專利名稱：發(fā)射器架構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及通信發(fā)射器，且更明確地說，涉及改進由通信發(fā)射器產(chǎn)生的信號的質(zhì)量的技術。
背景技術：
在通信系統(tǒng)中，發(fā)射器處理信息以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制發(fā)射(TX)信號，且經(jīng)由通信信道將所述經(jīng)調(diào)制信號發(fā)射到接收器。在發(fā)射器處，所產(chǎn)生的TX信號可能因干擾而損毀，例如，因發(fā)射器電路中產(chǎn)生的噪聲或因由分量非線性引起的失真而損毀。用于減少所述干擾的現(xiàn)有技術包括增加發(fā)射器的功率消耗及/或引入復雜TX預處理方案，其需要昂貴的工廠校準。
將需要提供簡易且具功率效益的技術以在存在干擾的情況下改進由發(fā)射器產(chǎn)生的TX信號的質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
圖I說明用于現(xiàn)有技術發(fā)射器的簡化信號處理鏈。圖IA說明更清楚地展示噪聲及失真對發(fā)射器的影響的概念框圖。圖2說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射器的示范性實施例。圖2A說明由圖2的發(fā)射器執(zhí)行的處理對系統(tǒng)中存在的某些噪聲源的影響的概念框圖。圖2B說明圖2的發(fā)射器中的反饋路徑的示范性頻率響應B (f)，其中選擇B (f)以大體上具有高通特征。圖2C說明Nwt的功率譜密度(PSD)隨圖IA及2A中展示的框圖的系統(tǒng)的頻率的變化。圖2D說明圖2中展示的發(fā)射器的示范性實施例中可能產(chǎn)生的所要信號及近距失真的樣本頻譜的處理。圖3說明使用被稱為“笛卡爾(Cartesian)反饋”的技術的發(fā)射器中可能產(chǎn)生的所要信號及近距失真的樣本頻譜的處理。圖3A說明失真對圖3中展示的發(fā)射器的影響的概念框圖。圖4說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射器的替代示范性實施例。圖4A說明由圖4中展示的發(fā)射器執(zhí)行的操作的概念框圖。圖5說明圖4中展示的發(fā)射器的示范性實施例，包括所要信號重建塊的示范性實施例。圖6及圖6A說明根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實施例。
具體實施方式
以下結合附圖而闡述的詳細描述意在作為本發(fā)明的示范性實施例的描述，且不意在表示可實踐本發(fā)明的僅有示范性實施例。貫穿此描述所使用的術語“示范性”意謂“充當實例、例子或說明”，且未必應解釋為比其它示范性實施例優(yōu)選或有利。詳細描述包括特定細節(jié)以提供對本發(fā)明的示范性實施例的透徹理解。所屬領域的技術人員將顯而易見，可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的示范性實施例。在一些例子中，以框圖形式展示眾所周知的結構及裝置以便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實施例的新穎性。圖I說明用于現(xiàn)有技術發(fā)射器100的簡化信號處理鏈。注意，所屬領域的技術人員應了解，為便于論述已從發(fā)射器100省略某些細節(jié)。圖I中，基帶(BB)TX信號IOla輸入到基帶濾波器(BBF) 102。BBF 102的輸出耦合到混頻器104，混頻器104執(zhí)行與TX本機振蕩器(TX L0) 103a的混頻。TX LO 103a可為(例如)射頻(RF)載波信號。在此情況下，混頻器104可理解為執(zhí)行上變頻轉換操作，借此經(jīng)濾波的TX BB信號IOla在頻率上從基帶向上轉變到RF?