非恒定包絡調制的功率控制制造技術

公開了一種用于功率控制環中的控制的方法和設備。該方法包括步驟：放大非恒定包絡調制信號以產生輸出信號；將功率水平控制信號和代表調制的包絡的信號相組合；將該組合信號與代表輸出信號的功率水平的信號相比較以產生比較信號；依據上述比較信號來衰減經過放大的信號。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于使用非恒定包絡調制技術的發射機中的功率控制的技術，尤其涉及這種構成無線通信系統一部分的發射機，但不限于此。
技術介紹
例如無線通信系統中提供的功率控制環通常用于把輸出功率控制和維持在期望的水平上，以及當輸出功率上升和下降時控制瞬時響應。在TDMA信令格式中，一個成幀的結構包括許多時隙(或信道)。使用TDMA的無線通信系統，例如GSM系統(全球移動電信系統)，通過每個指定的時隙或信道發送和接收信息。幀中的每個信道被分配給不同的用戶，其中某一個頻段上的發送(上行鏈路)信息和一個分立頻段上的接收(下行鏈路)信息通過各個信道來傳送。指定每個信道上升到要求的功率水平以進行脈沖串傳輸，并且在預定時間量內下降到一個要求的功率水平，這稱為脈沖串。這樣，脈沖串具有上升階段或上升周期，工作階段或工作周期，和下降階段或下降周期。GSM規范也要求脈沖串的開始和結束時的功率必須在規定的最小水平上，并且從最小功率水平到最終要求的功率水平的過渡必須在被指定的時間窗口內完成。限定上升和下降階段的時幀以便減少瞬時旁瓣的產生以及對鄰近信道的干擾。典型功率控制環的操作被分為開環模式和閉環模式。在功率放大器的輸出未達到預定的水平，即切換點之前，功率控制環在開環模式下運行。在切換點處，利用所提供的參考信號和對控制環輸出上的信號進行采樣的檢測器的輸出之間的差異產生誤差信號。使用積分器根據誤差信號產生控制電壓，該電壓作為一種在功率升降時和傳輸脈沖串期間控制功率水平的手段來控制可變衰減器。圖1(a)所示的是由傳統功率控制環控制的功率放大器的功率輸出圖。在上升階段，即A部分，輸出功率上升到一個適當的水平。在發送或工作期間，即B部分，功率控制環使得輸出功率保持基本穩定。在下降階段，即C部分，輸出功率下降。圖1(b)示出了傳統功率控制環的缺點。圖1(b)是發送非恒定包絡調制脈沖串，如AM脈沖串的功率放大器的功率輸出圖。如圖1(a)所示，在上升階段，即A部分，輸出功率升高到一個適當的水平。然而在發送期間，即B部分，輸出功率根據被發送信號的振幅而波動。在下降階段，即C部分，功率輸出下降。由于AM脈沖串，傳統功率控制器往往使功率變化變平。這樣的狀況對于應用AM的先進無線傳輸是不能接受的。一個允許傳統功率控制環應用于振幅調制傳輸的已知方案是增加采樣和保持電路到功率控制環中。在升降期間，對功率水平進行采樣，此水平在AM脈沖串期間保持穩定。然而，圖1(b)示出了在應用到的先進調制方案時這個方案的被稱作增益偏斜的缺點。在傳輸脈沖串期間可發生增益偏斜。圖1(b)描述了增益偏斜效應，其中示出了在脈沖串結束處的期望增益水平和由于增益偏斜而實際得到的增益水平。傳統功率控制器的采樣和保持電路在下述假設下工作，即在脈沖串期間增益不變，并且采樣和保持電路在脈沖串期間不試圖去控制增益偏斜。因為在功率控制環中由于非恒定包絡調制而產生的問題，在現有技術下，在工作周期中通常只能在開環模式下工作，或在工作周期中只能使用很低的控制環帶寬。后一種解決方案會導致兩種特定的問題。首先，功率控制環不能校正脈沖串上的增益變化。其次，由于慢平均(slow averaging)，當恢復恰好在下降前的環帶寬時，某些數據模式可在脈沖串結束處產生瞬時變化。國際專利申請公開說明書WO 01/03292公開了一項涉及在應用非恒定包絡調制的系統中改進功率控制的技術。此功率控制操作基于采樣和保持電路的應用。在上升期間，將在放大器輸出端檢測到的功率水平與參考信號相比較以得到一個用來衰減輸出信號的誤差信號。在脈沖串階段，將在放大器輸出端檢測的功率水平與要發送的調制RF信號相比較以得到用于衰減輸出信號的誤差信號。這樣，在脈沖串期間，控制環實際上是在開環模式下工作，其中針對參考信號，利用定標(scaled)包絡信號產生環誤差信號。