CN1647397A

CN1647397A - 多调制发射机

Info

Publication number: CN1647397A
Application number: CN03807714.0A
Authority: CN
Inventors: A·格兰斯特伦; G·约翰松
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: SE521746C2; BRPI0308326B1; US20050215206A1; SE0201070D0; RU2305896C2; RU2004132219A; CN100353675C; US7469017B2; AU2003216004A1; SE0201070L; BR0308326A; WO2003088511A1

Abstract

本发明公开了一种双TRU(无线电收发机单元)(45)。功率放大器(64、84)的输出信号组合为提供给天线设备(91)的一个公用输出信号。每个TRU(50、70)的DSP(数字信号处理器)(52、72)包括用于恒定包络调制方案(54、74)和非恒定包络方式(53、73)的装置。该DSP(52、72)按照调制信息(49、69)选择调制方案。以这种方式，甚至可以以时隙为基础执行不同调制方案之间的转换。对于非恒定包络调制，经过调制的信号分为两个分量信号。每个TRU(50、70)处理一个分量的放大。为了校正功率放大器(64、84)的相位的不同路径而执行至少一个TRU(50、70)的相位补偿。经过非恒定包络调制的信号也可以是多载波信号，例如两个或多个恒定包络信号。也能实现TCC(发射机相干组合)操作。

Description

多调制发射机

技术领域

本发明一般涉及无线通信，特别涉及无线通信发射机系统。

背景技术

在常规GSM(移动通信全球系统)中，执行的是遵循GMSK(高斯最小移位键控)的调制方案。GMSK是恒定包络调制方案，其中相移依照比特序列是不相同的。作为相当高的频谱效率和适当的解调复杂性之间的折衷办法选择了GMSK调制。

EDGE(全球演变的增强数据)是高速移动数据标准，为使第二代GSM和TDMA(时分多址)网络传输数据达到384kbps。EDGE通过改变所使用的调制类型以及更好地使用当前所使用的载波来提供速度增强。其能在好的条件下实现较大数据传输速度，特别在基站附近通过执行8PSK(八相移位键控)调制。8PSK调制方案是基于相移编码的高传输调制。该调制是非恒定包络类型。EDGE能和现有的GSM业务共存，在适当时转换为EDGE模式。

当对基站升级来处理EDGE时，就必须改变发射机系统。为标准GSM目的使用的发射机被设计为支持GMSK，其意味着是所典型使用的功率放大器或多或少是非线性的。当执行8PSK时，包络可以以预定方式随着时间变化，就不能接受非线性放大。这样，一般地，不得不提供新并联的发射机设备。由于发射机设备是昂贵的，一次仅使用一个的并联发射机设备，意味着安装设备的差的利用率。此外，高度线性功率放大器元件或设备是非常昂贵的，由此就存在避免使用这种元件的解决方案的需求。

在S.Mann，M.Beach，P.Warr和J.McGeehan发表的“Increasing the talk-time ofmobile radios with efficient linear transmitter architectures”(Electronics & CommunicationEngineering Journal，2001年4月，第13卷，第2期，第65-76页)中，讨论了用于无线电发射机中功率放大的线性化方法和效率之间的关系。在现有技术、例如US5990734中所知的LINC(线性的非线性元件)就是研究方案之一，其中将一个非恒定包络信号分成两个恒定包络信号，其随后可由非线性放大器放大。然而，由于这样的方法需要两个非线性放大器，所以这对于还处理恒定包络信号的系统就不是特别有效的方法。

发明内容

本发明的目的是提供对于恒定包络以及非恒定包络调制方案使用同一发射机的系统。另一个目的是提供基于非线性功率放大器元件的用于非恒定包络调制方案的发射机系统。本发明还有一个目的是提供在不同调制方案之间快速转换的可能性。

上述目的是通过按照所附权利要求的方法和设备实现的。一般地说，使用的是双TRU(无线电收发机单元)。功率放大器的输出信号组合为提供给天线设备的一个公用输出信号。每个TRU的DSP(数字信号处理器)包括用于恒定包络调制方案和非恒定包络方式的装置。该DSP按照与输入的数字信号一起提供的调制信息选择调制方案。以这种方式，甚至可以在时隙基础上执行不同调制方案之间的转换。

如果是非恒定包络调制，DSP将经过调制的信号分为两个分量信号。每个TRU处理一个分量的放大，这些分量最终在提供给天线设备之前组合。为了校正功率放大器不同路径或相位而执行至少一个TRU的相位补偿。经过非恒定包络调制的信号也可以是多载波信号，例如两个或多个恒定包络信号。

对于普通的恒定包络调制，两个TRU是相互独立地运行，两个输出信号组合为双载波信号。

也能够按照恒定包络调制信号的TCC(发射机相干组合)来操作该设备，其中给两个TRU提供相同的数字信号。将两个经放大的输出信号组合以建立双倍幅度的输出信号。这里，相位补偿是必要的。

相位补偿最好通过监测输出功率或监测混合电路负载的功率并且与预期的输出功率相比较来决定。在一个实施例中，相位补偿的校准在TCC脉冲串期间执行，以及在非恒定包络调制期间利用。其他实施例利用非恒定包络时隙的恒定幅度部分来执行相位补偿校准。然后也可利用每个功率放大器输出的输出信号的功率测量。相位补偿校准也可在时隙内的被良好表征的训练序列期间执行。

