一种PWM编码调制方法、PWM编码调制器及发射器技术

本发明专利技术公开了一种PWM编码调制方法、PWM编码调制器及发射器，属于通讯技术领域，方法流程包括：根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数；提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量；对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号；将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号。采用本发明专利技术，能够实现在不提高处理频率的前提下，获得最高的编码效率，改善带内信号性能。

【技术实现步骤摘要】
一种PWM编码调制方法、PWM编码调制器及发射器
本专利技术涉及通讯
，尤其涉及一种PWM编码调制方法、PWM编码调制器及发射器。
技术介绍
脉宽调制器(PulseWidthModulation，PWM)，将信号与一定频率的比较波进行比较，根据比较结果从而产生低比特或者单比特的输出信号，也是一种信号编码调制技术。这种编码技术可以将多比特非恒包络的信号，转换为单比特恒包络的信号，因此如果和大功率放大器一起使用，可以极大的改善发射机的效率。PWM技术在音频领域得到了广泛的应用。随着通信领域3G、4G技术的发展，为了提高发射机的效率，对这种编码调制器在通信领域中的应用期望也越来越高。但是这种技术如果直接在通信领域应用都会遇到非常大的挑战。PWM面临的主要技术难点在于数字实现的精确度。传统的PWM在音频领域应用时，可以采用低频率的模拟器件来产生连续模拟波形。而在数字通信领域实现时，如果还是按照模拟电路的比较方法产生，由于数字电路是时钟驱动的，具有离散特性，因此会产生误差，并导致频谱带内混叠从而降低信号性能。为了在通信上实现高性能的PWM编码调制电路，业界采用了一种改进方法：带限PWM处理方案，该方案是将PWM在时域的产生过程，通过数学分析转换为频域傅里叶级数表达式，从而使用傅里叶级数合成的方法来实现近似的PWM处理过程。其原理如公式1所示，当k趋向于无穷时，y[n]就是x[n]的PWM调制，当k只取有限值时，就是带限的PWM调制。但是，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现带限PWM随着处理信号带宽的增加，PWM信号谐波带宽也随之增加。一方面一次谐波会严重影响带内信号，如图1所示。另一方面整体带宽也随之增加，如图2所示(增加到491M)，带来了后级处理带宽上的压力。现有技术中，解决上述问题的方法是提高工作频率从而提高比较波频率，使得一次谐波远离有用信号，避免对带内的影响，但是随着工作频率与比较波频率的提高，总带宽也随之提高，从而进一步增加了后级处理带宽上的压力(如图2所示，通过提高比较波频率改善了带内情况，但是总带宽相比之前有所提高)。因此，有必要提供一种PWM编码调制方法、PWM编码调制器及发射器，以实现在不提高处理频率的前提下，获得最高的编码效率，改善带内信号性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种PWM编码调制方法、PWM编码调制器及发射器，以解决现有技术带限PWM随着处理信号带宽的增加，PWM信号谐波带宽也随之增加的问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：根据本专利技术的第一个方面，提供一种PWM编码调制方法，所述方法包括：根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数；提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量；对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号；将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号。优选的，所述电平阈值为两级电平阈值，所述根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数，包括：提取所述输入信号的包络信号与相位信号；根据所述电平阈值将所述包络信号分解为包络信号mag1及包络信号mag2两部分；利用两路相位差180度的比较波分别对所述mag1及所述mag2按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，生成输出的多级pwm调制复信号及多级谐波复信号。优选的，通过如下公式将所述包络信号分解为包络信号mag1及包络信号mag2两部分：其中，Peak＝max(x)，Vth为电平阈值；通过如下公式利用两路相位差180度的比较波分别对所述mag1及所述mag2按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理：优选的，所述提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量，包括：提取所述多级谐波复信号；所述对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号，包括：对所述多级谐波复信号进行低通滤波处理获取带限信号。优选的，所述将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号，包括：对所述多级pwm调制复信号进行延时处理；将延时后的信号减去所述带限信号。根据本专利技术的第二个方面，提供一种PWM编码调制方法，所述方法包括：根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数并输出带限PWM调制的谐波信号及分级的复信号；对所述带限PWM调制的谐波信号进行高通滤波；对所述复信号进行延时处理，使其和高通滤波后的带限PWM调制的谐波信号进行对齐；对所述高通滤波后的带限PWM调制的谐波信号及所述延时后的复信号进行合成处理，输出多路PWM带限滤波信号。根据本专利技术的第三个方面，提供一种PWM编码调制器，所述PWM编码调制器包括：谐波分离模块，用于根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数；谐波带限模块，用于提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量，以及对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号；谐波合成模块，用于将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号。优选的，所述谐波分离模块，包括：提取子模块，用于提取所述输入信号的包络信号与相位信号；包络信号分解子模块，用于根据所述电平阈值将所述包络信号分解为包络信号mag1及包络信号mag2两部分；傅里叶级数变换处理子模块，用于利用两路相位差180度的比较波分别对所述mag1及所述mag2按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，生成输出的多级pwm调制复信号及多级谐波复信号。优选的，所述包络信号分解子模块，还用于通过如下公式将所述包络信号分解为包络信号mag1及包络信号mag2两部分：其中，Peak＝max(x)，Vth为电平阈值；所述傅里叶级数变换处理子模块，还用于通过如下公式利用两路相位差180度的比较波分别对所述mag1及所述mag2按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理：优选的，所述谐波带限模块，还用于对所述多级谐波复信号进行低通滤波处理获取带限信号。优选的，所述谐波合成模块，包括：延时子模块，用于对所述多级pwm调制复信号进行延时处理；合成子模块，用于将延时后的信号减去所述带限信号。根据本专利技术第四个方面，提供一种PWM编码调制器，所述一种PWM编码调制器包括：谐波生成模块，用于根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数并输出带限PWM调制的谐波信号及分级的复信号；高通滤波模块，用于对所述带限PWM调制的谐波信号进行高通滤波；延时模块，用于对所述复信号进行延时处理，使其和高通滤波后的带限PWM调制的谐波信号进行对齐；合成模块，用于对所述高通滤波后的带限PWM调制的谐波信号及所述延时后的复信号进行合成处理，输出多路PWM带限滤波信号。根据本专利技术第五个方面，提供一种发射器，其特征在于，所述发射器包括：如第三方面或第四方面所述的PWM编码调制器，用于输出多路PWM带限滤波信号；多个射频数模转换器，用于将所述PWM带限滤波信号转换成射频模拟信号；多路功放电路，用于对所述射频模拟信号进行放大处理；同相合路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PWM编码调制方法，其特征在于，所述方法包括：根据输入的比较波频率及电平阈值，按照带限PWM的原理对输入信号进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数；提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量；对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号；将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号。

