專利名稱：電限幅器的制作方法
技術領域：
本發明涉及由電輸入信號產生一個電輸出信號的方法，其中輸入信號首先被限幅，然后被濾波成為輸出信號。本發明還涉及由電輸入信號產生輸出信號的電路，它包含一個限幅器和一個后接的濾波器。這個方法和電路已被國際專利申請WO 98/44668A1公開。
在直接序列碼分多址(DS-CDMA)蜂窩網電信系統中，基站與許多移動站通信。從基站到移動站之一的每條鏈路被指配一個專用信道。這使得基站能夠發送一個復合信號到所有的移動站。然后每個接收移動站基于所指配的信道提取傳遞給它的信息。
復合信號將許多信道的信息樣值放在一起。然后此信號被輸入到一個脈沖成形濾波器，它為樣值建立一個脈沖波形。被濾波的信號然后被放大。因為任何放大器都有一個有限的峰值功率容量，也因為復合信號可能大于此容量，復合信號可能失真。
為了避免或至少控制上述失真，現在的辦法是在放大器之前加一個限幅器。當復合信號大于預先規定的電平時該限幅器降低復合信號的幅度。因此復合信號在其被放大之前被限制。
濾波器前面的傳統限幅器的缺點在于，兩個比預先規定的限幅電平低一點的樣值可能在濾波后構成一個成形的信號，它高于限幅電平，使得放大器超出其有限的峰值功率容量。
在濾波器之后限幅的缺點在于產生帶外噪聲，并且相鄰信道的保護被破壞。
為了避免這些缺點，WO 98/44668A1建議估計出一個峰值壓縮波形，并且將其與復合信號相加，以減小復合信號的峰值與平均值功率之比。然而此方法需要復雜的電路和可觀的費用。
EP 545596A1建議測量濾波器的信號輸出并且根據這個幅度限制限幅器的輸出信號。
本發明的目的在于提供一個方法和一個電子電路，它們保證放大器的有限峰值功率容量不被超出并且不復雜、費用不高。
對于上述方法或電路，完成本發明的解決方案是在限幅之前濾波被模擬，并且輸入信號根據模型被限幅。
按照本發明，限幅與濾波相匹配，或者換句話說，限幅包含一些與濾波有關的預測。按照本發明的依賴關系保證了不僅僅在限幅器之后，而且在濾波器之后限幅信號將不超出放大器的有限峰值功率。所以不可能出現在濾波之后限幅信號變成的成形信號超過預先規定電平的情況。通過進行與濾波有關的限幅避免了上述負面的可能性。
濾波器的模擬是通過引入濾波器系數到限幅器中實現的。因此不需要復雜的電路就可在限幅器中完成對濾波的依賴性。甚至于本發明的限幅器可容易地集成到脈沖成形濾波器中，從而可生產出低成本的集成電路。
在本發明的一個優選實施例中，輸入信號如此被限幅，使得輸出信號不超過預先規定的電平。由于引入了濾波器系數到限幅器中，不僅僅限制限幅器本身產生的信號，而且也限制后接濾波器所產生的信號。如上所述，這保證了后接放大器不超出其有限的峰值功率容量。
下面借助附圖詳細說明本發明的實施例及其優點。
圖1示出本發明電路實施例的示意方框圖，圖2示出圖1電路的信號例的示意時序圖，并且圖3示出用于圖1電路中的一個限幅器的實施例的示意方框圖。
圖1示出DS-CDMA蜂窩網電信系統的一個無線基站的發射機的電路10的一部分。
在此電路10中，許多信道C的信息在一個加法器11中相加產生復合信號CS。復合信號CS輸入到一個限幅器12，它產生被限幅的復合信號CCS。然后，被限幅的復合信號CCS被輸入到一個脈沖成形濾波器13，它生成限幅和濾波的復合信號CFCS。限幅和濾波的復合信號CFCS被輸入到數模轉換器14，它產生模擬的復合信號ACS，它然后傳送到一個圖中未示出的放大器。
復合信號CS也可認為是輸入信號，限幅和濾波的復合信號CFCS或模擬的復合信號ACS可認為是輸出信號。
復合信號CS由相應信道的信息的數字樣值構成。這些樣值在圖2中用十字符20表示。
按照以前的方法，這些樣值20在它們不超過預先規定的電平時是不被生成限幅的復合信號CCS的限幅器12限幅的。此電平在圖2中用虛線21表示。電平21預先規定得使低于該電平21的信號被后接放大器線性放大，即放大器工作在其有限的峰值功率容量中。
因為圖2中實際上沒有樣值20超過預定電平21，所以按照以前的方法對于所示例沒有限幅發生。
后接濾波器13在樣值20之間引入增加的值，以產生限幅和濾波的復合信號CFCS。為了說明清楚，假設在濾波器之前每單位時間有一個樣值，在濾波器13之后每單位時間有兩個樣值。
圖2中增加的值用點22表示。濾波器13引入增加的值22，使得樣值20和增加的值22建立一個脈沖波形，它盡可能好地表示輸入的信息。為說明清楚，圖2中用曲線23表示輸入的信息。
如圖2所示，這些增加的值22中的一個超出了預定電平21。這個值表示為24。
基于以前方法的限幅器并由于增加的值24，導致限幅和濾波的復合信號CFCS超出預定電平21，所以接在數模轉換器14后面的放大器工作到其有限的峰值功率容量之外并且不再形成線性的放大。在以前的方法中這導致限幅和濾波的復合信號CFCS的失真。
按照本發明，限幅器12與濾波器13有關。這就是說，限幅器12根據后接濾波器13的濾波對復合信號CS進行限幅。
