專利名稱：發(fā)射器以及信號傳送方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種信號傳送方法，特別是有關于一種使用上述信號傳送方法的發(fā)射器，以減緩頻譜增生(spectral re-growth)。
背景技術：
在現(xiàn)有的通訊系統(tǒng)中，由于發(fā)射器路徑的非線性特性，使得頻譜增生可能出現(xiàn)在發(fā)射器內(nèi)功率放大器的輸出信號上。當發(fā)射器的要求輸出功率增加，頻譜增生會變?yōu)楦訃乐?。頻譜增生的出現(xiàn)導致在輸出上的頻譜違反了發(fā)射器的規(guī)格要求。由于頻譜增生的問題，使得發(fā)射器的傳送品質(zhì)可能因此而不合格。 因此，期望提出一種解決方式，其能減緩在發(fā)射器的輸出上的頻譜增生。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一發(fā)射器以及信號傳送方法，用以解決上述發(fā)射器的頻譜增生的問題。本發(fā)明提供一種發(fā)射器，其包括塑形單元以及數(shù)模轉換器。塑形單元對一數(shù)字信號進行數(shù)字塑形。數(shù)模轉換器將塑形后的數(shù)字信號轉換為一模擬信號。塑形單元藉由減少數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量，以降低發(fā)生在數(shù)模轉換器之后模擬信號的頻譜增生。在一些實施例中，塑形單元包括濾波器。此濾波器藉由其頻率響應來減少數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量。該數(shù)字信號系以正交分頻復用(orthogonalfrequency division multiplexing, OFDM)或互補石馬鍵控(complementary code keying,CCK)來調(diào)變的信號。在另一些實施例中，塑形單元包括基帶源。在逆向快速傅立葉轉換(inverse fastFourier transform, iFFT)操作之前,基帶源調(diào)整在帶內(nèi)部分中數(shù)字信號的復數(shù)子載波的權重，以減少數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量。數(shù)字信號系由基帶源以正交分頻復用(OFDM)來調(diào)變的信號。本發(fā)明另提供一種信號傳送方法。此信號傳送方法包括藉由減少數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量來對數(shù)字信號進行數(shù)字塑形；以及將塑形后的數(shù)字信號轉換為模擬信號。此信號傳送方法藉由數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量，以降低發(fā)生在塑形后的數(shù)字信號轉換為模擬信號之后模擬信號的頻譜增生。上述的發(fā)射器以及信號傳送方法，能夠減緩在發(fā)射器的輸出上的頻譜增生。


圖I為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)射器的結構示意圖；圖2為在具有數(shù)字塑形操作下由功率放大器所放大的模擬信號的頻譜以及在不具有任何數(shù)字塑形操作下由功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖3為根據(jù)圖I的發(fā)射器，在分別具有數(shù)字塑形操作下與不具有數(shù)字塑形操作下濾波器的頻率響應的示意圖；圖4A為當數(shù)字信號是以互補碼鍵控來調(diào)變的信號時，在不具有任何數(shù)字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖；圖4B為根據(jù)圖I的發(fā)射器，當數(shù)字信號是以CCK來調(diào)變的信號時，在具有由塑形單元所執(zhí)行的數(shù)字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的發(fā)射器的結構示意圖；圖6為根據(jù)圖5的發(fā)射器，在數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分，數(shù)字信號的子載波的權重調(diào)整不意圖；圖7A為在不具有任何數(shù)字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖； 圖7B為根據(jù)圖5的發(fā)射器，在具有由塑形單元所執(zhí)行的數(shù)字塑形操作下，功率放大器所放大的模擬信號的頻譜的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。在本發(fā)明說明書中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。本領域的技術人員應可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書并不以名稱的差異來作為區(qū)別組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)別的基準。在通篇說明書當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。