專利名稱：用于無線調(diào)制解調(diào)器發(fā)射器功率斜坡上升的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及無線通信調(diào)制解調(diào)器，更具體的說，涉及用于斜坡上升無線調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射器功率的裝置和方法。
目前，無線調(diào)制解調(diào)器利用硬件降低頻帶能量的外出水平，由此減少干擾的機(jī)會。系統(tǒng)通過控制發(fā)射裝置中功率斜坡上升的速度來控制鄰信道干擾量。一種調(diào)制解調(diào)器由在功率斜坡上升和功率下降期間檢測供應(yīng)到發(fā)射器中的功率放大器的電流并利用負(fù)偏壓控制功率放大器(PA)的功率增益而通過硬件實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。
隨著發(fā)射速率繼續(xù)增加，指定數(shù)量的周轉(zhuǎn)時(shí)間被縮短。高數(shù)據(jù)速率和短周轉(zhuǎn)時(shí)間的組合要求發(fā)射的包具有最小量的開銷，這樣就在最小量的鄰信道干擾的情況下盡快使調(diào)制解調(diào)器斜坡上升。
前述的硬件驅(qū)動(dòng)的技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是對PA功率增益的速率以及由此產(chǎn)生的鄰信道干擾的控制力度是非常有限的。通常在發(fā)射器中，通過增加PA的增益或在以載波驅(qū)動(dòng)時(shí)對PA施加功率供應(yīng)偏置來斜坡上升輸出功率，如以上所述的那樣。斜坡上升曲線的形狀由某電阻/電容RC時(shí)間常數(shù)和PA的轉(zhuǎn)移函數(shù)確定。出現(xiàn)在鄰近信道中的鄰信道干擾與功率水平的時(shí)間變化率(包絡(luò)線形狀的斜度)和PA輸出功率成比例，該鄰信道干擾由在這些信道中功率的大小來測定。在低功率水平非常陡的包絡(luò)線斜度不會導(dǎo)致足夠的鄰信道干擾，但在接近PA的最大功率同樣的斜度將會導(dǎo)致相當(dāng)大的鄰信道干擾。對于給定的總斜坡上升時(shí)間，通過在低功率水平快速斜坡上升輸出功率然后在接近滿輸出功率時(shí)降低該速率，鄰信道干擾的數(shù)量可被最小化。RC時(shí)間常數(shù)可能會在標(biāo)稱上趨向?qū)嵭羞@一點(diǎn)，但當(dāng)主要依靠硬件時(shí)，控制與功率水平的時(shí)間變化率相比的功率增加速率的程度是困難的和非常有限的。
現(xiàn)有技術(shù)的一些限制在于其不能在保持發(fā)射信道和鄰近信道之間的鄰信道干擾的低水平的同時(shí)有效的縮短斜坡上升時(shí)間。只用硬件很難達(dá)到對斜坡上升曲線的控制，由此導(dǎo)致極度復(fù)雜的數(shù)字斜坡電路，而這樣的電路仍不能滿足正在前進(jìn)中的發(fā)射速度要求的需求。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的一個(gè)途徑是通過利用數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生具有需要的持續(xù)時(shí)間和形狀的斜坡數(shù)據(jù)的波形來獲得更好的控制。一種軟件控制的方法獲得比現(xiàn)有可獲得的硬件實(shí)施的系統(tǒng)對斜坡上升曲線更好的控制，該軟件控制方法可通過固件(firmware)和硬件實(shí)施。
通過提供一種無線調(diào)制解調(diào)器，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和限制，該無線調(diào)制解調(diào)器包括直流(DC)偏置電壓，恒定振幅波形源，可變振幅波形源，同相/正交調(diào)制器，功率放大器和發(fā)射天線。該恒定振幅波形源提供恒定振幅的波形。該可變振幅波形源提供第一可變振幅波形和第二可變振幅波形。該同相/正交(I/Q)調(diào)制器有輸入，增益控制和輸出。該I/Q調(diào)制器的輸入與恒定振幅波形和該DC偏置電壓中的每一個(gè)都耦合。該I/Q調(diào)制器的增益控制耦合到第一可變振幅波形。該第一可變振幅波形提供第一控制電壓以偏置I/Q調(diào)制器的輸出。該功率放大器(PA)具有輸入，增益控制和輸出。該P(yáng)A的輸入與I/Q調(diào)制器的輸出耦合。該P(yáng)A的增益控制與第二可變振幅波形耦合以提供第二控制電壓以偏置PA的輸出。發(fā)射天線與PA的輸出耦合。
所要求的本發(fā)明的另一方面提供了一種用于斜坡上升無線調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射器功率的方法。該方法包括將功率放大器(PA)接通到所需要的輸出，發(fā)送開始數(shù)據(jù)給調(diào)制器以提供最大的調(diào)制增益，讀取已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)數(shù)據(jù)，從該已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)值中減去第一扣除值以提供斜坡啟動(dòng)數(shù)據(jù)，發(fā)送該已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)數(shù)據(jù)給控制數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)以提供斜坡數(shù)據(jù)，等待第一CTL_DAC穩(wěn)定時(shí)間以提供CTL_DAC的輸出進(jìn)行穩(wěn)定，遞增斜坡數(shù)據(jù)以提供PA的飽和區(qū)域，并斜坡上升發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)的值。