；祛l器104的輸出耦合到驅(qū)動器放大器(DA) 106，驅(qū)動器放大器106又驅(qū)動 功率放大器(PA) 108。DA 106及PA 108可在外部發(fā)射(例如，經(jīng)由天線(未圖示)以空中方式發(fā)射)前將增益提供到TX信號，如TX輸出信號100a。本文中還將混頻器104、DA 106及PA 108的組合表示為前饋路徑210。所屬領域的技術人員應了解，前饋路徑210通常可包括其它未圖示元件，例如濾波器、增益元件等。應了解，TX輸出信號IOOa可能含有不良干擾，例如失真、噪聲及假信號響應。圖IA說明更清楚地展示噪聲及失真對發(fā)射器100的影響的概念框圖100A。可將由框圖100A表示的發(fā)射器稱為“開放環(huán)路”發(fā)射器，從而將其與下文將進一步論述的利用反饋來改進TX信號質(zhì)量的“閉合環(huán)路”發(fā)射器加以區(qū)分。圖IA中，所要信號Sin(其可對應于圖I中的輸入信號IOla)通過加法器IOlA與加成性噪聲Nadd組合。加法器IOlA的輸出輸入到增益元件210A，增益元件210A向其輸入應用增益慫。舉例來說，增益元件210A可為圖I中前饋路徑210的增益建模。增益元件210A的輸出通過加法器104A與失真分量D組合。發(fā)射器的輸出信號表不為Srat,其可對應于圖I中的輸出信號100a。所屬領域的技術人員應了解，加法器IOlA及104A可理解為為用于將噪聲及/或失真引入到TX信號中的任何機制建模，且無需對應于經(jīng)特定設計以執(zhí)行加法的任何系統(tǒng)塊。鑒于以上描述，所屬領域的技術人員應了解，系統(tǒng)100A可表征如下Sout = A0 (Nadd+Sin)+D。(方程式 I)為降低上述噪聲Nadd及失真D的影響，常規(guī)技術可訴諸于設計具有高線性及低噪聲的發(fā)射器塊。此通常需要較高功率消耗及/或較大設計復雜性。圖2說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射器的示范性實施例200。注意，除非另有說明，否則圖I及圖2中類似地標記的元件通常可執(zhí)行類似功能。圖2中，發(fā)射器200包括具有如所展示的元件的前饋路徑210及反饋路徑220. I。發(fā)射器200產(chǎn)生TX輸出信號200a。TX輸出信號200a經(jīng)由RF耦合器204作為信號204a耦合到混頻器206的輸入。在示范性實施例中，RF耦合器204可為將信號200a的一部分耦合到信號204a的發(fā)射線耦合器?；祛l器206將信號204a與由上變頻轉換混頻器104使用的相同TX LO 103a的一版本混頻。混頻器206可被理解為執(zhí)行下變頻轉換操作，借此信號204a在頻率上從RF向下轉變到基帶以產(chǎn)生信號206a，本文中也表示為“反饋信號”。在示范性實施例中，可提供低通濾波器(LPF)(未圖示)來對信號206a進行濾波以抑制來自206的高頻率混頻產(chǎn)物及/或改進穩(wěn)定性裕度。信號206a輸入到以頻率響應H(f)為特征的濾波器208。使用加法器202從BBF102的輸出減去濾波器208的輸出。如將根據(jù)下文中的描述知曉，通過選擇濾波器208的頻率響應H(f)及/或選擇由前饋路徑210及反饋路徑220. I應用的凈增益，可有利地降低TX信號輸出200a中存在的噪聲及/或失真。圖2A說明更清楚地展示由發(fā)射器200執(zhí)行的處理對系統(tǒng)中存在的某些噪聲源的影響的概念框圖200A。圖2A中，在頻域中表示所展示的信號及轉移函數(shù)。注意，圖2A的描述遵從圖IA的框圖100A中類似地標記的元件的描述，其中信號項Sin設定成零，且為便于論述而省略失真項D。