WO 01/03292中公開的技術的一個潛在問題是，可能存在與采樣和保持電路相關的小偏差。這樣，在切換期間，用于衰減輸出信號的控制信號中可能存在小的差異。當在上升階段和工作階段之間切換時，這會被轉換成輸出信號中的低頻干擾(glitch)。本專利技術的目的是提供一種適用于非恒定包絡調制環境但保留了標準功率控制環的所有優點的改進功率控制環。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于控制發射機功率的技術，該技術保持調制特性，并且因此在用于具有非恒定調制方案的系統時尤其有利。通過在發送脈沖串期間將功率水平調節信號與調制RF載波信號的調制包絡相組合來實現這種改進。通過在脈沖串期間降低控制系統的帶寬可得到進一步的改進。因此，根據本專利技術的第一個方面，這里提供了一個用于功率控制環中的控制的方法，包括以下步驟放大非恒定包絡調制信號以產生輸出信號；將功率水平控制信號和代表調制包絡的信號相組合；將該組合信號與代表輸出信號功率水平的信號相比較，以產生比較信號；依據上述比較信號來衰減經過放大的信號。此功率控制環可至少具有上升周期和工作周期。在工作周期期間，功率控制環的帶寬可被降低。這種方法可在功率控制環的所有周期中實現。該功率控制環還可包括下降周期。在一個優選實施例中，本專利技術的技術不僅可應用于脈沖串期間，而且可應用于所有階段的操作期間。這樣，這項技術被應用在上升階段期間。這樣，本專利技術就克服了上述WO 01/03292的現有技術的缺陷。在另一方面，本專利技術提供了一種用于功率控制環中的控制的方法，包括以下步驟在第一周期期間提升輸出信號；在第二周期期間維持基本恒定的輸出信號，其中在所述第一周期和第二周期中，所述方法進一步包括放大非恒定包絡調制信號以產生輸出信號；將功率水平控制信號和代表調制包絡的信號相組合；將該組合信號與代表輸出信號功率水平的信號相比較，以產生比較信號；依據上述比較信號來衰減經過放大的信號。在另一方面，本專利技術進一步提供了一種功率控制環，包括用于放大非恒定包絡調制信號以產生輸出信號的放大器；用于組合功率水平控制信號和代表調制包絡的信號的組合器；用于將該組合信號與代表輸出信號功率水平的信號相比較以產生比較信號的比較器；依據上述比較信號來衰減要放大的信號的衰減器。附圖說明圖1(a)圖解了由傳統功率控制環控制的功率放大器的功率輸出圖；圖1(b)圖解了發送非恒定包絡調制信號的功率放大器的功率輸出圖；而圖(2)圖解了根據本專利技術優選實施例的功率控制環的模塊圖。具體實施例方式依照本專利技術的功率控制系統的優選實施例如圖2所示。該功率控制系統包括可變衰減器500，功率放大器502，包括二極管528的檢測器/線性化器，由電阻器506和526構成的比較器，混合器(mixer)504，包括運算放大器510和電阻器508的誤差放大器，包括電阻器512和開關516的帶寬開關，包括運算放大器522，電阻器518和電容器520的環路濾波器，和緩沖器524。可變衰減器500在線路530上接收要發送的調制RF載波信號以作為第一輸入信號。如在下文會更詳細描述的那樣，可變衰減器在線路540上接收衰減器控制信號以作為第二輸入。通過可變衰減器500的衰減之后，調制RF載波信號被提供到功率放大器502。接著在線路536上產生經過放大的輸出信號。線路538上檢測器/線性化器的輸入端檢測線路536上輸出信號的樣本，并且在線路542上產生檢測電壓信號Vd本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于功率控制環中的控制的方法，包括步驟：放大非恒定包絡調制信號以產生輸出信號；將功率水平控制信號和代表調制的包絡的信號相組合；將該組合信號與代表輸出信號的功率水平的信號相比較，以產生比較信號；以及依據所述比較信號來衰減經過放大的信號。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：薩拉茨茂森，蒂姆蘭德，
申請(專利權)人：諾基亞公司，
類型：發明
國別省市：FI[芬蘭]