極性信號產生器制造技術

本發明專利技術涉及一種用于從輸入信號的同相（Ⅰ）和正交（Ｑ）分量中導出相位和幅度分量的極性信號產生器和方法，其中，基于輸入信號在第一采樣頻率下產生Ｉ和Ｑ分量，并且根據預定的第一內插因子（Ｎ）對Ｉ和Ｑ分量進行上采樣，以在高于第一采樣頻率的第二采樣頻率下產生上采樣Ｉ和Ｑ分量。將上采樣后的Ｉ和Ｑ分量轉換為相位和幅度分量，其中，轉換步驟操作于第二采樣頻率。此外，可選地，通過不同的采樣頻率，將相位和幅度分量進一步上采樣至第三和第四采樣頻率。因此，可以以較低頻率執行Ｉ－Ｑ產生和Ｃａｒｔｅｓｉａｎ至極性變換，從而降低功耗。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于從輸入信號的同相(I)和正交(Q)分量中 導出相位和幅度分量的方法和極性信號產生器。
技術介紹
在當前的功率放大器(PA)設計中，線性度和功率效率是關鍵需 求。這個問題對于具有幅度和相位調制(例如，正交幅度調制(QAM)) 的無線通信系統來說甚至更為必要。特別是對于使用正交頻分復用 (OFDM)作為調制方案的無線通信系統，由于OFDM信號具有平均 比率的高峰值(例如，10dB)的事實，該高峰值對于這些OFDM通信 系統的PA的驅動方案具有較高的線性操作需求，上述問題變得更加糟 糕。然而，這樣的線性度需求會導致PA的效率的顯著降低。為了解決效率需求，己經開發了極性調制技術以有利于系統設 計。極性調制器可以獨立地處理載波的幅度和相位信號，其典型地與 操作于切換模式下的非線性功率放大器一起工作。對于每一種調制標 準，線性操作需求的消除使得功率放大器的效率能夠達到最大。在極 性調制方案下，可以通過數字切換實現多模式操作。在傳統的極性調制器中，基帶數字處理器使用鎖相環(PLL)電 路和IQ相移電路來提供I和Q信號，使用IQ混頻器將飾Q信號上變頻至 RF頻率。將上變頻后的信號進行組合，然后經由帶通濾波器將組合后 的相位調制信號提供給相位調制驅動器，相位調制驅動器將其施加至 輸出級。另一方面，產生包絡調制信號，并將該包絡調制信號提供給 輸出級。在輸出級，將包絡調制信號與相位調制信號進行組合，以產 生放大的極性調制信號，將該放大的極性調制信號提供給發射天線。 因此，向RP (射頻)模塊饋送包絡和相位信號(或這二者的函數)。近來，對于不同的極性發射機構造的研究越來越受到關注。這些新穎實現中的大多數與其Cartesian對應物相比能夠爭取到較高的效 率。 一般而言，這是由于基帶信號的極性分解使得能夠實現較高效的 發射機。 一些極性發射機(特別是那些在鎖相環中引入相位調制的極 性發射機)的另一重要優點在于其免除了VCO拉(VCO-pulling)。 一 些新構造的另一益處在于它們可以證明其更適于在未來高產出、低 成本的深亞微米CMOS (互補型金屬氧化物半導體)工藝中實現。然而，迄今為止，如何產生包絡和相位信號的問題受到極少關注。 特別是對于大帶寬應用的介質，這些信號的產生決不是微不足道的。 問題在于，包絡和相位信號(或這二者的任何函數)與其I和Q對應物 相比，傾向于呈現較寬的頻譜，從而需要較高的采樣率。由此，已經 提出在模擬域內產生包絡和相位信號，以消除高采樣率的問題。這可 能適合一些應用，但是為了實現更精確的控制，數字實現仍舊是優選 的。US-A-2004/0212445Al公開了一種在幅值(magnitude)信號路徑 中使用數字幅值濾波器的極性調制設備。幅值信號由I/Q至幅值/相位 轉換模塊提供，并經數字幅值濾波器濾波，以控制PA的增益。在幅值 信號路徑中，上采樣電路耦合至根據上釆樣率的函數所設計或程序設 計的數字幅值濾波器，以執行數字內插。在操作中，數字幅值濾波器 可以在信號質量方面提供顯著的改進。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種極性信號產生器和方法，使得能夠以高 功效的方式產生離散時間包絡和相位信號(或這二者的任何函數)。這個目的是通過如權利要求l所述的極性信號產生器和如權利要 求ll中所述的用于導出相位和幅度分量的方法來實現的。因此，盡管包絡和相位信號(或這二者的任何函數)需要以高采 樣率產生，但是它們依舊能夠從較低采樣率的I-Q分量中導出，從而使 得可以使用CORDIC算法或任何其他適合的算法而實現的I-Q產生和 Cartesian至極性的變換在較低頻率下運行。這具有明顯的功耗優勢。 此外，在轉換之后獲得的相位和幅度分量上的混疊可以由第一內插裝5置控制。