圖2A中，框圖200A的輸出處存在的信號表示為N-。舉例來說，當信號輸入IOla設定為零且當發(fā)射器組件不引入失真D時，Nrat可對應于圖2中前饋路徑210的輸出處存在的信號200a。Ntjut耦合到反饋元件220. IA (理想情況下以頻率響應B (f)為特征)以產(chǎn)生信號B(f) · Ν_。反饋元件220. IA可為圖2中反饋路徑220. I的凈效應建模。B(f) · Nout耦合到加法器202，加法器202從輸入信號Sin減去B (f) · Ntjut。假設Sin為零，則加法器202的輸出可表示為-B (f) · N-。-B (f) · Nout通過加法器IOlA進一步與噪聲源Nadd組合。加法器IOlA的輸出可表示為Nadd-B (f) · Ntjut，且隨后輸入到增益元件210A，增益元件210A應用增益Atl以產(chǎn)生信號Nwt。鑒于以上描述，所屬領域的技術人員應了解，系統(tǒng)200A可表征如下
Jl NNoul =。(方程式 2)圖2B說明反饋路徑220. I的示范性頻率響應B (f)，其中選擇B (f)以大體上具有高通特征。注意，圖2B中反饋路徑220的頻率響應B (f)包括具有頻率響應H (f)的濾波器208的效應，且僅出于說明性目的而展示。所展示的頻率響應不意在將本發(fā)明的范疇限于具有任何特定頻率響應特征的濾波器208。圖2C說明Nwt的功率譜密度(PSD)隨系統(tǒng)100A及200A的頻率的變化，假設Nadd的功率譜密度大致為“白色”，即，在所關心的頻率范圍內(nèi)恒定。然而，所屬領域的技術人員應了解，本發(fā)明的技術通?？蓱糜诰哂须S頻率而變的任何曲線的噪聲凡^圖2C中，第一特征221C表示開放環(huán)路系統(tǒng)100A中Ntjut的功率譜密度，其中信號項Sin設定成零，且省略失真項D?？梢奛tjut的PSD僅為Atl I Nadd I。圖2C中，第二特征222C表示閉合環(huán)路系統(tǒng)200A中存在的Ntjut的PSD。特征222C是根據(jù)以上方程式2所給出的描述Nrat的關系來標繪，其進一步假設反饋路徑220. I具有圖2B中展示的特定頻率響應。可見，在高于零(DC)的頻率下，222C中的Nwt的功率譜密度小于221C中Ntjut的對應功率譜密度。應了解，這是由于反饋路徑220. I執(zhí)行的對Ntjut的高通濾波及隨后通過加法器202從TX輸入中減去經(jīng)高通濾波的信號所致。根據(jù)以上揭示內(nèi)容，所屬領域的技術人員應了解，通過適當選擇頻率響應B(f)，發(fā)射器200可有效地消除來自TX輸出200a的帶外噪聲。在一些情況下，稱為“近距”干擾或失真的某些不良分量可能在頻率上接近所要信號，使得難以或以其它方式無法選擇適當頻率響應B(f)以在不擾亂所要信號的情況下僅移除不良分量。舉例來說，TX信號的非線性失真可能產(chǎn)生一種稱為“頻譜再生長(spectral re-growth) ”的不良分量，其在所要信號的帶寬附近(例如，在3倍帶寬內(nèi))可能具有顯著功率。圖2D說明發(fā)射器200的示范性實施例200. I中可能產(chǎn)生的所要信號樣本頻譜290. I及近距失真樣本頻譜290. 2的處理。在圖2D中，BBF 102的輸出處的頻譜205a對應于所要TX信號，不存在失真。在TX輸出信號經(jīng)由反饋路徑220. I傳播前，頻譜205a通過加法器202及混頻器104后的形狀保留為210a?；祛l器104的輸出由DA 106及PA 108放大，因此可能將失真引入到所要信號。在前饋路徑210的輸出處的頻譜200a中描繪此失真，其展示為在所要信號頻譜290. I上疊加失真頻譜290. 2。信號200a經(jīng)由具有頻譜204a的耦合器204耦合到混頻器206?；祛l器206對頻譜204a執(zhí)行下變頻轉換以產(chǎn)生頻譜206a，頻譜206a又輸入到濾波器208。通過加法器202 從BBF 102的輸出減去濾波器208的輸出。因為失真頻譜290. 2在頻率上接近于所要信號頻譜290. 1，所以可能難以選取可有效分離兩者的濾波器208的特征H(f)。圖3說明使用稱為“笛卡爾反饋”的技術的發(fā)射器300中可能產(chǎn)生的所要信號樣本頻譜300. I及近距失真樣本頻譜300. 