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CN103812805A - 数字传送器及其信号前置补偿方法 - Google Patents

数字传送器及其信号前置补偿方法 Download PDF

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CN103812805A
CN103812805A CN201310535510.4A CN201310535510A CN103812805A CN 103812805 A CN103812805 A CN 103812805A CN 201310535510 A CN201310535510 A CN 201310535510A CN 103812805 A CN103812805 A CN 103812805A
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CN
China
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compensating
signal
phase
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amam
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CN201310535510.4A
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丹尼斯·马欧尼
洪志铭
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Xueshan Technology Co ltd
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MStar Semiconductor Inc Taiwan
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Abstract

本发明涉及一种数字传送器及其信号前置补偿方法。利用一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿装置产生一AMAM前置补偿数据。该AMAM前置补偿数据被用以补偿一数字正交调制器中的同相及正交数据字语。经过AMAM前置补偿后的数据字语被用以产生相对应的一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿数据。根据该AMPM前置补偿数据，一本地振荡信号的频率被改变或相位被偏移。该频率改变后或相位偏移后本地振荡信号被提供至一数字升频转换器，以使该数字升频转换器的一输出信号被线性化，消除该数字升频转换器造成的相位失真。

Description

数字传送器及其信号前置补偿方法
技术领域
本发明与数字调制器中的前置补偿(predistortion)相关。
背景技术
随着数字正交调制和直接数字调制技术的发展，无线通讯系统日益进步。无线通讯系统可利用射频数字-模拟转换器或是数字功率放大器中的多个电流元件来产生输出电压或电流。电流元件间的不匹配和交互调制失真(intermodulation distortion)会对数字功率放大器的输出信号的振幅及相位造成影响。
图1(A)呈现的调制星座图(constellation)范例为一八符号相位偏移调制(phase-shift keying,PSK)的调制星座图。星座图100总共包含八个调制符号120a-120h(统称符号120)。数字功率放大器中的失真可能会使实际产生的符号120b′偏离其标准状态，亦即不同于符号120b。符号120b和120b′间的振幅误差AD与相位误差ψD可能会导致接收器误判收到的信号。
通过合适的测试设备可测量出符号120b和120b′之间的调制误差向量，并得据此决定误差AD和ψD的大小。经过多次测量，可再归纳出一振幅调制至振幅调制(AMAM)失真模式及一振幅调制至相位调制(AMPM)失真模式。根据AMAM及AMPM失真模式，可决定相对应的AMAM及AMPM前置补偿方案(例如借由适当地反转AMAM及AMPM失真曲线)。图1(B)呈现一AMAM前置补偿范例与一AMPM前置补偿范例。在关系图140中，标号150表示AMAM前置补偿曲线，而线条145表示于数字功率放大器中根据AMAM前置补偿曲线150进行AMAM前置补偿后欲达成的线性化目标振幅。在关系图160中，标号170表示AMPM前置补偿曲线，而线条165表示于数字功率放大器中根据AMPM前置补偿曲线170进行AMPM前置补偿后欲达成的线性化目标振幅。针对提供至数字功率放大器的数据施以AMAM前置补偿能降低或消除振幅误差AD。相似地，针对数字功率放大器施以AMPM前置补偿能降低或消除相位误差ψD。
在数字正交调制传送器中，同相数据(I)和正交数据(Q)的处理可通过两个各自独立的路径进行。调制器可平行处理同相数据和正交数据，并将处理后的数据传递至数字功率放大器进行升频转换，以产生输出信号。目前有一种AMAM和AMPM前置补偿技术包含将原本以直角座标表示的同相数据i和正交数据q转换至极座标，亦即令：
A = i 2 + q 2 , 而
&phi; = arg ( i , q ) = arctan ( q / i ) , i > 0 &pi; / 2 - arctan ( i / q ) , q > 0 - &pi; / 2 - arctan ( i / q ) , q < 0 &pi; + arctan ( q / i ) , i < 0 , y &GreaterEqual; 0 - &pi; + arctan ( q / i ) , i < 0 , q < 0 Undefined , i = 0 , q = 0 .