附图说明

通过参照以下对应附图的说明将更好地理解本发明及其目的和优点，其中：

图1是说明恒定包络信号的矢量图；

图2是说明非恒定包络信号的矢量图；

图3是说明将任意信号分成两个恒定包络信号的原理的矢量图；

图4是说明发射机相干组合原理的矢量图；

图5是说明发射机相干组合中的相位误差效应的矢量图；

图6是说明按照本发明的双发射机单元的一个实施例的结构图；

图7是说明按照本发明用于提供两个恒定包络调制信号的方法的一个实施例的流程图；

图8是说明按照本发明用于提供非恒定包络调制信号的方法的一个实施例的流程图；

图9是说明按照本发明提供发射机相干组合的方法的一个实施例的流程图；

图10是说明按照本发明的双发射机单元的另一实施例的结构图；

图11是说明按照本发明用于提供非恒定包络调制信号的方法的另一实施例的流程图；

图12是说明按照本发明提供发射机相干组合的方法的另一实施例的流程图；

图13是说明对于8PSK调制正常脉冲的功率与较时间标志图；

图14是说明按照本发明的双发射机单元的另一实施例一部分的结构图；

图15说明了在GMSK或8PSK调制中使用的时隙；

图16是说明可应用于本发明的替代的移相器解决方案的结构图；

图17是说明图16的移相器原理的图；

图18是说明本发明的一个实施例的支持跳频部分的结构图；

图19是本发明可使用相移的存储器的说明；

图20是本发明双发射机单元的一个实施例的一个支持双载波信号的发射机单元的结构图。

具体实施方式

按照GMSK调制方案调制的信号可在如图1示出的复信号平面中形象化。这里的坐标系统假定为与载波的基本频率同步旋转，因此在图中只出现相位差。由此已调制的信号由矢量10代表。在GMSK中，按照数字输入信号中三个连续的比特来调整相移。一般而言，如果三个连续的数字是相同的，则相位平滑地移动π/2。这表示如果连续的数字相同则矢量10按照箭头11逆时针方向移动，如果不相同则按照箭头12顺时针方向移动。矢量10始终保持其大小，也就是矢量10的端部一直在I-Q空间中的圆周13上移动。因此所述的调制方案被称为恒定包络方案。放大恒定包络信号相对容易，因为也可以使用非线性功率放大器。由于信号一直具有一个相同的包络，所以增益一直相同，而与放大器的线性无关。因此可使用较简单的功率放大器解决办法。

按照8PSK调制方案调制的信号也可在如图2示出的复信号平面中形象化。这里的坐标系统也假定为与载波的基本频率同步旋转，因此在图中只出现相位差。由此已调制的信号由矢量20代表。在8PSK中，相移是二进制数字的三元组的编码。如在该图中由点21表示的，确定的相移对应于特定数字组。根据该方案，该分配可能改变，也可能出现偏移相移，其从坐标轴移动这些点。然而，图2中的例子很好地示出了该原理。当从一个三元组改变为下一个时，矢量从一个点21移动到另一个并由此通过圆周13的内部。因此所述的调制方案被称为非恒定包络方式。当放大8PSK信号时，由于该信号将改变其隔度，所以放大器设备必须具有相对线性的特性。高度线性的放大器是昂贵的，由此期望简单的解决方法。

提供线性放大的一个可能途径是将信号分解或分离成两个分量信号，放大这些分量信号以及再次组合经放大的分量信号。如果保持分量幅度恒定，甚至可使用非线性放大器。LINC(线性非线性分量)放大器的原理已在现有技术、例如US5990734中所知。由此将一个线性放大器换成两个非线性放大器和分解器和组合器。图3示出了该原理。将要放大的信号由矢量30表示。矢量30具有变化的大小S和相移。将矢量30分解为两个分量矢量31、32。在第一个实施例中，分量的幅度A是相同的并沿着圆周13。该隔度必须至少是矢量30的最大幅度的一半。与矢量30的相位差α也是相同的，然而，指向相反的方向。按照基础几何的考虑，分量的相移θ₁和θ₂由以下式子规定：

θ₁＝-arccos(S/2A)

θ₂＝+arccos(S/2A)。

如本领域技术人员所知的，这样由长度为A的两个分量矢量来表示长度≤2A的任意矢量是可能的。然后可按照放大恒定包络信号的原理放大该分量信号。

在大多数情形中，分量的幅度可以是不同的，也可以按照矢量30的大小和相位变化。下面将更详细地讨论这些应用。

将两个分量信号组合成一个最终的输出信号的特殊情形是假使对一直具有相同相位的两个分量信号进行组合。可在期望高的放大率以及很难由一个放大器实现时使用。如图4所示，然后可分别放大相同相位的两个分量41、42(见该附图中的一个矢量)以及将其组合成输出信号43。这是TCC(发射机相干组合)的基本思想。

将两个分离信号组合成一个输出信号中的实际问题是通过放大器的路径典型地包含一些路径差或设备被锁在不同的相位，这将被看作是两个分量信号之间的小的相移。在图5中示出了这样的情形。信号30分成两个分量31、32。在放大期间，第一个分量相对于第二个分量偏移了Δθ。该相移后的分量由虚箭头34表示。然后在相位和幅度上都将改变实际构成的输出信号33。一个解决方法是仔细测量相移差以及通过在其中一个路径中引入相位改变装置来补偿该相移差。然而，这样的相移也会随着时间慢慢地变化，在这种情况下，就必须引入自适应相位补偿设备。以下将进一步说明这种设备的最佳实施例。