2的處理。除發(fā)射器300的反饋路徑220. 2與頻率無關且不具有(例如)濾波器208 (例如可見于(例如)圖2D的發(fā)射器200. I中的濾波器)夕卜，發(fā)射器300與圖2D中描繪的發(fā)射器200. I類似。圖3A說明更清楚地展示失真對圖3中展示的發(fā)射器300的影響的概念框圖300A。注意，在圖3A中，為便于說明而省略加成性噪聲Nadd。圖3A中，輸出信號Stjut耦合到反饋元件220. 2A以產(chǎn)生信號B · Stjut，其中B為圖3中反饋路徑220. 2的(頻率無關)增益建模。B 耦合到加法器202，加法器202從所要信號Sin減去B -Souto Sin可對應于(例如)圖3中BBF 102的輸出信號。加法器202的輸出表示為Sin-B · Sout且輸入到增益元件210A，增益元件210A為前饋路徑210的增益建模。增益元件210A應用增益A1以產(chǎn)生信號A1 · [Sin-B · Sout]。增益元件210A的輸出通過加法器104A與失真分量D組合,從而產(chǎn)生S。#。鑒于以上描述，所屬領域的技術人員應了解，系統(tǒng)300A可表征如下
權利要求
1.一種用于在通信發(fā)射器中產(chǎn)生發(fā)射TX輸出信號的方法，所述方法包含 產(chǎn)生基帶TX信號； 上變頻轉換及放大所述基帶TX信號以產(chǎn)生所述TX輸出信號； 下變頻轉換所述TX輸出信號的一部分以產(chǎn)生反饋信號； 從所述反饋信號中產(chǎn)生重建的干擾信號；及 在上變頻轉換及放大所述基帶TX信號前從所述基帶TX信號中減去所述重建的干擾信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，所述產(chǎn)生所述重建的干擾信號包含對所述反饋信號進行高通濾波。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，所述對所述反饋信號進行高通濾波包含數(shù)字化所述反饋信號及在數(shù)字域中對所述數(shù)字化反饋信號進行濾波。
4.根據(jù)權利要求I所述的方法，所述放大所述基帶TX信號包含使用耦合到功率放大器的驅(qū)動器放大器。
5.根據(jù)權利要求I所述的方法，所述上變頻轉換包含通過TX本機振蕩器LO混頻，所述下變頻轉換包含通過相同TX LO混頻。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，所述下變頻轉換進一步包含對所述下變頻轉換的輸出進行低通濾波。
7.根據(jù)權利要求I所述的方法，所述產(chǎn)生所述重建的干擾信號包含 使從所述反饋信號導出的第一信號與參考信號相關以產(chǎn)生相關輸出； 通過所述相關輸出縮放所述參考信號的復共軛； 從所述反饋信號中減去所述相關輸出以產(chǎn)生第二信號；及 調(diào)節(jié)所述第二信號以產(chǎn)生所述重建的干擾信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述調(diào)節(jié)所述第二信號包含調(diào)整所述第二信號的振幅。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述調(diào)節(jié)所述第二信號包含調(diào)整所述第二信號的相位。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述調(diào)節(jié)包含在時間上對準所述第二信號。
11.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述參考信號包含所述基帶TX信號的所述復共軛。
12.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述使所述第一信號與所述參考信號相關包含使所述第一信號與所述參考信號相乘，及對所述相乘的結果求積分。