对振幅A和相位ψ进行的前置补偿分别为APD＝A+AAMAM和φPD＝φ+φAMPM，其中APD和ψPD分别为将被提供至数字功率放大器的数据的补偿后振幅及相位，AAMAM为AMAM前置补偿值(可能为正数或负数)，ψAMPM为AMPM前置补偿值(亦可能为正数或负数)。在现行数字正交调制系统中，补偿后振幅APD及补偿后相位ψPD必须被转换回以直角座标表示的同相数据和正交数据，因此导致额外的硬件成本，并使关键路径增长。直接对以直角座标表示的同相数据和正交数据施以AMAM前置补偿和AMPM前置补偿的难度相当高。分别改变同相数据和正交数据以达成AMAM前置补偿可能会造成额外的相位旋转，需要再利用AMPM前置补偿或合适的相位旋转技术进行补偿。相似地，分别改变同相数据和正交数据以达成AMPM前置补偿会造成振幅出现额外的压缩或扩张，需要再利用AMAM前置补偿始能校正。
综上所述，目前实务上存在有针对以直角座标表示的数据进行AMAM及AMPM前置补偿，以线性化数字功率放大器的输出信号的需求。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种数字传送器及其信号前置补偿方法。
首先，利用一AMAM前置补偿装置产生一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿数据。该AMAM前置补偿数据被用以补偿一数字正交调制器中的同相及正交数据字语。经过AMAM前置补偿后的数据字语被用以产生相对应的一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿数据。根据该AMPM前置补偿数据，一本地振荡信号的频率被改变或相位被偏移。该频率改变后或相位偏移后本地振荡信号被提供至一数字升频转换器，以使该数字升频转换器的一输出信号被线性化，消除该数字升频转换器造成的相位失真。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1(A)呈现一八符号相位偏移调制的调制星座图范例。
图1(B)呈现做为范例的一AMAM前置补偿曲线与一AMPM前置补偿曲线。
图2为根据本发明中的一实施例中的数字传送器的功能方块图。
图3是绘示一种能用以实现升频转换器的射频数字-模拟转换器范例。
图4为根据本发明的另一实施例中的数字传送器的功能方块图。
图5为根据本发明的一实施例中的信号时序图范例。
图6(A)及图6(B)为根据本发明的实施例中的AMPM前置补偿技术的信号时序图。
图7为根据本发明的一实施例中的前置补偿程序的流程图。
图8是绘示根据本发明的一数字传送器电路的设计及制作程序。
图中元件标号说明：
100：调制星座图        120a-120h、120b′：调制符号
140、160：关系图       145、165：目标曲线
150：AMAM前置补偿曲线  170：AMPM前置补偿曲线
200：数字传送器        205：信息承载数字信号
210：调制器            215：基频处理阶段
220：前置补偿阶段      222i、222q：前置补偿装置
224：控制信号          225：预处理阶段
230i：同相数据路径       230q：正交数据路径
235：升频转换器          245：输出信号
250：存储器              252：AMAM前置补偿功能
254：AMPM前置补偿功能    256：操作指令
260：处理器              265：本地振荡器
267：本地振荡信号        300：射频数字-模拟转换器
310p、310m：转换储存单元 312p、312m：开关
315p、315m：本地振荡信号 320：晶体管
330：暂存器              350：负载
352：电路                400：数字传送器
402：信息承载数字信号    405：正交调制器
407：基频信号            410：升取样器
413：升取样后信号        415：绝对值处理器
417：取绝对值后信号      423：补偿后信号
425：积分-三角调制器     427：噪声移频后信号
430：编码器              433：编码后信号
435：多工器              437：混合后数据串流
443：振荡信号            450：数字功率放大器
455：模拟输出信号        460：本地振荡器
462：数字频率调制器      464：多相位产生器
473：相位信号            475：相位选择器
477、479：本地振荡信号   480：AMAM前置补偿处理器
482i、482q：地址产生器   484i、484q：AMAM查找表
486i、486q：内插器       488i、488q：加法器
490：AMPM前置补偿处理器  492：地址产生器
494：AMPM查找表          496：内插器
497：控制信号            503：锁相回路信号
505：同相/正交数据       602：锁相回路信号
604：振荡信号            620：输出信号
625：补偿后输出信号        700：前置补偿程序
705～735：步骤             800：电路制作程序
803、810、820：处理器指令  805：EDA界面处理器
815：设计数据实现处理器    825：电路制作系统
830：电路产品
具体实施方式