另一個(gè)實(shí)施例提供了用于斜坡上升發(fā)射器輸出功率的方法。該方法包括接通功率放大器(PA)，穩(wěn)定PA的輸出，將發(fā)射器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(TX_DAC)輸出與直流電壓在I/Q調(diào)制器輸入處結(jié)合以將I/Q調(diào)制器偏置到最大增益，從數(shù)字信號處理器(DSP)發(fā)送斜坡上升數(shù)據(jù)給控制器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)以提供確定PA增益的第一輸出電壓和確定I/Q調(diào)制器增益的第二輸出電壓，斜坡上升發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)數(shù)據(jù)的值，以及終止發(fā)送恒定的I/Q數(shù)據(jù)到TX_DAC，由此接著可發(fā)送連續(xù)的數(shù)據(jù)包。
為了對本發(fā)明以及其其他的和進(jìn)一步的目的有更好的理解，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，并且其范圍由所附權(quán)利要求定義。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)所要求的本發(fā)明，

圖1圖解了圖解本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線調(diào)制解調(diào)器的框圖/示意圖并且通常由標(biāo)號10指示。無線調(diào)制解調(diào)器10包括直流(DC)偏置電壓18，恒定振幅波形源12，可變振幅波形源32，同相/正交(I/Q)調(diào)制器20，功率放大器(PA)26，以及發(fā)射天線30。該恒定振幅波形源12提供恒定振幅波形14，其與直流(DC)電壓18和I/Q調(diào)制器20的輸入16中的每一個(gè)都耦合，可足夠?qū)/Q調(diào)制器20偏置到最大增益。I/Q調(diào)制器20還包括增益控制21和輸出22。
可變振幅波形源32提供第一可變振幅波形34和第二可變振幅波形38。I/Q調(diào)制器輸出22與PA輸入24耦合。第一可變振幅波形34與I/Q調(diào)制器增益控制21耦合。PA 26還包括與第二可變振幅波形38耦合的PA增益控制25。PA輸出28與發(fā)射天線30耦合。
圖2圖解了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖/框圖并且通常由標(biāo)號50指示。數(shù)字信號源52提供恒定的同相(I)數(shù)據(jù)53，恒定的正交(Q)數(shù)據(jù)54和斜坡數(shù)據(jù)輸出66?？蛇x擇是，數(shù)字信號源52一個(gè)數(shù)字信號處理器(DSP)。恒定的I數(shù)據(jù)53和恒定的Q數(shù)據(jù)54可以是恒定的(I，Q)對的計(jì)算值，提供在PA輸出28提供特定分貝水平功率所需的另外的偏置。最為例子，特定的分貝水平可以是30dBm。恒定的I數(shù)據(jù)53與發(fā)射器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(TX_DAC)58的第一輸入55耦合。恒定的Q數(shù)據(jù)54與TX_DAC 58的第二輸入56耦合。恒定的I數(shù)據(jù)53和恒定的Q數(shù)據(jù)54二者都是由數(shù)字信號源52提供的恒定的數(shù)字信號，例如，其可以是提供在PA 26提供功率所需的另外的偏置所必須的值。作為例子，在PA 26處的功率可以是30dBm。
TX_DAC 58將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。因此，TX_DAC 58提供包括恒定的I模擬數(shù)據(jù)17和Q模擬數(shù)據(jù)15的恒定振幅的波形給I/Q調(diào)制器20。I模擬數(shù)據(jù)17與直流(DC)電壓18和I/Q調(diào)制器20的第一輸入11都耦合。Q模擬數(shù)據(jù)15與DC電壓18和I/Q調(diào)制器20的第二輸入13都耦合。這些耦合可以足夠?qū)/Q調(diào)制器20偏置到最大增益。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，TX_DAC 58可以是來自馬克西姆公司(MAXIM)可商用的例如MAX5180數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器。
I/Q調(diào)制器20還包括一個(gè)從外部源供應(yīng)的本機(jī)振蕩器19和兩個(gè)混頻器23。本機(jī)振蕩器19與I模擬數(shù)據(jù)17和Q模擬數(shù)據(jù)15信號混合。兩個(gè)混頻器23的輸出在芯片內(nèi)被求和，并通過放大級，其增益被TX_AGC信號72控制。I/Q調(diào)制器20的輸出22接著與PA的輸入24耦合。PA的輸出28與發(fā)射天線30耦合。
控制器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)70在CTL_DAC輸入68以數(shù)字形式接收來自數(shù)字信號源52的斜坡數(shù)據(jù)輸出66。接著CTL_DAC將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)，例如第一可變振幅波形34和第二可變振幅波形38。第一可變振幅波形34被寫到發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)線路72。TX_AGC線路72與I/Q調(diào)制器增益控制21耦合以提供I/Q調(diào)制器20增益。第二可變振幅波形38被寫到功率控制(PWRCTL)線路74。PWRCTL線路74與PA增益控制25耦合以提供PA 26增益。功率斜坡的控制被改變以使被CTL_DAC 70寫到TX_AGC線路72的遞增的值使發(fā)射器斜坡上升曲線整形。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，CTL_DAC 70可以是TLA5627數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器。
