[发明专利]自适应数字抖动信号控制方法和利用该方法的中频发射机

说明书

本发明涉及电信技术，具体地说，涉及一种自适应数字抖动(dither)信号的控制方法以及利用了这种自适应数字抖动信号控制方法的数字中频发射机。

由大规模集成电路(VLSI)的飞速发展带来的数字化是当今愈演愈烈的信息技术的一个主要特征，它反映在无线电通信设备上是数字器件越来越接近天线，这种趋势所带来的好处是生产容易、成本低廉、功能更多、性能更好。

在这种无线系统的中频发射机中，数字上变频器(DUC)和数模转换器(DAC)是两个关键的功能部件。它们将经过基带处理、数字调制的信号进行上变频后，再通过数模转换器将数字中频信号转化成模拟中频信号，然后送至后续的射频模块。数模转换器的性能指标(主要指信噪比SNR和无虚假动态范围SFDR)是决定从天线口发射出去的射频信号质量的第一级。其中又以无虚假动态范围(SFDR)的指标最难满足。

对于数模转换器的无虚假动态范围指标的改善，除了采用性能指标更好的芯片、提供高精度的时钟等外，一种引人注目的方法是在有用信号中加入抖动信号(Dither Signal)，其原理是：在模数转换器中，其非线性特性是有一定规律性的。反映在频谱上是有一些谐波和杂散点比较高。通过加入Dither信号，可以打破上述规律性，将数模转换器输出中杂散压至底噪(Noise floor)，从而改善系统的非线性特性，提高系统的SFDR指标。Dither信号包括宽带Dither和窄带Dither两种。其中运用较多的是窄带Dither。

在通常的Dither应用中，一般的方法是通过试验找到最佳的Dither信号，并将各个参数固化在电路和设计中。这种方法有如下的一些问题：

1、对于不同的数模转换电路和芯片，对应的最佳Dither信号是不一样的。那么在电路和设计上也是有一定差异的。这样就意味着电路的通用性不好，用于某个数模电路的Dither电路和设计不能完全照搬到另一个数模转换电路中。

2、对于同一类型的数模转换芯片和电路，不同个体间也存在一定的差异，在这种固化的Dither设计中无法反映这种差异。

3、随着环境的变化(如温度等)，数模转换电路和芯片的性能也会有相应的变化，固化的Dither设计无法适应这种变化。

4、Dither的效果是和输入信号有一定关系的，固化的Dither信号无法跟踪输入信号的慢变化。

传统的方法中没有考虑到以上的种种因素，一方面是因为原有的系统对线性度的要求不是很高，另一方面则是因为实时改变Dither信号颇为不易。而在现代的无线系统中，对于整个通道的线性度要求是很高的，而其中数模转换器的线性度起着相当的作用，因此，需要考虑以上的各种因素。

因此，本发明的目的在于提供一种自适应数字抖动信号的控制方法，该方法能根据不同的数模转换电路、环境以及输入信号自适应地调整产生的数字抖动信号，以提供最佳的数字抖动信号。

本发明的另一个目的在于提供利用上述这种自适应数字抖动信号控制方法的数字中频发射机，这种中频发射机能根据其使用的不同的数模转换电路、使用的环境以及输入信号自适应地控制的数字抖动信号，以便为数模转换电路提供最佳的数字抖动信号。

根据上述目的，本发明提供的自适应数字抖动信号的控制方法包含下列步骤：

a.产生初始数字抖动信号；

b.将所述数字抖动信号与输入信号上变频并混合，产生中频混合输入信号；

c.对中频混合输入信号进行数模转换，产生模拟混合输入信号；

d.对模拟混合输入信号进行中频滤波，滤除带外信号，产生模拟输入信号；

e.对模拟输入信号进行模数转换，产生反馈数字输入信号；

f.将所述反馈数字输入信号与上述中频混合输入信号进行比较，产生控制信号；

g.利用该控制信号，控制数字抖动信号的产生，然后回到步骤b；

如此循环。

根据本发明的另一个目的，本发明提供的数字中频发射机包括：

基带单元，用于提供数字输入信号；

抖动信号发生器，用于提供抖动信号；

上变频器，用于对基带单元提供的数字输入信号进行上变频，产生中频数字输入信号；

混合器，将所述抖动信号发生器提供的所述抖动信号与所述上变频器产生的所述中频数字输入信号进行混合，产生中频混合输入信号；

数模转换器，将混合后的中频混合输入信号进行数模转换，产生模拟混合输入信号；

中频滤波器，与所述数模转换器相连，滤除模拟混合输入信号中的中频信号，产生模拟输入信号；