以下各实施例及其相关图式可充分说明本申请案的发明概念。各图式中相似的元件编号是对应于相似的功能或元件。须说明的是，此处所谓本发明一词用以指称这些实施例所呈现的发明概念，但其涵盖范畴并未受限于这些实施例本身。此外，本说明书中的数学表示式是用以说明与本发明的实施例相关的原理和逻辑，除非有特别指明的情况，否则不对本发明的范畴构成限制。本发明所属技术领域中普通技术人员可理解，有多种技术可实现这些数学式所对应的物理表现形式。
图2为根据本发明中的一实施例中的数字传送器的功能方块图。数字传送器200是用以将信息承载数字信号205调制为具有频率FC的载波信号(亦即输出信号245)。须说明的是，数字传送器200为多种传送器实现方式的广义代表，用以说明本发明的范畴及其运作机制，因此以下说明书不会针对各个电路区块逐一说明其实务细节。一种详细的实施范例可参见图4及其相关说明。
如图2所示，数字传送器200中的信号处理包含两个独立但相似的处理路径，分别称为同相路径230i和正交路径230q。本发明所属技术领域中普通技术人员可理解，虽然针对图2中某些处理元件的相关叙述仅提及于单一元件，但实际上涵盖其中分别处理同相成分和正交成分的多个元件。
数字传送器200包含一调制器210，用以根据信息承载信号205产生调制符号。各调制符号包含分别将通过数据路径230i和230q传递的同相数据字语及正交数据字语。同相数据字语及正交数据字语随后通过多个数据处理阶段。举例而言，基频处理阶段215可包含过滤、升取样、计算绝对值等等程序，而预处理阶段225可包含噪声移频、编码、数据混合等等程序。须说明的是，基频处理阶段215和预处理阶段225可依相同或不同的取样率运作。同相及正交数据路径230i、230q中的各个同相数据字语及正交数据字语在AMAM/AMPM前置补偿阶段220被施以前置补偿，细节容后详述。同相及正交数据路径230i、230q之后端连接至用以将补偿后同相数据字语及正交数据字语升频转换的升频转换器235。升频转换器235的输出是频率为载波频率FC的调制后信号。
数字传送器200可包含一处理器260与一存储器250，用以辅助执行此处介绍的多种功能。也就是说，某些信号处理操作可以是由处理器260执行储存在存储器250中的操作指令256。须说明的是，本发明的实施方式涵盖多种固定式或可编程的逻辑电路，亦涵盖多种数字及模拟电路。
数字传送器200中的升频转换程序是失真的主要来源。图3是绘示一种能用以实现升频转换器235的射频数字-模拟转换器范例。射频数字-模拟转换器300包含一对转换储存单元310p、310m(统称转换储存单元310)，用以产生并支配流经电路352中的负载350的电流。各转换储存单元310包含多个晶体管(统称晶体管320)。在某些射频数字-模拟转换架构中，例如采用一元编码(亦称为温度计编码)的转换器，处于导通状态的电流元件的数量与输出电流间的变化关系式为f(1/x)。此特性会导致非线性输出，亦即产生相位及振幅失真。
各转换储存单元310中的各个晶体管320为并联，而两个转换储存单元310以差动对(differential pair)的型态相连。暂存器330中保留的数据通过开关312p、312m开启/关闭晶体管320，以支配流经负载350的电流大小。本地振荡信号LOP315p和LOM315m可在两个转换储存单元310间建立一差动电压，进而控制流经负载350的电流方向。于此范例中，缩写“LOP”中的字母P表示射频数字-模拟转换器300的正端，缩写“LOM”中的字母M表示射频数字-模拟转换器300的负端；由正端流向负端的电流称为正电流。在某些实施例中，数据被输入暂存器330的频率是本地振荡频率FC的四倍，且本地振荡信号LOP315p、LOM315m也是以四倍于FC的频率提供至射频数字-模拟转换器300。借此，代表信息承载信号的输入数据串流被升频转换为具有频率FC并且在某些实施例中被放大。
射频数字-模拟转换器300的取样时点(亦即输出电流发生变化的时间周期)是由本地振荡信号LOP315p、LOM315m采行的时点而被建立。当下的取样周期和取样脉冲的间隔会影响流经负载350的电流的相位。此外，当晶体管320导通的数量改变，本地振荡信号315p、315m的上升时间、下降时间和延迟也会改变。因此，受到信息承载信号控制且随着时间变化的取样周期和导通晶体管数量可能会造成输出信号中不预期的相位偏移。由此可知，借由调整信号LOP315p、LOM315m采行的时点设定能抵销射频数字-模拟转换器300本身产生的相位失真。
请参阅图2，数字传送器200包含一可编程的本地振荡器265，用以提供一个或多个本地振荡信号267。振荡信号267可做为图3中的信号LOP315p、LOM315m。振荡器265受到AMAM/AMPM前置补偿阶段220所产生的控制信号224的控制。易言之，振荡器265所产生的取样脉波的间隔、取样频率与相位可由控制信号224控制。
前置补偿阶段220是用以配合其他元件以线性化传送器200的输出。每当接收一数据字语，无论是同相路径230i中的同相数据字语或正交路径230q中的正交数据字语，相对应的前置补偿装置222i、222q都会针对AMAM失真调整该数据字语。实务上，此补偿程序可利用AMAM前置补偿功能252达成，例如以同相或正交数据字语做为参数进行一多项式运算。于一实施例中，AMAM前置补偿程序包含利用一查找表。举例而言，可用同相或正交数据字语做为查找表的索引值，并将查找结果与相对应的同相或正交数据字语相加。须说明的是，本发明的范畴并未限定于AMAM前置补偿的实施方式。
