[发明专利]控制无线发射机的数字滤波器的装置和方法

说明书

发明领域

本发明涉及无线发射机，特别涉及控制无线本地环路(WLL)中无线发射机的数字滤波器的装置和方法。

背景技术

一般来说，滤波器用在用户终端的发射部分中以允许特定频带的频率通过。频带限制的倾斜程度叫做滚降系数(α)，滤波器特性可以在0≤α≤1的范围内变化。

如果滚降系数的值变小，则滤波器特性提高，同时因为峰值功率提高，需要高功率增益的功率放大器才能工作在线性区。

同时，如果滤波器的滚降系数(α)很高，可以使用低功率增益的功率放大器。然而在这种情况下，滤波器特性变坏，导致滤波器的效率下降。

因此，需要研究一种电路，它能保持滤波器的滚降系数在最佳状态，同时功率放大器处于线性区。

图1是根据现有技术的用户终端发射部分的方框图。

如图1所示，当输入了要发射的模拟信号时，A/D转换器100把模拟信号转换成数字信号。转换后的数字信号在数据处理单元20中压缩和纠错，然后在编码器30中编码。

为了能在调制器50中滤波和调制成中频(IF)信号，编码后的信号以同相(I)和正交相位(Q)信号传送给基带数字滤波器40。

IF信号由混频器60转换成高频信号，高频信号通过带通滤波器70以消去噪声信号。然后高频信号由放大器80放大，通过天线发射到空中。

基带数字滤波器40的滤波特性由滚降系数(α)表示，滚降系数越小则滤波特性越好。

然而，为了降低滚降系数(α)的值，即得到较好的滤波特性，就需要很大的峰值功率，这样就需要高功率增益的功率放大器。在这种情况下，数据的信号点构像(constellation)中的误差矢量幅值(EVM)增大。

图2A和2B是典型的升余弦滤波器的滤波特性和脉冲响应的图示。

如图2A所示，当滚降系数(α)为0时，特征曲线是方波的形状，其中数字信号可以完美地滤波。另一方面，如果滚降系数(α)变大，其它的频率成分也通过了滤波器。

在图2B中，可以看出，滚降系数(α)越小，包含的谐波分量就越少；滚降系数(α)越大，包含的谐波分量就越多。

然而，如果降低滚降系数(α)以提高数字滤波器40的滤波性能，则所需的峰值功率也变高，从而放大器的线性度也需要提高。

图3A，3B和3C是数字滤波器的滚降系数(α)分别为1，0.75和0.375时，QPSK信号的矢量图。

如图3A所示，当没有进行滤波，即α＝1时，频率转换是理想的，从而不需要额外的响应，对放大器80的放大功能要求也就很低。

然而，如图3B和3C所示，如果滚降系数(α)降低为0.75和0.375，频率转换变慢，产生了过量的阶跃响应。尤其是当滚降系数(α)为0.375时，产生了太多的阶跃响应，以致需要额外的功率。相应地，输出信号就有了过冲量，这增加了误差矢量。

一般地，调节或限制滤波器滚降系数(α)的目的是设置滤波器通过信号的通带。

当滚降系数α变小，通带变窄时，额外响应就不可避免地增加，导致矢量轨迹的误差。

例如，当滚降系数为0.2时，因为信号矢量轨迹的过冲量，所需的额外功率增加大约5dB，这对设计放大器80来说是一个负担。

另外，用在WLL发射机中的典型数字滤波器的滚降系数在0.3到0.5之间，从而需要较高的放大功率，以使滤波器的输出信号在线性区正常放大，这就使得用户终端和放大器的尺寸变大，也增加了制造成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可以根据放大器的输出和数字滤波器输出的I信号和Q信号来调节数字滤波器的滚降系数的数字滤波器控制装置和方法。

为了解决上面提到的问题，如下面具体描述的一样，提供了一种发射机的数字滤波器滚降系数控制电路，它包括：把输入的模拟信号转换成数字信号的模/数转换器；对来自模/数转换器的信号进行压缩和纠错的数据处理单元；把来自数据处理单元的信号编码成I信号和Q信号的编码器；对I信号和Q信号进行滤波的数字滤波器；把经过数字滤波器滤波后的I信号和Q信号调制成中频信号的调制器；把从调制器接收到的中频信号上变频为射频信号的混频器；对经过上变频的射频信号进行滤波以去除噪声信号的带通滤波器(BPF)；对滤波后的射频信号进行放大的放大器；以及控制数字滤波器的滚降系数的滤波器控制装置。