[发明专利]无线电发射机中末级放大器非线性的补偿方法

说明书

本发明涉及一种对采用线性数字正交调制的无线电发射机中末级放大器的非线性进行补偿的方法。此种无线电发射机可在例如移动式电话技术中的移动式电话部件内用来向基地台发送数字化的语言、数据和控制信息。

移动式电话技术中移动式电话机的无线电发射机具有小型的、节省空间的结构。其所要发送的信息信号（数据、语言、控制信号）是被调制到具有某一给定角频率ω_C的载波上的。其所使用的调制方法就是所谓正交调制法，也就是，把该载波分解成两个互相正交的分量，即sin ω_Ct和cos ω_Ct;然后例如用四相移相键控法（QPSK）对于这两个正交分量以信息信号相位的正弦和余弦分量进行调制。该信息信号包含在一种以“1”和“0”的比特流出现的数字信号中。在四相移相键控的情况下，二进制“1”相当于所述被发送的无线电信号的正向相位变化或正向相位移，而“0”相当于所述被发送的无线电信号的负向相位变化或负向相位移。这些相位变化总是从前一比特的相位开始的;因此在滤波以后，被发送的无线电信号的相位将是连续进展而不是突变的。

因此，为了形成所要发送的无线电信号r（t），就有必要形成某一给定相角（＝相位变化）的正弦值和余弦值，在调制过程中这些值被调制在两个载波分量上。这两个值被称为正交分量，通常分别把它们标定为I和Q。大家知道，用具有若干存储器的波形发生器对于某一给定的相位变化来形成这些分量。例如，美国第4，229，821号专利说明书中描述了一种包括两个分别用于sinφ和cosφ的查表存储器的波形发生器。这两个存储器可由具有表内某一给定比特数的信号向量α寻址，该比特数取决于低通滤波器（即预调制滤波器）脉冲响应的持续时间。脉冲响应的持续时间通常是被截断到某一给定比特数的，该数取决于被发送的无线电信号的所需质量。

在发射机中，调制器电路的后级是末级放大器，它的作用是把该无线电信号r（t，α）放大到某一给定功率，以便从移动式电话的发射机天线上发送出去。由于所应用的正交调制过程是线性的，也就是，被发送的信息将会同时影响该无线电信号的幅值和相位，所以末级放大器的增益也必须相对于幅值和相位都是线性的。

通常由末级放大器组成的发射机最后一级是C类放大;也就是，在静止状态下，它的晶体管电路是被偏置到位于集电极电流截止点以下的。但是，这意味着，将使输入信号的正交分量失真，因为该放大器并未工作在线性范围内。因此就必须相对其缺点权衡使该放大器工作于C类区的优点（电效率高）了。本发明利用了包括有上述表格单元的波形发生器，以便形成所述正交分量，也就是后面准备放大的信号。通过变更存储于各表格单元中的数字值，就可补偿该未级放大器的非线性。

同时，本发明方法以后面权利要求书的权利要求1的特征为特征，即：从存储在所述存储装置（ST，CT）中的原来的数字值I（t，α），Q（t，α）形成一种可给出已正交调制的无线电信号绝对值|r（t，α）|的值R（t，α）;可寻址地存储末级放大器（F）传输函数H_R和H_φ的多个数字值;利用所述算得的R（t，α）值寻址所述传输函数H_R和H_φ的已知值，以此来获得具有与末级放大器幅值相关的第一值H_R（R）和与该放大器相位相关的第二值H_φ（R）;以及使所述第一值H_R（R）和所述第二值H_φ（R）的正弦和余弦分量乘以原来的数字值I（t，α）和Q（t，α），这样使得所述存储装置（ST、CT）中所得到新的、已变更的数字值i（t，α）和q（t，α）具有某一绝对值，该绝对值等于原来的数字值乘以系数1/H_R（R）后的绝对值，因此，对于所述波形获得了新的数字值i（t，α），q（t，α），这种新的数字值取决于正交调制，来补偿无线电信号的所述非线性。

现在，将参照各附图对本发明进行更详细的描述。

图1是采用数字调制的无线电发射机理论模型的框图;

图2是应用本发明的无线电发射机中已知类型的波形发生器框图;

图3是说明无线电信号相位的正交分量图;

图4a至4c说明按时间变化的无线电信号中正交分量的各种位置;

图5是根据本发明方法的硬件解决方案框图;

图6是对可以应用本发明方法的另一种（与图2所示不同）的波形发生器进行说明的框图。