随后，经过AMAM前置补偿后的同相数据字语及正交数据字语可配合AMPM前置补偿功能254产生一相位差异，用于对同相数据字语及正交数据字语进行相位的前置补偿。相似地，AMPM前置补偿功能254可利用运算式、查找表或其他可能的机制来实现。AMAM前置补偿数据及AMPM前置补偿数据的相关性可被预先找出并据以建立此机制。控制信号224会相对于AMPM前置补偿功能254的输出而变化，进而控制本地振荡器265所产生的振荡信号的特性，以达成AMPM前置补偿。
图4为根据本发明的另一实施例中的数字传送器的功能方块图。正交调制器405将信息承载数字信号402调制为基频信号407。基频信号407可包含同相及正交字语，对应于基频信号407随着时间变化的相位及振幅。基频信号407可被升取样器410升取样，以产生一升取样后信号413。升取样后信号413被提供至绝对值处理器415，以移除数据字语USI、USQ的正负号，产生信号417中的数据字语MI、MQ。数据字语USI、USQ的正负号被提供至相位选择器475储存，以等待升取样器410和数字功率放大器450间的处理程序造成的延迟。
数据字语MI、MQ被提供至AMAM前置补偿处理器480。AMAM前置补偿处理器480根据一目标前置补偿功能分别补偿同相及正交路径中的数据。补偿后信号423包含的补偿后数据字语PDI、PDQ被提供至积分-三角调制器425。接着，积分-三角调制器425调整补偿后信号423的频率，以降低特定频段中的频谱能量，达成噪声移频的效果。积分-三角调制器425不仅移除传送器400中的取样噪声，亦移除因前置补偿产生的量化噪声。
噪声移频后信号427中的数据字语NSI、NSQ被提供至编码器430编码。于一实施例中，编码器430将数据字语NSI、NSQ转换为一元编码符号(亦称为温度计编码)。编码器430的输出信号433被多工器435混合为一数据串流437。数据串流437可为序列{DI，DQ，DI，DQ，…}，其中DI和DQ为编码器430分别对应于同相路径和正交路径的输出。数据串流437用以选择数字功率放大器450中的导通电流元件的数量，如先前介绍图3时所述。举例而言，一元编码零表示不选择任何元件，亦即令所有电流元件皆不导通，而一元编码最大输入(例如N个1并于最低有效位加上一个0)表示选择所有元件，亦即令所有电流元件皆导通。须说明的是，本发明的范畴并未限定于任何特定编码方案。数字功率放大器450输出端的放大后信号455具有载波频率FC，且载有信息承载数据402中的信息。
数字传送器400包含一可编程的本地振荡器460，用以根据控制信号497产生相位信号473a-473d，(统称相位信号473)。振荡器460可包含一数字频率调制器462与一多相位信号产生器464。多相位信号产生器464根据数字频率调制器462提供的振荡信号443产生相位信号473。举例而言，多相位产生器464可为一除频器、一时脉产生器或合适的逻辑电路，根据数字频率调制器462提供的一连续波振荡信号产生相位信号473。实务上，数字频率调制器462可为一锁相回路振荡器。AMPM前置补偿处理器490提供的控制信号497可控制振荡信号443的振幅、频率及相位。
于一实施例中，数字频率调制器462产生的振荡信号443的频率为载波频率的两倍，亦即2×Fc。多相位产生器464中的一除频器(未绘示)将振荡信号443除频，产生两个正交振荡信号，即两个工作周期各为50%且相位差等于90°的振荡信号。这些50%工作周期振荡信号可被提供至相位选择电路475，做为后续用以将信息承载信号升频转换至载波频率FC的信号LOP477、LOM479。于另一实施例中，多相位产生器464亦可包含逻辑闸(未绘示)，用以根据50%工作周期的振荡信号进一步产生工作周期各为25%的四个振荡信号，做为相位信号473。以下说明主要以传送器400采用四个25%工作周期的振荡信号的情况为例，但本发明的范畴并未限定于特定振荡组态。
通过相位选择电路475，相位信号473被转换为传递至数字功率放大器450的本地振荡信号LOP477、LOM479。本地振荡信号LOP477、LOM479可被提供至数字功率放大器450中的转换储存单元，其提供顺序是由升取样后信号413的相位及振幅控制。这些信号的时序图范例是绘示于图5。锁相回路信号503是多相位产生器464根据数字频率调制器振荡信号443所产生。须说明的是，虽然图5中的相位信号473被绘示为工作周期25%的未重叠脉波，本发明所属技术领域中普通技术人员可理解根据本发明的实施例中的数字功率放大器的信号时序不以此为限。
数据串流437依照一预定顺序被转换，以产生正确的模拟信号OUT，亦即输出信号455。于此范例中，输出信号455的输出顺序是对应于{I,Q,-I,-Q,I,Q,-I,-Q,…}或等效于{|I|,|Q|,-|I|,-|Q|,|I|,|Q|,-|I|,-|Q|,…}，如同图5中绘示的同相/正交数据505。该数据序列的形态亦可为{|I+Q|,|I-Q|,-|I+Q|,-|I-Q|,…}；本发明并未限定提供至数字功率放大器450的数据的形式和顺序。在图4呈现的实施例中，提供至数字功率放大器450的数据的产生依据为噪声移频后数据的绝对值，亦即{|NSI|,|NSQ|,|NSI|,|NSQ|,|NSI|,|NSQ|,|NSI|,|NSQ|,…}，而其正负号仅用以决定连接至数字功率放大器450的负载(未绘示)中的电流方向。也就是说，这些正负号被用以选择相位信号473施于信号LOP477、LOM479的相位。举例而言，其对应关系可为：
情况 选择相位 互补相位
MI>0且MQ>0 提供LOIP(相位0)至LOP LOIM为LOM
MI>0且MQ<0 提供LOQM(相位3)至LOM LOQP为LOP
MI<0且MQ>0 提供LOQP(相位1)至LOP LOQM为LOM
MI<0且MQ<0 提供LOIM(相位2)至LOM LOIP为LOP