【技术特征摘要】
1.一种PWM编码调制方法，其特征在于，所述方法包括：根据输入的比较波频率及电平阈值，按照带限PWM的原理对输入信号进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数；提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量；对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号；将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电平阈值包括但电平阈值及两级电平阈值，当其为两级电平阈值时，所述根据输入的比较波频率及电平阈值，按照带限PWM的原理对输入信号进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数，包括：提取所述输入信号的包络信号与相位信号；根据所述电平阈值将所述包络信号分解为包络信号mag1及包络信号mag2两部分；利用两路相位差180度的比较波分别对所述mag1及所述mag2按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，生成输出的多级pwm调制复信号及多级谐波复信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下公式将所述包络信号分解为包络信号mag1及包络信号mag2两部分：其中，Peak＝max(x)，Vth为电平阈值；通过如下公式利用两路相位差180度的比较波分别对所述mag1及所述mag2按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取所述傅里叶级数中的任意次数的谐波分量，包括：提取所述多级谐波复信号；所述对提取的谐波分量进行滤波以限制带宽获取带限信号，包括：对所述多级谐波复信号进行低通滤波处理获取带限信号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述带限信号与未被提取的其他傅里叶级数进行合成，输出多路PWM带限滤波信号，包括：对所述多级pwm调制复信号进行延时处理；将延时后的信号减去所述带限信号。6.一种PWM编码调制方法，其特征在于，所述方法包括：根据输入的比较波频率、电平阈值，按照带限PWM的原理对输入信号进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数并输出带限PWM调制的谐波信号及分级的复信号；对所述带限PWM调制的谐波信号进行高通滤波；对所述复信号进行延时处理，使其和高通滤波后的带限PWM调制的谐波信号对齐；对所述高通滤波后的带限PWM调制的谐波信号及所述延时后的复信号进行合成处理，输出多路PWM带限滤波信号。7.一种PWM编码调制器，其特征在于，所述PWM编码调制器包括：谐波分离模块，用于根据输入的比较波频率及电平阈值，对输入信号按照带限PWM的原理进行傅里叶级数变换处理，获取傅里叶级数；谐波带限模块，用于提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙泰然，
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