图6中示出了按照本发明的双发射机单元设备45的一个实施例。第一调制单元50具有用于接收将要发射的数字信号的输入端51。该输入端51连接到DSP(数字信号处理器)52。DSP 52包括调制装置、8PSK调制器53和GMSK调制器54。DSP 52还包括用于接收调制信息的控制输入端49、以及选择器55。选择器55按照由控制输入端49接收的调制信息选择调制器53和54中的一个。由输入端51接收的数字信号从而被提供给调制器53和54中的一个。DSP 52中的不同装置以软件实现。

GMSK调制器54按照GMSK方案调制输入的数字信号。在该实施例中经调制的信号以实数I和虚数部分Q的形式在两个输出端上提供，其连接到模拟信号发生器56。在该实施例中，模拟信号发生器56主要包括正交调制器57。模拟信号发生器56依次包括将I和Q信号分别转换为模拟电压的两个DAC(数字模拟转换器)58、59。模拟电压在混频器60中用频率发生器61所提供的载波频率进行调制和组合。移相器62将频率信号移动90度到Q分量。因此模拟信号发生器56的输出是经调制的模拟电压信号，在这种情况下是按照GMSK方案。

在该实施例中，移相器63连接在调制器53、54与正交调制器57之间。以下将进一步详细描述该单元的功能。从模拟信号发生器56来的模拟信号提供给用于放大的功率放大器64。在本实施例中，功率放大器64是非线性放大器。从功率放大器64的输出端来的经放大的信号被提供给混合电路组合器设备90的输入端。

8PSK调制器53的输出被提供给分解器65。分解器将从8PSK调制器提供的信号分成两个分量，由此输入信号是两个分量的矢量和。第一分量以I和Q信号形式提供给模拟信号发生器56的输入端。在本实施例中，终止了第二分量。以上述相同的方式在模拟信号发生器56中处理第一分量。

第二调制单元70与第一调制单元50是非常相似的。其具有数字信号输入端71和控制输入端69。DSP 72类似地包括8PSK调制器73和GMSK调制器74，以及用于选择将要使用的调制器的选择器75。

GMSK调制器74同样连接到具有正交调制器77的模拟信号发生器76。然而，没有移相器。正交调制器77与在第一调制单元50中的正交调制器结构相同。

从模拟信号发生器76来的模拟信号被提供给功率放大器84进行放大。在本实施例中，功率放大器84是与功率放大器64类型相同的非线性放大器。从功率放大器84的输出端来的经放大的信号提供给混合电路组合器设备90的第二输入端。

8PSK调制器73的输出提供给与分解器65具有相同功能的分解器85。分解器85将8PSK调制器提供的信号分成两个分量，由此输入信号是两个分量的矢量和。在本实施例中，终止了第一分量。而是将第二分量以I和Q信号形式提供给模拟信号发生器76的输入端。以上述相同的方式在模拟信号发生器76中处理第二分量。

混合电路组合器设备90将由两个功率放大器64、84的输出端提供的两个信号组合成发射机信号后提供给发射机设备91。由功率放大器64、84提供的输入功率至少一部分作为发射机信号功率提供。然而，任何剩余功率将由混合电路负载92消耗。

在本实施例中，在混合电路负载92上消耗的功率由功率测量器93测量。功率测量器93的输出端通过ADC(模拟数字转换器)连接到移相器63。将混合电路负载功率的值提供给相位控制器94，其计算被提供给混合电路的已放大信号之间的任何相移。移相器63还包括复数乘法器95，用于给I和Q信号分别提供数字相移角eⁱ ^Δθ。因此该相移以复数方式结合到I和Q信号中，后者被输入到模拟信号发生器56。

通过该双发射机单元设备45，可使用许多不同的调制技术。通过为数字信号补充相关调制信息，可以非常快速地执行不同调制方案之间的转换，甚至在时隙基础上。因此这样的设备使得发射机设备45允许在时隙基础上混和例如GMSK脉冲串和8PSK通信量。

这里将给出双发射机单元45不同操作模式的一些例子。假定是普通的GMSK通信量。于是双发射机单元45作为两个独立发射机路径工作，每一个具有一个载波。第一载波的数字信号提供给第一调制单元50，而第二载波的数字信号提供给第二调制单元70。调制信息指示两个DSP 52和72去选择GMSK调制。两个载波信号在混合电路组合器90中组合成公用信号后提供给发射机。在这种情况下不使用移相器设备。

在期望的是具有高输出功率的GMSK信号的情况下，就能实现TCC设备。在该情形中，将相同的数字信号与对于GMSK调制的请求一起提供给两个调制单元50和70。两个发射机单元都处理相同的信号以及混合电路组合器90输出端的组合信号理想地是输出功率的两倍。和组合两个不同载波比较起来，所提供的TCC载波具有四倍高的功率。这是由于在组合两个不同载波时一半的功率在负载上消耗了，而相干组合从负载中去除了所有功率。然而，如上讨论的，任何由两个支路中路径差导致的相移可能损坏整个信号。在该TCC设备中，移相器63得到了使用。在该实施例中，测量混合电路负载92上的功率。如果放大器支路在相位上完全一致，所有的功率将分配给发射机设备91，这意味着将没有功率在混合电路负载上消耗。通过调整一个路径中信号的相位，可使混合电路负载功率最小化，这表示两个分量在相位上一致。