表一
由表一可看出，在四种根据数据字语MI、MQ的正负号定义出的情况中，各有一特定的相位信号473被提供做为LOP信号477，而其互补的相位信号(亦即具有互补信号极性的相位信号473)被提供做为LOM信号479。举例而言，当MI>0且MQ<0，LOQM被提供至数字功率放大器450做为LOM信号479，因此决定了振荡的状态为数字至模拟转换器的负号边。信号LOQM的互补信号LOQP(正号，相对于负号的互补)被提供至数字功率放大器450做为LOP信号477。也就是说，数据字语MI、MQ的正负号决定了负载中的电流方向。
数字功率放大器450等效于以自相位信号473选出的振荡信号477、479取样数据串流437中的DI、DQ，且借由以四倍于本地振荡频率的频率转换DI、DQ、-DI、-DQ等值，以将基频信号407升频转换。也就是说，DI、DQ、-DI、-DQ等四个输出在振荡信号503的一个周期中被相位信号473取样。因此，输出信号455的周期相同于振荡信号503的周期，亦对应于载波频率FC。
AMAM前置补偿处理器480负责补偿信号417(包含成对的信号417i、417q)。如图4所示，地址产生器482i、482q根据信号417i、417q中的同相数据字语及正交数据字语产生一查找表地址。这些地址被用以搜寻AMAM前置补偿查找表484i、484q。得出查找结果后，查找结果被传递至加法器488i、488q。在某些实施例中，这些查找表和加法器之间设置有内插器486i、486q。AMAM前置补偿处理器480的输出为信号423，其中的数据字语PDI、PDQ被分别传递至积分-三角调制器425和AMPM前置补偿处理器490。须说明的是，被提供至AMPM前置补偿处理器490的不一定要是补偿后数值PDI、PDQ，也可以是查找表的索引值或其内插结果。本发明的范畴并未限定于特定AMAM处理技术。
于图4呈现的范例中，数值PDI、PDQ被提供至AMPM前置补偿处理器490中的地址产生器492。地址产生器492产生的地址可被用以搜寻AMPM查找表494，以产生用于对数字功率放大器450进行相位调整的一个数值。于一实施例中，地址产生器492计算一相位角；该相位角为复数平面中一座标点(实座标(同相)等于PDI、虚座标(正交)等于PDQ)和正实数轴的夹角。该相位角可做为搜寻AMPM查找表494的索引值，相对应的搜寻结果即为AMPM前置补偿数据。须说明的是，本发明的范畴并未限定于特定的查找表编址方式。
于一实施例中，AMPM查找表494中储存的数据表示的是振荡信号443的频率、相位提前或相位延迟。振荡信号443可为一连续波信号，做为产生锁相回路信号(例如图5中的振荡信号503)的依据。通过AMPM前置补偿处理器490产生的控制信号497，数字频率调制器462可得知振荡信号443的频率、相位提前或相位延迟。数字频率调制器462可被设计为具有高度可调整性及高解析度。AMPM查找表494提供的搜寻结果可进一步被内插器496调整。
图6(A)为根据本发明的一实施例中的AMPM前置补偿技术的信号时序图。举例而言，锁相回路信号602(包含图6(A)和图6(B)中的信号602a-602g)可由振荡信号443控制，并且提供具有载波频率FC的本地振荡信号。锁相回路信号602可被进一步转换为四个工作周期皆为25%的振荡信号：LOIP604a、LOQP604b、LOIM604c、LOQM604d(统称25%工作周期振荡信号604)。如同表一呈现的范例，相位选择器475可根据同相及正交数据的正负号自这些25%工作周期振荡信号604中选择一个信号。施于振荡信号443的一相位调整值dψ会改变锁相回路信号602的相位，进而影响25%工作周期振荡信号604。更明确地说，锁相回路信号602的相位的提前或延迟也会使25%工作周期振荡信号604的相位出现等量的提前或延迟。如图6(A)所示，未失真输出信号455是根据未受改变的锁相回路信号PLL1602a所产生。在信号PLL1602a的下一个周期(亦即t0+TLO)，AMPM前置补偿装置460通过控制信号497传递AMPM前置补偿数据，以延迟振荡信号443的相位，因而使多相位产生器464产生的锁相回路信号出现延迟dψ1，产生图6(A)中的信号PLL2602b。在随后一个周期(亦即t0+2TLO)，前置补偿装置490要求另一相位延迟量dψ2，产生图6(A)中的信号PLL3602c。接着，在时间点t=t0+3TLO，前置补偿装置490要求一相位提前量dψ3，产生图6(A)中的信号PLL4602d。每一次的相位调整都会反映在输出信号620。由图6(A)可看出，输出信号620的相位在各个周期都有变化。须说明的是，在某些情况下，在多个连续周期提供不同的相位调整值dψ并非必要。相位调整值dψ的决定依据为AMAM补偿后数据字语PDI、PDQ以及AMPM查找表494。
须说明的是，虽然图6(A)中的相位变化频率等于载波频率FC，但本发明的范畴不限于此。本发明所属技术领域中普通技术人员可理解，该相位变化频率亦可低于载波频率FC，例如等于信息承载信号的符号率。
图6(B)为根据本发明的另一实施例中的AMPM前置补偿技术的信号时序图。不同于延迟或提前锁相回路信号602的相位，需要时，锁相回路信号602的周期可在每一周期出现一变化量dT。也就是说，由于ω=2πf=dψ/dt，相位变化率是由信号频率所定义，因此，改变频率亦等校于改变相位变化率。