為了上述目的，限幅器12對濾波器13模擬。這就是說，限幅器12模擬濾波器13的濾波，當然不是實際對復合信號CS進行濾波。然后限幅器12將導出的模擬濾波的信號與預定電平21進行比較。如果模擬濾波的信號超出此電平21，限幅器12對復合信號CS限幅。然后限幅的復合信號CCS被輸入到濾波器13進行濾波。
在圖2中限幅器12模擬得到增加的值22，如果限幅器12對任一樣值20都不限幅，通過后接濾波器13將得到這些增加的值。模擬是以與濾波器13的工作相同的方法實現。其中限幅器12模擬的一個結果是增加的值24。
然后，限幅器12識別出此增加的值24超出了預定電平21。由此結果，限幅器12以這樣的方法對樣值20限幅，使得在濾波后增加的值24不再超過預定電平21。
圖2示出的例子中限幅器12對超出的增加值24兩邊的兩個樣值20限幅。這兩個樣值20的限幅在圖2中用兩個箭頭25和兩個限幅后的樣值20′表示。
然后，含有兩個限幅后的樣值20′的限幅的復合信號CCS被輸入到濾波器13。由于兩個相鄰樣值20′的限幅，濾波器13產生的增加的值24′不再超出預定電平21。在圖2中這由包含增加的值24′的一個限幅和濾波的復合信號CFCS表示。
圖3示出限幅器12的一個例子。為了說明清楚起見，假設濾波器13是對稱的且濾波器13的濾波長度是“3”，因而濾波器13可以用三個系數c，d和c描述。如果濾波器13是更高階的，系數可以被近似。如上所述，還假設在濾波器13之前每單位時間有一個樣值，在濾波器13之后每單位時間有兩個樣值。
按照圖3，在方框30中復合信號CS乘以濾波器13的系數d得到值S1，然后在方框31中將它與值T比較。值T與圖2中的預定電平21相同。
如果|S1|大于T，則由下式計算出信號Y1Y1＝T/|S1|如果|S1|等于T或小于T，則有Y1＝1在方框32中進行一次乘法。在這里復合信號CS與Y1相乘得到第一中間信號IS1。該信號IS1小于或等于復合信號CS。這就是說，根據濾波器13的系數d限制了復合信號CS。
然后，在方框33中第一中間信號IS1與濾波器13的系數c相乘。在后接方框34中實現的乘法導出第二中間信號IS2，它被輸入到時延方框35。在這里第二中間信號IS2被時延一個時間單位。導出的第三中間信號IS3在方框36中與濾波器13的系數c相乘。在后面的方框37中實現的乘法得到限幅的復合信號CCS。
從33和36這兩個方框輸出的信號在加法器38中相加得到值S2，然后此值在方框39中與值T比較。
如果|S2|大于T，則由下式計算出信號Y2Y2＝T/|S2|如果|S2|等于T或小于T，則有Y2＝1然后，信號Y2被輸入到34和37兩個方框進行乘法，從而影響限幅的復合信號CCS的生成。
類似于前面的說明，限幅的復合信號CCS小于或等于第一中間信號IS1。這就是說，第一中間信號IS1和復合信號CS因此也根據濾波器13的系數c而受到限制。
通過引入濾波器13的系數c，d和c，濾波器13被在限幅器12中模擬。這就是說，復合信號CS的限幅如此被實現，使得不僅僅限幅的復合信號CCS，而且濾波和限幅的復合信號CFCS也不超過值T，即不超過圖2中的預定電平21。
圖3中的粗線表示復數信號，細線表示實數信號。如圖3所示，方框31和39依賴于復數信號和產生實數信號。所以，限幅器12實現所謂的圓形限幅(circular clipping)。
權利要求
1.由電輸入信號(CS)產生電輸出信號(CFCS)的方法，其中輸入信號(CS)首先被限幅(12)，再被濾波(13)成為輸出信號(CFCS)，其特征在于，在限幅前濾波被模擬，且輸入信號(CS)根據所述模擬被限幅。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，輸入信號(CS)被如此限幅，使得輸出信號(CFCS)不超過一個預先規定的電平(21)。
3.由限幅器(12)和后接濾波器(13)組成的，從輸入信號(CS)產生輸出信號(CFCS)的電路(10)，其特征在于，限幅器(12)與濾波器(13)的濾波器系數(c，d，c)有關。
4.如權利要求3所述的電路(10)，其特征在于，限幅器(12)與預先規定的電平(21)有關，此電平可不被輸出信號(CFCS)超過。
5.包含電路(10)的電信系統無線基站，電路(10)由限幅器(12)和后接濾波器(13)組成并從輸入信號(CS)產生輸出信號(CFCS)，其特征在于，限幅器(12)與濾波器(13)的濾波器系數(c，d，c)有關。
6.包含電路(10)的電信系統發射機，電路(10)由限幅器(12)和后接濾波器(13)組成并從輸入信號(CS)產生輸出信號(CFCS)，其特征在于，限幅器(12)與濾波器(13)的濾波器系數(c，d，c)有關。
全文摘要
本發明涉及由電輸入信號(CS)生成電輸出信號(CFCS)的一種方法,其中輸入信號(CS)先被限幅(12)并接著被濾波(13)得到輸出信號(CFCS)。本發明的特征在于輸入信號(CS)根據后接濾波的特性而被限幅。從而后接放大器的有限的峰值功率容量不被超過。
文檔編號H04B1/707GK1274195SQ0010819
公開日2000年11月22日 申請日期2000年5月11日 優先權日1999年5月14日
發明者伊娃·莫坦森 申請人:阿爾卡塔爾公司