据和正交数据施以AMAM前置补偿和AMPM前置补偿的难度相当高。分别改变同相数据和正交数据以达成AMAM前置补偿可能会造成额外的相位旋转，需要再利用AMPM前置补偿或合适的相位旋转技术进行补偿。相似地，分别改变同相数据和正交数据以达成AMPM前置补偿会造成振幅出现额外的压缩或扩张，需要再利用AMAM前置补偿始能校正。综上所述，目前实务上存在有针对以直角座标表示的数据进行AMAM及AMPM前置补偿，以线性化数字功率放大器的输出信号的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种数字传送器及其信号前置补偿方法。首先，利用一AMAM前置补偿装置产生一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿数据。该AMAM前置补偿数据被用以补偿一数字正交调制器中的同相及正交数据字语。经过AMAM前置补偿后的数据字语被用以产生相对应的一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿数据。根据该AMPM前置补偿数据，一本地振荡信号的频率被改变或相位被偏移。该频率改变后或相位偏移后本地振荡信号被提供至一数字升频转换器，以使该数字升频转换器的一输出信号被线性化，消除该数字升频转换器造成的相位失真。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：图1(A)呈现一八符号相位偏移调制的调制星座图范例。图1(B)呈现做为范例的一AMAM前置补偿曲线与一AMPM前置补偿曲线。图2为根据本专利技术中的一实施例中的数字传送器的功能方块图。图3是绘示一种能用以实现升频转换器的射频数字-模拟转换器范例。图4为根据本专利技术的另一实施例中的数字传送器的功能方块图。图5为根据本专利技术的一实施例中的信号时序图范例。图6(A)及图6(B)为根据本专利技术的实施例中的AMPM前置补偿技术的信号时序图。图7为根据本专利技术的一实施例中的前置补偿程序的流程图。图8是绘示根据本专利技术的一数字传送器电路的设计及制作程序。图中元件标号说明：100：调制星座图        120a-120h、120b′：调制符号140、160：关系图       145、165：目标曲线150：AMAM前置补偿曲线  170：AMPM前置补偿曲线200：数字传送器        205：信息承载数字信号210：调制器            215：基频处理阶段220：前置补偿阶段      222i、222q：前置补偿装置224：控制信号          225：预处理阶段230i：同相数据路径       230q：正交数据路径235：升频转换器          245：输出信号250：存储器              252：AMAM前置补偿功能254：AMPM前置补偿功能    256：操作指令260：处理器              265：本地振荡器267：本地振荡信号        300：射频数字-模拟转换器310p、310m：转换储存单元 312p、312m：开关315p、315m：本地振荡信号 320：晶体管330：暂存器              3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字传送器，包含：一数字升频转换器，用以根据一串经前置补偿的数字同相及正交数据字语产生具有一预定输出频率的一射频输出信号，该串经前置补偿的数字同相及正交数据字语是根据通过一同相数据路径及一正交数据路径分别提供的一输入同相数据字语及一输入正交数据字语所产生；一可编程的本地振荡器，用以提供一本地振荡信号至该数字升频转换器，该预定输出频率是根据该本地振荡信号所建立，提供至该本地振荡器的一控制信号可选择该本地振荡信号的相位及周期；以及一前置补偿处理器，用以自该同相数据路径及该正交数据路径接收该输入同相数据字语及该输入正交数据字语，并产生该串经前置补偿的同相数据字语及正交数据字语，该前置补偿处理器包含：一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿处理器，根据该数字升频转换器的一AMAM失真特性，前置补偿该输入同相数据字语及该输入正交数据字语，以产生一经AMAM前置补偿的同相数据字语及一经AMAM前置补偿的输入正交数据字语；以及一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿处理器，用以根据该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的输入正交数据字语产生该控制信号，使得该控制信号提供对应于该本地振荡信号于至少一特定周期中的一相位偏移或一周期变化，该控制信号与该数字升频转换器的一AMPM前置补偿特性有关。...

【技术特征摘要】
2012.11.05 US 13/668,4701.一种数字传送器，包含：
一数字升频转换器，用以根据一串经前置补偿的数字同相及正交数据字语
产生具有一预定输出频率的一射频输出信号，该串经前置补偿的数字同相及正
交数据字语是根据通过一同相数据路径及一正交数据路径分别提供的一输入
同相数据字语及一输入正交数据字语所产生；
一可编程的本地振荡器，用以提供一本地振荡信号至该数字升频转换器，
该预定输出频率是根据该本地振荡信号所建立，提供至该本地振荡器的一控制
信号可选择该本地振荡信号的相位及周期；以及
一前置补偿处理器，用以自该同相数据路径及该正交数据路径接收该输入
同相数据字语及该输入正交数据字语，并产生该串经前置补偿的同相数据字语
及正交数据字语，该前置补偿处理器包含：
一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿处理器，根据该数字升频
转换器的一AMAM失真特性，前置补偿该输入同相数据字语及该输入正交数
据字语，以产生一经AMAM前置补偿的同相数据字语及一经AMAM前置补偿
的输入正交数据字语；以及
一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿处理器，用以根据该经
AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的输入正交数据字语
产生该控制信号，使得该控制信号提供对应于该本地振荡信号于至少一特定周
期中的一相位偏移或一周期变化，该控制信号与该数字升频转换器的一AMPM
前置补偿特性有关。
2.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该控制信号同时可提
供对应于该本地振荡信号的该相位偏移及该周期变化。
3.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该AMPM前置补偿处
理器包含：
一AMPM查找表，储存于一存储器中；以及
一地址产生器，用以根据该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经
AMAM前置补偿的正交数据字语计算一地址，该AMPM查找表的该地址储存

\t有对应于该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交
数据字语的一AMPM前置补偿数据，该控制信号是根据该AMPM前置补偿数
据所产生。
4.如权利要求3所述的数字传送器，其特征在于，该地址产生器根据一
符号的一调制相位角产生该地址，该符号具有对应于该经AMAM前置补偿的
同相数据字语的一同相座标，以及对应于该经AMAM前置补偿的正交数据字
语的一正交座标。
5.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该AMPM前置补偿处
理器是以该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交
数据字语做为一连续函数的多个参数，以自该连续函数计算出该AMPM前置
补偿数据。
6.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该本地振荡器包含：
一相位信号产生器，用以根据一振荡信号产生一个或多个本地振荡信号；
以及
一数字频率调制器，用以产生该振荡信号，该数字频率调制器根据该控制
信号延迟或提前该振荡信号的该相位，或是延长或缩短该振荡信号的该周期。
7.如权利要求6所述的数字传送器，其特征在于，该相...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·马欧尼，洪志铭，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：