如图6(B)所示，在时间t0，锁相回路信号602e的周期为TLO。在时间t0+TLO，锁相回路信号602f的周期为T′LO，也就是TLO-dT1。实务上，这种调整可借由根据信号497改变数字频率调制器462的振荡频率来达成。接着，在时间t0+TLO+T′LO，锁相回路信号602g的周期出现一改变量dT2，成为周期T″LO。相对应产生的补偿后输出信号OUTB625具有会随着时间扩张或缩短的信号供应间隔。这些间隔是随着数字频率调制器462提供的锁相回路频率变化，数字频率调制器462则是受到AMPM查找表494提供的数据的控制。
于一实施例中，AMPM前置补偿方案为一组合式方案，亦即同时包含根据控制信号497提前或延迟振荡信号443的相位，以及缩短或增长振荡信号443的周期。须说明的是，根据本发明的AMPM前置补偿是借由改变振荡信号的频率和相位来达成，而非如AMAM前置补偿所采用的调整同相数据字语及正交数据字语。AMAM前置补偿造成的相位影响是在AMPM前置补偿中处理，不会再调整同相数据字语及正交数据字语。
AMAM查找表484i、484q和AMPM查找表496的内容可以是通过校正程序所产生的数据来建立。本发明所属技术领域中普通技术人员可理解有多种校正程序，且本发明的范畴并未限定于特定校正技术。校正程序可包含找出AMAM前置补偿数值和AMPM前置补偿数值间的关连性。
图7为根据本发明的一实施例中的前置补偿程序700的流程图。步骤705为产生AMAM补偿后数据(例如由前述AMAM前置补偿装置480执行)。在步骤710中，AMAM前置补偿后数据被用以产生相对应的AMPM前置补偿数据。举例而言，AMAM前置补偿后数据可被用以产生一地址于AMPM查找表，用于搜寻储存多笔对应的AMPM前置补偿数据。步骤715为根据AMPM前置补偿数据决定一锁相回路动差调整值。该锁相回路动差调整值可为相位延迟/提前dψ和周期延长/缩短dT的组合，并且可以是直接根据AMPM查找表数据所决定的。举例而言，AMPM查找表494中储存的数据可以是为数字频率调制器462产生控制字语的基础。AMPM查找表494建立了振荡信号443的频率及相位，其中振荡信号443是多相位产生器464产生的本地振荡信号的来源。步骤720包括根据在步骤715中决定的锁相回路动差调整值以及控制信号497，调整数字频率调制器462产生的振荡信号443。在步骤725中，根据振荡信号443产生的一本地振荡信号被转换为工作周期较少的相位信号473。相位信号473被提供至数字功率放大器450的顺序是由同相数据字语及正交数据字语决定。如步骤735所示，程序700可在多相位产生器464产生的锁相回路信号的连续多个周期，或是对应于同相及正交数据的符号率的连续多个周期，重复步骤705。
图8是绘示根据本发明的一数字传送器电路的设计及制作程序800。本发明的某些实施例中的功能性元件的制作、传递、销售型态可为储存于非暂态电脑可读取媒体中的处理器指令。举例而言，此类电脑可读取媒体(未绘示)中的处理器指令803被提供至电路制作程序800。被电子设计自动化(electronicdesign automation,EDA)界面处理器805执行后，本发明的实施例的图样化表示，例如通过一显示装置(未绘示)，可被呈现给使用者浏览。通过EDA界面805，电路设计者可将本发明整合进更大的电路中。在电路设计完成后，另一载有处理器指令810(例如硬件描述语言)的非暂态电脑可读取媒体(未绘示)可被提供至一设计资料实现处理器815。设计资料实现处理器815可利用有形的集成电路将指令810转换为另一组处理器指令820。处理器指令820可被电路制作系统825执行，产生用以建立元件及连线的掩模图样信息、元件设置位置信息、包装信息等各种于制作电路产品830过程中需要的数据。处理器指令820还可包含铣床操作指令和布线操作指令。须说明的是，处理器指令820的形式无关于电路830的实体类型。
处理器指令803、810和820可被编码并储存于非暂态电脑可读取媒体内，并且不受限于处理平台的类型，亦不受限于将这些处理器指令存入电脑可读取媒体的编码方式。
须说明的是，上述电脑可读取媒体可为任何一种非暂态媒体，储存有能被处理器读取、解码并执行的指令803、810、820和用以实现图7所示的程序700的处理器指令。非暂态媒体包含电子、磁性及光学储存装置。非暂态电脑可读取媒体包含但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和其他电子储存装置、CD-ROM、DVD和其他光学储存装置、磁带、软盘、硬盘及其他磁性储存装置。这些处理器指令可利用各种程序语言实现本发明。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (19)

1.一种数字传送器，包含：
一数字升频转换器，用以根据一串经前置补偿的数字同相及正交数据字语产生具有一预定输出频率的一射频输出信号，该串经前置补偿的数字同相及正交数据字语是根据通过一同相数据路径及一正交数据路径分别提供的一输入同相数据字语及一输入正交数据字语所产生；
一可编程的本地振荡器，用以提供一本地振荡信号至该数字升频转换器，该预定输出频率是根据该本地振荡信号所建立，提供至该本地振荡器的一控制信号可选择该本地振荡信号的相位及周期；以及
一前置补偿处理器，用以自该同相数据路径及该正交数据路径接收该输入同相数据字语及该输入正交数据字语，并产生该串经前置补偿的同相数据字语及正交数据字语，该前置补偿处理器包含：
一振幅调制至振幅调制(AMAM)前置补偿处理器，根据该数字升频转换器的一AMAM失真特性，前置补偿该输入同相数据字语及该输入正交数据字语，以产生一经AMAM前置补偿的同相数据字语及一经AMAM前置补偿的输入正交数据字语；以及