圖I為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)射器的結構示意圖。參閱圖1，發(fā)射器I包括基帶源 10、塑形(shaping)單元 11、數(shù)字預失真(digital pre-distortion,DPD)單元 12、數(shù)模轉換器(digital-to-analog converter,DAC) 13、混頻器14、以及功率放大器15,以執(zhí)行信號傳送方法?；鶐г?0提供一數(shù)字信號S10。塑形單元11接收數(shù)字信號SlO且對數(shù)字信號SlO進行數(shù)字塑形。在此實施例中，塑形單元11藉由減少數(shù)字信號SlO的頻譜中頻內(nèi)(in-band)部分的邊緣的能量，來對數(shù)字信號SlO進行塑形。DTO單元12對塑形后的數(shù)字信號執(zhí)行一數(shù)字線性補償。數(shù)模轉換器(DAC) 13將已由DH)單元12利用數(shù)字線性補償處理后的塑形后的數(shù)字信號，轉換為一模擬信號S13?；祛l器14接收模擬信號S13，并對模擬信號S13進行上變頻(up-conversion)。換句話說，混頻器14對模擬信號S13執(zhí)行上變頻操作。功率放大器15接收且放大已由混頻器14進行上變頻的模擬信號S13。發(fā)射器I則將放大后的模擬信號S13傳送至一對應接收器(未顯不)。圖2為在具有上述數(shù)字塑形操作和不具有任何數(shù)字塑形操作下由功率放大器15所放大的信號的頻譜的示意圖。在圖2中，標號“21”表示在具有由塑形單元11所執(zhí)行的數(shù)字塑形操作下，由功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜。標號“20 “表示在不具有任何數(shù)字塑形操作下，由功率放大器15所放大的一模擬信號的頻譜。換句話說，數(shù)字信號Sio的頻譜中頻內(nèi)部分的邊緣的能量不會由塑形單元11來減少。參閱圖2，由于功率放大器15的非線性特性，使得在頻譜20的右側橫向部分具有頻譜增生R20。圖2的頻譜部分P20對應數(shù)字信號SlO的頻譜中頻內(nèi)部分。參閱圖2，隨著數(shù)字信號SlO的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量減少，在頻譜21的部分P20的邊緣上的能量小于在頻譜20的部分P20的邊緣上的能量，如圓形標示區(qū)域R22所指示。相應的，由功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜增生R21減弱。因此，在具有數(shù)字塑形操作下的頻譜增生R21有利地小于不具有任何數(shù)字塑形操作下的頻譜增生R20，例如比頻譜增生R20小5dB。在此實施例中，塑形單元11包括濾波器110，且由濾波器110來對數(shù)字信號SlO進行數(shù)字塑形。濾波器110可藉由其頻率響應來減少數(shù)字信號SlO的頻譜中頻內(nèi)部分的邊緣的能量。為了達到數(shù)字塑形操作，濾波器110的參數(shù)必須特別地被設定或調(diào)整，以使得減少數(shù)字信號Sio的頻譜中頻內(nèi)部分的邊緣的能量減少。在此實施例中，于濾波器110的制造期間內(nèi)，為了數(shù)字塑形操作，濾波器110的參數(shù)可被設定或調(diào)整，且在制造之后這些參數(shù)則固定不變?；蛘撸瑸V波器110的參數(shù)可在發(fā)射器I正在操作的時候被設定或調(diào)整。圖3為 根據(jù)圖I的發(fā)射器，在分別具有數(shù)字塑形操作下濾波器110的頻率響應30以及在不具任何數(shù)字塑形操作下濾波器110的頻率響應31的示意圖。濾波器110的頻率響應31是在濾波器Iio的參數(shù)不為了數(shù)字塑形操作而設定或調(diào)整時所獲得的。參閱圖3，在具有數(shù)字塑形操作下濾波器110的整體振幅響應低于不具任何數(shù)字塑形操作下濾波器110的整體振幅響應。在此實施例中，濾波器110以數(shù)字濾波器來實現(xiàn)，例如貝索(Bessel)低通濾波器、有限脈沖響應(finite impulse response, FIR)濾波器、或無限脈沖響應(infinite impulseresponse, HR)濾波器。其參數(shù)可以為了數(shù)字塑形操作而被設定或調(diào)整的任何數(shù)字濾波器都可作為本案的濾波器110。根據(jù)圖1-3的實施例所述的信號傳送方法，塑形單元11藉由濾波器110的頻率響應來減少數(shù)字信號SlO的頻譜中頻內(nèi)部分的邊緣的能量。因此，發(fā)生在DAC 13之后的模擬信號S13的頻譜增生得到減緩。功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜可符合發(fā)射器I的規(guī)格所指定的標準，以使得發(fā)射器I的傳送品質(zhì)可獲得提升。在一些實施例中，基帶源10所提供的數(shù)字信號SlO可能是由基帶源10以正交分頻復用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)或互補碼鍵控(complementary code keying,CCK)來調(diào)變的信號。由基帶源10以OFDM或CCK來執(zhí)行的調(diào)變僅是一個例子。