第三个操作模式是当要发射8PSK信号时。在该情形中，也给输入端51和71提供相同的数字信号。由于选择器55、75选择8PSK调制器53、73，将按照8PSK方案调制该信号。第一调制单元50的DSP 52中的分解器65给模拟信号发生器56提供第一分量信号。而第二调制单元70的DSP 72中的分解器85给模拟信号发生器76提供第二分量信号。这两个分量的矢量和等于原始的8PSK调制信号。每个分量在单独的功率放大器64、84中放大以及在混合电路组合设备90中组合以形成原始信号的放大版本。因此这里的提供一个8PSK载波信号的双发射机单元设备45至少部分地按照LINC原理操作。这里，也可能出现路径间的相移。以下进一步讨论解决该问题的不同途径。

在图7至9中，以流程图示出了上述操作。首先，在图7中，示出了按照本发明的在每一个载波上提供两个GMSK信号的方法的一个实施例。该过程在步骤100开始。在步骤101中，第一数字信号提供给第一发射机单元。该第一数字信号预定在第一载波上发送。在步骤102中，将第二数字信号提供给第二发射机单元。该第二数字信号预定在第二载波上发送。在步骤103中，将恒定包络调制信息提供给第一发射机单元。在步骤104中，将恒定包络调制信息提供给第二发射机单元。在步骤105中按照调制信息在第一发射机单元中选择和应用恒定包络调制方案，以及在步骤106中按照调制信息在第二发射机单元中选择和应用恒定包络调制方案。在步骤110中产生与按照该信息调制的第一数字信号相应的第一模拟信号。在步骤111中产生与按照该信息调制的第二数字信号相应的第二模拟信号。在步骤112中放大第一模拟信号，以及在步骤113中放大第二模拟信号。在步骤114中将两个经放大的信号组合成要发送的双载波输出信号。该过程在步骤115结束。

图8示出了按照本发明提供按照8PSK调制的信号的方法的一个实施例。该过程在步骤120开始。在步骤121中，给第一发射机单元提供数字信号以及也给第二发射机单元提供相同的数字信号。在步骤123中，将非恒定包络调制信息提供给第一发射机单元和第二发射机单元。在步骤125中按照调制信息在第一发射机单元中选择和应用非恒定包络调制方案，以及在步骤126中按照调制信息在第二发射机单元中选择和应用非恒定包络调制方案。在步骤127中，将在第一发射机中的调制信号分成第一和第二分量。在步骤128中将在第二发射机中的调制信号分成相同的第一和第二分量。在步骤129中移相第一分量以补偿分别通过第一和第二发射机单元放大级的路径之间的相位特性差。在步骤130中产生与第一移相的分量相应的第一模拟信号。在步骤131中产生与第二分量相应的第二模拟信号。在步骤132中放大第一模拟信号，以及在步骤133中放大第二模拟信号。在步骤134中将两个已放大的信号组合成要发送的单一载波输出信号。该过程在步骤135结束。

图9示出了TCC操作的情形。该过程在步骤140开始。在步骤141中，给第一发射机单元提供数字信号以及给第二发射机单元也提供相同的数字信号。该数字信号预定以双倍强度发送。在步骤143中，将恒定包络调制信息提供给第一发射机单元和第二发射机单元。在步骤145中按照调制信息在第一发射机单元中选择和应用恒定包络调制方案，以及在步骤146中按照调制信息在第二发射机单元中选择和应用恒定包络调制方案。在步骤149中移相第一调制信号以补偿分别通过第一和第二发射机单元放大级的路径之间的相位特性差。在步骤150中产生与按照该信息调制和移相的第一数字信号相应的第一模拟信号。在步骤151中产生与按照该信息调制的第二数字信号相应的第二模拟信号。在步骤152中放大第一模拟信号，以及在步骤153中放大第二模拟信号。在步骤154中将两个已放大的信号组合成要发送的单一载波输出信号。该过程在步骤155结束。

三个流程图表现出了很大的相似性。在不同步骤中的改变具有这样的特性，就是其能由软件来改变，例如作为例如对所给调制信息的响应。这样的信息可在时隙基础上提供，也就是所请求的调制可以在从一个时隙到下一个时隙时改变。这也暗示着本发明不同操作模式最好从一个时隙到下一个时隙是可互换的。

所要公开的上述实施例的一些修改也是很有意思的。在图10中，示出了按照本发明的双发射机设备的另一实施例。许多部分和所示出的第一实施例的部分相同，将不再讨论。然而，存在一些明显的区别。首先，可以注意到在先前的实施例中，在第一和第二调制单元50、70中并行地执行相同的调制和分解操作。在本设计中可以避免这样，其中第二调制单元70明显地不具有任何分解器。代替地，连线66将第一调制单元50中分解器65的第二分量的输出连接到第二调制单元70中模拟信号发生器76的输入端。以这种方式，第二调制单元70可以制作得稍微简单些，以及在操作中的计算工作量集中到了第一调制单元50。连线67也连接着第一调制单元50中GMSK调制器的输出端和第二调制单元70中模拟信号发生器76的输入端。这能够使TCC操作的执行相应地简化。