一振幅调制至相位调制(AMPM)前置补偿处理器，用以根据该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的输入正交数据字语产生该控制信号，使得该控制信号提供对应于该本地振荡信号于至少一特定周期中的一相位偏移或一周期变化，该控制信号与该数字升频转换器的一AMPM前置补偿特性有关。
2.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该控制信号同时可提供对应于该本地振荡信号的该相位偏移及该周期变化。
3.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该AMPM前置补偿处理器包含：
一AMPM查找表，储存于一存储器中；以及
一地址产生器，用以根据该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交数据字语计算一地址，该AMPM查找表的该地址储存有对应于该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交数据字语的一AMPM前置补偿数据，该控制信号是根据该AMPM前置补偿数据所产生。
4.如权利要求3所述的数字传送器，其特征在于，该地址产生器根据一符号的一调制相位角产生该地址，该符号具有对应于该经AMAM前置补偿的同相数据字语的一同相座标，以及对应于该经AMAM前置补偿的正交数据字语的一正交座标。
5.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该AMPM前置补偿处理器是以该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交数据字语做为一连续函数的多个参数，以自该连续函数计算出该AMPM前置补偿数据。
6.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该本地振荡器包含：
一相位信号产生器，用以根据一振荡信号产生一个或多个本地振荡信号；以及
一数字频率调制器，用以产生该振荡信号，该数字频率调制器根据该控制信号延迟或提前该振荡信号的该相位，或是延长或缩短该振荡信号的该周期。
7.如权利要求6所述的数字传送器，其特征在于，该相位信号产生器产生工作周期为25%的四个本地振荡信号。
8.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该至少一特定周期是对应于该输入同相数据字语及该输入正交数据字语的一符号率。
9.如权利要求1所述的数字传送器，其特征在于，该至少一特定周期是对应于该预定输出频率。
10.一种信号前置补偿方法，包含：
(a)产生一AMAM前置补偿数据，并根据该AMAM前置补偿数据补偿一数字信号中的一同相数据字语及一正交数据字语，以产生一经AMAM前置补偿的同相数据字语及一经AMAM前置补偿的正交数据字语；
(b)根据该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交数据字语，产生一AMPM前置补偿数据；
(c)根据该AMPM前置补偿数据，决定一本地振荡信号的一频率变化或一相位偏移；以及
(d)将频率变化后或相位偏移后的该本地振荡信号提供至一数字升频转换器，以使一输出信号被线性化为消除该数字升频转换器的一相位失真。
11.如权利要求10所述的信号前置补偿方法，其特征在于，步骤(b)包含：
根据该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交数据字语，计算一AMPM查找表的一地址；以及
自该AMPM查找表的该地址撷取该AMPM前置补偿数据。
12.如权利要求10所述的信号前置补偿方法，其特征在于，步骤(b)包含：
决定一符号的一调制相位角，该符号具有对应于该经AMAM前置补偿的同相数据字语的一同相座标，以及对应于该经AMAM前置补偿的正交数据字语的一正交座标；以及
根据该调制相位角决定该AMPM前置补偿数据。
13.如权利要求10所述的信号前置补偿方法，其特征在于，步骤(b)包含：
以该经AMAM前置补偿的同相数据字语及该经AMAM前置补偿的正交数据字语做为一连续函数的多个参数，以自该连续函数计算出该AMPM前置补偿数据。
14.如权利要求10所述的信号前置补偿方法，还包含：
产生用以产生该本地振荡信号的一振荡信号；以及
根据该AMPM前置补偿数据，延迟或提前该振荡信号的该相位，或是提高或降低该振荡信号的该频率。
15.如权利要求14所述的信号前置补偿方法，还包含：
产生对应于该AMPM前置补偿数据的一控制信号；以及
根据该控制信号，利用一数字频率调制器产生该振荡信号。
16.如权利要求14所述的信号前置补偿方法，还包含：
将该本地振荡信号转换为多个具有较短工作周期的本地振荡信号；以及
借由延迟或提前该振荡信号的相位，或是提高或降低该振荡信号的频率，改变该多个具有较短工作周期的本地振荡信号的相位。
17.如权利要求10所述的信号前置补偿方法，其特征在于，该本地振荡信号是于至少一特定周期内出现该频率变化或该相位偏移。
18.如权利要求17所述的信号前置补偿方法，其特征在于，该至少一特定周期是对应于该同相数据字语及该正交数据字语的一符号率。
19.如权利要求17所述的信号前置补偿方法，其特征在于，该至少一特定周期是对应于该数字升频转换器采用的一预定输出频率。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105577129A (zh) * 2014-10-30 2016-05-11 德州仪器公司 具有理想iq组合的切换模式功率放大器
