线性发射机的快速相移调整方法和装置

一般来说，本发明涉及线性发射机，更具体地来说，是涉及利用负反馈对线性发射机进行相移调整的技术。

一般情况下，为了传送信号，发射机是由一个放大幅度随时间变化的已调信号的线性功率放大器来实现的。对线性功率放大器的要求是要提供良好的线性和功率变换效率。具有代表性的B类或AB类功率放大器对获得相对于失真的最佳效率来说是最适合的放大器。然而，许多的通信应用场合要求进一步减小在放大器中的失真，而这可以由负反馈来获得。在线性功率放大器中，笛卡尔环（Cartesian100P）是一种实现负反馈的已知方法。为了保证稳定的工作，在笛卡尔环中对于要求的信道频率必须保持约净180°的相移。在环路中的元器件的变化、时间的延迟和其他因素可以使环路的相移发生显著变化。因此，在存在相移变化的情况下，为了保持笛卡尔环的稳定，已经提出了多种测量和调整环路相移的方法。但是，这些较早期的方法则要求低频率正弦波作为输入信号，结果导致某种程度上复杂的相位调整计算。

在笛卡尔环发射机中已经利用了相位补偿，但要求至少40ms的时间。对于利用负反馈的线性发射机来说，有必要提供一种较快补偿相位的方法，以便允许更多的时间产生有用的发射信号。

在具有用于至少一个第一输入信号的同相和正交调制通道的线性发射机中提供了一种装置和方法，该装置和方法基本上补偿了在具有 输入相位和输入幅度的输入信号矢量的至少第一输入信号与具有第一输入反馈相位和第一输入反馈幅度的第一输入反馈信号矢量的至少第一输入反馈信号之间的初始相位关系，其中至少设置一个开环信号通路，该装置和方法至少利用以下各步骤：

在至少一个开环信号通道上，向调制通道至少提供一个第一测试信号，该测试信号具有已知的同相和正交分量的至少一个第一测试信号矢量，以获得至少一个第一反馈信号矢量和至少一个第一载波反馈矢量，从而基本上获得该至少第一反馈信号矢量与至少第一载波反馈矢量的一个第一矢量和，该第一矢量和是至少一个第一合成反馈矢量;

基本上获得所得到的每个合成反馈信号矢量与用于得到该合成反馈信号矢量的测试信号的同相、正交分量的至少第一比较;和

响应于该至少第一比较，调整至少第一输入信号与至少第一输入反馈信号之间的初始相位关系。

这样，实现相位调整所需的时间就少于40mS。

图1是说明本发明的方法的一个实施例的流程图。

图2A是更具体地说明本发明的方法的一个实施例;图2B是在由图2A描述的本发明的各实施例中的一个实施例中所实现的各个矢量的图形表示。

图3是本发明的一种硬件实现的方框图;

图4说明用于本发明的一种模拟信道检测器的一个硬件实现。

图5说明用于本发明的I信道处理器的硬件实现。

图6说明用于本发明的Q信道处理器的硬件实现。

图7说明用于本发明的第一运算器（formulator）的硬件实 现。

图8说明用于本发明的第二运算器的硬件实现。

图9说明用于本发明的振荡器控制器的硬件实现。

图10说明用于本发明的相位调整振荡器的控制器的硬件实现。

图1中标号100是说明本发明的方法用于校正在具有输入相位和输入幅度的第一输入信号矢量的至少第一输入信号与具有第一输入反馈信号相位和第一输入反馈信号幅度的第一输入反馈信号矢量的至少第一反馈信号之间的初始相位关系的一个实施例的流程图，该实施例用于具有提供给至少第一输入信号的同相和正交调制通道的线性发射机，其中至少设置一个开环反馈信号通道，这样实现补偿的时间小于40mS。

