射頻信號調制方法、數字至射頻轉換器模塊及射頻發射器的制造方法【專利摘要】本發明公開一種射頻信號調制方法、數字至射頻轉換器模塊以及射頻發射器。射頻信號調制方法，用于數字至射頻轉換器，包括：至少部分基于至少一個對應于將被調制的射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，所述參數組包括：至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；根據所需的數字控制字切換頻率值動態地配置至少一個數字控制模塊以輸出至少一個數字控制字信號；以及根據至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。本發明所公開的射頻信號調制方法，可以減少應用敏感頻段中DAC圖像的存在。【專利說明】射頻信號調制方法、數字至射頻轉換器模塊及射頻發射器【
技術領域：
】[0001]本發明有關于射頻(radiofrequency，RF)信號調制方法及裝置，特別是有關于在數字至射頻轉換器(digital-to-RFconverter,圖示中簡寫為DRFC)中的射頻信號調制方法、數字至射頻轉換器模塊及射頻發射器。【
背景技術：
】[0002]深亞微米(deepsub-micron)互補金屬氧化物半導體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)工藝的快速發展，以及數字至射頻發射器的高效率，使得數字至射頻發射器結構變得越來越流行。然而，使用數字至射頻發射器結構的一個關鍵問題是，用來控制數字至射頻發射器結構內的任何模擬塊(analogueblock)的數字碼字(digitalcode-word),在數字碼字邏輯的時鐘頻率下及其諧波(harmonic)下，弓丨入所謂的數模轉換器(DigitaltoAnalogueConverter,DAC)圖像。這些DAC圖像可能違反監管要求(regulatoryrequirement),例如聯邦通信委員會(FederalCommunicationsCommission,FCC)的要求，以及某些設備共存(in-deviceco-existence)的要求,例如功率譜密度(PowerSpectralDensity,PSD)的要求等。[0003]可通過應用于DAC采樣保持的辛克函數(sinefunction)來抑制這些DAC圖像，以去掉(notchout)這些DAC圖像。然而，使用辛克函數僅對窄帶系統有利，但并不適合寬帶系統。[0004]一種更傳統的抑制DAC圖像的方法為采用額外的模擬帶通濾波，憑此DAC圖像通過數字至射頻發射器輸出處的模擬濾波器后被減弱(attenuated)。然而，對于終端設備而言，這種射頻濾波器會產生額外的成本，并且會給傳輸路徑帶來帶通損耗。對于寬帶系統來說，采用這樣的射頻濾波器的成本是非常昂貴的。[0005]因此，有必要尋求一種有效的并且成本較低的解決方法，以解決數字至射頻發射器結構中的DAC圖像的問題。【
發明內容】[0006]有鑒于此，本發明提供一種射頻信號調制方法、數字至射頻轉換器模塊及射頻發射器。[0007]依據本發明一實施方式，提供一種射頻信號調制方法，用于數字至射頻轉換器，包括:至少部分基于至少一個對應于將被調制的射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，其中，所述參數組包括:至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；根據所需的所述數字控制字切換頻率值動態地配置至少一個數字控制模塊以輸出至少一個數字控制字信號；以及根據所述至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。[0008]依據本發明另一實施方式，提供一種數字至射頻轉換模塊，所述數字至射頻轉換器模塊包括:時鐘頻率決定模塊，至少部分基于至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，其中，所述參數組包括:至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；數字控制模塊，根據所需的所述數字控制字切換頻率值動態地配置至少一個數字控制模塊以輸出至少一個數字控制字信號，以及數字至射頻轉換器，根據所述至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。