也可以用PWRCTL線路74來斜坡上升輸出，但這不會提供如TX_AGC線72那樣程度的控制，這是由于集成op-amp U2-A和未顯示出的相關(guān)電路的PWRCTL的響應(yīng)時(shí)間的原因。鄰信道干擾量對斜坡上升曲線的形狀很敏感，因此可能需要為每個(gè)調(diào)制解調(diào)器校準(zhǔn)斜坡目標(biāo)值。如果需要，校準(zhǔn)過程可涉及確定當(dāng)寫到例如TLV5627這樣的CTL_DAC 70時(shí)產(chǎn)生30dBm輸出的最小值。還應(yīng)該指出的是，調(diào)制器的AGC轉(zhuǎn)移函數(shù)還隨著溫度而改變，需要隨著溫度調(diào)節(jié)斜坡目標(biāo)值的補(bǔ)償方法。
本發(fā)明的另一方面是在TX_AGC線路72上添加“平滑”電容器35。作為例子，可以使用330pF的電容器。電容器35的值可根據(jù)以下考量而優(yōu)化1)如果該電容器的值增加很大，RC時(shí)間常數(shù)將開始主導(dǎo)斜坡曲線的形狀，因此TX_AGC線路72對斜坡曲線的控制量就會被削弱；以及2)如果該電容的值降低很多，TX_AGC線路72上的電壓階躍就不夠平滑，從而在接近滿功率時(shí)導(dǎo)致更多的鄰信道干擾。
圖3是用于描述用于斜坡上升無線調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射器的輸出功率的方法的流程圖并通常以標(biāo)號80指示。參照圖2和圖3，方法80開始于接通功率放大器(PA)26并允許PA 26的輸出28穩(wěn)定，如82所指示。作為例子，發(fā)送PWRCTL 74數(shù)據(jù)接通PA 26到所需要的輸出水平，例如+30dBm，可被用于接通PA 26?？蛇x擇的是，允許PA的輸出28進(jìn)行穩(wěn)定的時(shí)間可以是15μS。
接著恒定的I數(shù)據(jù)53和恒定的Q數(shù)據(jù)54的值被發(fā)送到TX_DAC 58，如84所指示。在一個(gè)實(shí)施例中，可以利用I＝0x0004和Q＝0xA6A2的“粗略的”值。I/Q這樣的值接著通過TX_DAC 58被轉(zhuǎn)換成模擬信號。恒定的模擬I數(shù)據(jù)17在I/Q調(diào)制器輸入11處與DC偏置電壓18結(jié)合。恒定的模擬Q數(shù)據(jù)15在I/Q調(diào)制器輸入13處與DC偏置電壓18結(jié)合。如上所述，接著這些模擬信號在芯片內(nèi)被求和并通過放大級。該過程可足以將I/Q調(diào)制器20偏置到最大增益。
在I/Q數(shù)據(jù)被發(fā)送的同時(shí)，如84所指示，斜坡數(shù)據(jù)被讀取，如86所指示。作為例子，目標(biāo)啟動(dòng)數(shù)據(jù)通常是182?？蛇x擇的是目標(biāo)起動(dòng)數(shù)據(jù)可在0到255的范圍內(nèi)變動(dòng)。接下來一個(gè)扣除值被從斜坡目標(biāo)數(shù)據(jù)中去除以提供斜坡啟動(dòng)值，如88所指示。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，扣除值可以是24?？蛇x擇的是，扣除值可在0到255的范圍內(nèi)變動(dòng)。接著斜坡啟動(dòng)值被發(fā)送到控制器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)，如90所指示。寫到CTL_DAC的值代表斜坡上升的開始。接著方法80等待用于CTL_DAC輸出進(jìn)行穩(wěn)定的穩(wěn)定時(shí)間，如92所指示。穩(wěn)定時(shí)間可以是例如2μS。接下來，斜坡數(shù)據(jù)被遞增以提供PA 26的飽和區(qū)域，如94所指示。在一個(gè)實(shí)施例中，斜坡數(shù)據(jù)的值以3的8階(增量是3，增加的次數(shù)是8)被遞增，從而允許在每次數(shù)據(jù)被寫到DAC后有1μS的時(shí)間。因此，PA的飽和區(qū)域可被達(dá)到。最后，發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)的值被斜坡上升，如96所指示。
圖4是用于描述用于斜坡上升發(fā)射器自動(dòng)增益控制的值方法的流程圖，通常以100指示。方法100可確保調(diào)制解調(diào)器20的輸出可以在多數(shù)輸出負(fù)載情況下足夠保持PA 26的輸出在飽和中。現(xiàn)在參照圖2和圖4，方法100首先重現(xiàn)用于發(fā)射器功率(TX_PWR)的數(shù)據(jù)，如102所指示。TX_PWR數(shù)據(jù)代表保持PA 26在恒定的飽和中所需的TX_AGC的值。例如，TX_PWR數(shù)據(jù)可以是255?？蛇x擇的是，TX_PWR數(shù)據(jù)可以在0到255的范圍內(nèi)變動(dòng)。接下來，一個(gè)扣除值被從TX_PWR數(shù)據(jù)中減去以提供一個(gè)開始點(diǎn)，如104所指示。該扣除值可在0到255的范圍內(nèi)變動(dòng)。作為例子，扣除值是48。開始點(diǎn)是TX_AGC中第二系列遞增的階的開始。接著開始點(diǎn)數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器以提供一個(gè)TX_AGC斜坡上升數(shù)據(jù)，如106所指示。穩(wěn)定時(shí)間被等待，如108所指示。該穩(wěn)定時(shí)間可以是例如50nS。由于PA輸出已經(jīng)處于飽和中，所以穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可以不如在第二系列TX_AGC斜坡遞增中那樣關(guān)鍵。
TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)接著以增量被遞增增加的次數(shù)，如110所指示?？蛇x擇的是，斜坡數(shù)據(jù)的值可以以16的3階(增量是16，增加的次數(shù)是3)增加。在每次遞增之后，TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)被寫到數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器中，如112所指示。最后，穩(wěn)定時(shí)間被等待用于CTL_DAC的輸出進(jìn)行穩(wěn)定，如114所指示。穩(wěn)定時(shí)間可以是例如50nS。但是，如上所述，由于PA輸出已經(jīng)處于飽和中，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可以不如在第二系列TX_AGC的斜坡遞增中那樣關(guān)鍵。
圖5是用于描述用于斜坡上升無線調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射器的輸出功率的方法的流程圖，通常以標(biāo)號120指示。參照圖2和圖5，方法120開始于接通功率放大器(PA)26和穩(wěn)定PA輸出28，如122所指示。作為例子，允許用于PA 26穩(wěn)定的時(shí)間可以是15μS。
恒定的I和Q數(shù)據(jù)值接著被發(fā)送到TX_DAC 58，如124所指示。作為例子，可以利用I＝0×0004和Q＝0×A6A2的“粗略的”值。I/Q值可以在調(diào)制器20的輸入與DC電壓18結(jié)合，以足夠?qū)/Q調(diào)制器20偏置到最大增益，如126所指示。
在I/Q數(shù)據(jù)被發(fā)送的同時(shí)，如124所指示，斜坡上升數(shù)據(jù)被發(fā)送到CTL_DAC 70，如128所指示。接著發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)數(shù)據(jù)的值被斜坡上升，如130所指示。一旦發(fā)射器已經(jīng)被斜坡上升，發(fā)送恒定的I/Q數(shù)據(jù)到TX_DAC 58被終止，如132所指示。
在圖6中所圖解的是，顯示了用于描述斜坡上升TX_AGC數(shù)據(jù)的值的方法的流程圖，通常以標(biāo)號140指示?，F(xiàn)在參照圖2和圖6，方法140開始于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號源52讀取要發(fā)送到TX_AGC的數(shù)據(jù)的已校準(zhǔn)的值，如142所指示。如上所述，數(shù)字時(shí)間信號源52可以是數(shù)字信號處理器(DSP)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中斜坡數(shù)據(jù)被發(fā)送到CTL_DAC 70，其可以是例如來自德州儀器公司(TexasInstrument)可商用的TLV5627數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，已校準(zhǔn)的值可以是對應(yīng)從0到255的十進(jìn)制值的8比特值。這是用于TX_AGC的“目標(biāo)”值，并代表斜坡上升曲線的終點(diǎn)(或下降曲線的開始點(diǎn))。對于Bullet調(diào)制解調(diào)器該值通常是182。
如144所圖解的那樣，接著扣除值被從已校準(zhǔn)的值中減去以提供一個(gè)開始值。在一個(gè)實(shí)施例中，扣除值可以是24。該開始值代表斜坡上升曲線的開始并且接著被寫到CTL_DAC 70，如146所指示。由于這是在數(shù)據(jù)值方面相對較大的改變，允許一個(gè)初始時(shí)間被通過以允許CTL_DAC 70的輸出進(jìn)行穩(wěn)定，如148所指示?？蛇x擇的是，初始穩(wěn)定時(shí)間可以是2μS。初始穩(wěn)定時(shí)間的長度取決于特定的DAC的指定穩(wěn)定時(shí)間并在持續(xù)時(shí)間內(nèi)可以變化。
如150所指示，在CTL_DAC 70的輸出穩(wěn)定完后，開始值被遞增以提供一個(gè)新的開始值。該新的開始值現(xiàn)在被稱為開始值，接著被寫到CTL_DAC 70，如152所指示。接下來在154，第一穩(wěn)定時(shí)間被允許通過，以便使曲線形成這樣的形狀，即非常平滑的實(shí)現(xiàn)接近滿功率。在一個(gè)實(shí)施例中，第一穩(wěn)定時(shí)間可以是1μS。接著，確定開始值是否以指定的增量被遞增第一指定的次數(shù)，如156所指示。作為例子，一個(gè)實(shí)施例以3的8階(增量是3，增加的次數(shù)是8)增加斜坡上升數(shù)據(jù)，從而在每次寫到CTL_DAC后允許1μS的時(shí)間。在此階段，可能已經(jīng)達(dá)到PA的飽和區(qū)域。
一旦開始值已經(jīng)遞增了指定的次數(shù)，接下來進(jìn)入的下一階段可確保調(diào)制器20的輸出在多數(shù)輸出負(fù)載情況下足夠保持PA 26在飽和中。如158所指示，用于TX_PWR的數(shù)據(jù)被重現(xiàn)。重現(xiàn)的值代表TX_AGC的值，該值可需要來保持PA 26處于恒定的飽和中?？蛇x擇的是，TX_PWR值是255。接下來，扣除值被從TX_AGC值減去，如160指示。最為例子，該扣除值可以是48。在減去之后的TX_AGC值代表用于TX_AGC中第二系列的遞增階段的斜坡開始點(diǎn)。接著TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)值被發(fā)送到CTL_DAC，如162所指示。接下來第二穩(wěn)定時(shí)間被允許通過，如164所指示。由于穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在該第二系列的TX_AGC斜坡遞增中不是很關(guān)鍵，因?yàn)镻A 26的輸出可能已經(jīng)處于飽和，第二穩(wěn)定時(shí)間的一個(gè)例子可以是50nS。