作為附加優點，可選地，可以通過不同的采樣頻率，分別將相位 和幅度分量進一步上采樣至第三和第四采樣頻率。所提出的方案對于 需要以相同頻率對包絡和相位信號進行采樣的那些實現來說是有益的。在這點上，應當注意的是，Cartesian至極性的變換可以為相位和 幅值分量提供相同的采樣頻率。此外，還可以提供第二內插裝置，用于根據至少一個相應的預定 第二內插因子對相位和幅值分量中的至少一個進行上采樣，以獲得上 采樣相位信號和上采樣幅度信號中的至少一個。因此，對于相位和幅 度分量來說，內插因子可以不同。此外，可以提供信號處理裝置，用于對上釆樣相位信號和上采樣 幅度信號中的至少一個進行處理，以獲得用于極性發射機的控制信號。 可以提供信號處理裝置僅用于相位分量，并且該信號處理裝置還可以 包括相位至頻率轉換器裝置。備選地，可以提供信號處理裝置，用于在沒有在先的第二內插的 情況下，直接處理相位信號，以獲得處理后的相位信號。同樣，信號 處理裝置可以包括相位至頻率轉換器裝置。此外，可以提供第三內插裝置，用于根據相應的預定的第二內插 因子對上述控制信號進行上采樣，以分別控制所述控制信號的采樣率。 這使得能夠達到每一個控制信號所需的單獨采樣率。在特定示例中，第一內插裝置可以嵌入逆快速傅立葉變換(IFFT) 模塊中。特別地，第一內插裝置可以被布置為通過以第二采樣頻率填 零和運行IFFT來執行上采樣。由于IFFT塊通常已經存在于極性發射機系統中，因此可以達到直接且靈活的實現。在從屬權利要求中限定了另一有利改進或修改。附圖說明現在將參照附圖，基于優選實施例對本專利技術進行描述，在附圖中圖l示出了導出極性信號的傳統概念的示意性功能框圖； 圖2示出了根據第一優選實施例的極性基帶產生器的示意性功能6框圖3示出了可以在其中實現本專利技術的極性發射機構造的示意性功 能框圖4示出了根據第二優選實施例的極性基帶產生器的示意性功能 框圖5示出了根據第三優選實施例的極性基帶產生器的示意性功能 框圖6示出了根據第四優選實施例的極性基帶產生器的示意性功能 框圖；以及圖7示出了在優選實施例中使用的內插方案的示意性功能框圖。 具體實施例方式現在將結合在無線通信系統(例如，藍牙、UWB (超寬帶)、WLAN (無線局域網)或GSM EDGE (全球移動通信系統增強型數據速率 GSM演進))中使用IQ調制的極性發射機構造，對優選實施例進行描 述。下面，從自Cartesian分量導出極性分量的傳統概念開始，對基于 優選實施例的功率節省原理進行描述。圖l示出了通用極性發射機中的傳統信號產生的示意性功能框 圖。I和Q信號產生模塊10根據正在實施的預定標準(例如，IEEE 802.11a/b/g或EDR藍牙)產生同相(I)和正交(Q)采樣(琳]和少W)。 考慮相位和包絡信號(r[W， 所需的最小采樣頻率而非其正交采 樣的帶寬，導出這些信號的采樣頻率々。在CORDIS (協調旋轉數字計算機)模塊20中計算相位和包絡信號，該CORDIS模塊20需要操作 于相同的高采樣頻率々。隨后，可以將相位和包絡信號饋送至任意函 數產生器30 (f(^ww))，以產生最終控制極性發射機的極性信號 (Am,P2W,...a^])。作為示例，如果『2，則任意函數產生器可以是 a W =利和"=早+1] _乖]。通常，施加在CORDIC模塊10中的CORDIC算法是基于用于近似 標準超越函數的計算方法。該算法不能使用基于諸如多項式或本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于從輸入信號的同相分量（Ｉ）和正交分量中導出相位分量和幅度分量的極性信號產生器，包括：　－Ｉ／Ｑ產生電路裝置（１０），用于基于所述輸入信號產生所述Ｉ分量和Ｑ分量，所述Ｉ／Ｑ產生裝置操作于第一采樣頻率；　－第一內插裝置（１１ ０、１２０），用于根據預定的第一內插因子（Ｎ）對所述Ｉ分量和Ｑ分量進行上采樣，以在高于所述第一采樣頻率的第二采樣頻率下產生上采樣Ｉ分量和Ｑ分量；以及　－轉換裝置（２０），用于將所述上采樣Ｉ分量和Ｑ分量轉換為所述相位分量和幅度分量，所述 轉換裝置操作于所述第二采樣頻率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：保盧斯TM范塞爾，曼納爾科拉多斯阿森西沃，內納德帕夫洛維克，沃吉肯維多伊科維奇，
申請(專利權)人：NXP股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]