图11示出了与图10中实施例的8PSK操作相应的流程图。由于给出的步骤与图8的过程中的一些步骤相同，就不再进行讨论。基本上，省去了步骤126和128，以及分别将步骤121和123变为步骤122和124，其中只涉及第一发射机单元。在该实施例中在步骤131中使用第二分量，然而是从第一调制单元提供的。

图12示出了与图10中实施例的TCC操作相应的流程图。由于给出的步骤与图9的过程中的一些步骤相同，就不再进行讨论。基本上，省去了步骤146，以及将步骤141和143分别变为步骤142和144，其中只涉及第一发射机单元。在该实施例中在步骤151中使用第二调制信号，然而是从第一调制单元提供的。

现在返回到图6。在该实施例中，提供给第一功率放大器64的信号的相移是基于混合电路组合器负载92的功率的测量。由于在发射机设备91和负载92的功率之间存在互补关系，可测量一个功率以及能计算另一个。负载功率的测量是相当容易的任务，但是当然，也可能直接测量提供给发射机设备的功率。在移相器63中执行的估计当然不得不相应地改变。

TCC操作期间的相移比较简单。负载92中消耗的功率被最小化，因此两个信号相位被同步。然而，如果是8PSK操作，执行相移的可能方式就不明显了。在充分利用本发明灵活性的系统中，所发送信号的特性改变了。如果TCC操作偶尔出现，可在这样的TCC时隙期间校准相移。然后可以例如在移相器63中存储最佳相移的值，以便例如在8PSK操作期间使用。

然而，如果设备是为跳频设计的，情形可能会更复杂。在图18中，示出了按照本发明的双发射机设备的一部分。示出了用于接入两个不同频率发生器61A和61B的第一调制单元50的模拟信号发生器56。开关68每次将一个频率发生器连接到正交调制器57。在这期间，另一个频率发生器被控制以调谐到要使用的下一个频率。当要进行频率改变时，开关68选择下一个频率发生器。所使用的每个频率可能影响放大器设备以给出不同的相移。这意味着应用于要在例如TCC或8PSK模式下放大的信号的相移必须在该特定频率校准。如果相移在TCC模式期间校准以及为在8PSK模式中使用而存储，对于由设备使用的每个频率必须有一个相移值。而且，两个频率发生器61A和61B可能引起不同的相移，因此需要用于频率发生器和频率的每个组合的一个已校准的相移。信号能通过连接86从频率发生器61A，61B发送到移相器63，用于指示移相器使用哪个相移。

可以如图19所示配置例如包括在移相器63中的相移存储器87。这里存储器87被设计为查询表，具有两个输入变量，即所使用的频率发生器的标识符和该频率发生器的频率。

还有为8PSK操作获得已校准相移的替代方法。如果没有或有非常少的TCC时隙的话这是必须的。如果只有一个功率测量值可利用，例如在负载92中(图8)消耗的功率，就必须有发射机设备期望功率的一些固有的认识。在图13中，示出了用于8PSK调制的正常脉冲的PVT(功率与时间)标志。PVT标志定义了允许8PSK信号改变的包络范围。在200之前的短时间周期和202之后的主要时间周期204，仅由2.4dB分开了最大和最小功率曲线。这暗示着在完全不了解实际系统的情况下，已知该信号实际功率具有至少2.4dB的准确度。然而，在多数情况中，设计考虑是已知的以及功率的准确度一般比较高，典型地处于0.3-0.5dB。通过在这些周期的至少一个期间执行输出功率测量可实现相移的校准，尽管主信号是非恒定包络类型。在该周期中的功率电平与整个脉冲串的平均功率有已知的关系。如果放大器的相位误差随着输出功率变化，包络的最大值将是同相的，而包络中在倾斜处的相移可能不同。因此在非恒定包络信号中恒定幅度信号的传输周期期间执行相移监控。

如果需要校正相移，优选地在没有有用信号从无线电收发机设备发送时、例如在两个时隙之间的保护周期期间执行加给第一信号的相移的校正。由于保护时间对于执行新相移的所有设置过程是足够长的，这将确保在随后时隙期间发送的信号不具有任何正在进行的相移所导致的缺陷。

在上述情形中，需要有关所发送信号的期望幅度的先验知识。然而，在更多的一般传输情况中，不能总获得这样的知识。在图14中，示出了功率测量器93的另一个实施例。仅仅示出了直接涉及的部分。在该实施例中，仍然连接功率测量器93以测量负载92上的功率。然而，现在还为功率测量器93提供从第一和第二功率传感器96、97来的信号，以分别测量功率放大器64和84的输出功率。以这种方式，功率测量器能保持追踪进入混合电路组合器的功率以及其输出的功率。信号符合

1 - \frac{P_{L}}{P_{TX 1} + P_{TX 2}}

其中PL是负载上消耗的功率，P_TX1和P_TX2是放大器输出的功率。该数量符合从功率放大器输出的信号之间的余弦因子。如果需要，移相器63(图6)随后能按照其调节任何相移。例如如果应用下行链路功率控制，这样的配置可能非常有用。