[0009]依據本發明又一實施方式，提供一種射頻發射器，包括數字至射頻轉換模組，所述數字至射頻轉換器模塊包括:時鐘頻率決定模塊，至少部分基于至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，其中，所述參數組包括:至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；至少一個數字控制模塊，根據所需的所述數字控制字切換頻率值動態地配置，以輸出至少一個數字控制字信號，以及數字至射頻轉換器，根據所述至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。[0010]本發明所提供的射頻信號調制方法、數字至射頻轉換器模塊及射頻發射器，可以減少應用敏感頻段中DAC圖像的存在。[0011]對于已經閱讀后續由各附圖及內容所顯示的較佳實施方式的本領域的技術人員來說，本發明的各目的是明顯的。【專利附圖】【附圖說明】[0012]圖1為根據本發明一實施例的數字至射頻轉換器的簡要示意圖。[0013]圖2為根據本發明第一實施例的數字至射頻發射器結構的簡要示意圖。[0014]圖3為根據本發明一實施例的數字至射頻轉換器模塊的簡要示意圖。[0015]圖4為根據本發明的射頻調制信號的功率譜密度(powerspectraldensity,PSD)曲線的簡要示意圖。[0016]圖5為根據本發明在數字至射頻轉換器中的射頻信號的調制方法的流程圖。[0017]圖6-8為根據本發明的數字至射頻發射器結構的替代實施例的示意圖。【具體實施方式】[0018]在權利要求書及說明書中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中的技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本權利要求書及說明書并不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準貝U。在權利要求書及說明書中所提及的「包括」為開放式的用語，故應解釋成「包括但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此包括任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電連接于所述第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電連接至所述第二裝置。[0019]現在，將詳細說明本發明的優選實施方式，在附圖中示出了這些實施方式的示例。雖然將結合這些優選實施方式描述本發明，但是應當理解的是，這些實施方式并非將本發明限于這些實施方式。相反，本發明旨在覆蓋由所附權利要求書限定的本發明的精神和范圍包括在內的替代形式、修改形式和等價形式。另外，在以下對本發明的具體描述中，由于本發明所揭示的實施例中的大部分組成是用本領域技術人員熟知的電子元件與電路來實施的，下文將不對這些部分作比必要理解更進一步的說明，以便更好地明白和理解本發明的基本概念，并且不會對本發明的教導產生混淆或偏差。[0020]請參照圖1，圖1為根據本發明一實施例的數字至射頻轉換器100的簡要示意圖，數字至射頻轉換器100用于調制射頻信號。數字至射頻轉換器100接收射頻信號，并根據接收到的數字控制字信號120對接收到的射頻信號進行調制，并相應地輸出調制射頻信號130,在本實施例中，射頻信號包括恒包絡射頻信號(constantenvelopeRFsignal)110。[0021]在一些實施例中，數字至射頻轉換器100可形成數字至射頻發射器的一部分，如圖2所示的數字至射頻發射器200。圖2所示的數字至射頻發射器200在本申請人:于2011年11月16日遞交的申請號為13/298，282的共同未決美國專利申請以及相應的2011年04月21日遞交的申請號61/477，684的美國臨時申請中有描述。然而，簡單地來說，圖2所示的數字至射頻發射器200包括一個復合(同相/正交)發射器，該發射器包括數字控制邏輯(也可表示為Mag&SignGen)210，數字控制邏輯用于接收數字調制信號220，在圖2所示的實施例中，數字調制信號220包括同相調制分量10?八_1和正交調制分量QDPA_W。數字控制邏輯210輸出數字控制字信號120至數字至射頻發射器200中的數字至射頻轉換器100，在本實施例中，數字控制字信號120包括同相控制字信號IDPA_W〈11:0>和Sgn(IDPA_W)、以及正交控制字信號QDPA_W〈11:0>和Sgn(QDPA_W)。數字至射頻轉換器100接收將被調制的射頻信號，并輸出調制射頻信號130，在本實施例中，將被調制的射頻信號包括由合成器230產生的恒包絡射頻信號110。在圖2所示的實施例中，其中的I為同相，Q為正交，P為正(信號)，N為負(信號)，IP為同相正(信號)，IN為同相負(信號)，QP為正交正(信號)，QN為正交負(信號)。[0022]如上所述，使用數字至射頻轉換器結構的關鍵問題在于，用來控制數字至射頻發射器結構中的任何模擬塊的數字碼字，在數字碼字邏輯的時鐘頻率下及其諧波下，引入所謂的DAC圖像。