[发明专利]高速数字比特生成器

说明书

一种射频(RF)发送器包括：输入端口的集合，其接收要在分离频带的集合上发送的信号的基带采样；滤波器组的集合，针对每个输入端口存在一个滤波器组，每个滤波器组包括多个数字多相插值滤波器，以对基带采样的相应序列的偏移相位进行采样，并对采样的相位进行插值，以产生具有偏移相位的插值基带相控采样的多个序列；以及振荡器组的集合，每个振荡器组包括与多个数字多相插值滤波器对应的多个多相数字直接合成器(DDS)，以生成数字波形的多个采样序列。

技术领域

本发明总体上涉及一种高速数字比特生成器，更具体地说，涉及一种用于光学前端接口的高速数字比特生成器的系统。

背景技术

无线通信是现代信息基础架构的重要部分。过去的十年中诸如智能手机、平板电脑以及新型依赖网络的装置之类的手持小型装置呈指数级增长。在高数据速率通信链路方面的苛刻要求推动了具有更高吞吐量、支持移动性以及更高服务质量(QoS)和体验质量(QoE)的相继几代标准。尽管如此，所有进一步进展必须以平稳有效的方式进行，而又无需增加运营支出(OPEX)/资本支出(CAPEX)成本。

渐增地，这意味着必须有效地利用无线电资源，同时必须开发更高数据速率的无线接入技术。为了以有效方式满足数据速率要求，第一步涉及增加3G系统中的可用带宽。然后，为了尝试在没有频谱分配约束的情况下实现可伸缩更宽带宽，在诸如长期演进(LTE)-高级之类的4G系统中引入了CA的概念。

通过将连续CA和非连续CA能力标准化，使得能够组合多个频段以进行高速数据传输。由于LTE-高级特征的商业成功，期待它们将继续演进，作为5G技术的一部分。为了以紧凑高效方式实现对无线接入网(RAN)的期待，需要开发灵活、捷变和可重新配置的无线电收发器，并从根本上支持多个频带和多种标准。这些特征的集成能够为在所有RAN方之间建立多个、并发和频率捷变的数据链路提供有效的答案。

全数字发送器(ADT)的概念以成为开发下一代射频(RF)收发器的有前途的路径为目标。潜在的设计紧凑且通用的无线通信收发器的前景吸引了很多新关注。一些方法描述了从基带(BB)到RF级的全数字数据路径。这使得能够设计复杂度低且灵活的发送器。基本构思是将m比特数字信号量化为2-电平表示，从而得到具有恒定包络的信号。在数字上变频到期望载波频率之后，能够通过高效的非线性放大器(诸如开关模式功率放大器(SMPA))来放大脉冲表示。在放大之后，需要带通滤波器来重构由天线辐射之前的信号。它们的全数字化行为固有地得到对于这项工作来说捷变的、灵活的、可重新配置的、多标准的且重要的、具有最少外部前端的多频带RF前端。

然而，尽管对多频带能力的明显理想的且根本上的支持，但与非连续CA传输相关联的设计挑战阻碍了多频带解决方案的提出。能够用调制器采样频率的整数倍或用降采样率拓扑来实现多频带传输。其它方法采用体积大且效率低的功率合成器在传输之前联合不同频段。设计多频带传输的一些困难是由于在脉冲编码之后设置了数字上变频(DUC)而引起的。按照这种方法，由于编码信号具有分布在整个频谱上的相当量的带外噪声，因此上变频到不同频带通常导致系统性能下降。一种实现频带之间更高跨度的方法是基于来自不同奈奎斯特区(Nyquist Zones:NZ)的副本的利用。但是，与需要在全部所涉及的采样率/频率中保持整数倍相关联的、在信噪比(SNR)方面的固有降低导致性能下降。此外，将DUC定位在脉冲编码之前通常意味着采样率至少是载波频率的两倍。这对脉冲编码器和模拟前端二者提出了具有挑战性的要求。因此，需要一种适合于连续和非连续多频带传输的数字发送器。

在光链路应用中，大规模数据传输正在驱动下一代光前传和回传架构。传统基于模拟的前传解决方案遭受了非线性损伤和不灵活性。

发明内容

一个实施方式的目的是提供一种并行架构，该并行架构使得能够传输连续和非连续的多频带信号。另一个实施方式的目的是提供一种能够在数字域中实现的、能够实现数字多频带射频(RF)发送器的架构。这种发送器有时被称为全数字发送器(ADT)。