如166所指示，TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)值被遞增以提供一個(gè)新的TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)值。該新的TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)值現(xiàn)在被稱為TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)值，接著被寫到CTL_DAC 70，如168所指示。接下來在170，第三穩(wěn)定時(shí)間被允許通過，以便使曲線的形狀使非常平滑的實(shí)現(xiàn)接近滿功率。在一個(gè)實(shí)施例中，第三穩(wěn)定時(shí)間可以是例如50nS。接著，確定開始值是否以指定的增量被遞增了第一指定次數(shù)，如172所指示。作為例子，一個(gè)實(shí)施例以16的3階(增量是16，增加的次數(shù)是3)遞增斜坡數(shù)據(jù)的值，從而在每次寫到CTL_DAC后允許50nS。一旦遞增的總量被達(dá)到，斜坡上升被完成。
可選擇的是，硬件可包括BulletTM型IIPC卡，用于使用Windows 95TM、Windows 98TM、Windows NTTM、以及Windows2000TM的膝上型計(jì)算機(jī)的MetricomTM數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器。數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器還可以用于運(yùn)行Windows CE 2.1TM或更高版本的手持計(jì)算機(jī)并將運(yùn)行在Metricom的MCDN網(wǎng)絡(luò)上。
數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器目前支持達(dá)125kBaud的數(shù)據(jù)速率并指定1.4ms的周轉(zhuǎn)時(shí)間(這是用于Pi/4 QPSK雙倍速度，但用于更高的調(diào)制傳動(dòng)裝置會更長)。高數(shù)據(jù)速率和短周轉(zhuǎn)時(shí)間的結(jié)合要求發(fā)射的包具有最小數(shù)量的開銷。為此，Metricom已經(jīng)指定用于發(fā)射器的調(diào)制解調(diào)器上的斜坡上升發(fā)生在30μS時(shí)間間隔之內(nèi)。
由于發(fā)射器斜坡上升而產(chǎn)生的鄰信道干擾通過以30dBm載波功率測量鄰信道中的功率而確定。Metricom說明書指出該功率必須在±2Ch為-23dBm，在±3Ch為-25dBm，在±6Ch為-25dBm，以及在±9Ch為-28dBm。
圖7是發(fā)射器斜坡上升和已知裝置的作為結(jié)果的鄰信道干擾的經(jīng)驗(yàn)圖示，并通常以標(biāo)號200指示。斜坡上升曲線顯示了相當(dāng)數(shù)量的波紋，并且在大約60μS后最后穩(wěn)定狀態(tài)載波水平被達(dá)到。斜坡上升特性被顯示器200的下半部分202所圖解，由于該斜坡上升而導(dǎo)致的信號的譜線密度由顯示器200的上半部分204所圖解。該測量用HP89441A矢量信號分析器進(jìn)行。27dB的總衰減被用于Bullet板的輸出和VSA的輸入之間；因此在VSA 3dBm的水平代表來自Bullet板的30dBm。信道80，即914.88MHZ的載波被用于該測試。
在顯示器200的上半部分204中的兩個(gè)垂直的條206將來自載波(兩個(gè)信道以上的載波)的以大約240kHz為中心的30kHz寬的頻帶包括進(jìn)來。該頻帶中的功率是-13dBm，其僅有-16dBc并剛好在遠(yuǎn)離正在測試的信道的第二信道內(nèi)。該規(guī)格指出該頻帶對于30dBm的載波應(yīng)該是-53dBc，因此該測量以37dB破壞了鄰信道干擾規(guī)格。
圖8是包含本發(fā)明的方法和裝置的圖7的發(fā)射器斜坡上升和已知裝置上的作為結(jié)果的鄰信道干擾的經(jīng)驗(yàn)圖示，并通常用標(biāo)號200’指示。顯示器200’在上半部分204’中顯示了斜坡上升特性并在下半部分202’中顯示了Eng 1.0調(diào)制解調(diào)器上的由于該斜坡上升導(dǎo)致的譜線密度。該測量用HP89441A矢量信號分析器進(jìn)行。27dB的總衰減被用于Bullet板的輸出和VSA的輸入之間，因此在VSA 3dBm的水平代表來自Bullet板的30dBm。信道80被用于該測試(914.88MHZ載波)。
在顯示器200’的上半部分204’中的兩個(gè)垂直的條206’將來自載波的以大約240kHz為中心的30kHz寬的頻帶包括進(jìn)來。該頻帶中的功率是-55dBm，其為在VSA的輸入的用于3dBm的-58dBc并剛好在遠(yuǎn)離正在測試的信道的第二信道內(nèi)。Metricom說明書指出該頻帶內(nèi)的總功率是最大用于30dBm載波(-53dBc)的-23dBm，因此該測量代表在說明書中的5dB的邊緣。
圖9是包含本發(fā)明的方法和裝置的圖7的發(fā)射器斜坡上升和已知裝置上的作為結(jié)果的鄰信道干擾的另一經(jīng)驗(yàn)圖示，并通常以標(biāo)號200”指示。顯示器200”在上半部分204”顯示斜坡上升特性并在下半部分202”中顯示Eng 2.1調(diào)制解調(diào)器上由于該斜坡上升而導(dǎo)致的譜線密度。該測量再次用HP89441A矢量信號分析器進(jìn)行。22dB的總衰減被用于Bullet板的輸出和VSA的輸入之間，因此在VSA8dBm的水平代表來自Bullet板的30dBm。信道80被用于該測試(914.88MHZ載波)。
在顯示器200”的上半部分204c中的兩個(gè)垂直的條206”將來自載波的以大約240kHz為中心的30kHz寬的頻帶包括進(jìn)來。該頻帶中的功率是-45dBm，其為在VSA的輸入的用于8dBm的-53dBc并剛好在遠(yuǎn)離正在測試的信道的第二信道內(nèi)。Metricom說明書指出該頻帶內(nèi)的總功率是最大用于30dBm載波(-53dBc)的-23dBm，因此該測量或多或少的在規(guī)格內(nèi)。注意在帶有舊的微裝置(MicroDevices)RF2131 PA的Eng 1.0板上的結(jié)果在某種程度上比在帶有新的微裝置RF2137 PA的Eng 2.1板上獲得的結(jié)果要好。