相應地，在本發明的一些實施例公開了對數字至射頻轉換器中的射頻信號執行調制的方法，該方法包括:至少部分基于對應于將被調制的射頻信號的帶寬的至少一個參數以及參數組中的至少一個參數，來決定所需的數字控制字切換頻率值，其中該參數組包括:對應于將被調制的射頻信號的射頻信道頻率的至少一個參數、以及對應于將被調制的射頻信號的功率電平(powerlevel)的至少一個參數。該方法進一步還包括:根據所需的數字控制字切換頻率值，動態地配置至少一個數字控制模塊以輸出至少一個數字控制字信號，以及根據至少一個數字控制模塊輸出的至少一個數字控制字信號調制射頻信號。[0023]如此一來，根據所需的數字控制字切換頻率值動態地配置數字控制模塊以輸出數字控制字信號。其中，所需的數字控制字切換頻率值不僅依據將被調制的射頻信號的帶寬，還依據對應于將被調制的射頻信號的射頻信道頻率的至少一個參數，以及對應于將被調制的射頻信號的功率電平的至少一個參數。數字控制字信號的切換頻率可以被配置，以減少在應用敏感頻段(applicationsensitivefrequencyband)內引入的DAC圖像，和/或將DAC圖像引至這些應用敏感頻段以外。由于DAC圖像出現的頻率與數字控制字信號的切換頻率基本上直接相關，因此上述目標是可以實現的。[0024]應用敏感頻段可包括，例如，須遵守監管限制(例如，FCC限制)的頻段。此外，或者作為一種選擇，應用敏感頻段還可以包括須遵守某些設備共存要求的頻段。[0025]圖3為根據本發明一實施例的數字至射頻轉換器模塊300的簡要示意圖。數字至轉換器模塊300可在集成電路裝置中實施，集成電路裝置，如圖中所示的305，包括一個集成電路封裝中的至少一個或多個裸晶(die)。數字至射頻轉換器模塊300包括數字至射頻轉換器100，數字至射頻轉換器100用于接收射頻信號，在本實施例中，射頻信號包括恒包絡射頻信號HO。數字至射頻轉換器100根據接收到的數字控制字信號120對接收到的恒包絡射頻信號110進行調制，并相應地輸出調制射頻信號130。[0026]數字控制字信號120是數字控制模塊310輸出的。在本實施例中，數字控制模塊310用于接收數字調制信號315，并根據接收到的數字調制信號315輸出數字控制字信號120。數字控制模塊310還用于接收時鐘信號320，數字控制模塊310中的至少一部分與時鐘信號320是同步的，特別是輸出的數字控制字信號120與時鐘信號320是同步的。例如，數字控制模塊310可用于根據接收到的時鐘信號的每個上升沿和/或下降沿(risingand/orfallingedge)、或者根據接收到的時鐘信號的倍數和/或因數(multiplesand/ordivisions)更新數字控制字信號120。如此一來，數字控制字信號120的切換頻率與時鐘信號320的頻率相關，并可通過時鐘信號320的頻率來控制。[0027]數字控制模塊310接收的時鐘信號320是由時鐘發生器組件(也可表示為“Clk發生器(Clk分頻器)”)330提供的，例如，時鐘發生器組件330包括時鐘分頻器，時鐘分頻器用于接收主時鐘信號325，并分頻主時鐘信號325以產生時鐘信號320，并輸出至數字控制模塊310。如圖3所示的數字至射頻轉換器模塊300還包括時鐘頻率決定模塊340，時鐘頻率決定模塊340用于決定數字控制字信號120的所需的切換頻率值，并將決定的所需的切換頻率值345提供給時鐘發生器組件330。時鐘發生器組件330進一步根據接收到的切換頻率值345動態地配置時鐘信號320的頻率。如此一來，時鐘發生器組件330用于動態地配置數字控制模塊310以輸出數字控制字信號120，數字控制字信號120包括與所需的數字控制字的切換頻率值345—致的切換頻率。[0028]在本實施例中，時鐘頻率決定模塊340用于接收對應于將被調制的射頻信號的一個或多個參數350，并至少部分基于接收到的參數350決定所需的數字控制字切換頻率值。例如,如圖3所示的實施例中，時鐘頻率決定模塊340可配置為根據接收到的參數350以從一個或多個查找表(lookuptable，LUT)360中檢索所需的數字控制字切換頻率值。作為一種選擇，時鐘頻率決定模塊340也可配置為通過將接收到的參數350應用于數字控制字切換頻率決定算法，以產生所需的數字控制字切換頻率值。[0029]在本發明的實施例中，時鐘頻率決定模塊340所根據的用以決定所需的數字控制字切換頻率值的參數350可包括任何合適的參數。例如，除了對應于將被調制的射頻信號的帶寬的至少一個參數以外，還可以包括以下的一個或多個參數:對應于將被調制的射頻信號的射頻信道頻率的至少一個參數；和/或對應于將被調制的射頻信號的功率電平的至少一個參數。如此一來，對于給定的信道頻率(例如，5210MHz)、信號帶寬(例如，80MHz)以及功率電平(例如，12dBm)，所需的數字控制字切換頻率可以被決定出，以達到一個足夠高的切換頻率，實現適當地射頻信號調制，同時又可避免在應用敏感頻段引入DAC圖像。