通过测量各部件的功率，在发送非恒定包络信号的周期期间来执行相移的校准就变得可能。然而，在任意信号部分期间执行其则导致大量的问题。然而，一个解决方法是使用先验已知的数字内容的信号部分。当例如使用GMSK调制或8PSK调制发送数据的时隙时，“训练符号”部分就包括在该数据中。这在图15中示意性地示出了。这些训练符号是所熟知的以及可以容易地计算出所期望的输出信号。通过按照图14监控功率值，在这种训练符号发送期间，可将实际输出信号与期望的输出信号比较，并且可检测相位差并将其用于校准。

上面示出了信号移相的一个实施例。然而，本领域中任何技术人员知道为了实现本发明的功能还可使用其他的移相设备和方法。当在TCC模式下操作时，出现了一个吸引人的替代方案。图16示出了具有替代的移相设备的发射机设备的一些可选择部分。功率测量器93象前面那样连接到移相器63。然而，在该实施例中，移相器63直接地连接到DSP52中的GMSK调制装置。移相器63计算从功率测量器93输出的功率信号并给GMSK调制转置54提供所要求的相移Δθ。GMSK调制装置54典型地使用按照在由数字信号引起的相移和时间之间的传递函数I作的列在表中的状态机98。图17中示出了这种函数的图。转换功能由实线描绘并由210表示。通过将由移相器63提供的相移Δθ简单地加入到从传递函数获得的值中，将为整个信号提供附加相移。随后经相移补偿的传递函数将如虚线212如示。

在上述实施例中，DSP 52和72已包括GMSK调制器和8PSK调制器形式的一个恒定包络调制装置和一个非恒定包络调制装置。DSP还可以包括不同类型和不同数量的调制器。移相键控的其他类型如4PSK是可能的其他非恒定包络调制器的实例。

在本发明中可使用的另一个有用的非恒定包络调制器是用于组合的载波信号的调制器。图20中示出了这种多载波调制器的一个实施例。这里，组合了GMSK调制的两个载波，但也可以组合其他调制方案、例如8PSK的载波。还有，可以组合具有不同调制方案的载波，例如一个是GMSK载波而一个是8PSK载波。而且，载波组合的基本思想能推广到多于两个载波的情况。然而，在这种情形中，带宽限制将构成实际的限定。

DSP 52包括载波组合器调制装置220，在本发明中依次包括两个GMSK调制器54A、54B。选择器55的一个输出端连接到第一GMSK调制器54A。由此提供由输入端51提供的数字信号给第一GMSK调制器装置54A，该数字信号代表将用于第一载波的信号。为第二GMSK调制器54B提供附加数字信号输入端228，由此为该调制器提供数字信号，其代表将用于第二载波的信号。提供了附加信息输入端222，其携带定义两个载波之间的频率差的数据，或者在本发明中携带定义该频率差的一半的数据。数字信号分别被GMSK调制成数字I和Q表示。然后在预先调制器225中用具有由输入端222提供的一半频率差的信号调制从第一GMSK调制器54A出来的I和Q表示，但是以相反的相位方向，即实际上负的一半频率差。同样地，在预先调制器226中用具有由输入端222提供的一半频率差的信号调制从第二GMSK调制器54B出来的I和Q表示。数字I和Q信号最后在加法装置224中相加，提供表示分别在一个载波上的两个数字信号的信号，预先调制为±Δf/2。稍后在电路中进行频率的上转换(up-conversion)，该频率被选择为两个载波的平均频率。

从GMSK调制器54A和54B中直接得出的数字信号是恒定包络信号。然而，在由频率差预先调制之后，其表现为非恒定包络状态。这两个信号的复数总量也具有非恒定包络特性。与上述8PSK情形类似，可以将该总量信号分为两个具有恒定包络的分量31和32(比较图4)。然后与上述8PSK情形类似地继续该方法。

通过使用该方案，在任何数量载波中的调制方案的任意组合可作为非恒定包络信号来组合和处理。此外由于能在时隙基础上进行调制方案的选择，按照本发明的无线电收发机单元设备在使用中具有非常高的适应性。然而，还存在有一些缺点。首先，由于载波之间的频率差被调制到甚至在分解成分量之前的信号中，增加了必须贯穿无线电收发机单元路径处理的信号的带宽。带宽的增加大约与频率差一致。这对无线电收发机单元中的部件特别是对DAC提出非常高的要求。然而，对目前已有能处理至少相邻频率的DAC部件。当然使用多于两个的载波将使带宽要求更大。

另一个问题是，如果使用多于两个的载波，将降低每个载波的输出功率。由于总功率由每个单独的无线电收发机单元的功率的总量所限制，不能超过该最大功率。当具有三个或更多载波时，为了确保总量信号15能分成两个分量，总量信号15必须按比例减小，也就是其必须保持在两倍分量幅度之中。为了绝对地确保覆盖每个可能的组合，将以因子n/2来减少每个载波的输出功率，其中n是载波数量。

将非恒定包络信号分成恒定包络分量的原理使得无线电收发机单元可以被非常灵活的使用。然而，在处理低幅度信号时该原理不是非常有功效。即使总信号具有低的幅度，而分量具有高的幅度，其意味着当在混合电路组合器中重新组合分量时将浪费大部分功率。将由负载消耗大量功率。

