用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法和装置制造方法及图纸

本文公开了一种用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法和装置，该方法和装置对单载波(SC)或多载波(MC)带限信号的时变包络进行采样，使用N

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法和装置


[0001]本专利技术一般涉及信号发射机和接收机系统，更具体地，涉及功率高效的传输系统、基带处理系统、以及包括单载波(SC)和多载波(MC)发射机和接收机的中频(IF)和射频(RF)信号产生和处理方法和系统。

技术介绍

[0002]给定传输技术的总功率效率考虑了两种影响。第一个是检测功率效率，它本质上可以用给定性能所需的信噪比(SNR)来衡量，并取决于所采用的调制和接收机。第二个方面是放大效率，其包括功率放大器效率和所需的放大器回退，其下限由所采用信号的峰均功率比(PAPR)限制。功率放大器的效率和线性度是相互矛盾的目标。从A类到C类的移动意味着线性度下降。进一步转向D类和E类的高效开关放大器，得到了高度非线性(NL)放大器[1]。
[0003]在现代无线通信中，频谱效率应得到充分优化，以支持高数据速率。在有限带宽系统中，这是通过采用高阶调制方法来实现的，其特征是高峰均比信号，这需要显著的线性操作回退水平[2]。这种方案并不总是适用于使用传统功率放大器(PA)，因为PA的设计应该使其能够处理峰值功率水平，而一般来说，它需要在低得多的平均输出功率下工作[3]。传统上，线性PA被偏置以具有足够的直流(DC)输入功率来提供峰值射频(RF)输出功率条件。峰值RF输出功率条件通常发生在到PA的RF输入信号处于最大值时。传统的线性放大可变包络调制信号的方法是“回退”线性A类或AB类PA的输出功率，直到失真水平在可接受的限度内。然而，当PA从峰值RF输出功率条件“回退”时，多余的DC输入功率必须由PA耗散，因为它没有被转换成有用的RF输出功率。不幸的是，这大大降低了效率，特别是对于高PAPR信号，这是长期演进(LTE)中常用的信号的情况，并将在下一代移动通信系统中采用。
[0004]目前，块传输技术与频域接收机相结合通常被用于严重时散信道[4]。在这些技术中，最常用的技术是正交频分复用(OFDM)和单载波频域均衡(SC
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FDE)方案。OFDM和SC
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FDE的总体信号处理要求，以及可实现的编码性能是相似的[5，6]。然而，由于OFDM信号的包络波动和PAPR大，当要求高功率效率时，SC
‑
FDE方案显然更优选[7]。然而，传统的SC信号，即使在采用双相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、偏移QPSK(OQPSK)或交错QPSK(SQPSK)和差分编码相移键控系统或这些系统的变体，例如差分BPSK(DBPSK)和差分QPSK(DQPSK)时，以及在PI/4
‑
DQPSK和网格编码QPSK和DQPSK中，也有包络波动。因此，在发射机侧需要线性化(LIN)或高度线性化的发射机，包括频率上变换器和RF功率放大器，而接收机可能需要昂贵的线性组件，例如线性自动增益控制(AGC)电路。具有非线性放大器(NLA)的发射机降低了传统带限信号的时域包络波动，由于信号失真导致频谱恢复或频谱再生，并可能导致高水平的带外频谱能量传输。
[0005]线性化或线性放大器的RF功率效率较低(在功率“开启”状态期间，功率效率定义为发射RF功率除以DC功率)，相当昂贵和/或具有较低的发射RF功率能力，尺寸较大，并且不如NL放大器容易获得。NLA相对于线性(LIN)放大器的优势在更高的RF频率下更加显著，例
如对于要求低直流电压的应用，频率高于约1GHz。
[0006]为了克服这一限制，由于低包络波动水平，推荐诸如OQPSK、Feher专利正交相移键控(FQPSK)[8，9]、Feher正交调制(FQAM)[10]、MIL
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STDSQPSK(军用标准形状偏移正交相移键控)[11]、高斯最小移位键控(GMSK)[12]、FQPSK和无干扰抖动QPSK(IJF
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QPSK)[13，14]以及其他连续相位调制(CPM)方案[15]的偏移调制。注意，具有相干解调器的GMSK可以看作是OQPSK类型的信号[16]。此外，FQPSK是另一种OQPSK类型的调制，对于SQPSK、IJF
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QPSK和其他CPM调制仍然有效。文献[17，18，19]中还公开了其他偏移传输技术和信号调制。
[0007]文献[17]公开了更高效的传输方法，这些方法可以看作是受到FQPSK格式[8]的启发，并将其用于定义具有更好频谱效率的新方案，例如FQAM、Feher的高斯最小移位键控(FGMSK)和Feher的最小移位键控(FMSK)。然而，尽管在这些信号格式定义中采用了编码规则和滤波，但信号设计总是限制于基于偏移同相和正交分量的CPM信号，并且没有为这些格式和非偏移信号提供桥接。
[0008]文献[18]公开了另一种限制于偏移格式的传输技术。该文件公开了一种用于基于两个GMSK信号以带宽高效的方式传输数字信息流的装置，所述两个GMSK信号被添加以形成新的正交重叠GMSK(QO