盡管已經(jīng)描述什么被認(rèn)為是本發(fā)明的示例性的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不偏離由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍的情況下，可對其進(jìn)行其它的和更進(jìn)一步的變化和改變，意圖要求所有這樣的改變和變化落入本發(fā)明的真正的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線調(diào)制解調(diào)器，包括直流(DC)偏置電壓；恒定振幅的波形源，用來提供恒定振幅的波形；可變振幅的波形源，用來提供第一可變振幅的波形和第二可變振幅的波形；同相/正交(I/Q)調(diào)制器，包括輸入，增益控制和輸出，所述I/Q調(diào)制器的所述輸入與所述恒定振幅的波形和所述DC偏置電壓中的每一個(gè)都耦合，所述I/Q調(diào)制器的所述增益控制與所述第一可變振幅的波形耦合，其中所述第一可變振幅的波形提供第一控制電壓，以偏置所述I/Q調(diào)制器的所述輸出；功率放大器(PA)，包括輸入，增益控制和輸出，所述PA的所述輸入與所述I/Q調(diào)制器的所述輸出耦合，所述PA的所述增益控制與所述第二可變振幅的波形耦合，其中，所述第二可變振幅的波形提供一個(gè)第二控制電壓，以偏置所述PA的所述輸出；以及發(fā)射天線，與所述PA的所述輸出耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線調(diào)制解調(diào)器，還包括數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號源，包括第一輸出以提供預(yù)選的恒定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第二輸出以提供一個(gè)斜坡上升數(shù)據(jù)；發(fā)射器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(TX_DAC)，包括第一輸入以及輸出，所述TX_DAC的所述輸入與所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號源的所述第一輸出耦合，以便應(yīng)用所述恒定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包，所述TX_DAC的所述輸出提供所述恒定振幅的波形；控制器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)，包括輸入，第一輸出和第二輸出，所述CTL_DAC的所述輸入與所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號源的所述第二輸出耦合，所述CTL_DAC的所述第一輸出提供所述第一可變振幅的波形以確定一個(gè)I/Q調(diào)制器的增益，以及所述CTL_DAC的所述第二輸出提供所述第二可變振幅的波形以確定功率放大器增益；平滑電容器，與所述CTL_DAC的所述第一輸出耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線調(diào)制解調(diào)器，其中所述預(yù)選的恒定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包包括I/Q數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線調(diào)制解調(diào)器，其中所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號源還包括數(shù)字信號處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線調(diào)制解調(diào)器，其中所述TX_DAC包括可從馬克西姆公司買到的MAX5180數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線調(diào)制解調(diào)器，其中所述CTL_DAC包括可從德州儀器公司買到的TLV5627。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線調(diào)制解調(diào)器，其中所述平滑電容器包括330pF電容器。
8.一種用于斜坡上升無線調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射器功率的方法，所述方法包括步驟將功率放大器(PA)接通至所需的輸出；發(fā)送開始數(shù)據(jù)到調(diào)制器以提供最大調(diào)制增益；讀取已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)數(shù)據(jù)；從所述已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)值減去第一扣除值以提供一個(gè)斜坡啟動(dòng)值；發(fā)送所述已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)數(shù)據(jù)到一個(gè)控制數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)以提供一個(gè)斜坡數(shù)據(jù)；等待第一CTL_DAC穩(wěn)定時(shí)間以提供所述CTL_DAC的輸出進(jìn)行穩(wěn)定；遞增所述斜坡數(shù)據(jù)以提供所述PA的飽和區(qū)；以及斜坡上升發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_DAC)的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中接通PA包括發(fā)送PWRCTL數(shù)據(jù)到一個(gè)PA PWRCTL線路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述所需輸出是+30dBm。