以上描述可以表示为下式：

（vigvfi）-（vii＊vfg）＝｜vi｜＊｜vf｜＊Sinβ （1）

其中β是具有同相分量vii和正交分量viq的输入信号矢量vi与具有同相分量vfi和正交分量vfq的合成反馈信号矢量vf之间的相移。基本上，在至少一个开环信号通道上提供至少一个第一测试信号（FTS），一般来说它是至少一个第一测试信号脉冲（FTSP），具有已知同相和正交分量的至少第一测试信号矢量（AL  FIRST  TSV-I，Q）的每个至少第一测试信号脉冲施加到调制通道，这样在步骤（102）得到了至少一个载波反馈矢量（AL  A  FIRST  CFV）和具有同相和正交分量的至少第一反馈信号矢量（AL  A  FIRST  FSV-I、Q）的至少第一反馈信号。至少一个载波反馈矢量在一般情况下是不需要 的，但它存在于实际实现的电路中。

利用步骤104将每个具有同相和正交分量的至少反馈信号矢量（AL  A  FSV-I、Q）与具有同相和正交分量的第一测试信号矢量（AL  FIRST  TSV-I、Q）相比较。至少每个第一比较结果根据前文的方程（1）被用于调整至少第一（ALF）输入信号和至少第一反馈信号（ALF  FS）之间的初始相位关系。

正如下文要更具体地描述的那样，利用仅向同相调制通道和正交调整通道之一输入至少一个测试信号脉冲的方法能够简化相移校正的测定。因此对于仅向同相调制通道输入一个输入测试信号脉冲的情况，相移校正量的测定将可以简化为：

Vfq＝-Sgn（vii）＊｜vf｜＊Sinβ

图2A（225）更具体地说明本发明的方法的一个实施例，该实施例采用将至少一个第一测试信号脉冲（AL  A  FTSP）仅施加到非零同相调制通道（I≈NONZERO，（同相为非零）：表示在中间的一列），或者仅施加到非零正交调制通道（Q≈NONZERO（正交为非零）：表示在右边的一列）。下面，二个不同的实施例用顿号分隔开，非零同相调制通道输入是在顿号之前，而非零正交调制通道输入是在该顿号之后。一个矢量的同相和正交分量分别表示为I和Q。

具体来说，在表示在图2A的本发明的方法的一个实施例中，在一个具有用于至少第一输入信号的同相和正交调制通道的线性笛卡尔环反馈发射机中，本发明所提供的方法基本上校正了在具有第一输入幅度和第一输入相位的第一输入信号矢量的至少第一输入信号与具有第一输入反馈幅度和第一输入反馈相位的第一输入反馈信号矢量的至 少第一输入反馈信号之间的初始相位关系。其中设置了至少一个开环反馈信号通道，该方法包括以下各个步骤;

在步骤（202），提供至少一个第一测试信号，该信号为至少一个Q分量基本为零，I分量基本为非零的第一测试信号脉冲（FTSP）、I分量基本为零，Q分量基本为非零的第三测试信号脉冲（TTSP）输入，从而获得具有一个反馈通路的至少（AL）一个第一（FIRST）、第三（THIRD）载波反馈矢量（CFV）和至少一个第一、第三反馈信号矢量（FSV）;

在202步骤取至少第一、第三载波反馈矢量（AL  FIRST、THIRD  CFV）与至少第一、第三反馈信号矢量（AL、FIRST、THIRD  FSV）之和，获得至少（AL）一个第一、第三矢量和（FIRST、THIRD  VECTOR  SUM），该矢量和是至少一个第一、第三合成反馈信号矢量（RFSV）;

在步骤202，施加第一、第四相位调整（PHASE ADJ），以获得基本上具有非零同相分量、非零正交分量（I≈NONZERO、Q≈NONZERO）和基本上为零的正交分量、为零的同相分量（Q≈ZERO、I≈ZERO）的已调整（ADJ）的第一、第三合成反馈信号矢量（RFSV），RFSV基本上是至少一个已调的第一、第三载波反馈失量CFV与相对于已调整的第一、第三合成反馈信号矢量（RFSV）具有相位｜Q1｜、｜Q3｜的已调整的第一、第三反馈信号矢量FSV的已调整的第一，第三矢量和（VECTOR SUM），其中｜Q1｜、｜Q3｜是第一、第四相位调整的相位衰减值，一般是由于已调整的第一、第三载波反馈矢量的存在引起的;

