[发明专利]用于直接数字射频调制器的数字前端

说明书

本文涉及一种用于直接数字射频调制器(directdigitalradiofrequencymodulator，简称DDRM)的数字前端(digitalfrontend，简称DFE)(100)。所述DFE包括：上采样单元(101)，用于提供包括同相(in‑phase，简称I)和正交(quadrature，简称Q)信息(105)的上采样的4相数字基带(digitalbaseband，简称DBB)信号(107)；转换单元(103)，用于将所述上采样的4相DBB信号(107)转换为8相DBB信号(109)。

技术领域

本发明涉及用于直接数字射频调制器(DirectDigitalRadioFrequencyModulator，简称DDRM)的数字前端(DigitalFrontEnd，简称DFE)、DDRM以及一种用于将DDRM的DFE接收的4相数字基带信号转换为8相数字输出信号的方法。

背景技术

数字发射机，也称为数字直接RF调制器(digitaldirectRFmodulator，简称DDRM)，是移动通信的新趋势。由于其巨大的采样比率，其固有地支持现代3G、4G(LTE，包括载波聚合)和5G标准所要求的大信号带宽。目前使用的DDRM是4相DDRM，这意味着输出数据速率大约(或精确地)是RF频率的4倍。

4相DDRM的限制和挑战包括：线性度，主要被视为3阶和5阶的反互调产物(C-IM3，C-IM5)；和2阶和3阶的谐波失真(HD2，HD3)。

直接数字RF调制器是一种无线发射机电路，其将数字基带信号直接调制到RF载波频率上。这是通过将基带信号与包含所期望的RF频率上的强频率分量的信号相乘来实现的(DDRM也称为本地振荡器)。

图2a示出了传统的正交上变频器链200a。在大多数现代发射机中，起点是数字表现形式的基带数据(I，Q)。该数字基带数据由基带数模转换器(Digital-to-Analogconverter，简称DAC)211转换为模拟等效信号。接下来，采用重建滤波器213去除由源信号的数字特性引起的伪影，例如混叠和量化噪声。此外，滤波器本身去除了来自D/A转换器的所有非理想性的影响，例如，失配噪声、热噪声和超出滤波器带宽的带外失真分量。然后将滤波后的信号应用到正交混频器215，该正交混频器215采用本地振荡器(LocalOscillator，简称LO)进行相乘操作。然后采用由一个或多个放大器组成的放大级217，219来放大所得到的RF信号，最终将功率传递给天线221。

上变频和放大级200的概念性表现形式在图2b中示出。模拟基带信号由图形201(同相)和图形203(正交)示出。实线表示差分信号对中的正相信号，而虚线表示相反的符号。采用具有频率FLO的给定LO实现这种基带信号的上变频操作的一种方法是将LO周期分成4个相等的部分，每个部分的长度为T4LO＝0.25/FLO。可以示出，在一个LO周期中在正同相201、正正交203、负同相202和负正交204信号之间交替将实现复基带信号向LO频率的上变频。然后可以将这种混频器的RF输出205馈送到在Class-AB运算中发生偏置206的放大器。

图3示出了基于DDRM的发射机300的框图。与传统的正交上变频链不同，DDRM将数字信号先混合307到LO再重新组合成RF信号。首先，对数字基带信号(I，Q)进行数字上采样301和数字滤波303，以确保适当的量化噪声性能和足够的混叠距离。然后，将该信号直接应用到结合了DAC、混频器和第一放大级的功能的DDRM305。DDRM305基本上是由混频器和发电模块组成的几个加权片的组合。基于基带数据的大小，以这样的方式启用多个这样的切片，使得呈现给天线311的信号对应于期望的信号。