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中接通所述PA還包括等待穩(wěn)定時(shí)間用于所述PA輸出進(jìn)行穩(wěn)定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述PA穩(wěn)定時(shí)間是15μS。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述開始數(shù)據(jù)是I/Q數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述I/Q數(shù)據(jù)是恒定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述已校準(zhǔn)的斜坡目標(biāo)啟動(dòng)數(shù)據(jù)是182。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一扣除值是24。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一CTL_DAC穩(wěn)定時(shí)間是2μS。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中遞增所述斜坡數(shù)據(jù)包括步驟以一個(gè)增量對所述斜坡數(shù)據(jù)的值遞增增加的次數(shù)；將所述斜坡數(shù)據(jù)的所述值寫到CTL_DAC；以及等待增加的穩(wěn)定時(shí)間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述增量是3。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述增加次數(shù)是8。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述增加的穩(wěn)定時(shí)間是1μS。
22.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中斜坡上升發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)的值包括步驟讀取發(fā)射器功率(TX_PWR)數(shù)據(jù)；從所述TX_PWR數(shù)據(jù)減去第二扣除值以提供一個(gè)開始點(diǎn)；發(fā)送所述開始點(diǎn)到CTL_DAC以提供TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)；等待開始點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)間；以第二增量對所述TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)遞增第二增加的次數(shù)；在每次增加后將TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)寫到CTL_DAC；以及每次寫入后等待第二增加的穩(wěn)定時(shí)間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述TX_PWR數(shù)據(jù)是255。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二扣除值是48。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述開始點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)間是50nS。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二增量是16。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二增加的次數(shù)是3。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二增加的穩(wěn)定時(shí)間是50nS。
29.一種用于斜坡上升發(fā)射器的輸出功率的方法，包括步驟接通功率放大器(PA)；穩(wěn)定所述PA的輸出；發(fā)送恒定的同相/正交數(shù)據(jù)到發(fā)射器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(TX_DAC)；將TX_DAC輸出與直流電壓在I/Q調(diào)制器輸入處結(jié)合以將所述I/Q調(diào)制器偏置到最大增益；從數(shù)字信號處理器(DSP)發(fā)送斜坡上升數(shù)據(jù)到控制器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(CTL_DAC)以提供確定所述PA增益的第一輸出電壓，以及確定所述I/Q調(diào)制器增益的第二輸出電壓；斜坡上升發(fā)射器自動(dòng)增益控制(TX_AGC)數(shù)據(jù)的值；以及終止發(fā)送所述恒定的I/Q數(shù)據(jù)到所述TX_DAC，由此接著可發(fā)送連續(xù)的數(shù)據(jù)包。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中接通所述PA包括發(fā)送PWRCTL數(shù)據(jù)到PA PWRCTL線路以提供所需輸出水平。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述所需的輸出水平是+30dBm。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中穩(wěn)定所述PA的所述輸出包括等待PA穩(wěn)定時(shí)間。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述PA穩(wěn)定時(shí)間是15μS。