在步骤204，至少提供一个反相的（INV）第一测试信号脉冲（FTSP）、第三测试信号脉冲（TTSP），以获得第一、第二脉冲反相（P-I）的反馈信号矢量（FSV）;

在步骤204，将第一、第二脉冲反相反馈信号矢量（P-I  FSV）与第二、第四载解反馈矢量（CFV）相加，以获得第二、第四合成反馈信号矢量（RFSV）;

在步骤206，对第二、第四RFSV取反，以获得反相的第二、第四RFSV（INV SECOND，FOURTH RFSV），再进行第二，第四相位调整（PHASE ADJ），获得具有I为非零，Q为非零和I为零，Q为零的调整过的反向第二、第四RFSV）和调整过的反相第二、第四RFSV，它们分别为基本上是至少已调整反相（AL INV ADJ）第二、第四CFV与已调整反相（ADJ INV）第一、第二P-IFSV的一个已调整的第二、第四失量和，已调整反相的第一、第二P-IFSV相对于已调整反相第二、第四RFSV的相角为｜Q2｜、｜Q4｜，其中｜Q2｜、｜Q4｜是第二、第五相位调整的相位误差值，一般是由于至少已调整的反相第二、第四CFV的存在而引起的，和

在步骤208，对反馈信号通道施加第三、第六相位调整，其调整量基本上等于第一、第四和第二、第五相位调整量的代数平均值，从而获得具有基本上为 (｜Q1｜-｜Q2｜)/2 、 (｜Q3｜-｜Q4｜)/2 的第三、第六修改过的相位值的第三、第六反馈信号矢量，因此调整了至少第一输入信号与至少第一输入反馈信号之间的初始相位关系。 如前所述，该第三、第六修改过的相位值是剩余在相位调整一端的一个相位误差值，一般基本上小于相位误差值｜Q1｜、｜Q3｜或｜Q2｜、｜Q4｜中的任何一个。

图2B是如图2A的中央一列所描述的本发明的方法的各实施例中的一个实施例的矢量图表示。基本上，每个载波反馈矢量的特点是至少有一对相关的矢量，这对矢量的第一矢量代表受到各次相位调整影响的载波馈入项，而该一对矢量的第二矢量代表不受各项相位调整影响载波馈入项。因此，每个载波反馈矢量（CFV）基本上是其至少一对相关矢量的CFV矢量和。

当至少一个第一测试信号（FTS）被提供给至少一条开环信号通道（至少FTS具有至少一个第一测试信号矢量（FTSV）和至少FTS是具有非零I分量与零Q分量的输入（202中央一列））时，获得了可以至少一对相关矢量（238，240）为特点的至少第一载波反馈矢量CFV（238，240）和第一反馈信号矢量FSV（236）。对第一FSV（236）和第一CFV（238，240）求和，获得了第一RFSV（242）。对第一RFSV（242）进行第一相位调整，获得一个具有基本非零的同相分量Vfi和基本为零的正交分量Vfq的已调整第一RFSV（232），该RFSV是至少一个已调整第一CFV（212，214）与具有相对于已调整第一RFSV（232）的相角为Q1的已调整第一FSV（210）的一个已调整第一矢量和。图2B通过带有单点的两个箭头描述了第一次相位调整，说明了第一FSV（236）旋转到已调整的FSV（210）的位置，以及第一RFSV（242）旋转到已调整的第一RFSV（232）的位置。

对至少一个开环信号通道提供至少一个反相的FTSP，以获得在180°-Q1的角度上的第一脉冲P-IFSV（216）和基本上其特点为有至少第二对相关矢量（218，220）的至少第二CFV（218，220）。第一P-I FSV（216）基本上与至少第二CFV（218，220）相加，获得第二RFSV（234）。第二RFSV（234）基本上被反相以获得反相第二RFSV（244），对反相第二RFSV（244）进行第二相位调整，而获得具有基本上与非零的同相分量（Vfi）和基本上为零的正交分量（Vfq）的已调整反相第二RFSV（232），该RFSV（232）是至少已调整反相第二CFV（228、230）和相对于已调整反相第二RFSV（其位置基本上还是232）具有相角Q2的已调整反相第一脉冲反相FSV（226）的一个已调整第二矢量和。在第二次相位调整后，该合成矢量的正交分量的值基本为零。