然而，根據(jù)系統(tǒng)需求，基帶源10可以其他的通訊調(diào)變方式來對數(shù)字信號SlO進行調(diào)變，例如WCDMA、LTE等等。圖4A為當基帶源10以CCK來調(diào)變數(shù)字信號SlO時，在不具有任何數(shù)字塑形操作下，功率放大器15所放大的一模擬信號的頻譜的示意圖。圖4B為當基帶源10以CCK來調(diào)變數(shù)字信號SlO時，在具有數(shù)字塑形操作下，功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜的示意圖。圖4A與圖4B中所顯示的頻譜邊界B40由發(fā)射器I的規(guī)格所指定的標準所定義。圖4A與圖4B中所顯示的部分P40對應數(shù)字信號SlO的頻譜中的帶內(nèi)部分。在圖4A中，標號“40”表示在不具有任何數(shù)字塑形操作下，功率放大器15所放大的模擬信號的頻譜。換句話說，數(shù)字信號SlO的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量沒有由于塑形單元11而減少。在頻譜40的右側橫向部分，由于功率放大器15的非線性特性，功率放大器15所放大的模擬信號具有頻譜增生R40。頻譜增生R40導致頻譜40超過頻譜邊界MO。在圖4B中，標號“41”表示在具有塑形單元11所執(zhí)行的數(shù)字塑形操作下，由功率放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜。參閱圖4A與圖4B，隨著數(shù)字信號SlO的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量減少，在頻譜41的部分P40的邊緣上的能量降低。因此，由放大器15所放大的模擬信號S13的頻譜增生R41減少。藉由比較頻譜40與頻譜41，表示出在頻譜41的部分P40的邊緣上的能量少于在頻譜40的部分P40的邊緣上的能量。具有數(shù)字塑形操作的頻譜增生R41有利地低于不具有任何數(shù)字塑形操作的頻譜增生R40。在一實施例中，頻譜41不會超過頻譜邊界B40。圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的發(fā)射器的結構示意圖。如圖5所示，發(fā)射器5包括塑形單兀 50、濾波器 5KDF1D 單兀 52、數(shù)模轉換器(digital-to-analog converter, DAC) 53、混頻器54、以及功率放大器55，以執(zhí)行信號傳送方法，塑形單元50對數(shù)字信號S50執(zhí)行數(shù)字塑形。在此實施例中，塑形單元50藉由減少數(shù)字信號S50的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量來對數(shù)字信號S50進行塑形。濾波器51接收來自塑形單元50的塑形后的數(shù)字信號，且對該經(jīng)塑形后的數(shù)字信號進行濾波操作。DH)單元52對塑形后的數(shù)字信號執(zhí)行一數(shù)字線性補償。數(shù)模轉換器(DAC)53將已由DH)單元22利用數(shù)字線性補償來處理的塑形后的數(shù)字信號，轉換為一模擬信號S53。混合器54接收模擬信號S53,并對模擬信號S53進行上變頻(up-conversion)。換句話說，混頻器54對模擬信號S53執(zhí)行上變頻操作。功率放大器55接收且放大已由混頻器54進行上變頻的模擬信號S53。發(fā)射器5則將放大后的模擬信號S53傳送至一對應接收器(未顯不)。在此實施例中，塑形單元50包括基帶源500，且藉由基帶源500對數(shù)字信號S40進行數(shù)字塑形?；鶐г?00可執(zhí)行逆向快速傅立葉轉換(inverse fast Fourier transform,iFFT)操作。此外，在此實施例中，數(shù)字信號S50是由基帶源500以正交分頻復用(OFDM)來調(diào)變的信號，且數(shù)字信號S50包括多個子載波。舉例來說，在數(shù)字信號S50的頻譜中帶內(nèi)部分具有52個子載波。圖6為根據(jù)圖5的發(fā)射器，在數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分，數(shù)字信號的子載波的權重調(diào)整示意圖。如圖6所示，為了實現(xiàn)數(shù)字塑形操作，基帶源500調(diào)整在帶內(nèi)部分中數(shù)字信號的52個子載波的權重(weighting)，以使得數(shù)為信號S50的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量減少。在帶內(nèi)部分中數(shù)字信號S50的52個子載波的調(diào)整后權重仍介于權重邊界B60與B61之間，其中，權重邊界B60與B61系由發(fā)射器5的規(guī)格所指定的標準屬定義。在一些實施例中，在帶內(nèi)部分中數(shù)字信號S50的52個子載波的權重調(diào)整可在iFFT操作之前執(zhí)行。圖7A為在不具有任何數(shù)字塑形操作下，功率放大器55所放大的一模擬信號的頻譜的示意圖。圖7B為在具有數(shù)字塑形操作下，功率放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜。圖7A與圖7B中所顯示的頻譜邊界B70由發(fā)射器5的規(guī)格所指定的標準所定義。圖7A與圖7B中所顯示的部分P70對應數(shù)字信號S50的頻譜中帶內(nèi)部分。在圖7A中，標號“70”表示在不具有任何數(shù)字塑形操作下，功率放大器55所放大的模擬信號的頻譜。換句話說，在帶內(nèi)部分中數(shù)字信號S50的52個子載波的權重沒有通過塑形單元50的基帶源500來調(diào)整，且數(shù)字信號S50的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量沒有減少。在頻譜70的右側橫向部分，由于功率放大器55的非線性特性，功率放大器15所放大的模擬信號具有頻譜增生R70，且頻譜增生R70超過頻譜邊界B70。在圖7B中，標號“71”表示在具有塑形單元50所執(zhí)行的數(shù)字塑形操作下，由功率放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜。參閱圖7A與7B，隨著數(shù)字信號S50的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量減少，在頻譜71的部分P70的邊緣上的能量降低。因此，由放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜增生R71減少。藉由比較頻譜70與頻譜71，表示出在頻譜71的部分P70的邊緣上的能量少于在頻譜70的部分P70的邊緣上的能量。具有數(shù)字塑形操作的頻譜增生R71有利地低于不具有任何數(shù)字塑形操作的頻譜增生R70。在較佳的實施例中，頻譜71不會超過頻譜邊界B70。根據(jù)在圖5-7的實施例中所敘述的信號傳送方法，塑形單元50系藉由基帶源500對頻內(nèi)部分中數(shù)字信號S50的子載波的權重的調(diào)整，來減少數(shù)字信號S50的頻譜中頻內(nèi)部分的邊緣的能量。因此，發(fā)生在DAC 53之后的模擬信號S53的頻譜增生得到減緩。功率放大器55所放大的模擬信號S53的頻譜可符合發(fā)射器5的規(guī)格所指定的標準，以使得發(fā)射器5的傳送品質(zhì)是可接受的。
本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種發(fā)射器，其特征在于，包括 一塑形單元，對一數(shù)字信號進行數(shù)字塑形；以及 一數(shù)模轉換器，用以將塑形后的該數(shù)字信號轉換為一模擬信號； 其中，該塑形單元用以減少該數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量，以降低發(fā)生在該數(shù)模轉換器之后該模擬信號的頻譜增生。
2.如權利要求I所述的發(fā)射器，其特征在于，該塑形單元包括一濾波器，用以藉由該濾波器的頻率響應來減少該數(shù)字信號的頻譜中該帶內(nèi)部分的邊緣的能量。
3.如權利要求2所述的發(fā)射器，其特征在于，該濾波器為貝索低通濾波器、有限脈沖響應濾波器或無限脈沖響應濾波器。
4.如權利要求2所述的發(fā)射器，其特征在于，更包括一基帶源，用以提供該數(shù)字信號至該塑形單元。
5.如權利要求2所述的發(fā)射器，其特征在于，該數(shù)字信號為以正交分頻復用或互補碼鍵控來調(diào)變得到的信號。
6.如權利要求I所述的發(fā)射器，其特征在于，更包括一數(shù)字預失真單元，用以對塑形后的該數(shù)字信號執(zhí)行一數(shù)字線性補償程序。
7.如權利要求I所述的發(fā)射器，其特征在于，該塑形單元包括一基帶源，用以調(diào)整在該帶內(nèi)部分中該數(shù)字信號的多個子載波的權重，以減少該數(shù)字信號的頻譜中該帶內(nèi)部分的邊緣的能量。
8.如權利要求7所述的發(fā)射器，其特征在于，在逆向快速傅立葉轉換操作之前，該基帶源調(diào)整在該帶內(nèi)部分中該數(shù)字信號的該子載波的權重。
9.如權利要求7所述的發(fā)射器，其特征在于，更包括一濾波器，用以接收來自該基帶源的塑形后的該數(shù)字信號，且對塑形后的該數(shù)字信號執(zhí)行濾波操作。
10.如權利要求7所述的發(fā)射器，其特征在于，該數(shù)字信號為由該基帶源以正交分頻復用來調(diào)變得到的信號。
11.一種信號傳送方法,其特征在于,包括應用于如權利要求1-10任一項所述的發(fā)射器中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)射器以及信號傳送方法。其中發(fā)射器包括塑形單元以及數(shù)模轉換器。塑形單元對一數(shù)字信號進行數(shù)字塑形。數(shù)模轉換器將塑形后的數(shù)字信號轉換為一模擬信號。塑形單元減少數(shù)字信號的頻譜中帶內(nèi)部分的邊緣的能量，以降低發(fā)生在數(shù)模轉換器之后模擬信號的頻譜增生。本發(fā)明能夠減緩在發(fā)射器的輸出上的頻譜增生。
文檔編號H04L27/26GK102882658SQ201210007560
公開日2013年1月16日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2011年7月12日
發(fā)明者陳國豪, 盧彥碩 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司