[发明专利]射频发射机、集成电路器件、无线通信单元及相关方法

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种射频（RF）发射机、集成电路器件、无线通信单元及相关方法，本发明应用于、但不限应用于一种产生用于在射频接口处传输的射频信号的方法。

【背景技术】

深亚微米互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor，COMS）进程的发展使得数字电路的尺寸变得越来越小并具有越来越高的电源效率，但却不会特别影响到模拟电路的尺寸的变化。因此对于某些器件，例如RF发射机来说，需要在例如数字信号处理算法的帮助下，尽可能的减少器件中的模拟元件或电路，以使得深亚微米CMOS进程能得到更好的开展，进而从中获益。

此外，由于大部分传统的RF发射机都会使用线性功率放大器（PA），基于该线性PA的低效率特性，该类型的传统RF发射机的功率效率也通常会很低。相比之下，开关模式的PA具有较高的功率效率，从而也使得RF发射机更倾向于使用该种PA以替代传统的线性PA。因此，亟需一种能在数字处理算法的帮助下使用开关模式PA以减少PA的尺寸并改善PA的功率效率的RF发射机。但是，开关模式的PA通常具有非线性的输入-输出关系，此外，为了满足目前的各无线标准共存的迫切需求，通常还需要应用到噪声整形技术。

数字极性发射机是一种使用开关模式PA、同时利用CMOS工艺技术的已知的发射机设计。因此，该种数字极性发射机能够实现高功率效率，同时仅需很小的硅面积。但是，这种数字极性发射机的缺陷在于：由于在一极性结构中振幅调制（AM）信号与相位调制（PM）信号具有固有带宽扩展特性，因此这种数字极性发射机仅适合窄带宽调制信号。

混合极性发射机利用二维调制（同相/正交相）技术以实现宽带相位调制。但是，这种混合极性发射机的缺陷在于，其需要同时承受振幅量化噪声和相位量化噪声两种噪声，因此混合极性发射机更需要应用噪声整形技术。

基于同相/正交相（I/Q）RF数模转换器（DAC）的发射机同样为一种已知的发射机设计。I/Q RF DAC结合了DAC与混频器的功能，同时该I/Q RF DAC的输出在模拟（RF）域中被合并。但是，这种发射机设计需要一线性的PA，以及直接的I/Q RF数模转换功能的功率效率低于数字极性发射机的功率效率。

另一种已知的（主要为窄带）RF发射机设计使用合适的预失真技术，该预失真技术利用Δ-∑调制器以自动反转功率放大器的非线性。该发射机设计相对比较简单并允许低精确度DAC的使用，但是这种发射机设计仍然包含传统的架构，因此PA的功率效率仍旧很低。

预期中另一种数字辅助型/数字密集型的RF发射机将会快速发展成为需求，但是，由于数字算法受限于电路速度的可行性，因此从实施角度来看，寻求一种简单而又有效的数字算法是实现该种发射机的关键。

首先请参见图1，图1所示为一种数字至RF转换器100的简单结构示意图，该数字至RF转换器100用于对RF信号执行调制操作。该数字至RF转换器100用于接收一RF信号，在数字至RF发射机140中根据一接收到的数字码字信号（数字控制字）120对接收到的RF信号进行调制，以及据此输出一调制后RF信号130，其中该接收的RF信号例如为包含恒定包络的RF信号110。该数字至RF发射机140中并不包含通常会出现在传统的发射机中的模拟基带信号。而且，数字码字信号120与RF信号直接混频。该输出波形为一调制后RF信号130。

图2所示为现有的一种使用应用至数字功率放大器的数字预失真码字的RF发射机的简单结构示意图。模块205产生数字预失真（DPD）码字并将其输入至第一数字功率放大器电路（DPA1）210。该DPD码字同时还通过延迟模块215被输入至第二数字功率放大器电路（DPA2）220，以产生该DPD码字205的正交信号。第一数字功率放大器电路（DPA1）210的输出与第二数字功率放大器电路（DPA2）220的输出提供至一加法模块230，以产生加总后的RF功率放大信号作为输出235。