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述斜坡上升所述TX_AGC數(shù)據(jù)的值的步驟包括步驟a)讀取要被發(fā)送到TX_AGC的已校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的值；b)從所述校準(zhǔn)的值減去第一扣除值以提供一個(gè)開始值，由此所述開始值代表所述發(fā)射器斜坡上升曲線的開始；c)將所述開始值寫到所述CTL_DAC；d)等待一個(gè)初始穩(wěn)定時(shí)間以提供CTL_DAC輸出進(jìn)行穩(wěn)定；e)通過將所述開始值加到第一增加的值來遞增所述開始值，以提供定增的開始值；f)將所述遞增的開始值寫到CTL_DAC，其中所述遞增的開始值現(xiàn)在被指定為所述開始值；g)等待第一穩(wěn)定時(shí)間；h)確定增加的步驟的數(shù)量；i)重復(fù)步驟(e)到(h)直到所述增加的步驟的數(shù)量等于第一增加的最終值；j)讀取TX_PWR數(shù)據(jù)以提供保持所述PA在恒定的飽和中的所需的TX_AGC值；k)從TX_AGC值減去第二扣除值以提供TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)；l)將所述TX_AGC斜坡上升數(shù)據(jù)寫到所述CTL_DAC；m)等待第二穩(wěn)定時(shí)間；n)通過將所述TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)加到第二增加的值來遞增TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)以提供增加的TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)，其中所述增加的TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)現(xiàn)在被指定為所述TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)；o)將所述TX_AGC斜坡數(shù)據(jù)寫到所述CTL_DAC；p)等待第三穩(wěn)定時(shí)間；q)確定增加的步驟的第二數(shù)量；r)重復(fù)(n)到(q)直到所述第二數(shù)量的增加步驟等于第二增加的最終值。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中要被發(fā)送到所述TX_AGC的所述數(shù)據(jù)的所述已校準(zhǔn)的值是8比特的值，對應(yīng)從包含0至255的十進(jìn)制數(shù)的組中選擇的十進(jìn)制值，由此所述十進(jìn)制值是用于所述TX_AGC的目標(biāo)值并代表所述發(fā)射器斜坡上升曲線的終點(diǎn)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述十進(jìn)制值是182。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第一扣除值是24。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述初始穩(wěn)定時(shí)間是2μS。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第一增加的值是3。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第一穩(wěn)定時(shí)間1μS。
41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第一增加的最終值是8。
42.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述TX_PWR值是255。
43.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第二扣除值是48。
44.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第二穩(wěn)定時(shí)間是50nS。
45.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第二增加的值是16。
46.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第三穩(wěn)定時(shí)間是50nS。
47.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述第二增加的最終值是3。
全文摘要
利用軟件可控的斜坡上升技術(shù)，無線調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射器(50)可隨著更快的斜坡上升時(shí)間和更好的鄰信道干擾控制而斜坡上升。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號源(52)發(fā)送數(shù)據(jù)到用于產(chǎn)生具有最小的鄰信道干擾的最大增益所需持續(xù)時(shí)間和形狀的斜坡的數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器。一個(gè)發(fā)射器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(58)被發(fā)送恒定的I/Q數(shù)據(jù)以在與直流電壓結(jié)合時(shí)將I/Q調(diào)制器(20)的輸入偏置到最大增益。一個(gè)控制器數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(70)被發(fā)送遞增的斜坡數(shù)據(jù)以形成該斜坡并在I/Q調(diào)制器(20)的輸出端提供最大增益。
文檔編號H04B1/04GK1479971SQ01820479
公開日2004年3月3日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月12日
發(fā)明者肯·彼得斯, 恩里科·穆魯, 穆魯, 肯 彼得斯 申請人:施克萊無線公司