CN110334556A (zh) * 2019-07-05 2019-10-15 电子科技大学 基于晶体管无源变频rfid标签电路的编码方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014082749A (ja) * 2012-09-28 2014-05-08 Fordan Kk 複合電力増幅器を有する複合送信機
US9088320B2 (en) * 2012-11-29 2015-07-21 Mstar Semiconductor, Inc. Transmitter with pre-distortion module, a method thereof
JP6611441B2 (ja) * 2014-02-28 2019-11-27 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 周波数変換ユニット、計測システム及び計測方法
DE102018220101B4 (de) * 2018-11-22 2020-06-10 Infineon Technologies Ag Vorverzerrungstechnik für eine Schaltungsanordnung mit einem Verstärker
CN111510119B (zh) 2020-04-30 2023-10-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 频率调制电路以及应用其的发射机
CN113644912B (zh) 2021-07-27 2024-04-16 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 锁相环电路及其控制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7215716B1 (en) * 2002-06-25 2007-05-08 Francis J. Smith Non-linear adaptive AM/AM and AM/PM pre-distortion compensation with time and temperature compensation for low power applications
US7460612B2 (en) 2004-08-12 2008-12-02 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for a fully digital quadrature modulator
US7813374B2 (en) * 2005-06-29 2010-10-12 Broadcom Corporation Multiple protocol wireless communication baseband transceiver
US7881402B2 (en) * 2006-09-07 2011-02-01 Via Technologies, Inc. Compensation for gain imbalance, phase imbalance and DC offsets in a transmitter
US8009762B1 (en) 2007-04-17 2011-08-30 Rf Micro Devices, Inc. Method for calibrating a phase distortion compensated polar modulated radio frequency transmitter
CN101056288B (zh) * 2007-06-14 2010-09-08 中兴通讯股份有限公司 预失真模型装置和信号的预失真处理装置、系统及方法
US8054912B2 (en) 2007-08-21 2011-11-08 Texas Instruments Incorporated Large-dynamic-range lookup table for a transmitter predistorter and system and method employing the same
US8077770B2 (en) * 2008-05-20 2011-12-13 Panasonic Corporation Methods and apparatus for reducing modulation signal bandwidth in polar modulation transmitters
US8737526B2 (en) * 2010-06-30 2014-05-27 Qualcomm Incorporated Predistortion of complex modulated waveform

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105577129A (zh) * 2014-10-30 2016-05-11 德州仪器公司 具有理想iq组合的切换模式功率放大器
CN110334556A (zh) * 2019-07-05 2019-10-15 电子科技大学 基于晶体管无源变频rfid标签电路的编码方法
CN110334556B (zh) * 2019-07-05 2021-09-24 电子科技大学 基于晶体管无源变频rfid标签电路的编码方法

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