[发明专利]组合发送滤波器和数字/模拟转换器

说明书

发明领域

本发明总的来说涉及数字模拟转换(D-A)和信号滤波，且更特别地涉及数字无线通信装置中的组合D-A转换器和发送滤波器。

背景技术

现代移动通信装置经常使用数字调制技术。数字调制提供了许多优于模拟调制的优点，诸如对通信频道的不利条件具有更大抗扰性和更高强度。数字调制调节数字差错的检测和校正码，它们能检测并校正在发送中产生的误差。数字调制也允许使用各种数字信号处理技术，诸如信源编码，加密和改善通信系统整个性能的均衡。

在数字通信系统中，调制信号(即发送信息)由符号或脉冲时序来表示。每个符号具有一有限数的状态。有2ⁿ个可能状态，其中n等于每个符号的位数。通过改变波形的特性将调制信号施加到载波波形上。例如，在调幅中，载波波形的振幅随调制信号线性变化。在相位调制中，波形的相位随调制信号线性变化。在复调制中，也称为正交调制，载波波形的振幅和相位都出现变化且因此在二维复平面中生成时间变化信号的向量。

图1示出了现有技术的平衡正交调制器的框图，它通常由标号10来表示。数字信号处理器(DSP)12产生与调制信号的I和Q分量相应的符号序列。符号序列与期望的复调制的实部和虚部相应。实部通过期望振幅乘期望相位角的余弦得到。虚部通过振幅乘期望相位角的正弦得到。数字模拟(D到A)转换器14将每个符号序列转换为模拟波形，将其称为I(同相)和Q(正交)调制波形。滤波器16去除在I和Q波形中的光滑阶跃变化，这将导致采样和量化的产生。缺少滤波，当调制波形中的阶跃变化可能会在发送信号中产生不期望的波谱分量，它将干涉临近的无线电频道。滤波器16为典型的低通滤波器，通过调制信号的期望分量而取消与在调制波形中的阶跃变化相关的高频率分量。在滤波后，将I和Q调制波形传送到正交调制器18中，它将在载波波形上去除调制波形。

众所周知，在现有技术中可利用有限脉冲响应(FIR)滤波器进行滤波，其在连续符号的滑动时窗上执行加权和。美国专利5867537公开了FIR滤波器的最新方法，在此一并参考引用。‘537专利公开了利用移位寄存器和电阻网络来实现发送滤波器的加权系数的滤波位序列的方法。将平衡的I和Q信号以位速率或期望的重复采样速率输入到移位寄存器中。将每个移位寄存器级的同相和反相输出连接到等同的第一和第二电阻网络上。第一和第二电阻网络包括多个表示期望发送滤波器权函数不同值的电阻。将移位寄存器的同相输出用于正权，反相输出用于负权。将第一组的同相和反相输出连接到第一电阻网络上，且将第二互补组的同相和反相输出连接到第二电阻网络上。因此，第一和第二网络产生适合输入到平衡正交调制器的互补I和Q输出。

利用电阻网络来执行滤波的一个缺点是用大电阻值来执行小的加权因数。因此，需要在FIR滤波器中进行进一步的改进。

本发明的概述

本发明是在正交调制器中使用的组合数字模拟转换器和发送滤波器。根据本发明，将发送滤波器构建为通过使用组合网络诸如电阻网络连接到移位寄存器的抽头(tap)中来提供期望的抽头加权。为了避免使用过高的电阻值来执行很小的加权，利用梯形网络衰减来自具有小的组合权值抽头中的成分。然而，梯形网络仅可以提供从一个阶段到下一阶段的日益增加的衰减。为了易于使用梯形网络，因此在第一方面，本发明包括按照绝对值排列的滤波器抽头加权的排序，目的是为了确定修正顺序，其中必须将移位寄存器的抽头连接到梯形网络的连续部分上。在本发明的第二方面中，在L采样的每个位周期或时间片(chip)周期中重复采样因数操作的滤波器通过首先分离N抽头加权为L组N/L加权而构建，每个组对应L个重复采样相位之一。然后为每个组的N/L抽头设计电阻网络，其通过长度为N/L级的移位寄存器来提供并在时间片速率或位速率中进行时钟控制。L倍时间片或位速率的更高频率时钟对在网络中的L电阻网络的逐级选择进行控制，该网络连接到移位寄存器上以对每个L重复采样相位提供输出。

本发明的第三方面包括上述第一和第二方面的组合。在将N抽头加权分割成L组N/L加权后，将每组的L抽头加权按绝对值排序且每组的梯形网络提供来自每组分类顺序中连续抽头成分的衰减。开关的排列受L倍时间片率或位速率的重复采样时钟的控制，以确定通过移位寄存器的输出驱动的梯形网络，为每个相位提供滤波信号。