例如，所需的數字控制字切換頻率可被決定為5210/3MHZ的頻率，這就是可以避免FCC限制頻帶的切換頻率。[0030]此外，或者作為一種選擇，所需的數字控制字切換頻率可被決定，以實現滿足特定無線通信標準(例如，由無線移動通信的第三代合作項目(3GPP)制定的標準)的功率譜密度要求的功率譜密度曲線。[0031]舉例來說，圖4為根據本發明的包含DAC圖像的射頻調制信號的功率譜密度曲線的簡要曲線圖，在所示實施例中，DAC圖像與GPS頻帶的功率譜密度要求有關。更具體地，在圖4所示的曲線圖中，第一功率譜密度曲線410代表響應于數字控制字信號120進行調制所得的調制射頻信號130的功率譜密度曲線，其中，數字控制字信號120的切換頻率為fc/3，fc為調制射頻信號130的載波頻率。在本實施例中，第一功率密度曲線410中的尖峰代表調制射頻信號130中的DAC圖像，由于第一功率譜密度曲線410在對應的GPS頻率位置430處高于所希望的掩模電平(masklevel)，因此不滿足GPS頻帶的要求。圖4所示的曲線圖中還包括第二功率譜密度曲線420，第二功率譜密度曲線420代表響應于數字控制字信號120進行調制所得的調制射頻信號130的功率譜密度曲線，其中，數字控制字信號120的切換頻率為fc/2.5。與第一功率密度曲線410不同的是，調制射頻信號130的功率譜密度曲線滿足GPS頻帶的要求。因此，通過動態配置數字控制字信號210的切換頻率，調制射頻信號130的功率譜密度曲線可被處理為滿足功率譜密度的要求。[0032]通過借助使用數字控制字信號120來控制數字至射頻轉換器100中的模擬塊，圖3所示的數字至射頻轉換器模塊300使能對引入至調制射頻信號130中的DAC圖像的操作。更具體地，通過動態地配置數字控制字信號120，使數字控制字信號120包括一個特定的數字控制字切換頻率，那么，DAC圖像可被處理為減少DAC圖像出現在應用敏感頻段中，和/或被處理為DAC圖像被引至應用敏感頻段之外。[0033]更優地，通過以這種方式使能對DAC圖像的操作，使監管和設備共存要求得以滿足，隨后抑制DAC圖像的需要，例如采用額外的模擬帶通濾波來抑制DAC圖像的需要，可得到實質上的緩解，因此本發明提供了一種高效、低成本的適于寬帶應用的解決方案。[0034]請參照圖5，圖5為根據本發明的在數字至射頻轉換器中的射頻信號的調制方法500的流程圖，可以采用圖3所示的數字至射頻轉換器模塊300來實施該方法。該方法開始于步驟510，接著跳至步驟520，接收對應于將被調制的射頻信號的一個或多個參數。接著，在步驟530中，決定所需的數字控制字切換頻率值。在步驟540中，根據所需的數字控制字切換頻率，配置提供至輸出數字控制字信號的數字控制字邏輯的時鐘信號。在步驟550中，根據所配置的數字控制字邏輯的時鐘信號產生所述數字控制字信號。在步驟560中，根據產生的數字控制字信號調制所述射頻信號。然后，該方法結束于步驟570。[0035]如上所述，根據本發明的實施例的數字至射頻轉換器模塊300可以實現為數字至射頻發射器內的一部分，例如圖2所示的數字至射頻發射器。在圖2所示的實施例中，數字至射頻發射器200包括復合(同相/正交)發射器。然而，值得注意的是，作為一種選擇，本發明也可以采用其他形式的數字至射頻發射器結構。[0036]例如，本發明的實施例可以采用另一復合(同相/正交)發射器來實現，例如，如圖6所示的復合(同相/正交)射頻DAC發射器結構。[0037]作為另一種選擇,本發明的實施例也可以采用數字極性(digitalpolar)或混合極性(hybridpolar)發射器結構，例如如圖7所示的發射器結構。此外，本發明的實施例還可以采用使用非線性元件的線性放大(LinearamplificationusingNon-linearComponents,LINC)發射器結構,例如如圖8所示的LINC發射器結構。[0038]值得注意的是，本領域的技術人員應了解圖6-8所揭示的是現有技術中常用的數字至射頻發射器的結構。但這些數字至射頻發射器都存在DAC圖像的問題，并且都可以采用本發明所提出的方案來解決DAC圖像的問題。因此，為簡潔起見，在此不再詳述圖6-8的組成結構。[0039]雖然上述各種數字至射頻發射器結構已經揭露了本發明的多個實施例，但是這里所描述的概念同樣適用于其他的結構。雖然本發明已以較佳實施例揭露于上，然其并非用以限定本發明，本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾。[0040]上所述僅為本發明的較佳實施方式，凡依本發明權利要求所做的均等變化和修飾，均應屬本發明的涵蓋范圍。【權利要求】1.