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GMSK)调制信号，与GMSK或FQPSK相比，其显示出更好的频谱效率。
[0009]文献[19]中还公开了基于三次样条插值以产生非常平滑的基带波形的改进的FQPSK方案，以提高频谱效率并允许使用C类功率放大器而没有频谱再生。
[0010]其他作者也提出了OQPSK和FQPSK信号作为网格编码调制的解释，实现了这些调制的更好的功率效率。在[14]中，通过用单个互相关器代替IJF(无干扰抖动)编码器和互相关器来降低带外辐射，其中基于逐符号表示的互相关映射规则消除了与IJF
‑
QPSK互相关操作相关的斜率不连续性。另外，在[14]中，M.K.Simon和T.Y.Yan提出了一种新的改进的FQPSK发射/接收方法，使用逐符号映射操作结合网格编码方案。在[20]中，证明了编码幅度相位OQPSK(ENCAP
‑
OQPSK)格式允许描述具有或不具有恒定包络的多种信号。这种格式所固有的编码规则意味着在位间隔中不为空的4
N
生成函数的规范。它还显示了格式的能力，以分析描述通过带通无记忆非线性传输后的信号[20]。在这种格式下，复包络可以描述为非空脉冲在符号时间间隔[
‑
T，T]上的函数4
N+1
，通过选择适当的生成器函数，[4]的信号解释可以看作是ENCAP
‑
OQPSK格式的特例。
[0011]文献[21]公开了一种方法，该方法通过使用[22]中提出的Volterra方法，允许将非线性OQPSK类型信号表示为线性OQPSK分量的和，当h＝1/2时，这类似于众所周知的二进制CPM信号的表示。一个优点在于OQPSK型信号沿任何传输链保持其格式，该传输链由线性块和带通无记忆非线性块组成，每个线性块具有特定的脉冲响应特征(功率放大器的常用模型)。结果表明，提交给非线性的非线性失真的OQPSK型信号仍然表示为OQPSK分量的和(即，提交给非线性的OQPSK型信号是OQPSK型)[21]。这个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法，包括以下步骤：根据待采样的输入信号的带宽，接收参考过采样率f
s
＝1/T，的时钟信号；接收输入信号s(t)，所述输入信号s(t)可以是调制SC信号、调制MC信号、基带SC信号或基带MC信号，并在分相器中处理以获得同相分量s
I
(t)和正交分量s
q
(t)作为输出；以采样率f
s
＝1/T
s
，对分量s
I
(t)和正交分量s
q
(t)进行采样，采样时间之间有时间偏移，以分别产生同相分量和正交分量的采样版本s
nI
和s
nQ
；在具有N
bq
量化比特和量化误差的量化器中处理同相样本s
nI
，其中，Δ表示最小量化间隔，以产生对应于从量化值的有限字母表中获得的量化值的N
bq
量化比特集；在具有N
bq
量化比特和量化误差的量化器中处理正交分量样本s
nQ
，其中，Δ表示所述最小量化间隔，以产生对应于从量化值的有限字母表中获得的量化值的N
bq
量化比特集；在映射器中处理所述同相分量的量化比特，以生成由以下公式给出的N
bq
同相极性分量：其中，所述量化值可以被分解，并且其中在映射器中处理所述正交分量的量化比特，以生成由以下公式给出的N
bq
正交极性分量：其中，所述量化值可以被分解，并且其中通过具有脉冲响应r(t)和频率响应的滤波器，对每组N
bq
极性分量和进行滤波，所述滤波器实现对采样信号的频谱的第一复制品的抵消，即，具有带宽B＜f
s
的滤波器，以产生一组N
bq
同相信号分量和一组N
bq
正交信号分量将具有相同幅度的所述同相分量和所述正交分量滤波后合并，以产生N
bq
偏移信号其中，所述输入信号被分解。2.根据权利要求1所述的用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法，其中，所述接收携带信息的所述输入信号的步骤包括：
接收具有时变包络的一个带限信息信号，或者接收具有时变包络的一个带限信息信号的同相和正交相分量，或者接收具有时变包络的一个信息带限信号的同相和正交相分量的样本，或者包括接收具有时变包络的一个信息带限信号的样本。3.根据权利要求1所述的用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法，其中，所述在分相器中处理输入信号的步骤和所述采样的步骤的顺序可以颠倒，首先对所述信号进行采样，并将得到的样本提交给分相器，在输出中具有与所述正交分量的样本相关联的延迟块，以在采样分量之间引入所述时间偏移。4.根据权利要求1所述的用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法，其中，所述量化步骤包括：两个并行的量化器，其中，一个量化器量化同相分量的每个样本并产生对应于所述同相样本的量化版本的N
bq
量化比特，另一个量化器量化正交分量的每个样本以产生对应于所述正交分量的样本的量化版本的N
bq
量化比特。5.根据权利要求1所述的用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法，其中，所述同相样本s
nI
的量化的步骤和所述处理正交样本s
nQ
的步骤仅包括一个具有2N
bq
量化比特的量化器，具有用于所述同相样本的量化的N
bq
比特和用于所述正交样本的N
bq
量化比特。6.根据权利要求1所述的用于将具有变化包络的信号分解为偏移分量的方法，其中，所述处理量化比特的步骤包括：处理同相样本s
nI
涉及在映射器中处理所述N
bq
量化比特，以便为每个量化比特生成对应的极性分量，所述极性分量与所述量化值分解为极性分量相关联；处理量化比特正交样本s
nQ
涉及在映射器中处理所...

【专利技术属性】
技术研发人员：波罗，
申请(专利权)人：鲁伊，
类型：发明
国别省市：