[发明专利]多模式无线电发射机及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及多模式无线电发射机以及操作该发射机的方法，本发明具体地但不排他地应用于混合极化(polar)无线电发射机。

背景技术

在确定什么构成了无线电发射机的最佳构造时，一个关键驱动是实现高功率效率，尤其是对于电池供电的应用。

全球移动通信系统(GSM)是使用恒定包络调制的第二代(2G)蜂窝无线电标准。因此，以这个标准为目标在手机的发射机中，由于可以在饱和状态操作功率放大器(PA)，因此相对容易实现高功率效率。在饱和状态操作PA已经建立了功率效率的基准，市场希望在以比GSM更先进的蜂窝无线电标准为目标的产品中维持该基准。

第三代(3G)蜂窝无线电标准，如码分复用多址2000(CDMA2000)和通用移动通信系统(UMTS)，以及如增强数据率GSM演进(EDGE)的过渡(2.5G)标准，都使用了非恒定包络的调制方案。以这些应用为目标的手机的发射机的标准构造必需线性地操作PA，这使其难以实现看起来有吸引力的功率效率。

在寻求提高以使用非恒定包络调制的蜂窝无线电标准为目标的手机的发射机的功率效率中，可以考虑3种不同的技术。效率控制包括根据所需的平均RF输出功率来调节对PA的供电电压。这通过在不需要时消除峰值储备(headroom)，在低于最大RF输出功率上提高功率效率。由于能够改变平均RF输出功率的速率通常是受限的，因此，几乎总是可以应用效率控制。包络跟踪通过根据调制所需的瞬时RF输出功率来调节对PA的供电电压，扩展了这个原理。甚至在最大RF输出功率上，这还提高了功率效率，但是，由于瞬时输出功率的改变速率取决于调制的幅度分量的带宽，因此对系统施加了更高的要求，尤其是那些与PA供电电源相关联的部分。这个带宽可以比调制的基带表示的带宽大多达10倍。然而，由于在包络跟踪的情况下，用以跟随调制包络的供电跟踪的程度是一个选择，因此，该方法对大多数当前的蜂窝无线电标准是可行的，仅对使用极宽带宽的标准才变为不可行。极化调制表面上看起来类似于包络跟踪，但是通过在饱和状态操作PA将该原理推进了一步。通过仅包含调制的相位分量的恒定包络RF输入信号来驱动PA，然后，根据所需的瞬时RF输出功率来调节对PA的供电电压，将PA中的调制的幅度分量恢复到高电平。这实现了最高功率效率，但是，由于定时问题变得更加严重，而且PA在其供电电源上不再提供任何噪声抑制，因此对发射机系统施加了更高的要求。因此，一般地，极化调制比包络跟踪更难实现，特别是对于宽带标准。

附图的图1是在未公布的欧洲专利申请EP 05100721.9中公开并要求权利保护的混合笛卡尔(Cartesian)/极化发射机构造的示意框图。该公开的构造能够支持效率控制、包络跟踪以及极化调制。

参照图1，所示的发射机包括，具有针对数据的输入102的调制器100、针对由载波产生器38产生的载波信号的输入104、传送由数据调制的载波信号的第一输出106，以及传送供电电源控制信号的第二输出108。调制器100的第一输出106耦合到功率放大器(PA)40的输入，该功率放大器(PA)40用于放大调制的载波信号并用于在耦合到天线(未示出)的输出42上提供放大并调制的载波信号。调制器100的第二输出108耦合到DC供电电源44的控制输入，例如该DC供电电源可以是DC/DC转换器。DC供电电源44提供了耦合以向PA40供电的DC供电电压。该DC供电电压取决于在第二输出108处的供电电源控制信号。在使用恒定包络的GSM的情况中，供电电源控制电压是平均功率的函数，在指定的突发期间实质上是DC电压。

调制器控制装置58控制正交产生装置110和供电电源控制装置120。调制器控制装置58的主要功能是设置所需的PA 40的平均输出功率电平。

正交产生装置110从输入数据在基带产生正交相关的信号分量，即同相分量(I)和正交相位分量(Q)。正交产生装置110包括用于从输入数据在数字域中产生基带I和Q分量的正交产生器12、14。正交产生装置110的基带信号路径包括，用于将I和Q信号分量从数字转换到模拟域的数模转换器(DAC)22、24、对模拟I和Q信号分量进行滤波的滤波器26、28、以及放大器30、32。DAC 22、24可以作为如偏移电压的DAC参数来耦合到调制器控制装置58，可以根据由调制器控制装置58施加的控制来缩放DAC 22、24的最大输出。