13.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述通過所述相關輸出縮放所述參考信號包含使所述相關輸出與所述參考信號相乘。
14.根據(jù)權利要求7所述的方法，所述第二信號等于所述第一信號。
15.一種用于在通信發(fā)射器中產(chǎn)生發(fā)射TX輸出信號的設備，所述設備包含 前饋路徑，其經(jīng)配置以從基帶TX信號中產(chǎn)生所述TX輸出信號； 反饋路徑，其包含 耦合器，其用于耦合所述TX輸出信號的一部分以用于下變頻轉換； 下變頻轉換器，其用于下變頻轉換所述耦合器的輸出以產(chǎn)生反饋信號； 干擾重建塊，其用于從所述反饋信號中產(chǎn)生重建的干擾信號；及減法器，其用于在所述前饋路徑前從所述基帶TX信號中減去所述重建的干擾信號。
16.根據(jù)權利要求15所述的設備，所述干擾重建塊包含高通濾波器。
17.根據(jù)權利要求15所述的設備，所述反饋路徑進一步包含低通濾波器，所述低通濾波器將所述下變頻轉換器的輸出耦合到所述反饋信號。
18.根據(jù)權利要求15所述的設備，所述干擾重建塊包含 第一乘法器，其經(jīng)配置以使從所述反饋信號導出的第一信號與參考信號相乘；積分器，其經(jīng)配置以對所述第一乘法器的輸出求積分； 第二乘法器，其經(jīng)配置以使所述積分器輸出與所述參考信號的復共軛相乘；及 調(diào)節(jié)器，其經(jīng)配置以調(diào)節(jié)所述第二乘法器的輸出以產(chǎn)生所述重建的干擾信號。
19.根據(jù)權利要求18所述的設備，所述第一信號包含所述反饋信號與所述第二乘法器的所述輸出之間的差。
20.一種用于在通信發(fā)射器中產(chǎn)生發(fā)射TX輸出信號的設備，所述設備包含 用于產(chǎn)生基帶TX信號的裝置； 用于上變頻轉換及放大所述基帶TX信號以產(chǎn)生所述TX輸出信號的裝置； 用于下變頻轉換所述TX輸出信號的一部分以產(chǎn)生反饋信號的裝置； 用于從所述反饋信號中產(chǎn)生重建的干擾信號的裝置；及 用于在上變頻轉換及放大所述基帶TX信號前從所述基帶TX信號中減去所述重建的干擾信號的裝置。
21.根據(jù)權利要求20所述的設備，所述用于產(chǎn)生重建的干擾信號的裝置包含用于進行高通濾波的裝置。
22.根據(jù)權利要求20所述的設備，所述用于產(chǎn)生重建的干擾信號的裝置包含用于從所述反饋信號中減去所要信號的裝置。
23.一種計算機可讀存儲媒體，其存儲用于使計算機在通信發(fā)射器中產(chǎn)生基帶TX信號的代碼，所述通信發(fā)射器包含經(jīng)配置以從所述基帶TX信號中產(chǎn)生TX輸出信號的前饋路徑，所述通信發(fā)射器進一步包含反饋路徑，所述反饋路徑包含用于耦合所述TX輸出信號的一部分以用于下變頻轉換的耦合器及用于下變頻轉換所述耦合器的輸出以產(chǎn)生反饋信號的下變頻轉換器；所述代碼包含 用于使計算機從所述反饋信號中產(chǎn)生重建的干擾信號的代碼；及 用于使計算機在所述前饋路徑前從所述基帶TX信號中減去所述重建的干擾信號的代碼。
全文摘要
本發(fā)明提供在存在例如噪聲及失真等干擾的情況下產(chǎn)生具有改進的特征的發(fā)射TX信號的技術。在一個方面中，使用所述TX輸出信號產(chǎn)生具有所述干擾的特征的重建的信號，且從所述基帶TX信號中減去所述重建的信號?？赏ㄟ^在基帶下對所述TX輸出信號進行高通濾波來產(chǎn)生所述重建的信號。或者，可從自所述基帶TX信號導出的參考信號Ref中產(chǎn)生所述重建的信號。
文檔編號H04B1/04GK102804611SQ201080028477
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權日2009年6月23日
發(fā)明者維阿迪米爾·阿帕林 申請人:高通股份有限公司