对至少第一输入信号与至少第一输入反馈信号的初始相位关系进行第三、第六相位调整，第三、第六相位调整基本上等于第一、第四和第二、第五相位调整的代数平均值，从而获得具有基本上等于｜ (｜Q1｜-｜Q2｜)/2 (｜Q3｜-｜Q4｜)/2 （步骤208）的第三、第六修改过的相位值的第三、第六反馈信号矢量。因此，一般情况下，在调整上述的初始相位关系后，至少一个开环信号通道被闭合。此时充分减小了至少第一测试信号失量的幅度，允许在最小的邻近干扰即信道外泄能量情况下使至少一个开环笛 卡尔反馈环路闭合，提供了一种快速的相位校正。

图3中的标号300是上述本发明的硬件实现的方框图，在一个具有对于输入信号的同相和正交调制通道的线性发射机中有一个装置用来基本上校正在具有输入相位和输入幅度的至少第一输入信号矢量的至少一个第一输入信号与具有输入反馈相位和输入反馈幅度的第一输入反馈信号矢量的至少一个输入反馈信号之间的初始相位关系，其中至少提供一个开环反馈信号通道。该装置利用了一个连接在输入端的模拟信道测定器（302），用来处理具有在调制通道中的已知同相和正交分量的至少第一测试信号矢量的至少一个第一测试信号。调整器（307）可操作地连接在模拟信道测定器（302）和第一组合器（316）上，使得至少一个测试信号失量的同相和正交分量提供至少一个反馈信号矢量（FIRST  FSV）。至少第一FSV与至少第一测试信号矢量相比较后由调整器（307）进行相关的修改。一种典型的调整是将至少一个FSV的同相分量和正交分量之一修改为零，从而获得了基本上仅带有同相分量、正交分量之一和第一相位误差的FSV。

图3还描述了具有模抑信道测定器（302）的本发明的硬件实现，测定器（302）将至少第一测试信号的同相分量提供给同相（I）信道处理器（304）和将至少第一测试信号的正交分量提供给正交（Q）信道处理器（308）。I信道处理器（304）和Q信道处理器（308）都连接到振荡器（OSC）控制器（306）上。图9的标号900描述了振荡器控制器（306）的一种硬件实施，这样，如现有技术所公知，一个本地振荡器（902）连接到I信道处理器（304）的同相（I）混频器（图5的506）上和通 过相移器（PS、904）连接到Q信道处理器（308）的正交（Q）混频器（图6的606）。PS（904）对信号相移90°。

图4的标号400表示用于本发明的模拟信道测定器的一个硬件实现。该测定器有一个用于提供至少两个数字信号通道给至少第一（404）和第二（406）数一模变换器的信号处理器（402），该至少第一和第二数一模变换器还被连接到至少第一（408）和第二（410）滤波器是低通的，提供给同相（408）和正交（410）输入调制通道。

图5的标号500说明由于本发明的同相（I）信道处理器（304）的一个硬件实现，该处理器具有连接到同相（I）调整器（504）的同相（I）组合器（502），和连接到同相（I）混频器（506）的同相（I）调整器（504）。一般情况下，同相（I）组合器（502）基本上是一个求和器，该求和器当需要时对至少第一输入测试信号的同相分量与反馈信号矢量的同相分量求和。同相（I）调整器（504）一般包括至少一个用来相加至少一个输入信号通道载波馈入矢量的第二求和器，如果需要的话一个用于放大的放大器，和一个低通环路滤波器。同相（I）混频器（506）一般对来自同相（I）调整器（504）的已调整信号和来自振荡器控制器的本地振荡器（902）的振荡器控制器信号进行混频。另外，同相信道（I）处理器（304）的同相（I）混频器（506）连接到第一组合器（316），提供一个已调整的同相输入信号。