还有，当总信号具有低幅度时，信号中的小改变可能导致分量非常大的相位改变。由此当总信号具有低幅度时，处理分量所需的带宽将更大。

减少上述问题的方法是放弃保持分量幅度恒定的要求。通过在总信号幅度变小时降低分量幅度，可获得一些优点。所需要的带宽将减小以及总的功效将增加。

Claims

1、发射机设备，包括：

具有第一数字信号处理器(52)和第一模拟信号发生器(56)的第一调制单元(50)；

所述第一数字信号处理器(52)具有第一数字信号输入端(51)；

第一功率放大器(64)，连接到所述第一模拟信号发生器(56)的输出端；

具有第二数字信号处理器(72)和第二模拟信号发生器(76)的第二调制单元(70)；

所述第二数字信号处理器(72)具有第二数字信号输入端(71)；

第二功率放大器(84)，连接到所述第二模拟信号发生器(76)的输出端；

连接到所述第一和第二功率放大器(64，84)的输出端的组合器设备(90)；和

连接到所述组合器设备(90)的输出端的发射机设备(91)，

其特征在于所述第一数字信号处理器(52)还包括：

至少一个第一非恒定包络调制装置(53)；

连接到所述至少一个第一非恒定包络调制装置(53)的输出端的第一信号分量分解器(65)；

可连接到所述第一模拟信号发生器(56)的所述第一信号分量分解器(65)的第一输出端；

用于接收调制指令(49)的第一装置；

可连接到所述第一模拟信号发生器(56)的至少一个第一恒定包络调制装置(54)；以及

用于响应于所接收的调制指令(49)将调制装置连接到所述第一数字信号输入端(51)的第一调制选择装置(55)。

2、按照权利要求1的发射机设备，其特征在于所述第二数字信号处理器(72)还包括：

与所述至少一个第一非恒定包络调制装置(53)类型相同的至少一个第二非恒定包络调制装置(73)；和

连接到所述至少一个第二非恒定包络调制装置(73)的输出端的第二信号分量分解器(85)；

可连接到所述第二模拟信号发生器(76)的所述第二信号分量分解器(85)的输出端；

所述第一信号分量分解器(65)的所述第一输出端的信号与所述第二信号分量分解器(85)的所述输出端的信号的总和，等于所述至少一个第一非恒定包络调制装置(53)的所述输出端的信号。

3、按照权利要求1的发射机设备，其特征在于所述第一信号分量分解器(65)的第二输出端可连接到所述第二模拟信号发生器(76)。

4、按照权利要求1、2或3的发射机设备，其特征在于

所述第二数字信号处理器(72)还包括：

用于接收调制指令(69)的第二装置；

可连接到所述第二模拟信号发生器(76)的至少一个第二恒定包络调制装置(74)；以及

用于响应于所接收的调制指令(69)将调制装置连接到所述第二数字信号输入端(71)的第二调制选择装置(75)。

5、按照权利要求4的发射机设备，其特征在于能够在时隙的基础上操作所述第一和第二调制选择装置(55，75)。

6、按照权利要求1至5的任一权利要求的发射机设备，其特征在于，还包括：

检测所述发射机设备(91)的总功率或与其直接相关的量的第一功率监控器(93)；和

连接到所述第一功率监控器(93)的移相器(63)，配置为响应于所述所检测的总功率引起由所述第一模拟信号发生器(56)产生的模拟信号的移相。

7、按照权利要求6的发射机设备，其特征在于所述第一功率监控器(93)是所述组合器设备(90)的负载(92)的功率测量器。

8、按照权利要求6或7的发射机设备，其特征在于所述移相器(63)包括用于将所述相移(Δθ)和将要输入给所述模拟信号发生器(56)的数字信号进行复数乘法的装置。

9、按照权利要求6或7的发射机设备，使用GMSK调制，其特征在于所述移相器(63)包括用于在所述GMSK调制中引入相位偏移(Δθ)的装置，所述相位偏移通过使用在所述第一数字信号处理器(52)中的表格驱动的状态机来产生。

10、按照权利要求6至9中任一权利要求的发射机设备，其特征在于用于给所述第一和第二数字输入端(51、71)提供相同数字信号以及给用于接收指令(49，69)的所述第一和第二装置提供恒定包络调制的相同指令的装置，其允许发射机相干组合。

11、按照权利要求6至10中任一权利要求的发射机设备，其特征在于还包括：

第二功率监控器(96)，检测所述第一功率放大器(64)的所述输出端上的功率并被连接到所述移相器(63)；和

第三功率监控器(97)，检测所述第二功率放大器(84)的所述输出端上的功率并被连接到所述移相器(63)；

所述移相器(63)，配置用于响应于所检测的总功率和分别在所述第一和第二功率放大器(64、84)的所述输出端上检测的功率之间的比较而引起相移(Δθ)。

12、按照权利要求1至11中任一权利要求所述的发射机设备，其特征在于所述第一和第二非恒定包络调制装置从以下列表中选择：

4-PSK调制装置；

8-PSK调制装置(53、73)；和

用于至少两个载波的组合的装置(220)。

13、按照权利要求4至12中任一权利要求的发射机设备，其特征在于所述第一和第二恒定包络调制装置是GMSK调制装置(54、74)。

14、用于在至少具有并列布置的第一和第二调制单元(50、70)的发射机设备(45)中产生发射机信号的方法，每个调制单元允许至少一个非恒定包络调制和至少一个恒定包络调制，所述第一调制单元(50)具有第一模拟信号发生器(56)，所述第二调制单元(70)具有第二模拟信号发生器(76)，所述方法包括以下步骤：