一種射頻信號調制方法，用于數字至射頻轉換器，其特征在于，所述射頻信號調制方法包括:至少部分基于至少一個對應于將被調制的射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，其中，所述參數組包括:至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；根據所需的所述數字控制字切換頻率值動態地配置至少一個數字控制模塊以輸出至少一個數字控制字信號；以及根據所述至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。2.如權利要求1所述的射頻信號調制方法，其特征在于，進一步包括:至少部分基于所需的所述數字控制字切換頻率值為所述至少一個數字控制模塊動態地配置時鐘信號。3.如權利要求1所述的射頻信號調制方法，其特征在于，所述決定所需的數字控制字切換頻率值的步驟的執行是基于對應于將被調制的所述射頻信號的帶寬、將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率、以及將被調制的所述射頻信號的功率電平的所述參數。4.如權利要求3所述的射頻信號調制方法，其特征在于，進一步包括:根據至少一個所述參數從至少一個查找表中檢索所需的所述數字控制字切換頻率值。5.如權利要求3所述的射頻信號調制方法，其特征在于，進一步包括:將至少一個所述參數應用于數字控制字切換頻率決定算法，以產生所需的所述數字控制字切換頻率值。6.如權利要求3所述的射頻信號調制方法，其特征在于，進一步包括:對數字至射頻轉換器中的所述射頻信號進行調制，其中，所述數字至射頻轉換器位于復合數字至射頻發射器、數字極性發射器、混合極性發射器以及使用非線性元件的線性放大發射器的其中之一的內部。7.一種數字至射頻轉換器模塊，用于調制射頻信號，其特征在于，所述數字至射頻轉換器模塊包括:時鐘頻率決定模塊，至少部分基于至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，其中，所述參數組包括:至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；數字控制模塊，根據所需的所述數字控制字切換頻率值動態地配置至少一個數字控制模塊以輸出至少一個數字控制字信號，以及數字至射頻轉換器，根據所述至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。8.如權利要求7所述的數字至射頻轉換器模塊，其特征在于，所述數字至射頻轉換器模塊可實施于集成電路裝置中，所述集成電路裝置包括一個集成電路封裝中的至少一個裸晶。9.一種射頻發射器，包括數字至射頻轉換器模塊，其特征在于，所述數字至射頻轉換器模塊包括:時鐘頻率決定模塊，至少部分基于至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的帶寬的參數以及參數組中的至少一個，決定所需的數字控制字切換頻率值，其中，所述參數組包括:至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率的參數，以及至少一個對應于將被調制的所述射頻信號的功率電平的參數；至少一個數字控制模塊，根據所需的所述數字控制字切換頻率值動態地配置，以輸出至少一個數字控制字信號，以及數字至射頻轉換器，根據所述至少一個數字控制模塊輸出的所述至少一個數字控制字信號調制所述射頻信號。10.如權利要求9所述的射頻發射器，其特征在于，所述數字至射頻轉換器模塊還包括時鐘發生器組件，所述時鐘發生器組件至少部分基于所需的所述數字控制字切換頻率值為所述至少一個數字控制模塊動態地配置時鐘信號。11.如權利要求9所述的射頻發射器，其特征在于，所述時鐘頻率決定模塊更用于接收對應于將被調制的所述射頻信號的至少一個所述參數。12.如權利要求11所述的射頻發射器，其特征在于，所述時鐘頻率決定模塊更用于根據接收到的至少一個所述參數從至少一個查找表中檢索所需的所述數字控制字切換頻率值。13.如權利要求11所述的射頻發射器，其特征在于，所述時鐘頻率決定模塊更用于將接收到的至少一個所述參數應用于數字控制字切換頻率決定算法，以產生所需的所述數字控制字切換頻率值。14.如權利要求11所述的射頻發射器，其特征在于，所述時鐘頻率決定模炔基于對應于將被調制的所述射頻信號的射頻信道頻率、將被調制的所述射頻信號的帶寬、以及將被調制的所述射頻信號的功率電平的所述參數決定所需的所述數字控制字切換頻率值。15.如權利要求11所述的射頻發射器，其特征在于，所述數字至射頻轉換器更用于調制復合數字至射頻發射器、數字極性發射器、混合極性發射器以及使用非線性元件的線性放大發射器的其中之一的所述射頻信號。【文檔編號】H04B1/04GK103546171SQ201310291283【公開日】2014年1月29日申請日期:2013年7月11日優先權日:2012年7月16日【發明者】王華,梁正柏申請人:聯發科技（新加坡）私人有限公司