图6的标号600表示用于本发明的正交（Q）信道处理器（308）的一个硬件实现，该处理器具有一个连接到正交（Q）调 整器（604）的正交（Q）组合器（602），和一个连接到正交（Q）混频器（606）的正交（Q）调整器（604）。一般，正交组合器（602）基本上是当需要的时候对至少一个输入测试信号的正交分量与正交反馈信号矢量的正交分量求和的一个第三求和器。正交调整器（604）一般包括至少一个用来相加至少一个上通道载波反馈矢量的第四求和器，如果需要一个用于放大的放大器，和一个低通环路滤波器。正交（Q）混频器（606）一般用来将来自正交（Q）调整器（604）的已调整信号与来自振荡器控制器的本地振荡器（902）的振荡器控制器信号进行混频。另外，正交（Q）信道处理器（308）的正交（Q）混频器（606）连接到第一组合器（316），提供一个已调整的正交输入信号。

一般，第一组合器（316）包括一个功率放大器，当各反馈信号通路在进行本发明的相位调整后闭合时，该放大器的线性通过负反馈得到改善。

第一运算器（310）连接到第一组合器（316）并可操作地由相位调整振荡器控制器（PA  OSC  CONTROL）（312）控制。正如在图7所描述的一个实现方案所进一步说明的那样，标为700的第一运算器一般包括用于对同相反馈信号与相位可调的振荡器控制信号进行混频的同相（I）反馈混频器（702）和同相（I）反馈调整器（704）。同相（I）反馈调整器（704）一般至少包括一个用于对至少同相载波反馈矢量进行相加的第五加法器和一个当需要的时候能使同相反馈环路为开环状态的调整装置。

第二运算器（314）连接到第一组合器（316）和可操作地 受控于所连接着的并与相位调整振荡器控制器（PA  OSC  CONTROL）（312）相连的相移器（904）。如在图8进一步描述的实现方案中表示的那样，以标号800表示的第二运算器一般包括用于对正交（Q）反馈信号与相位可控振荡器控制器信号进行混频的正交（Q）反馈混频器（802）和正交（Q）反馈调整器（804）。正交反馈调整器（804）一般包括至少一个用于对至少一个正交载波反馈矢量相加的第六加法器和一个当需要的时候能使正交反馈环路为开环状态的调整装置。

图10的标号1000表示用于本发明的相位调整振荡的控制器的一个硬件实现方案。该相位调整振荡器控制器提供上文描述的相位调整。第一运算器（310）连接到与控制器（1004）相连的第一比较器（1002）。第二运算器（314）连接到与一般为一个存贮寄存器的寄存装置（1014）相连的第二比较器（1012）。一般，控制器（1004）利用控制逻辑处理由第一比较器（1002）从第一运算器（310）接收的信号，由第二比较器（1012）接收的信号被寄存在寄存装置（1014）中，利用第一（1006）与第二（1016）存贮装置提供一个经调整的正弦值和经调整的余弦值，而上述两个存贮装置则连接到分别与第一混频器（1010）和第二混频器（1020）相连的第三（1008）和第四（1018）数-模变换器。十分清楚，可以用一个存贮器来代替这里所描述的两个存贮器。正如在前面图9所描述的那样，振荡器控制器OSC  CONTROL（1022）可操作地连接到第一（1010）和第二（1020）混频器上。来自第一（1010）和第二（1020）混频器的输出信号在第二组合器（1024）中被 求和。一般，第二组合器（1024）是一个第七加法器，直接连接到第一运算器（310）的同相混频器（506）上，並通过相移器（PS）（904）连接到第二运算器（314）的正交（Q）混频器（606）上。

另外，一般在根据至少第一比较结果，调整在至少第一输入信号与至少第一输入反馈信号之间的初始相位关系后，至少闭合一个开环信号通道，从而当所需信息信号输入时，提供了负反馈，使信道外泄能量干扰达到最小。

因此，本发明的装置提供了对至少第一输入信号与至少第一输入反馈信号之间初始相位关系的调整，能够闭合一个开环环路以便获得稳定的反馈和使信道外泄能量干扰减至最小。本发明的装置不仅仅提供上述的一些调整，而且该装置所需的调整时间小于40mS，由此提供了更多的可利用的信号时间。