提供数字信号(51、71)给所述第一和第二调制单元(50、70)；

提供调制信息(49、69)给所述第一和第二调制单元(50、70)；

作为对于恒定包络调制请求的所述调制信息(49)的响应，通过执行提供给所述第一调制单元(50)的第一数字信号的恒定包络调制，以及作为对非恒定包络调制请求的所述调制信息(49)的响应，通过执行所述第一数字信号(51)的非恒定包络调制并分解所述经非恒定包络调制的第一数字信号的第一分量，从而给所述第一模拟信号发生器(56)建立第一输入信号；

作为对恒定包络调制请求的所述调制信息(69)的响应，通过执行提供给所述第二调制单元(70)的第二数字信号(71)的恒定包络调制，以及作为对非恒定包络调制请求的所述调制信息(69)的响应，通过执行所述第一数字信号(51)的非恒定包络调制并分解所述经非恒定包络调制的第一数字信号的第二分量，从而给所述第二模拟信号发生器(76)建立第二输入信号；

按照所述第一输入信号在所述第一模拟信号发生器(56)中产生第一输出信号；

按照所述第二输入信号在所述第二模拟信号发生器(76)中产生第二输出信号；

放大所述第一输出信号；

放大所述第二输出信号；

组合所述第一和第二已放大的输出信号以形成模拟发射机信号。

15、按照权利要求14的方法，其特征在于在时隙基础上执行所述提供步骤。

16、按照权利要求14或15的方法，其特征在于所述调制信息包括非恒定包络调制请求，由此，在所述第一调制单元(50)中在所述第一信号(51)上执行给所述第二模拟信号发生器(76)建立第二输入信号的所述步骤，所述方法还包括将所述第二输入信号从所述第一调制单元(50)传送给所述第二模拟信号发生器(76)的步骤。

17、按照权利要求14或15的方法，其特征在于所述调制信息包括非恒定包络调制请求，以及所述第二数字信号(71)与所述第一数字信号(51)相同，由此，在所述第二调制单元(70)中在所述第二信号(71)上执行给所述第二模拟信号发生器(76)建立第二输入信号的所述步骤。

18、按照权利要求16或17的方法，其特征在于所述非恒定包络调制是8-PSK调制(53、73)。

19、按照权利要求16或17的方法，其特征在于所述非恒定包络调制是多载波GMSK调制(220)，由此，所述方法包括给所述第一和所述第二调制单元都提供一组至少两个数字信号的步骤，由此，所述建立步骤包括执行每个数字信号的GMSK调制和对所述已调制信号进行数字化组合以形成非恒定包络多载波信号的步骤，由此在所述非恒定包络多载波信号上执行所述分解步骤。

20、按照权利要求14或15的方法，其特征在于所述调制信息包括恒定包络调制信号的发射机相干组合的请求，以及所述第一数字信号(51)和所述第二数字信号(71)相同。

21、按照权利要求16至20中任一的方法，其特征在于以下步骤：

监测所述模拟发射机信号的功率或直接与其相关的量；以及

按照所述功率移动所述第一输出信号的相位。

22、按照权利要求21的方法，其特征在于所述监测步骤包括测量在所述组合步骤期间排除的功率，由此作为互补量来提供所述模拟发射机信号的所述功率。

23、按照权利要求21或22的方法，其特征在于所述移相步骤依次包括在两个时隙之间的保护周期中调节所述第一或第二调制的初始偏移相位(Δθ)的步骤。

24、按照权利要求21或22的方法，其特征在于所述移相步骤依次包括添加一个与第一输出信号的产生有关的相移(Δθ)的步骤。

25、按照权利要求16至24中的任一权利要求的方法，其特征在于当使用具有发射机相干组合的恒定包络调制时执行所述的监测和相移，由此当选择非恒定包络调制时保持所述相移。

26、按照权利要求16至24中的任一权利要求的方法，其特征在于在非恒定包络信号的恒定幅度周期的传送期间执行所述的监测和相移。

27、按照权利要求16至26中的任一权利要求的方法，其特征在于还有测量所述第一和第二模拟输出信号的即时功率的步骤，由此按照所述模拟发射机信号的所述功率与所述第一和第二模拟输出信号的所述功率的比较执行所述相移。

28、按照权利要求27的方法，其特征在于在发射机相干组合情况下的所述相移按照下式执行：

φ_shift＝cos^-1(P_TR/(P_TX1+P_TX2))，

其中P_TR是所述的总功率，P_TX1和P_TX2分别是所述第一和第二模拟输出信号的所述功率。

29、按照权利要求27的方法，其特征在于在时隙中已知训练序列的周期期间执行所述比较。

30、按照权利要求14至29中的任一权利要求的方法，其特征在于还有以下步骤：

当所述已调制信号具有低幅度时减小所述第一和第二信号的包络。

31、按照权利要求30的方法，其特征在于所述减小包络的步骤包括使功率消耗最小化。

32、按照权利要求14至31中的任一权利要求的方法，其特征在于还有以下步骤：

为一组所使用的频率中的每一个存储已调节的相移值。

33、按照权利要求32的方法，其特征在于还有以下步骤：

对于所述所使用频率中的每一个，为一组使用的频率发生器(61A，61B)中的每一个存储已调节的相移值。